RU2163042C2 - Plasma-emitter electron gun - Google Patents

Plasma-emitter electron gun Download PDF

Info

Publication number
RU2163042C2
RU2163042C2 RU98121618A RU98121618A RU2163042C2 RU 2163042 C2 RU2163042 C2 RU 2163042C2 RU 98121618 A RU98121618 A RU 98121618A RU 98121618 A RU98121618 A RU 98121618A RU 2163042 C2 RU2163042 C2 RU 2163042C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cathode
cavity
emitter
electron
hollow
Prior art date
Application number
RU98121618A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU98121618A (en
Inventor
Н.В. Онучин
В.И. Васильков
М.М. Нехода
И.И. Жданов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов" filed Critical Открытое акционерное общество "Новосибирский завод химконцентратов"
Priority to RU98121618A priority Critical patent/RU2163042C2/en
Publication of RU98121618A publication Critical patent/RU98121618A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2163042C2 publication Critical patent/RU2163042C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Abstract

FIELD: electron-beam devices; electron-beam technology for vacuum welding, acceleration engineering, experimental physics. SUBSTANCE: electron gun has hollow cathode, beam extraction system, focusing system, cylindrical cathode, and emitter cathode with emission channel. Ratio of depth of emission-channel cylindrical cavity facing beam extraction system to its diameter is 0.1-0.25; mentioned cavity is formed by hole in changeable washer mounted in emission channel cylindrical cavity facing hollow cathode built up of two parts; that incorporating cathode cavity is changeable part; end surfaces of hollow-cathode changeable part and emitter cathode facing discharge chamber interior as well as changeable washer are made of tantalum. EFFECT: improved working stability and effectiveness of electron beam extraction, facilitated maintenance of electron gun. 6 dwg

Description

Изобретение относится к электроннолучевым устройствам и может быть использовано в электроннолучевой технологии, например, для сварки изделий в вакууме, в ускорительной технике, экспериментальной физике. The invention relates to electron beam devices and can be used in electron beam technology, for example, for welding products in vacuum, in accelerator technology, experimental physics.

В технологии электроннолучевой сварки все большее применение находят плазменные источники электронов (ПИЭЛ) с высокой яркостью пучка, которые, как правило, состоят из газоразрядной камеры, электродами которой ограничивается область формирования эмиттирующей плазмы, системы ускорения электронов и первичного формирования пучка, а также эмиссионного канала, соединяющего эти области и определяющего степень их взаимного влияния. In electron beam welding technology, plasma electron sources (PIEs) with high beam brightness, which, as a rule, consist of a gas discharge chamber, the electrodes of which limit the region of the emitting plasma, the electron acceleration system and the primary beam formation, as well as the emission channel, are increasingly used. connecting these areas and determining the degree of their mutual influence.

Известно, что реальный ресурс эмиссионных систем ПИЭЛ ограничивается эрозией эмиттера в разряде, приводящей к изменению его геометрических размеров и запылению катодным материалом. Существенную роль может играть также разрушение узкого эмиссионного канала быстрыми ионами из ускоряющего промежутка и частицами из разряда (С.И. Белюк и др. Ресурс эмиссионной системы сварочной электронной пушки с плазменным катодом.- Автоматическая сварка, 1980, N 6, с. 74-75). It is known that the real life of PIEL emission systems is limited by emitter erosion in the discharge, leading to a change in its geometric dimensions and dusting by cathode material. The destruction of a narrow emission channel by fast ions from the accelerating gap and particles from the discharge can also play an important role (S.I. Belyuk et al. Resource of the emission system of a welding electron gun with a plasma cathode.- Automatic welding, 1980, No. 6, p. 74- 75).

Известен энергоблок для электроннолучевой сварочной установки, содержащий пушку с плазменным эмиттером, разрядная камера которой состоит из полого катода, анода и эмиттерного катода, электронный пучок формируется между полым катодом и ускоряющим электродом (С. И. Белюк и др. Энергоблок для электроннолучевой сварочной установки, содержащий пушку с плазменным эмиттером. - Автоматическая сварка, 1988, N 11, с. 72-74). A known unit for an electron beam welding installation containing a gun with a plasma emitter, the discharge chamber of which consists of a hollow cathode, anode and emitter cathode, an electron beam is formed between the hollow cathode and an accelerating electrode (S. I. Belyuk and others. Unit for an electron beam welding installation, containing a gun with a plasma emitter. - Automatic welding, 1988, N 11, S. 72-74).

