大功率電子槍電子束形成系統(tǒng)的設(shè)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(jīng)提上了日程。這些金屬的熔點(diǎn)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(yīng)用。電子束熔煉技術(shù)可以解決難熔金屬熔煉的熔點(diǎn)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(shè)計將為電子束熔煉爐的設(shè)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(biāo)，研究其有關(guān)電子束形成的系統(tǒng)。通過使用CST軟

2、件對電子的發(fā)射、加速和一次聚焦進(jìn)行模擬，得到符合要求的電子槍結(jié)構(gòu)模型。并通過研究電子束形成系統(tǒng)的參數(shù)變化對電子束性能的影響，進(jìn)一步優(yōu)化電子槍的結(jié)構(gòu)模型，并總結(jié)規(guī)律，指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。
　　根據(jù)電子束爐、電子槍的基本組成和工作原理，結(jié)合電子光學(xué)的基本原理和電子槍設(shè)計的經(jīng)驗(yàn)公式對電子槍電子束形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和電壓電流等參數(shù)進(jìn)行了初步設(shè)計，并通過CST軟件的模擬來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?。分別修改電子加速部分和一次聚焦部分的結(jié)構(gòu)參數(shù)，模擬研究電子束的變化

3、情況，得出各參數(shù)變化對電子束軌跡產(chǎn)生的影響。分析各參數(shù)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?？字睆?、減小聚束極錐孔角度都會使得加速電場在徑向上強(qiáng)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(nèi)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(shù)則會降低一次聚焦開始時電子束過度聚焦的程度