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电子枪技术及零部件​

发布日期:2021-11-26 09:46:38   浏览量 :303
unknown unknown 发布日期:2021-11-26 09:46:38  
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电子枪(束)加热蒸发源分为三种形式:直式、环式以及E型。E型是目前国内外使用最广泛的一种蒸发源。直式、环式的有一些不足也做一些简单介绍:
直式、环式电子束蒸发材料时会产生二次电子,蒸发出来的原子会电离而生成带正电离子,这些离子沿电子飞行轨道相反方向运动。蒸发物蒸汽密度的分布不但与蒸发物和蒸发源的几何形状有关,也会因电场的作用而改变膜层的均匀性,一些负电子也会影响到产品质量。
磁偏转电子束蒸发源就是克服了直式、环式的缺点,这种蒸发源发射出来的电子,在磁场作用下其轨道偏转一角度270°,这也就是E形电子束蒸发源的发展历史。


再来介绍一下E型电子枪:
原理:E型电子枪,由枪头、偏转磁场、励磁线圈和水冷坩埚几部分组成。枪头部分包括灯丝、控制极也就是控制灯丝聚束极(阴极)、控制聚束极(阳极)、偏转磁场极、前后对称两磁铁(工业纯铁DT4c)组成.
电子枪相当于一个等效真空二极管:
(1).灯丝发出具有一定热初速的电子,在阳极正电压的条件下,电子在电场作用下被加速,使其最终以J=6*10^3 √V米/秒的运动速度穿过阳极孔;
(2).电子穿过阳极孔后,进入纯磁场空间,如果两块磁靴是相互对称的足够大的平行平板所构成,由偏转线圈中的电流,在两磁极中产生均匀磁场(空间任何一点的磁场强度为H=4πNI/S),线圈电流产生磁场方向,用右手螺旋定则判断:
方法:右手握住线圈,四指是电流方向,大拇指是磁力线方向,电子运动形成电流(电流方向为电子运动的反方向),由于电子运动方向与磁场方向相互垂直,这时运动的电荷在磁场中受力,受力的方向由左手定则判断。
方法:左手握住线圈,四指是电流方向,大拇指指向磁力线方向,电子运动轨迹是R=3.36√V/B的弧线,从方程看出,对于一定电场V(亦既对于具有一定速度U的电子),只要给定一个与他相对磁场强度B,便可以维持B为定值,这样就能使电子束无误打在坩埚中蒸发物的表面上。
同样由于磁场空间足够的大,使得从坩埚中反弹出来的反射电子和二次以上的高能辐射电子,也受到磁场的作用而偏转,最后被收集极所吸收,而被高能电子所激发出来的离子则沿反方向偏转,从而达到吸收高能电子的目的。
注意:线圈电流方向接反,磁场则反,受力向下电子运动轨迹反转,就找不到束斑,一旦不注意会出现设备事故。
(3).由于大量电子发射,电子带负电荷,同性相斥,电子束处于空间电荷限制下就要发散,因此增加一个控制极(起静电聚焦作用),使电子束汇聚,集中火力将电能转变为动能,动能变热能蒸发膜料。
在实际的使用E型电子枪中,总结了几点建议:

一、E型电子枪TU1铜坩埚处理方法

1、用细砂纸打磨干净,光洁度▽3.2;
2、用稀酸擦洗;
3、用丙酮、无水乙醇擦洗。

二、石墨坩埚衬加工及后期处理方案

1、石墨坩埚衬套技术要求
  1. 石墨光谱要纯;
  2. 结构细密均匀;
  3. 无裂纹及沙眼;
  4. 加工时不得使用冷却液;
  5. 加工用的工具要干净。

2、加工后处理方法

  1. 氢氧化钠溶液煮沸;

  2. 水冲洗干净;

  3. 再浸入硝酸溶液中浸数分钟;

  4. 用蒸馏水冲洗干净及煮沸;

  5. 经150℃-200℃烘干;

  6. 在高真空下通电加热除气冷却后方可使用。


三、E型电子枪冷却系统供水问题

E型电子枪均放置在散热条件差的真空环境中,因此加大电子枪水冷传导效果和加大枪体热容量是十分必要的。电子枪用来蒸镀钨、钼、金、铜、铝等高熔点或者热传导性能差的低熔点材料,对枪体冷却的设计和使用就更加突出。电子枪水冷主要冷却坩埚,散射电子吸收集及磁极,所以需要单独进水和出水。5Kw以下水流量5~6升/min,水管内径Φ5mm~Φ6mm,10Kw水流量,10-12升/min,水管内径Φ8mm~Φ10mm,功率每升1Kw增加水流量0.8~1升/min。
磁场
电子
电子束
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