Одним из недостатков таких пушек является малый ресурс работы, который ограничивается изменением геометрических размеров эмиссионного канала разрядной камеры, происходящим в результате бомбардировки катода ионами из ускоряющего промежутка и разряда. One of the drawbacks of such guns is the short service life, which is limited by a change in the geometric dimensions of the emission channel of the discharge chamber, resulting from the bombardment of the cathode by ions from the accelerating gap and discharge.

Известна электронная пушка с плазменным эмиттером, содержащая полый катод, цилиндрический анод, эмиттерный катод с эмиссионным каналом в виде двух смежных цилиндрических полостей, систему извлечения, систему комбинированной фокусировки (М.А. Завьялов и др. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 63-64, рис. 3.14(а) - прототип). A known electron gun with a plasma emitter containing a hollow cathode, a cylindrical anode, an emitter cathode with an emission channel in the form of two adjacent cylindrical cavities, an extraction system, a combined focusing system (MA Zavyalov, etc. Plasma processes in technological electron guns. - M .: Energoatomizdat, 1989, pp. 63-64, Fig. 3.14 (a) - prototype).

Недостатком конструкции известной электронной пушки является нарушение стабильности рабочего процесса и снижение эффективности извлечения электронного пучка вследствие разрушения полости эмиссионного канала, обращенной в сторону ускоряющего промежутка, и торцевых поверхностей катодов, обращенных внутрь разрядной камеры, под действием ионной бомбардировки. Для восстановления эксплуатационных характеристик пушки вследствие изменения геометрических размеров полостей эмиссионного канала под действием ионной бомбардировки требуется замена эмиттерного катода. A disadvantage of the design of the known electron gun is a violation of the stability of the working process and a decrease in the efficiency of extraction of the electron beam due to the destruction of the cavity of the emission channel facing the accelerating gap and the end surfaces of the cathodes facing the inside of the discharge chamber under the influence of ion bombardment. To restore the operational characteristics of the gun due to changes in the geometric dimensions of the cavities of the emission channel under the action of ion bombardment, the emitter cathode needs to be replaced.

Изготовление эмиттерного катода, имеющего сложную конфигурацию, и получение эмиссионных каналов с требуемой глубиной меньшей полости достаточно трудоемкая операция. В случае отклонения глубины меньшей полости в большую сторону от оптимальной электронная пушка не обеспечивает номинальный ток пучка при том же токе разряда. Если глубина полости меньше оптимальной, то извлечение пучка электронов в диапазоне малых токов становится не устойчивым, что недопустимо для электроннолучевой сварки при выводе кратера. The manufacture of an emitter cathode having a complex configuration, and obtaining emission channels with the required depth of a smaller cavity is a rather laborious operation. In the case of deviation of the depth of the smaller cavity to the greater side from the optimum, the electron gun does not provide the nominal beam current at the same discharge current. If the cavity depth is less than optimal, then the extraction of the electron beam in the low current range becomes unstable, which is unacceptable for electron beam welding when the crater is withdrawn.

Целью изобретения является повышение устойчивости рабочего процесса, стабилизация эффективности извлечения электронного пучка и снижение трудоемкости профилактического обслуживания электронной пушки. The aim of the invention is to increase the stability of the workflow, stabilize the efficiency of extraction of the electron beam and reduce the complexity of preventive maintenance of the electron gun.

Указанная цель достигается тем, что в известной электронной пушке с плазменным эмиттером, содержащей полый катод, цилиндрический анод, эмиттерный катод с эмиссионным каналом в виде двух смежных цилиндрических полостей, систему извлечения и систему комбинированной фокусировки, отношение глубины цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной к системе извлечения пучка, к ее диаметру составляет 0,1-0,25, упомянутая полость образована отверстием в сменной шайбе, установленной в цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной в сторону полого катода, состоящего из двух частей, причем часть, содержащая катодную, полость является сменной, а торцевые поверхности сменной части полого катода и эмиттерного катода, обращенные внутрь разрядной камеры, и сменная шайба выполнены из материала, стойкого к ионной бомбардировке (например, тантал). This goal is achieved by the fact that in a known electron gun with a plasma emitter containing a hollow cathode, a cylindrical anode, an emitter cathode with an emission channel in the form of two adjacent cylindrical cavities, an extraction system and a combined focusing system, the ratio of the depth of the cylindrical cavity of the emission channel facing the system beam extraction, to its diameter is 0.1-0.25, said cavity is formed by a hole in a replaceable washer installed in a cylindrical cavity of the emission channel facing to the side a hollow cathode, which consists of two parts, the part containing the cathode, the cavity is replaceable, and the end surfaces of the replaceable part of the hollow cathode and emitter cathode, facing the inside of the discharge chamber, and the replaceable washer are made of material resistant to ion bombardment (for example, tantalum) .

