Реферат по электронике и цифровым устройствам на тему Электроннолучевая обработка

В настоящее время происходит активное развитие технологий и поэтому особую актуальность приобретает совершенствование методов обработки материалов.
Электронно-лучевая обработка представляет собой одно наиболее перспективных направлений, которое стремительно развивается на протяжении последнего десятилетия.
Технологический прорыв в этой области произошел в середине ХХ века, когда электронно-лучевая обработка была внедрена в промышленное производство. На сегодняшний день такие технологии очень хорошо зарекомендовали себя на рынке, поскольку обладают высокой точностью, эффективностью и качеством.
Актуальность темы заключается в росте требований к качеству и характеристикам обрабатываемых материалов в таких областях, как электроника, машиностроение и металлургия.
Целью исследования является изучение принципов, особенностей и применение электронно-лучевой обработки.
Задачи:
-Рассмотреть физические основы формирования и взаимодействия электронного пучка с материалом;
-Изучить основные виды и оборудование для обработки;
- Рассмотреть особенности контроля и мониторинга процессов электронно-лучевой обработки.











Глава 1 Физические основы
Метод электроннолучевой обработки

Электронно-лучевая обработка – это обработка, при которой используют сфокусированный пучок электронов, движущихся с большой скоростью.
Метод электроннолучевой обработки основан на использовании тепла, выделяющегося при резком торможении потока электронов на поверхности обрабатываемой заготовки. При электроннолучевой обработке деталь помещают в герметическую камеру, в которой благодаря непрерывной работе вакуумных насосов обеспечивается высокая степень разрежения. Достоинство этого метода состоит в том, что при обработке электронами не происходит химического загрязнения.
Также преимуществом является простота получения большого количества свободных электронов. Если нагреть в вакууме металлическую, например танталовую или вольфрамовую, проволоку, то с ее поверхности излучаются электроны (термоэлектронная эмиссия), их число и скорость зависят от температуры нагрева.
Кинетическую энергию можно существенно повысить путем ускорения движения электронов в определенном направлении, воздействуя на нее электрическим полем,
Съем металла с поверхности за счет испарения и взрывного вскипания - физическая основа размерной Электронно-лучевой обработки. Пары материала, покидая зону обработки, производят давление - отдачу, углубляя зону расплава. В связи с этим при электронно-лучевой обработке получают глубокое проплавление или сварку соединений, а при размерной электронно-лучевой обработке можно получить глубокие отверстия.
Электронный луч, необходимый для реализации технологического процесса, создается в специальном приборе – электроннолучевой пушке (Рис.1).

Рисунок 1 - Схема электроннолучевой пушки:
1 – катод; 2 – прикатодный электрод; 3 – ускоряющий электрод; 4 – магнитная линза; 5 – отклоняющая система; 6 – изделие; 7 – высоковольтный источник
Пушка имеет катод 1, который нагревается до высоких температур проходящим током или путем бомбардировки электронами вспомогательного катода. Раскаленный катод испускает (эмитирует) свободные электроны. Катод изготовляют из тугоплавких металлов или специальной керамики. Он размещен внутри прикатодного электрода 2, изготовленного из нержавеющей стали. На некотором удалении от катода находится ускоряющий электрод (анод) 3 с отверстием. Между катодом и анодом создается электрическое поле высокой напряженности, в результате чего электроны, вылетевшие с катода, ускоряются. Прикатодный и ускоряющий электроды имеют форму, обеспечивающую такое строение электрического поля между ними, которое фиксирует электроны в пучок диаметром, равным диаметру отверстия в аноде. Положительный потенциал ускоряющего электрода может достигать нескольких десятков тысяч вольт, поэтому электроны, эмитированные катодом, на пути к аноду приобретают значительную скорость и энергию. После ускоряющего электрода электроны двигаются равномерно.
Питание пушки электрической энергией осуществляется от высоковольтного источника 7 постоянного тока. Электроны имеют одинаковый заряд, поэтому они отталкиваются друг от друга, в результате чего диаметр электронного луча увеличивается, а плотность энергии в луче уменьшается.