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由于航天航空、原子能、自动化等尖端科技的发展,高端材料的需求对冶炼设备提出了更高的要求。相对于其他的冶炼设备来说,真空电子束熔炼炉可以提供更高能量密度的热源,而且在冶炼过程中,真空环境有利于材料脱气的顺利进行。进而获得高纯度的金属及合金。电子束熔炼炉的核心技术在于对电子束偏转角度和束斑直径的控制。而这些控制都是建立在偏转磁场均匀分布基础之上的。磁场分布的均匀性越好,电子束束斑直径才能越小,这个也是本文的研究目的所在。本文以250KW电子束熔炼炉为研究目标。通过对偏转磁场的分布理论、磁场的分布规律与线圈结构之间的关系、均匀磁场的获得理论以及电子束图形扫描理论的研究,深刻理解了原偏转结构的设计思路,为下一步的仿真和分析奠定了基础。本文使用CST软件对电子枪及其偏转机构进行建模、仿真、分析。通过模拟和分析线圈匝数、线圈中电流、偏转线圈形状等参数与磁感线分布的关系可知:随着偏转线圈的张角系数的减小,磁感线分布的均匀性逐渐变好。二次聚焦线圈的焦距对电子束的偏转和束斑直径也有影响。焦距越短,电子束束斑直径越小,但电子束截面直径变化也越剧烈;焦距越长,束斑直径相对较大,但电子束截面直径变化很小。鞍形线圈中的电流的大小对偏转磁场分布的均匀性也存在影响,但影响很小,可以忽略。通过上边的模拟和仿真结果可以看出,线圈的偏转角度和电子束束斑直径与线圈的张角系数、二次聚焦线圈的焦距存在密切的关系,原偏转线圈的结构的电子束的偏转角度为450,二次聚焦的焦点在聚焦线圈的中间位置,通过上面的分析可以看出:为使束斑直径保持的更好,减小偏转线圈的张角系数;为保证电子束的最大的偏转角度,可以适当增加二次聚焦线圈的焦距,因此可得:在电子束在偏转角度不变的情况下,调整结合张角系数和二次聚焦的焦距,可以使电子束束斑的直径保持的更好。