Установка для электроннолучевого нагрева Советский патент 1979 года по МПК H01J37/30 

, 1

Изобретение относится к электроннолучевым приборам для местной обработки объектов и может быть использовано для нагрева, плавления и испарения материалов.

Известны электроннолучевые установки для нагрева объектов, в которых электронный луч формируется и отклоняется с помощью электростатических и магнитных систем 1. Недостаток известных установок состоит в сложности формируюш,их систем.

Ближайшим техническим решением к предложенному является установка для электроннолучевого нагрева, содержаш.ая охлаждаемый тигель и электронную пушку, состоящую из катода, формирующе; го электрода, анода, лучевода и двух магнитных систем для отклонения электронного луча в двух взаимно перпендикулярных направлениях X и Y. Каждая магнитная система образована магнитопроводом с полюсными наконечниками и катушками возбуждения. Лучевод и магнитные системы заключены в цилиндрический корпус, в торце которого на выходе лучевода установлена крышка, через которую выведены полюсные наконечники Х-отклоняющей системы 2.

Недостатки известной установки связаны с тем, что под действием тепла, исходящего от нагреваемого материала, крышка электронной пушки прогревается до высокой температуры и, кроме того, она запыляется частицами обрабатываемого материала. Высокая температура крышки приводит к снижению надежности работы пушки, а загрязнение крышки - к последующему отслоению напыленного материала и попаданию его в тигель. Этот недостаток особенно существенен, поскольку установка должна обеспечивать чистоту последовательно испаряемых материалов.

Цель изобретения - повышение надежности установки.

Эта цель достигается тем, что крышка корпуса от начала полюсных наконечников Х-отклоняющей системы наклонена под углом 30-80° к оси лучевода при оптимальном диапазоне углов наклона 45-70°. Полюсные наконечники Х-отклоняющей системы установлены в плоскости, расположенной по одну сторону от оси лучевода вместе с испарительным тиглем.

Внутренние поверхности полюсных накоечников Х-отклоняющей системы располоены по касательной к цилиндрической поверхности корпуса под углом 20-90° (оптимальный диапазон углов наклона 45-70°) руг к другу.J

Магнитопровод Y-отклоняющей системы выполнен в виде замкнутой рамы, охватывающей лучевод, на сторонах которой, расположенных по обе стороны плоскости симметрии полюсных наконечников Х-отклоняющей системы, установлены катущки возбуж- ения, а на поперечных указанной плоскости сторонах - полюсные наконечники.

Тигель закреплен между полюсными наконечниками Х-отклоняющей системы и снабжен боковыми накладками, образующими 5 продолжение полюсных наконечников Х-отклоняющей системы:

На фиг. 1 показана предложенная установка (электронная пушка дана в разрезе); на фиг. 2 - разрез А-А; на фиг. 3 - относительное расположение пущки и тигля; на фиг. 4 - тигель с накладками.

Электронная пущка (фиг. 1) содержит катод 1 и формирующий (цилиндр Венельта) электрод 2, установленные на изоляторе 3, снабженном радиатором 4. Изолятор окру- js жен экранирующим колпаком 5. Анод 6 выполнен с каналом, переходящим в цилиндрический лучевод 7. Внутри цилиндрического корпуса 8 установлены охватывающие лучевод магнитные системы 9, 10, отклоняющие луч в направлениях X и Y соответствен- но.

Лучевод 7 и корпус 8 вакуумноплотно соединены крыщкой 11.

Отклоняющая система 9 состоит из магнитопровода 12 и установленной на нем ка- 35 тущки возбуждения 13. Магнитопровод 12 соединен с полюсными наконечниками 14 (кг фиг. 1 виден только один наконечник).

Крышка 11 наклонена к оси лучевода. Магнитопровод 12, катушки 13 и полюсные наконечники 14 расположены по одну сто- ° рону плоскости симметрии Б-Б, проходящей через ось лучевода 7. Внутренние поверхности наконечников 14 установлены под углом друг к другу. Y-отклоняющая система 10 содержит раму, на которой закреплены 45 катушки 15, 16 и полюсные наконечники 17 и 18.

На фиг. 3 показана входная часть пущки. Электронный луч отклоняется системой 9 по криволинейной траектории в направлении тигля 19, охлаждаемого водой. Тигель поворачивается вокруг вертикальной оси для совмещения с лучом.

На полюсных наконечниках 14 расположен изготовленный из меди охлаждаемый экран 20, имеющий коническое отверстие 21, ss экран предотвращает загрязнение пушки испаренным металлом и служащий в качестве ловушки для части отраженных электронов.

Вместо экрана в полюсные наконечники 14 может быть помещен тигель (фиг. 4). При этом полюсные наконечники 14 укорачивают, а тигель снабжают накладками 22.

Положительный эффект достигается при выполнении угла наклона крышки в диапазоне 30-80°, а угла между полюсными накОнечниками 14 20-90°, однако оптимальньши величинами являются 45-70° для обоих угловых величин. Выход за эти пределы снижает эффективность использования объекта или приводит к паразитным воздействиям на электронный луч.

Формула изобретения

I. Установка для электроннолучевого нагрева, содержащая охлаждаемый тигель и электронную пушку, состоящую из катода, формирующего электрода, анода, лучевода и двух магнитных систем для отклонения электронного луча в двух взаимноперпендикулярных направлениях X и У, каждая из которых образована магнитопроводом с полюсными наконечниками и катушками возбуждения, причем лучевод и магнитные системы заключены в цилиндрический корпус, в торце которого на выходе лучевода установлена крышка, через которую цыведены полюсные наконечники Х-отклоняющей системы, отличающаяся t&JA, что, с целью повышений надежности работы установки, крышка корпуса от начала полюсных наконечников Х-отклоняющей системы наклонена под угЛом 30-80° к оси лучевода.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что угол наклона крышки корпуса к оси лучевода составляет 45-70°.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полюсные наконечники Х-отклоняющей системы установлены в плоскости, расположенной по одну сторону от оси лучевода вместе с испарительным тиглем.

4.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что внутренние поверхности полюсных наконечников Х-отклоняющей системы расположены по касательной к цилиндрической поверхности корпуса под углом 20-90° друг к другу.

5.Установка по пп. 1 и ,отличающаяся тем, что угол между внутренними поверхностями Х-отклоняющей системы составляет 45-70°.

6.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что Магнитопровод У-отклоняющей системы выполнен в виде замкнутой рамы, охватывающей лучевод, на сторонах которой, расположенных по обе стороны плоскости симметрии полюсных наконечников Х-отклоняющей системы, установлены катущки возбуждения, а на поперечных указанной плоскости сторонах - полюсные наконечники.