ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ПУШКА Советский патент 1996 года по МПК B23K15/00 

Изобретение относится к электронно-лучевой обработке, в частности, к оборудованию для ее выполнения.

Известна электронно-лучевая пушка, содержащая катод, прикатодный электрод, анод, лучевод, соединяющий внутренний объем пушки, откачиваемый отдельными насосами до остаточного давления 10^-4 10^-5 тор, с рабочей камерой, откачиваемой до остаточного давления 10^-2 тор [1]
Недостатком данной пушки является невысокая электрическая прочность. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является электронно-лучевая пушка, содержащая катод, прикатодный электрод, анод, разделительную диафрагму с центральным отверстием, отделяющую внутренний объем пушки от рабочей камеры, и систему откачки.

Недостатком данной электронно-лучевой пушки является низкая электрическая прочность из-за большого количества газов, подающих в ее внутренний объем.

Целью изобретения является увеличение электрической прочности путем уменьшения количества газов, попадающих во внутренний объем пушки.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что электронно-лучевая пушка, содержащая катод, прикатодный электрод, анод, разделительную диафрагму с центральным отверстием, отделяющую внутренний объем пушки от рабочей камеры, и систему откачки, снабжена двумя дополнительными диафрагмами с центральными отверстиями и источником питания их постоянным током, причем диафрагма установлена с противоположных сторон от разделительной диафрагмы, дополнительная диафрагма, расположенная со стороны рабочей камеры соединена с отрицательным полюсом источника питания, а другая дополнительная диафрагма с положительным.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где показано схематическое изображение пушки.

В корпусе 1 электронно-лучевой пушки, установлен высоковольтный ввод 2, на котором расположен катод 3, находящийся под высоким отрицательным потенциалом, анод 4, находящийся под нулевым потенциалом "земли" и расположенный на расстоянии нескольких миллиметров от катода 3. Соосно катоду и аноду расположены разделительная 5 и дополнительные 6 и 7 диафрагмы. Дополнительные диафрагмы изолированы от корпуса пушки и электрически соединены с источником их постоянным током 8 питания, причем дополнительная диафрагма 6 расположенная со стороны рабочей камеры 9 подсоединена к отрицательному потенциалу этого источника питания, а другая дополнительная диафрагма 7 к положительному. Разделительная диафрагма 5 электрически соединена с корпусом 1 пушки и через балластное сопротивление 10 с положительным потенциалом источника 8 питания. Между диафрагмами и рабочей камерой установлена фиксирующая электромагнитная линза 11.

Для уменьшения напряжение зажигания дугового разряда дополнительная диафрагма 6, находящаяся под отрицательным потенциалом, выполнена из материала с малой работой выхода электронов, например, из магния или торированного вольфрама.

Электронно-лучевая пушка работает следующим образом. Электронный луч 12, формируемый катодом 3 и анодом 4, через центральное отверстие разделительной диафрагме 5 и фокусирующую электромагнитную линзу 11 проходит в рабочую камеру 9. Разделительная диафрагма 5 размещена в области кроссовера электронного луча. Между дополнительными диафрагмами 6 и 7 создается напряжение, достаточное для зажигания дугового, разделенного диафрагмой разряда. Процент ионизации в области сужения разряда может приближаться к 100% т.е. почти все атомы газа, поступающие в отверстия диафрагм из рабочей камеры, оказываются ионизированными. При разделении разряда между разделительной и находящейся под отрицательным потенциалом дополнительной диафрагмой образуется двойной электростатический слой, который ускоряет большую часть концов, в сторону рабочей камеры и, тем самым, уменьшает поток проходящего во внутренний объем пушки 13 газа. Остальная часть ионов уходит из плазмы разряда в сторону дополнительной диафрагмы, находящейся под положительным потенциалом.

Таким образом, существенно уменьшается количество газового потока, подающего во внутренний объем пушки. В результате повышается ее электрическая прочность, т.е. уменьшается вероятность электрических пробоев.

Изобретение позволяет повысить долговечность электронно-лучевой пушки и применить менее производительные вакуумные насосы.

Электронно-лучевая пушка, содержащая катод, анод, разделительную диафрагму с центральным отверстием, отделяющую внутренний объем пушки от рабочей камеры, и систему откачки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения электрической прочности путем уменьшения количества газов, попадающих во внутренний объем пушки, она снабжена двумя дополнительными диафрагмами с центральными отверстиями и источником питания постоянного тока, причем диафрагма установлена с противоположных сторон от разделительной диафрагмы, дополнительная диафрагма, расположенная со стороны рабочей камеры, соединена с отрицательным полюсом источника питания, а другая дополнительная диафрагма - с положительным.

Электронно-лучевая пушка, содержащая катод, анод, разделительную диафрагму с центральным отверстием, отделяющую внутренний объем пушки от рабочей камеры, и систему откачки, отличающаяся тем, что, с целью увеличения электрической прочности путем уменьшения количества газов, попадающих во внутренний объем пушки, она снабжена двумя дополнительными диафрагмами с центральными отверстиями и источником питания постоянного тока, причем диафрагма установлена с противоположных сторон от разделительной диафрагмы, дополнительная диафрагма, расположенная со стороны рабочей камеры, соединена с отрицательным полюсом источника питания, а другая дополнительная диафрагма с положительным.