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इस पोस्ट के साथ, मैं विस्फोटक इलेक्ट्रॉन उत्सर्जन की घटना का उपयोग करने के विषय को जारी रखता हूं, जिसके बारे में मैंने हाल ही में अपने लेख " इन द हार्ट ऑफ द कैथोड स्पॉट " में बात की थी । आगे एक विस्तारित प्लाज्मा चैनल में उच्च-वर्तमान कम-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बीम (NECS) की पीढ़ी के लिए एक दिलचस्प तकनीक और उपकरण है। यह तकनीक कई विशिष्ट विशेषताओं के साथ सतह मिश्र धातु प्राप्त करने की अनुमति देगी। हम इस तकनीक के व्यावहारिक अनुप्रयोगों, इसके विकास की संभावनाओं और इस लेख में उपयोग के असामान्य क्षेत्रों के बारे में बात करेंगे।

यह काम किस प्रकार करता है?

इलेक्ट्रॉन बीम उत्पन्न करने के लिए, एक निर्वात कक्ष का उपयोग करना आवश्यक है जिसमें परावर्तक निर्वहन कैथोड ( K1, K2 ) और एक प्लाज्मा एनोड ( A ) स्थापित होते हैं । कैथोड के बीच की दूरी 20-50 सेमी है। प्रक्रिया एक चुंबकीय क्षेत्र में होती है। प्लाज्मा डिस्चार्ज गैप में दिखाई देने के लिए, कम दबाव पर एक अक्रिय गैस होनी चाहिए। विभिन्न गैसों का उपयोग किया जा सकता है, लेकिन सस्ती आर्गन का अधिक सामान्यतः उपयोग किया जाता है।

दबाव महान नहीं हैं - अधिकतम " आदर्श " गैस सुनिश्चित करने के लिए पारा के एक मिलीमीटर के हजारवें हिस्से । इस मामले में, गैस अणुओं का औसत मुक्त पथ कम से कम डिस्चार्ज सेल के आकार से बड़ा परिमाण का एक क्रम है और मात्रा लगभग दस मीटर है।
अब, एक परावर्तक निर्वहन को प्रज्वलित करने के लिए, एक स्विचिंग बिजली की आपूर्ति ( आईपी ) से एनोड के लिए कैथोड K1, K2 को ग्राउंड करना और एक सकारात्मक वोल्टेज पल्स को लागू करना आवश्यक है । इसके अलावा चुंबकीय क्षेत्र को चालू करने के लिए मत भूलना। आरेख अब आकृति में दिखाए गए कुछ जैसा दिखाई देगा।

मान लीजिए कि कैथोड K1 और एनोड ए के बीच एक मुक्त इलेक्ट्रॉन दिखाई दिया है । एनोड के लिए इलेक्ट्रॉन की गति एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बाधित होती है, जो किसी भी तरह से इसे डिस्चार्ज सेल में बदल देती है। एक इलेक्ट्रॉन कैथोड के बीच दोलन करना शुरू कर देता है, जिससे गैस के अणुओं का आयनीकरण होता है। अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन उत्पन्न होते हैं, जो बदले में आयनीकरण प्रक्रिया को बढ़ाते हैं, जिससे हिमस्खलन होने लगता है। कैथोड के बीच की जगह प्लाज्मा से भर जाती है, कैथोड स्पॉट उनकी सतहों पर दिखाई देते हैं और डिस्चार्ज एक उच्च-वर्तमान (आर्क) चरण में चला जाता है।

इस तरह के डिस्चार्ज को परावर्तक कहा जाता है, क्योंकि यह कैथोड K1 और K2 से इलेक्ट्रॉनों के कई प्रतिबिंबों के कारण उत्पन्न होता हैपिंग पोंग में पसंद है। चिंतनशील निर्वहन भौतिकी अच्छी तरह से समझा जाता है । कभी-कभी इस डिस्चार्ज को पेनिंग डिस्चार्ज कहा जाता है।

बीम पीढ़ी

इसलिए, हमने एक निर्वात कक्ष के अंदर एक प्लाज्मा स्तंभ बनाने के लिए सीखा है। जब तक आपूर्ति वोल्टेज लागू किया जाता है तब तक एक निर्वहन मौजूद रहेगा। लेकिन यह इतना दिलचस्प नहीं है। हम एक शक्तिशाली इलेक्ट्रॉन किरण उत्पन्न करने की कोशिश करेंगे। ऐसा करने के लिए, डिस्चार्ज सेल के कैथोड में से किसी एक पर पहले से चार्ज किए गए कैपेसिटर को 30-50 kV तक डिस्चार्ज करें।