Выполнение полого катода из двух частей - корпуса и сменной вставки - и использование сменной шайбы в эмиттерном катоде позволяют, не отключая пушку от установки, вскрыть ускоряющий промежуток и без больших трудозатрат произвести профилактическое обслуживание полого и эмиттерного катодов. The implementation of a hollow cathode in two parts — a housing and a replaceable insert — and the use of a replaceable washer in the emitter cathode make it possible to open the accelerating gap without disconnecting the gun from the installation and to carry out preventative maintenance of the hollow and emitter cathodes without large labor costs.

Выполнение сменной шайбы и торцевых поверхностей катодов из материала, стойкого к ионной бомбардировке, значительно снижает эрозию основного материала эмиттерного и полого катодов, практически исключает замыкание межэлектродных промежутков разрядной камеры продуктами эрозии и позволяет длительное время сохранять оптимальным соотношение геометрических размеров полостей эмиссионного канала. The implementation of a removable washer and the end surfaces of the cathodes from a material resistant to ion bombardment significantly reduces the erosion of the main material of the emitter and hollow cathodes, virtually eliminates the closure of the interelectrode gaps of the discharge chamber by erosion products, and allows the ratio of the geometric dimensions of the cavities of the emission channel to remain optimal for a long time.

Заявляемая электронная пушка с плазменным эмиттером отличается от прототипа тем, что отношение глубины цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной к системе извлечения пучка, к ее диаметру составляет 0,1-0,25, упомянутая полость образована отверстием в сменной шайбе, установленной в цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной в сторону полого катода, состоящего из двух частей, причем часть, содержащая катодную полость, является сменной, а торцевые поверхности сменной части полого катода и эмиттерного катода, обращенные внутрь разрядной камеры, и сменная шайба выполнены из материала, стойкого к ионной бомбардировке (например, тантал). The inventive electron gun with a plasma emitter differs from the prototype in that the ratio of the depth of the cylindrical cavity of the emission channel facing the beam extraction system to its diameter is 0.1-0.25, said cavity is formed by an opening in a replaceable washer installed in the cylindrical cavity of the channel emission facing the hollow cathode, consisting of two parts, the part containing the cathode cavity being replaceable, and the end surfaces of the replaceable part of the hollow cathode and emitter cathode facing inward the discharge chamber and the interchangeable washer are made of a material resistant to ion bombardment (for example, tantalum).

Таким образом, заявляемая электронная пушка соответствует критерию "новизна". Thus, the claimed electron gun meets the criterion of "novelty."

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями, показывает, что выполнение поверхности электродов и эмиссионного канала из материала, стойкого к ионной бомбардировке, позволяет получить новую совокупность признаков, обеспечивающих достижение нового эффекта: повышение устойчивости рабочего процесса электронной пушки, стабилизацию эффективности извлечения электронного пучка и снижение трудоемкости профилактического обслуживания за счет исключения магнитных продуктов эрозии в межэлектродных промежутках разрядной камеры и повышения срока службы полости эмиссионного канала, обращенной в сторону ускоряющего промежутка, то есть заявляемое решение обладает существенными отличиями. Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions, shows that the implementation of the surface of the electrodes and the emission channel from a material resistant to ion bombardment, allows you to get a new set of features that achieve a new effect: increasing the stability of the working process of the electron gun stabilization of the efficiency of the extraction of the electron beam and reducing the complexity of preventive maintenance by eliminating the magnetic products of erosion in the interelectrode gaps of the discharge chamber and increase the service life of the cavity of the emission channel facing the accelerating gap, that is, the claimed solution has significant differences.

