丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析

丝束同轴电子束熔丝增材制造(C-EBAM)大部分能量作用于丝材可以避免轴侧送丝模式对成形质量所造成的不利影响,为了进一步提高C-EBAM的成形精度和成形效率,优化电子束流品质,开展了丝束同轴冷阴极电子枪电子束注腰位置影响因素分析的工作。针对C-EBAM电子枪束源等离子阳极透镜结构表征困难,在理论分析电子束注腰空间位置参数的基础上,采用数值模拟与试验分析相结合的方法,研究了阴-阳极电极结构、工作电压、放电气体类型以及气体压力等对束流注腰位置特征参数的影响规律。数值模拟结果表明,阴极球面半径与阳极倾角对束流起静电汇聚能力影响着注腰处电流密度,表现为先增大后减小趋势。试验分析表明,工作电压、放电气体类型以及气体压力影响等离子体电离度与粒子运动速度,改变了注腰空间位置特征参数,即随着工作电压、气体流量增加,电子枪下端面至注腰轴向中心距离、注腰长度分别增大。

用三种软件仿真结构相似的收敛型皮尔斯电子枪

用软件仿真不同结构的电子枪时发现其结果的误差百分比较大,不易把握其误差规律,为了克服此缺点,本文用EGUN,ORION和MAGIC分别对24支结构相似(控制极和阳极均是圆头形)的皮尔斯电子枪进行了仿真,并将软件计算值与相应的实验值列表比较表明:①用EGUN与ORION这两种同类型软件仿真结构相似的电子枪时,它们的精度虽然也不同,但误差范围变化较小;②大型通用的电磁场分析软件MAGIC计算电子枪的结果虽然比专业的电子光学软件EGUN,ORION逊色,但有规律可循:导流系数普遍偏低约10%,注腰半径的精度较高,注腰位置基本准确。