發(fā)布時間：2022年11月22日 10:00:40
電子束冷床熔煉熱陰極電子束電子槍系統(tǒng)原理：
熱陰極電子束電子槍系統(tǒng)是電子束冷床爐的關(guān)鍵部件，本實驗爐使用的是皮爾斯型多室本遠(yuǎn)聚焦槍。為了使陰極加熱，一般采用直接加熱和間接加熱兩種方式。直接加執(zhí)是將陰極螺旋狀，直接通入電流升溫，這種加熱方式通常用于小功率電子束冷床爐。間接加熱則將陰極做成塊狀，而陰極塊上方設(shè)有燈絲(用鎢絲或鉭絲做成)燈絲與陰極塊之間加直流電，燈絲為負(fù)，陰極塊為正，燈絲本身直接通入交流電升溫達(dá)2600℃-2800℃左右，在上述直流電場的作用下，燈絲向陰極塊發(fā)射出熱電子，轟擊陰極塊，使陰極塊升溫直到發(fā)射電子束。間接加熱的優(yōu)點(diǎn)在于陰極可做成塊狀，有利于提高陰極壽命。同時不需要在陰極通入較大的加熱電流，從而避免了其產(chǎn)生附加電場干擾電子的正常發(fā)射。
另外為保證電子槍室的真空度，防止電子與殘余氣體分子碰撞而發(fā)生輝光放電，電子槍的槍室另外設(shè)有一套真空系統(tǒng)，通過排氣口進(jìn)行抽空，以保證槍室真空度在5x10-3-1x10hpa之間，電子槍才能始終正常工作。用這種電子槍槍室單獨(dú)配備一套真空系統(tǒng)，故又被稱為多室式。多室式遠(yuǎn)聚焦電子槍的特點(diǎn)是:槍的壽命長，可達(dá) 100-150 小時，槍的裝備方便，控制靈敏，可通過聚焦和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)很容易任意改變電子束截面大小及電子束的位置。由于槍室獨(dú)有一套真空系統(tǒng)，故不受爐室真空度影響。
加熱過程中，電子束是由被加熱的塊狀陰極所發(fā)射，然后電子束通過陽極加速和聚焦，匯集成電子束形成熱源，最后通過偏轉(zhuǎn)線圈按照一定的方向轟擊海綿鈦等原料，將自身的動能瞬間轉(zhuǎn)化為熱能，溫度急劇升高從而可以使海綿鈦等原料熔化進(jìn)行熔煉。
電子槍聚焦系統(tǒng)包括兩個線圈，位于電子槍的導(dǎo)管上方，上邊的線圈叫做一次聚焦，下邊的線圈叫做二次聚焦。一次聚焦的作用是控制電子能順利地通過導(dǎo)管，二次聚焦的作用是控制電子束打在物料上的斷面大小。
電子槍的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)對熔煉有極大的影響，電子束冷床爐內(nèi)熔池的溫度分布很大程度取決于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。如果電子束均勻打在熔池上，熔池邊緣必然散掉的熱量多而導(dǎo)致熔池溫度不均勻，造成熔池中間溫度高，邊緣溫度低為避免這種情況，采用中的節(jié)系制電子能量的分布，盡可能使熔池邊緣適當(dāng)增加一定的 能量輸入，這樣熔池中的溫度分布就比較均勻。
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