Изобретение поясняется фиг. 1, на которой схематично изображено продольное сечение электронной пушки с плазменным эмиттером. The invention is illustrated in FIG. 1, which schematically shows a longitudinal section of an electron gun with a plasma emitter.

Разрядная камера образована полым катодом, состоящим из корпуса 1 и вставки 2 с катодной полостью 3, цилиндрическим анодом 4 и эмиттерным катодом 5. Канал эмиссии эмиттерного катода 5 образован двумя смежными цилиндрическими полостями 6, 7 и связывает разрядную камеру с ускоряющим промежутком, который заключен между катодом 5 и извлекающим электродом 8. Большая полость 6 обращена в сторону полого катода. Меньшая полость 7 образована отверстием в сменной шайбе 9 и обращена в сторону ускоряющего промежутка. Шайба 9 установлена в полости 6 и зафиксирована стопорным кольцом 10. Торцевые поверхности 11 катодов и шайба 9 выполнены из материала, стойкого к ионной бомбардировке. The discharge chamber is formed by a hollow cathode, consisting of a housing 1 and an insert 2 with a cathode cavity 3, a cylindrical anode 4 and an emitter cathode 5. The emission channel of the emitter cathode 5 is formed by two adjacent cylindrical cavities 6, 7 and connects the discharge chamber with an accelerating gap, which is located between the cathode 5 and the extraction electrode 8. The large cavity 6 is turned towards the hollow cathode. The smaller cavity 7 is formed by a hole in the interchangeable washer 9 and faces toward the accelerating gap. The washer 9 is installed in the cavity 6 and fixed by the locking ring 10. The end surfaces 11 of the cathodes and the washer 9 are made of material resistant to ion bombardment.

На фиг. 2 показан отдельно эмиссионный канал в эмиттерном катоде 5. In FIG. 2 shows separately the emission channel in the emitter cathode 5.

При подаче напряжения на электроды разрядной камеры в пространстве, ограниченном полым и эмиттерным катодами, зажигается отражательный разряд с полым холодным катодом. Плазма газового разряда заполняет разрядную камеру и канал эмиссии. При наличии ускоряющего напряжения между электродами 5 и 8 в канале формируется эмиссионная поверхность плазмы, с которой происходит отбор электронов в ускоряющий промежуток. Через этот же канал из ускоряющего промежутка в разрядную камеру попадают высокоэнергетические ионы, образованные в результате ионизации электронным пучком паров сварочной ванны и остаточной атмосферы рабочей камеры. Эти ионы вызывают эрозию торцевых поверхностей катодов и в первую очередь разрушают канал эмиссии. When voltage is applied to the electrodes of the discharge chamber in a space bounded by a hollow and emitter cathodes, a reflective discharge with a hollow cold cathode is ignited. Gas discharge plasma fills the discharge chamber and the emission channel. In the presence of an accelerating voltage between the electrodes 5 and 8, a plasma emission surface is formed in the channel, from which electrons are taken into the accelerating gap. Through the same channel from the accelerating gap into the discharge chamber, high-energy ions formed as a result of electron beam ionization of the vapor of the weld pool and the residual atmosphere of the working chamber. These ions cause erosion of the end surfaces of the cathodes and primarily destroy the emission channel.

Эффективность извлечения электронов определяется их концентрацией у эмитирующей поверхности плазмы и площадью этой поверхности, которая формируется в эмиссионном канале. Известно, что концентрация электронов в плазме на оси канала уменьшается в направлении ускоряющего промежутка (Габович М.Д. и др. Письма в ЖТФ, 1980, т. 6, вып. 24, с. 1509). Таким образом, стремление повысить эффективность токоотбора требует уменьшения глубины (h) полости 7. При уменьшении глубины меньшей полости 7 эмиссионного канала эмитирующая поверхность плазмы перемещается из полости 7 в полость 6. Площадь эмиссионной поверхности при этом увеличивается и эффективность извлечения электронного пучка возрастает. The efficiency of electron extraction is determined by their concentration at the emitting plasma surface and the area of this surface, which is formed in the emission channel. It is known that the concentration of electrons in plasma on the channel axis decreases in the direction of the accelerating gap (Gabovich MD and other Letters in ZhTF, 1980, v. 6, issue 24, p. 1509). Thus, the desire to increase the efficiency of current collection requires a decrease in the depth (h) of the cavity 7. When the depth of the smaller cavity 7 of the emission channel decreases, the emitting plasma surface moves from the cavity 7 to the cavity 6. The emission surface area increases and the efficiency of electron beam extraction increases.

