[发明专利]一种脉冲型大束斑电子束发生装置

摘要

本发明公开了一种脉冲型大束斑电子束发生装置，属于材料表面改性技术领域。该装置由高压脉冲功率电源、时序控制电路、电子枪及真空室组成。在真空室达到工作压强后，通过高压脉冲功率电源的放电时序控制，电子枪体内形成磁场约束等离子体阳极放电，电子枪阴、阳极之间形成等离子体通道，阴极上施加高压负脉冲，形成阴极表面电子发射，获得大束斑的脉冲型电子束。本发明提供的装置可产生加速电压20～35kV，脉冲持续时间2～4μs，束斑面积Φ60mm，重复频率0.1Hz的电子束，束斑平均能量密度为1～6J/cm²，还具有设计合理、结构简单和自动化程度高等优点，适用于材料表面改性处理技术的研究与应用。

主权项

1.一种脉冲型大束斑电子束发生装置，包括高压脉冲功率电源(11)、时序控制电路(12)、电子枪(7)和真空室(1)，其特征在于：通过时序控制电路(12)操作高压脉冲功率电源(11)的开启动作，分别为电子枪(7)的阴极(9)、等离子体阳极(6)和磁场线圈(5)提供三路各自独立的高压输出。等离子体阳极(6)中心设有光阑孔，电子枪(7)的阴极(9)与等离子体阳极(6)相对设置于电子枪(6)的中心轴线上；磁场线圈(5)由两个平行放置的密绕线圈组成，两线圈提供的工作磁场极性一致，为阴极(9)和等离子体阳极(6)之间提供平行于电子枪(7)轴线的约束磁场；等离子体阳极(6)形成的放电等离子体在磁场约束下向电子枪(7)轴向扩展，构成等离子体放电通道；高压脉冲功率电源(11)施加的高压主脉冲使阴极(9)表面产生场致发射，发射出来的电子在磁场约束下向等离子体阳极(6)定向运动形成电子束(4)，穿过等离子体阳极(6)中心光阑口进入与电子枪(7)连接的真空室(1)，作用于固定在工作台(2)上的工件(3)表面，实现电子束加工处理；根据权利要求1所述的一种脉冲型大束斑电子束发生装置，其特征在于，所述的高脉冲功率电源(11)分别提供3kV，15kV和35kV三路各自独立的高压输出；其中35kV输出为电子枪阴极(9)上施加的主脉冲，极性为负，该高压输出在20～35kV之间进行调节。