हम निरंतर वोल्टेज के एक शक्तिशाली स्रोत से एक उच्च-वोल्टेज संधारित्र चार्ज करते हैं। चार्ज सर्किट एक प्रारंभ करनेवाला द्वारा प्रदान किया जाता है। यह सर्किट का एक बहुत ही महत्वपूर्ण तत्व है! एक प्रारंभ करनेवाला सर्किट के सभी संचालन प्रदान करता है। संधारित्र को चार्ज करने के समय एक प्रत्यक्ष प्रवाह पर, इसका प्रतिरोध छोटा (36 ओम) होता है, और संधारित्र के निर्वहन के समय, एक शक्तिशाली नाड़ी दिखाई देती है, जिसमें केवल कुछ माइक्रोसेकंड होते हैं। कॉइल का प्रतिरोध तेजी से बढ़ता है और संधारित्र में संग्रहीत सभी ऊर्जा कैथोड K1 को निर्देशित की जाती है । सर्किट को एक स्पार्क गैप एस के संचालन से चालू किया जाता है , जो कि 4 kV के नकारात्मक ध्रुवीयता के लघु नियंत्रण नाड़ी द्वारा प्रज्वलित होता है। संधारित्र से ऊर्जा एक सहमत टीएल लिंक पर प्रसारित होती है।, जो स्पष्ट रूप से लोड को समन्वित करने के लिए एक निश्चित लंबाई के केबल आरके-50-9 के छह समानांतर टुकड़ों से बना है। उच्च-वर्तमान इलेक्ट्रॉनिक्स के सभी नोड गंभीर हैं। उदाहरण के लिए, एक संधारित्र का वजन 100 किलोग्राम से अधिक होता है।

जब उच्च वोल्टेज लागू किया जाता है तो क्या होता है? कैथोड पर, वृद्धि हुई नकारात्मक चार्ज का एक क्षेत्र उत्पन्न होता है, जो परावर्तक निर्वहन के प्लाज्मा की सीमा से सटे हुए है। एक तथाकथित दोहरी परत है। यह क्षेत्र उन इलेक्ट्रॉनों के लिए तेजी ला रहा है जो कैथोड स्पॉट से तीव्रता से उत्सर्जित होते हैं।

इलेक्ट्रॉनों को अतिरिक्त शक्तिशाली त्वरण प्राप्त होता है। एक इलेक्ट्रॉन किरण का निर्माण शुरू होता है। चुंबकीय क्षेत्र एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो बीम को "कॉर्ड" में ढहने की अनुमति नहीं देता है। यह बीम का एक बड़ा छिद्र प्रदान करता है, और परिणामस्वरूप, 70 सेमी 2 तक वर्कपीस का एक सभ्य क्षेत्र। नाड़ी की अवधि 3-5 μs है, इलेक्ट्रॉन ऊर्जा 35-50 केवी है। बीम चुंबकीय क्षेत्र के खिलाफ एनोड प्लाज्मा में फैलता है और दूसरे इलेक्ट्रोड ( K2) तक पहुंचता है), जिसे पहले से ही इस मामले में "कलेक्टर" कहा जाता है। यह यहां है कि हम किसी भी धातु के हिस्से को स्थापित करते हैं जिसे संसाधित किया जाएगा। 0.5 हर्ट्ज तक की आवृत्ति के साथ, इकाई निरंतर संचालित होती है। आवृत्ति उच्च वोल्टेज संधारित्र की बिजली की आपूर्ति और वैक्यूम उपकरणों के प्रदर्शन से निर्धारित होती है। पूरी स्थापना एक गंभीर स्वचालन प्रणाली में "लिपटे" है और एक ऑपरेटर द्वारा नियंत्रित की जाती है। स्थापना के लिए, विशेष सॉफ़्टवेयर लिखा जाता है। इस पर, परिचयात्मक भाग को पर्याप्त माना जाएगा। इस तकनीक के व्यावहारिक अनुप्रयोग के बारे में अधिक बात करना बेहतर है।

धातु भागों की सतह का क्या होता है?

इलेक्ट्रॉन बीम सतह की एक पतली परत (10 माइक्रोन तक गहरी) को पिघलाता है, जो थोड़े समय (एक सेकंड का मिलियन) एक तरल पिघला हुआ धातु परत बनाता है।

धातु का तात्कालिक ताप और इसकी तीव्र शीतलन दोनों होती है, जो धातु की सतह पर एक नई संरचना बनाती है। सतह सख्त, विभिन्न अशुद्धियों का विघटन, और सतह मिश्र धातु के एक आदेशित संरचना का निर्माण होता है। इसके अलावा, यह संभव है व्यापक रूप से बीम की विशेषताओं को विनियमित करने के लिए भविष्य की सतह के लिए आवश्यक संरचना का निर्माण ( चित्र में - एक - संसाधन के पहले ख - के बाद )।