Однако при отношении глубины, меньшей полости эмиссионного канала к ее диаметру, меньше 0,1, то есть h/d < 0,1, происходит слишком большое проникновение ускоряющего поля в полость 6, что вызывает нарушение устойчивости извлечения пучка электронов, особенно в диапазоне малых токов (при выводе кратера). However, when the ratio of the depth less than the cavity of the emission channel to its diameter is less than 0.1, i.e., h / d <0.1, the accelerating field penetrates too much into cavity 6, which causes a violation of the stability of the extraction of the electron beam, especially in the small currents (at the output of the crater).

При отношении h/d > 0,25 эффективность извлечения электронов с поверхности плазмы резко падает и становится практически неприемлемой для эксплуатации пушки. When the ratio h / d> 0.25, the efficiency of electron extraction from the plasma surface drops sharply and becomes practically unacceptable for the operation of the gun.

Толщина шайбы 9, изготовленной из прецизионного проката, определяет глубину полости 7 и выбрана из соотношения 0,1≅h/d ≅0,25, которое подобрано экспериментально из условия устойчивости рабочего процесса и стабилизации эффективности извлечения электронного пучка. Поскольку отверстие в шайбе 9 выполняет роль эмиссионного канала и подвергается интенсивной бомбардировке ионами с высокой энергией из ускоряющего промежутка, то шайбу выполняют из материала, стойкого к ионной бомбардировке, например молибдена, тантала. Это позволяет длительное время сохранять оптимальным соотношение размеров меньшей полости эмиссионного канала. The thickness of the washer 9, made of precision rolled products, determines the depth of the cavity 7 and is selected from a ratio of 0.1 ≅ h / d ≅ 0.25, which is selected experimentally from the conditions of stability of the working process and stabilization of the efficiency of extraction of the electron beam. Since the hole in the washer 9 acts as an emission channel and is subjected to intense bombardment by high-energy ions from the accelerating gap, the washer is made of a material resistant to ion bombardment, such as molybdenum and tantalum. This allows a long time to maintain the optimal ratio of the size of the smaller cavity of the emission channel.

Эмиттерный и полый катоды выполняют роль полюсных наконечников в магнитной системе разрядной камеры электронной пушки, поэтому для их изготовления требуются металлы с большой магнитной проницаемостью (например, сталь 40Х, сталь 45), которые, как известно, имеют низкую стойкость к ионной бомбардировке. The emitter and hollow cathodes act as pole tips in the magnetic system of the electron gun’s discharge chamber; therefore, their manufacture requires metals with high magnetic permeability (for example, 40X steel, steel 45), which are known to have low resistance to ion bombardment.

Ионная бомбардировка приводит к выбиванию частиц катодов в объем разрядной камеры и ухудшению технологических характеристик тлеющего разряда, нарушению устойчивости рабочего процесса. Кроме того, продукты эрозии катодов собираются под действием магнитного поля в межэлектродных промежутках разрядной камеры и вызывают замыкание между катодами и анодом. Ion bombardment leads to the knocking out of cathode particles in the volume of the discharge chamber and the deterioration of the technological characteristics of the glow discharge, the violation of the stability of the working process. In addition, the erosion products of the cathodes are collected under the influence of a magnetic field in the interelectrode spaces of the discharge chamber and cause a short circuit between the cathodes and the anode.

Вышедшие из строя катоды не подлежат реставрации, а восстановление работоспособности пушки требует проведения профилактического обслуживания в условиях специализированной мастерской. Failed cathodes cannot be restored, and restoration of the gun’s performance requires preventive maintenance in a specialized workshop.

Реальной возможностью повысить ресурс работы электронной пушки и сохранить устойчивость рабочего процесса является выполнение торцевых поверхностей катодов и меньшей полости эмиссионного канала из материалов, стойких к ионной бомбардировке. В ряду таких материалов молибден обладает самой высокой стойкостью к распылению. Однако в качестве материала был выбран тантал, так как применение молибдена вызвало повышение стартового тока разряда и как следствие модуляцию электронного пучка на малых токах, то есть неустойчивую работу пушки. A real opportunity to increase the life of the electron gun and maintain the stability of the working process is the implementation of the end surfaces of the cathodes and the smaller cavity of the emission channel from materials resistant to ion bombardment. Among these materials, molybdenum has the highest spray resistance. However, tantalum was chosen as the material, since the use of molybdenum caused an increase in the starting current of the discharge and, as a consequence, modulation of the electron beam at low currents, i.e., unstable operation of the gun.

