SU736209A1

SU736209A1 - Электронно-лучева пушка

Info

Publication number: SU736209A1
Application number: SU782648460A
Authority: SU
Inventors: Леонид Николаевич Щавелев; Владимир Алексеевич Виноградов; Василий Иванович Кириленко; Анатолий Николаевич Юдин
Original assignee: Предприятие П/Я Р-6476
Priority date: 1978-07-21
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1980-05-25

Description

Изобретение относится к установкам для получения потока зараженных частиц.

Известна электроннолучевая пушка с электромагнитной фокусирующей системой и лучепроводом, на котором установлен электронный излучатель, содержащий катод, фокусирующий электрод и анод с отверстием для прохождения электронов, в котором установлена втулка [1].

Целью изобретения является повышение долговечности, увеличения эмиссионной способности и стабильности работы катода за счет увеличения электростатической фокусировки.

Это достигается благодаря тому, что втулка выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, диаметр ее составляет 0,8-0,9 диаметра отверстия в аноде, а толщина 1,0-2,0 от этого диаметра. Втулка выполнена, например, из гексаборида лантана.

На фиг. 1 изображена предлагаемая пушка, 20 разрез; на фиг. 2 - анод.

Электроннолучевая пушка содержит корпус 1 с электрическим вакуумным вводом. 2, катодный узел 3 с держателем 4, фокусирую2 щий электрод 5, анод 6 с втулкой 7 из материала с низким потенциалом ионизации, изоляторы 8 и 9, лучепровод 10 и электромагнитную фокусирующую систему 1,1. С целью предотвращения разрушения втулки Ί из гексаборида лантана от термических напряжений она установлена в отверстии анода с зазором (см. фиг. 2). Кроме того, для обеспечения соосности отверстия втулки с осью луча посадочная поверхность втулки 7 и поверхность посадочного места анода 6 выполнены конусными.

Устройство работает следующим образом.

Через электрический вакуумньш ввод 2 подают ток накала на катодный узел 3 и ускоряющее напряжение между держателем 4 и анодом 6. Уменьшая запирающее напряжение на электроде 5, получают поток электронов, движущийся от катодного узла 3 к аноду 6. Электроны проходят через отверстие во втулке 7, а часть их попадает на поверхность втулки. Благодаря тому что втулка 7 выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, под действием электронной бомбардировки начинается выделение положительно заря женных ионов как в сторону катода 3, так _ри в сторону изделия. При этом благодаря разности зарядов ионов и электронов поток электронов сжимается, электростатическая фокусировка луча улучшается. Ионы, выделяемые ₅втулкой 7 в сторону катода 3, бомбардируют его поверхность и, оседая на ней, создают слой из материала с низким потенциалом ионизации, что приводит к повышению эмиссионной способности катода - происходит его активация. 10

Облако ионов, излучаемых втулкой 7 в сторону изделия, является преградой на пути одноименно заряженных ионов металла, мигрирующих в сторону катода 3 — осуществляется активная, постоянно действующая в процессе ¹⁵работы пушки защита катода 3, снижающая его отравление ионами свариваемого материала. Причем -необходимые мощности потоков ионов обеспечиваются благодаря экспериментальному выбору геометрических размеров 20 втулки 7 из соотношения d = (0,8-0,9) d и cP-(1,0—2,0)d,

1<иМ где d — диаметр отверстия во втулке;

d — номинальный диаметр отверстия: в ном аноде;

сГ — толщина втулки.

Выполнение геометрических размеров втулки по данным соотношениям позволяет использовать 2—5% энергии пучка электронов дня бом- ₃₀бардировки поверхности втулки 7, для ее активации и получения облака ионов, играющих большую положительную роль как для фокусировки луча, так и для защиты катода от отравления.

В случае выполнения диаметра во втулке 7 меньше 0,8 потери энергии луча будут значительными, что экономически не оправдано, а при увеличении отверстия более 0,9 d_R0Mэффект установки в анод 6 втулки 7 незначителен.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет повысить качество сварки за счет улучшения электростатической фокусировки, повышения эмиссионной способности и стабильности работы катода,- Время работы такого устройства до смены катода возрастает в среднем на 25% по сравнению с серийными пушками.

