[其他]具有支承结构的高功率电子束处理机窗

说明书

本发明涉及的是电子发射装置，尤其是一个经改进具有支承结构的高功率电子束处理机窗，它们能够增加装置-如连续照射工艺中的电子发射装置所能承受的输出量。

现有的高功率电子束处理机窗，包括它们的支承结构，例如一排排不仅支承起电子束可穿透金属窗薄膜以承受大气压的，而且有散热器和/或向冷却剂导热的介质功能的肋片-如美国专利3440466所给出的，都有电子束截获问题和由于热膨胀及应用中的有关因素所引起的最终窗破裂问题。如美国专利3442466公开的这类窗结构可以允许75%到98%的透过率（25%到2%的垂直入射电子被肋片截获），但是当窗结构宽于约0.5英寸时，已经发现热膨胀及有关的影响易引起肋片塌陷。在这种结构中，肋条的长度远大于厚度，这就使得较长的窗框架易受真空变形，这时即使没有热膨胀问题也能使肋条弯曲。然而，增加肋片的厚度或数量将由于非垂直电子束截获的增加而减少通过窗口的电子数。

隔离真空的窗薄膜（例如一个0.001英寸厚的铝薄膜）承受热和机械应力，这些应力正比于两个肋片之间距离的平方，然而，铝薄膜不能经受高温，而且因大气化学腐蚀还易损坏。对于高功率应用，当窗薄膜在它的最佳条件下工作时，若肋片热膨胀并开始弯曲，这时的距离是临界值;此后薄膜将损坏并且不再能保持真空。

本发明的一个目的是要提供一种经改进的新型高功率电子束窗结构，包括它的支承，该结构不具有已有窗的上述缺点，而且对至今引起弯曲的工作环境条件不敏感，甚至对大窗口，高功率和/或长处理区也是一样。

本发明另一个目的是要提供一个新型的高功率薄膜窗结构，它能限定窗口内的射流密度，从而扩大高功率处理能力。

本发明的又一目的是要提供一个具有高透射率的高功率窗。

本发明的进一目的是要提供一个具有最小非垂直电子束截获的高功率窗结构。

本发明的其它目的将在下面叙述，并且在权利要求书中还将更具体的描述。

总之，本发明的一个重要方面是涉及用于一个真空电子束发生器或类似装置的高功率窗，与它结合的有一个纵向伸展的隔离真空用金属薄膜窗，和一套或接连许多套平行且靠近设置的弯曲延伸的传导性肋片，真空压力使这些肋片和薄膜的内表面接触，这些肋片弯曲地横过薄膜两边缘之间的内表面。下面将给出可供选择的结构细节和最佳实施例，并参照附图描述本发明。

图1A和1B是体现了两种类型肋片的窗的顶视平面图，根据本发明它们尤其可取。

图2A和2B是图1的经过比例放大的横剖面图，显示了可供选择的横断面结构。

图3A和3B是类似于图2A和2B的视图，显示了肋片与窗的金属薄膜之间的接触界面关系。

图4是一个顶视平面图，显示了一个使用了图1中的一种肋片结构以及带有为结构整体性所加的柱支承件的大窗。

图5是一个立视图，部分被剖去，它显示了根据本发明所构造的一个大窗结构。

在平面图1A和1B中，用于电子发射装置，如电子束放射处理机或发生器的大窗口由1表示，它有一个由框架围绕的电子可穿透薄膜5，该框架包括和窗口一样长的刚性边缘支承件或壁2。许多带状弯曲的肋片F（图1A）和F′（图1B）固定在框架边缘壁2之间，肋片F的形状是连续弧形，有唯一的曲率半径，而肋片F′的形状是S形的，有多个弯曲部。当装配了金属薄膜窗5以隔离抽真空的电子束发生器后，框架内的肋片就压在薄膜5上，这时窗两侧即真空和大气之间的压差为14.7P、S、i，并且在热传递接触中，这个压差保持薄膜压在肋片上，电子束垂直进入窗口平面，即图1A和1B平面。

如上面所述，窗口总成在使用中承受热与机械负荷。当电子发射装置（未示出，如美国专利3702412、3769600和4100450所述的类型）发射电子束，使电子朝着图1A和1B射去并穿过装置的真空区和薄膜窗5进入窗口外的大气中（图1A和1B的下面）时，热负荷就在窗口1产生。热负荷基本上由五个因素造成：1）垂直电子束的截获，2）非垂直电子束的截获，3）电子通过薄膜5时的能量损失，4）来自空气或产品的电子回散射。5）由于电子束或化学反应等在窗口大气侧产生的热量。

本发明中的肋片F或F′在垂直于电子发射路径的平面内的弯曲减轻了现有窗口内存在的热变形和弯曲无控制问题，现有的线性或直肋片存在的问题，因为所有弯曲过的肋片F将沿相同的方向和以相同的量发生热膨胀（这种膨胀比线性肋片的情况要小得多）。于是，由肋片支承的薄膜窗5将承受相当少的热和/或机械应力影响。