प्रौद्योगिकी अनुप्रयोग

वैक्यूम इन्सुलेशन की विद्युत शक्ति को बढ़ाने के लिए प्रौद्योगिकी का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। यह गिरफ्तारियों, माइक्रोवेव इलेक्ट्रॉनिक्स के तत्वों और घटकों, मंदी संरचनाओं, वैक्यूम सर्किट ब्रेकरों आदि के उत्पादन के लिए आवेदन पाता है । एक तरफ, विभिन्न अशुद्धियों और समावेशन से सतह को साफ करके, और दूसरी तरफ, इलेक्ट्रोड की सतह को चमकाने से प्रभाव प्राप्त किया जाता है।

बेशक, इस तकनीक का उपयोग करने के सबसे महत्वपूर्ण क्षेत्रों में से एक अद्वितीय प्रदर्शन विशेषताओं को प्राप्त करने के लिए धातुओं और मिश्र धातुओं का संशोधन है। आप विशेष कटर, ड्रिल, नोजल, जेट इंजन के ब्लेड और बहुत कुछ संभाल सकते हैं। मशीनीकृत भागों के संसाधन को दसियों और कभी-कभी सैकड़ों गुना बढ़ाया जा सकता है। एक गुच्छा सबसे जटिल रूपों के कुछ हिस्सों को संभाल सकता है।

प्रौद्योगिकी का एक बहुत ही दिलचस्प अनुप्रयोग नए नए साँचे के प्रसंस्करण है। मोल्ड की सतह को सतह को संशोधित करने के लिए एक बीम द्वारा संसाधित किया जाता है, जो मोल्ड के जीवन का विस्तार करता है (कभी-कभी कई बार!) या मोल्ड को सस्ती सामग्री से बनाने की अनुमति देता है।

यह आक्रामक सामग्रियों के साथ या ऊंचे तापमान पर काम करने वाले सांचों के लिए विशेष रूप से सच है, उदाहरण के लिए, ग्लास उत्पादों के निर्माण में। नए नए साँचे का विवरण धातु "थकान" से कम उजागर होता है, और मोल्ड को खोलने की प्रक्रिया को भी सुविधाजनक बनाया जाता है।

इस तकनीक के लिए अतिरिक्त अवसर प्रदान करने वाली एक नई दिशा जटिल सतह मिश्र धातुओं का निर्माण है, जिसकी तैयारी किसी भी अन्य तरीकों से असंभव है। इसके लिए, विभिन्न धातुओं के छिड़काव के लिए बीम जनरेशन के लिए इंस्टॉलेशन में मैग्नेट्रॉन बनाए जाते हैं। यह दृष्टिकोण अद्वितीय विशेषताओं के साथ नैनोस्ट्रक्चर सतहों का निर्माण करने की अनुमति देता है। आक्रामक वातावरण के लिए यह प्रतिरोध, लचीलापन और अधिक बनाए रखते हुए सबसे अधिक ताकत है। इस मामले में, अतिरिक्त निकासी के बिना प्रसंस्करण एक चक्र में होता है (आंकड़े में मैग्नेट्रोन को दाईं ओर दिखाया गया है)।

प्रौद्योगिकी कीटाणुशोधन गुणों के साथ अद्वितीय सतह मिश्र धातुओं के गठन की अनुमति देता है। यह जापानी द्वारा देखा जाता है और पुरुषों के रेजर का उत्पादन करता है, जिनमें से ब्लेड को इस तकनीक का उपयोग करके संसाधित किया जाता है। दंत मुकुट खाली, चिकित्सा उपकरण और भी बहुत कुछ संसाधित किया जाता है। तकनीक के कई अनुप्रयोग हैं!

ज्यादातर मामलों में, ऐसे उपकरण के खरीदार विदेशी हैं। ये जापान, चीन, अमेरिका और यूरोपीय देशों की कंपनियां हैं। दुर्भाग्य से, रूसी विशेषज्ञ केवल समान तकनीकों को देख रहे हैं।

मैंने उन लोगों का दौरा किया जो इस तकनीक को बनाते हैं और उसका प्रचार करते हैं। एक छोटा वीडियो (5 मिनट)।

प्रसंस्करण के बाद सिक्का

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मैं साइट के नियमों का उल्लंघन नहीं करने के लिए सीधे लिंक नहीं देता, लेकिन मैं अपने दिलचस्प प्रोजेक्ट में लोगों की मदद करना चाहता हूं, इसलिए यदि आपके पास तकनीक के व्यावहारिक अनुप्रयोगों में कोई प्रश्न या रुचि है, तो पीएम या asmtomsc@gmail.com पर लिखें।

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