Claims

Изобретение относитс к установкам дл получени потока зараженных частиц. Известна электроннолучева пушка с электро магнитной фокусирующей системой и лучепроводом , на котором установлен электронный излучатель, содержащий катод, фокусирующий электрод и анод с отверстием дл прохождени электронов, в котором установлена втулка 1. Целью изобретени вл етс повышение долговечности , увеличени эмиссионной способности и стабильности работы катода за счет увеличени электростатической фокусировки. Это достигаетс благодар тому, что втулка выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, диаметр ее составл ет 0,8-0,9 диаметра отверсти в аноде, а толщина 1,0-2,0 от этого диаметра. Втулка выполнена, наприме из гексаборида лантана. На фиг. 1 изображена предлагаема пунпса, разрез; на фиг. 2 - анод. Электроннолучева пушка содержит коргтус 1 с электрическим вакуумным вводом. 2, катодный узел 3 с держателем 4, фокусирующий электрод 5, анод 6 с втулкой 7 из материала с низким потенциалом ионизации, изол торы 8 и 9, лучепровод 10 и электромагнитную фокусир тоихую систему Ц. С целью предотвращени разр тпени втулки 7 из гексаборида лантана от термических напр жений она установлена в отверстии анода с зазором (см. фиг. 2). Кроме того, дл обеспечени соосности отверсти втулки с осью луча посадочна поверхность втулки 7 I поверхность посадочного места анода 6 выполнены конусными. Устройство работает следующим образом. Через электрический вакуумньш ввод 2 подают ток накала на катодный узел 3 и ускор ющее напр жение между держателем 4 и анодом 6. Уменьша запирающее напр жеш1е на электроде 5, получают поток электронов, дви К}щийс от катодного узла 3 к аноду 6. Электроны проход т через отверстие во втулке 7, а часть их попадает на поверхность втулки . Благодар ющ что втулка 7 выполнена из материала с низким потенциалом ионизации , под действием электронной бомбарщфовки начинаетс выделение положительно зар женных ионов как в сторону катоца 3, так и в сторону издели . При этом благодар разности зар дов ионов и электронов поток электронов сжимаетс , электростатическа фок сировка л.ча улучшаетс . Ионы, вьщел емые втулкой 7 в сторону катода 3, бомбардируют его поверхность и, оседа на ней, создают слой из материала с низким потенциалом ионизации что приводит к повь:шению эмиссионной способности катода - происходит его акти:ваи.и . Облако ионов, излучаемых втулкой 7 в сторону издели , вл етс преградой на пути одноименно зар женных ионов металла, мигри pysouiHX в сторону катода 3 - осуществл етс активна , посто нно действующа в процессе работы пушки защита катода 3, снижающа его отраБление ионами свариваемого материала . Причем 4 еобходимые мощности потоков ионов обеспеч1-таютс благодар экспериментальному выбору геометрических размеров втулки 7 из соотношени d (0,8-0,9) dj, и сГг(1,0-2,0)а, где d - диаметр отверсти во втулке; d - номинальный диаметр отверсти ; в ном О - толщина втулки. Выполнение геометрических размеров втулк по данным соотношени м позвол ет использовать 2-5% энергии пучка электронов дп бом бардировки поверхности втулки 7, дл ее активации и получени облака ионов, играющих большую положительную роль как дл фокусировки луча, так и дл запщты катода от отравлепщ. В случае выполнен1ш диаметра во втулке 7 меньше 0,8 dпотери энергш луча будут значительными, что экономически не оправдано а 1ФИ увеличении отверсти более 0,9 эффект установки в анод 6 втулки 7 незначителен . Таким образом, использование предлагаемого устройства позвол ет повысить качество сварки за счет улучшени электростатической фокусировки , повышени Эмиссионной способности и стабильности работы катода.- Врем работы такого устройства до смены катода возрастает в cpepjicM на 25% по сравнению с серийными Етущками. Формула изобретени 1.Электроннолучева пуижа с электромагнитной фокусирующей системой и лучепроводом , на котором установлен электронный излучатель , содержащий катод, фокусирующий электрод и анод с отверстием дл прохождени электронов, в котором установлена втулка, о т л. и ч а ю щ а с тем, что, с целью повышени долговечности, увеличени эмиссионной способности и стабильности работы катода за счет увеличени электростатической фокусировки , втулка выполнена из материала с низким потенциалом ионизации, диаметр ее составл ет 0,8-0,9 диаметра отверсти в аноде, а толщина 1,0-2,0 от зтого диаметра.
2.Электроннолучева пушка по п. 1, отличающа с тем, что втулка выполнена , например, из гексаборида лантана. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Николаев Г. А.,. Ольшанский Н. А. Спеицальные методы сварки. М., Машиностроение, 1975. с. 117.