大功率電子槍電子束形成系統的設計研究.pdf

1、隨著制造業(yè)及航天工業(yè)的發(fā)展，對難熔金屬的加工需求已經提上了日程。這些金屬的熔點高，但同時又有很大氧化性，即使在比自身的熔化溫度低的溫度下也會氧化，從而限制了它們的應用。電子束熔煉技術可以解決難熔金屬熔煉的熔點和純度問題。而大功率電子槍作為電子束熔煉爐的核心部件，對其電子束形成過程的模擬研究和設計將為電子束熔煉爐的設計提供重要參考。
　　本課題以250KW電子柬爐用大功率電子槍為研究目標，研究其有關電子束形成的系統。通過使用CST軟

2、件對電子的發(fā)射、加速和一次聚焦進行模擬，得到符合要求的電子槍結構模型。并通過研究電子束形成系統的參數變化對電子束性能的影響，進一步優(yōu)化電子槍的結構模型，并總結規(guī)律，指導實際生產。
　　根據電子束爐、電子槍的基本組成和工作原理，結合電子光學的基本原理和電子槍設計的經驗公式對電子槍電子束形成系統的結構尺寸和電壓電流等參數進行了初步設計，并通過CST軟件的模擬來檢驗模型。分別修改電子加速部分和一次聚焦部分的結構參數，模擬研究電子束的變化

3、情況，得出各參數變化對電子束軌跡產生的影響。分析各參數變化對電子束軌跡變化的作用原理，從而得出，增大塊狀陰極與陽極之間距離、減小塊狀陰極外緣、減小聚束極模孔直徑、減小聚束極錐孔角度都會使得加速電場在徑向上強度增大，使得電子的匯聚作用增大，電子束的穩(wěn)定性遭到破壞;后移一次聚焦線圈位置、增大聚焦線圈的內徑、增大聚焦線圈厚度均可以改善聚焦磁場徑向的均勻性，使得電子束的穩(wěn)定性提高;減少聚焦線圈前端的匝數則會降低一次聚焦開始時電子束過度聚焦的程度