電子槍檢視原始碼討論檢視歷史
| 電子槍 |
電子槍是產生、加速及會聚高能量密度電子束流的裝置，它發射出具有一定能量、一定束流以及速度和角度的電子束，又稱電子注。電子槍的應用有非彈性電子散射和熒光屏發光等等。
簡介
在電子槍里，燈絲，一般是鎢絲，通電加熱後，表面產生大量的熱電子，在陽極和陰極之間的高壓電場作用下，熱電子加速向陽極方向高速移動，並獲得很高的動能。其具體速度值取決於加速電壓的高低，一般可以達到光速的三分之二左右。在聚焦線圈的作用下可使電子束流聚焦，在導向線圈，又稱偏轉線圈的作用下可使電子束髮生偏轉，從而在一定範圍內進行掃描。電子槍的工作電壓通常在幾十到幾百千伏之間，為防止高壓擊穿、束流散射及其能量減損，電子槍的真空度須保持在6.67x10^-2帕以上。燈絲陰極發射電子，陽極對電子加速。調製極位於燈絲與陽極之間，對電子束電流起調節和初聚作用。聚焦極對調製極初聚的電子流進一步聚焦以獲得更細的合適束斑。由於聚焦線圈的應用，使直形電子槍可以得到100kW/cm2以上的高能密度，而且易控制調節。因此，所用的大功率電子束應用設備多採用軸向槍。環形槍結構簡單、成本低，並能以簡單的電源裝置工作。槍體由環形燈絲、陽極、陰極、聚焦線圈和偏轉線圈等組成。環形燈絲處於負高壓，用做熱電子發射源，在聚焦極的定向反射和陽極的加速作用下，使電子束會聚於坩堝蒸發源中心。環形槍和直形槍在使用時，高能電子束轟擊材料將發射二次電子。
評價
強流電子槍可根據電子注形狀分為兩類：產生軸對稱實心電子注的稱為「O」型電子槍，產生片狀及管狀電子注的稱為「M」型電子槍。「O」型電子槍廣泛用於大功率電子注加工及冶煉設備中，是得到廣泛應用的一種。導流係數的不同會引起設計方法的不同，所以在「O」型槍設計中又區分為低導槍和高導槍兩種。在軸向槍中，發射電子束的陰極有兩種形式：直熱式陰極和間熱式陰極。電子束髮射後，經陽極加速並在陽極之後形成一定的束腰，而且束腰的直徑、位置和束流強度都可以很容易地進行控制。其控制的實質問題是在預定的電子束途徑上，確定所需要的電磁場。直熱式陰極直熱式陰極加工成絲狀。而直接通電加熱發射電子束。這種情況下燈絲就是陰極。直熱式陰極的結構比較簡單，但只能用於小功率的電子槍。直熱式陰極一般採用純鎢作陰極材料，加熱電流直接通過陰極。間熱式陰極間熱式陰極通常加工成塊狀，由另一個燈絲對陰極進行間接地加熱。這種情況下燈絲與陰極是不同的。間熱式陰極的壽命較長，工作性能穩定，通常用於大功率的電子槍中。間熱式陰極一般採用敷釷鎢、敷氧化物、鈧酸鹽、六硼化鑭陰極，它分為轟擊型和加熱型兩種。間熱式轟擊型陰極間熱式轟擊型陰極加熱方式是，通過在熱子（燈絲）和陰極之間加上幾百乃至上千伏的轟擊電壓，在此電壓下，從熱子發射的電子轟擊陰極，使陰極加熱到一定溫度後從其表面發射出大量電子來。間熱式加熱型陰極間熱式加熱型陰極的化合物層固定在薄壁的底托上（鎳管或鉬管），底托下面放着耐熱絕緣的螺旋鎢絲。電流流過燈絲，燈絲燒熱陰極，當陰極達到發射電子的溫度時，就發射出電子來。材料的選擇對電子槍的發射能力和壽命有決定作用。燈絲必須選用熔點高、電阻率大的材料，一般是用鎢絲製成的，通過強電流後，燈絲被加熱到一千度以上。陰極必須選用逸出功低的材料，陰極表面原子的外層電子，受到一定的熱能或電能的激勵後，會脫離原子核的束縛越出軌道而成為自由電子。[1]