強(qiáng)流靜電會(huì)聚LaB6陰極電子槍研究.pdf

1、強(qiáng)流電子槍在超高頻器件、電子束焊接、材料表面改性和電子束機(jī)械加工等方面有廣泛的用途。如在電子束表面改性方面，通過(guò)對(duì)比未輻射和輻射試樣的斷面EPMA（電子探針）和SEM（掃描電子顯微鏡）圖像，可以看出顯微組織明顯改善，相應(yīng)地引起機(jī)械性能的提高，同時(shí)操作簡(jiǎn)單，而且不會(huì)破壞零件的結(jié)構(gòu)。因此，研究性能可靠的電子槍具有十分重要的意義。
　　要獲得性能可靠的電子槍，陰極材料的選擇非常關(guān)鍵，因?yàn)檫@關(guān)系到器件的壽命和穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)表明：六硼化鑭（L

2、aB6）具有高導(dǎo)電率和良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、低功函數(shù)以及活性陰極表面，因此從理論上成為了陰極材料的理想選擇。
　　傳統(tǒng)的強(qiáng)流電子槍幾乎都采用了電、磁混合聚焦的方式，磁聚焦盡管技術(shù)十分成熟，但因?yàn)樯婕暗礁?、低壓的絕緣問(wèn)題，結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，很難用在對(duì)重量要求很苛刻的條件下，如空間焊接。而采用純靜電方式會(huì)聚的電子槍降低了器件的復(fù)雜程度，減輕了器件的重量，因此具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
　　電子槍設(shè)計(jì)的基本方法有理論設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)和圖解等方法

3、，但因?yàn)槔碚撛O(shè)計(jì)要求很高，需要繁瑣的公式推導(dǎo)，結(jié)構(gòu)也不能太復(fù)雜，而得到的結(jié)構(gòu)多是復(fù)雜曲面，給加工又帶來(lái)很大的困難。實(shí)驗(yàn)法和圖解法因?yàn)榫炔桓?，現(xiàn)在已經(jīng)很少使用。隨著電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在流行的設(shè)計(jì)方法是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，首先設(shè)計(jì)出初始模型，然后通過(guò)計(jì)算軟件的模擬，根據(jù)模擬的結(jié)果再修正模型，如此反復(fù)，直到得出滿意的結(jié)果。這種方法節(jié)約了成本和時(shí)間，減少了實(shí)驗(yàn)的次數(shù)和盲目性，提高了設(shè)計(jì)的效率，增加了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。
　　本文旨在

4、研究探索強(qiáng)流靜電會(huì)聚六硼化鑭陰極電子槍各個(gè)參數(shù)對(duì)其性能的影響，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的電子槍系統(tǒng)。首先根據(jù)設(shè)計(jì)的要求（在5000V的總電壓下，輸出300mA的強(qiáng)流電子束）設(shè)計(jì)出初始的計(jì)算模型，再編寫MAGIC代碼對(duì)初始模型進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，根據(jù)模擬的結(jié)果，再修正模型的結(jié)構(gòu)或者參數(shù)，得出滿意的結(jié)果后再進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的條件下，因?yàn)閮H有2500V電源，為驗(yàn)證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，在修改了一定的結(jié)構(gòu)和參數(shù)后，在2000V總電壓下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證模擬