Электронно-лучевые испарители

Конструкция мощных электронно-лучевых пушек для испарения металлов. Для испарения металла в непрерывных линиях применяют плосколучевые и аксиальные пушки с отдельной откачкой катодно-анодного узла. Для защиты от паров металла и брызг пушки располагают ниже уровня поверхности расплава или вдали от нее. Электронный поток, эмиттируемый разогретым вольфрамовым катодом, после фокусировки движется по искривленной траектории и попадает на поверхность испарителя. Для равномерного распределения мощности нагрева по поверхности металла электронный луч при помощи магнитной отклоняющей системы заставляют сканировать по поверхности расплава. Разработаны методы управления электронным лучом, позволяющие концентрировать повышенную мощность на отдельных участках испарителя, например, на краях тигля и повышать тем самым равномерность толщины покрытий. Эта технология в свое время была столь же революционной, как лазерные металлорежущие станки сегодня. Наиболее интенсивное испарение наблюдается в месте попадания луча. После ухода луча из этой точки температура поверхности через несколько миллисекунд понижается более, чем на 50° С. Для устранения «рисунка» коэффициент г принимают равным 10—15, тогда в каждой точке полосы за время движения ее в зоне нанесения конденсируется покрытие из точки испарителя под ней 20—30 раз, т. е. эффект получается таким, как если бы испаряла не одна точка под лучом, а вся поверхность испарителя.

Сравнение аксиальных и плосколучевых пушек описано в работе. Показателем работы электронно-лучевого испарителя является зависимость количества испаренного за единицу времени вещества от электрической мощности пушки. В плоском луче постоянная пространственного заряда больше, чем в цилиндрическом, поэтому в плосколучевых пушках достижима большая мощность, чем в аксиальных. Кроме того, к. п. д. плосколучевых пушек выше. Однако аксиальные пушки легче поддаются регулировке и управлению, поэтому их можно располагать далеко от зоны испарения, даже от рабочей камеры. Конструкция плосколучевых пушек проще, но их следует помещать вблизи испаряемой поверхности, так как управлять плоским лучом на большом расстоянии от анодно-катодного узла очень трудно. В настоящее время разрабатываются оба типа электронно-лучевых пушек.