Покрытия типа силицид вольфрама или тугоплавкий оксид не повышают ресурс работы полого катода (В.Ф. Гордеев и др. Термоэмиссионные дуговые катоды, M. , ЭАИ, 1988, с. 70-74). Эти вещества, при высокой температуростойкости в нейтральных и окислительных средах нестойки в восстановительных средах и при ионной бомбардировке. Они не обеспечивают также достаточной эмиссионной способности рабочих поверхностей катодов. Coatings such as tungsten silicide or refractory oxide do not increase the service life of the hollow cathode (V.F. Gordeev et al. Thermionic arc cathodes, M., EAI, 1988, pp. 70-74). These substances, with high temperature resistance in neutral and oxidizing environments, are unstable in reducing environments and during ion bombardment. They also do not provide sufficient emissivity of the working surfaces of the cathodes.

Следует отметить, что материал, используемый для защиты холодного катода в пушке с плазменным эмиттером, ни в коей мере не может быть использован для защиты горячего катода, так как интенсивно окисляется и проявляет геттерные свойства с температуры выше 600 K. It should be noted that the material used to protect the cold cathode in a gun with a plasma emitter cannot in any way be used to protect the hot cathode, since it is intensively oxidized and exhibits getter properties at temperatures above 600 K.

В качестве примера на фиг. 3, 4 показаны торцевая часть вставки полого катода без защитного покрытия и ее продольный разрез после выхода из строя электронной пушки (80 ч работы при Iп = 15 mA, Uуск. = 30 кВ). Несколько меньшей эрозии подвергается торцевая поверхность эмиттерного катода, на которую попадают ионы, отраженные от полого катода.As an example in FIG. Figures 3 and 4 show the end part of the hollow cathode insert without a protective coating and its longitudinal section after the failure of the electron gun (80 hours of operation at I p = 15 mA, U accele. = 30 kV). The end surface of the emitter cathode undergoes somewhat less erosion, onto which ions reflected from the hollow cathode fall.

На фиг. 5, 6 показаны торцевая часть вставки полого катода с защитным покрытием из тантала и ее продольный разрез после 280 ч работы пушки в режиме, приведенном выше. In FIG. 5, 6 show the end part of the hollow cathode insert with a tantalum protective coating and its longitudinal section after 280 hours of gun operation in the mode described above.

Как видно из фиг. 5 и 6, эрозия торцевой поверхности вставки полого катода значительно меньше, и износ ее не достиг критического уровня, при котором электронная пушка неработоспособна. As can be seen from FIG. 5 and 6, the erosion of the end surface of the hollow cathode insert is much less, and its wear has not reached a critical level at which the electron gun is inoperative.

Предлагаемое техническое решение позволяет повысить стабильность работы непрерывных поточных линий, использующих электронные пушки с плазменным эмиттером и снизить трудоемкость профилактического обслуживания электронных пушек. The proposed technical solution allows to increase the stability of continuous production lines using electron guns with a plasma emitter and reduce the complexity of preventive maintenance of electronic guns.

Положительным эффектом является и то, что шайбы, вырубленные из прецизионного листового проката, обеспечивают высокую точность воспроизведения требуемых размеров меньшей полости эмиссионного канала. A positive effect is the fact that washers cut from precision sheet metal provide high accuracy of reproducing the required dimensions of a smaller cavity of the emission channel.

Claims (1)

Электронная пушка с плазменным эмиттером, содержащая полый катод, цилиндрический анод и эмиттерный катод с каналом эмиссии, выполненным в виде двух смежных цилиндрических полостей, систему извлечения, систему комбинированной фокусировки, отличающаяся тем, что отношение глубины цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной к системе извлечения пучка, к ее диаметру составляет 0,1 - 0,25, упомянутая полость образована отверстием в сменной шайбе, установленной в цилиндрической полости канала эмиссии, обращенной в сторону полого катода, состоящего из двух частей, при этом часть, содержащая катодную полость, является сменной, а торцевые поверхности сменной части полого катода и эмиттерного катода, обращенные внутрь разрядный камеры, и сменная шайба выполнены из тантала. An electron gun with a plasma emitter containing a hollow cathode, a cylindrical anode and an emitter cathode with an emission channel made in the form of two adjacent cylindrical cavities, an extraction system, a combined focusing system, characterized in that the ratio of the depth of the cylindrical cavity of the emission channel facing the beam extraction system , its diameter is 0.1 - 0.25, said cavity is formed by an opening in a replaceable washer installed in a cylindrical cavity of the emission channel facing the hollow cathode, with consisting of two parts, the part containing the cathode cavity being replaceable, and the end surfaces of the replaceable part of the hollow cathode and emitter cathode facing the discharge chamber, and the replaceable washer made of tantalum.
RU98121618A 1998-12-01 1998-12-01 Plasma-emitter electron gun RU2163042C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121618A RU2163042C2 (en) 1998-12-01 1998-12-01 Plasma-emitter electron gun

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98121618A RU2163042C2 (en) 1998-12-01 1998-12-01 Plasma-emitter electron gun

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98121618A RU98121618A (en) 2000-10-10
RU2163042C2 true RU2163042C2 (en) 2001-02-10

Family

ID=20212848

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98121618A RU2163042C2 (en) 1998-12-01 1998-12-01 Plasma-emitter electron gun

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2163042C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105762053A (en) * 2016-04-20 2016-07-13 沈阳伊贝姆科技有限公司 Plasma source of electrons and ions

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. ЗАВЬЯЛОВ М.А. и др. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. - М.: Энергоатомиздат, 1989, с. 63 - 64, рис.3.14(а). 2. БЕЛЮК С.И. и др. Энергоблок для электроннолучевой сварочной установки, содержащий пушку с плазменным эмиттером. Автоматическая сварка. - М., 1988, N 11, с. 72 - 74. 3. БЕЛЮК С.И. и др. Ресурс эмиссионной системы сварочной электронной пушки с плазменным катодом. Автоматическая сварка. - М., 1980, N 6, с. 74 - 75. 4. *
6. ГАБОВИЧ М.Д. и др. Письма в ЖТФ. 1980, т. 6, вып. 24, с. 1509. 7. ГОРДЕЕВ В.Ф. и др. Термоэмиссионные дуговые катоды. ЗАИ. - М., 1988, с. 70 - 74. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105762053A (en) * 2016-04-20 2016-07-13 沈阳伊贝姆科技有限公司 Plasma source of electrons and ions
CN105762053B (en) * 2016-04-20 2018-08-14 沈阳伊贝姆科技有限公司 Plasma source of electrons and ions

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Oks et al. Development of plasma cathode electron guns
Schoenbach et al. Microhollow cathode discharges
EP0372072B1 (en) Plasma switch with chrome, perturbated cold cathode
EP0428527A1 (en) Remote ion source plasma electron gun.
JP5379684B2 (en) Method and apparatus for maintaining hot cathode emission performance in harsh environments
JP3516262B2 (en) Ion source
US3486064A (en) Hollow cathode,nonthermionic electron beam source with replaceable liner
RU2163042C2 (en) Plasma-emitter electron gun
RU2313848C1 (en) Heavy-current electron gun
USRE35024E (en) Electron beam gun with grounded shield to prevent arc down
US3745483A (en) Inert gas laser with continuous gas flow
US4095083A (en) Electron-beam apparatus for thermal treatment by electron bombardment
US3784858A (en) Ion sources
US6476340B1 (en) Electron beam gun with grounded shield to prevent arc-down and gas bleed to protect the filament
US4839554A (en) Apparatus for forming an electron beam sheet
CA3036261C (en) Axial electron gun
US4354113A (en) Ion sources
Akan Operation parameters of the thermionic vacuum arc discharge
Gavrilov et al. Extension of the gas-pressure operating range and increase in the lifetime of the plasma cathode grid of an ion source
RU2237942C1 (en) Heavy-current electron gun
RU210126U1 (en) CONTROLLED VACUUM SPARGER WITH FILM ELECTRODES
CA1221468A (en) Plasma cathode electron beam generating system
Burdovitsin et al. Plasma Electron Sources
GB1094738A (en) Charged particle sources
RU2241278C1 (en) Pulsed electron-beam gas-discharge source (alternatives)

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081202