Clever Geek Handbook

Semua dalam banyak

Dengan posting ini, saya melanjutkan topik menggunakan fenomena emisi elektron eksplosif, yang baru-baru ini saya bicarakan dalam artikel saya " In Heart of the Cathode Spot ." Selanjutnya adalah teknologi dan peralatan menarik untuk menghasilkan berkas elektron berenergi rendah (NECS) arus tinggi dalam saluran plasma yang diperluas. Teknologi ini akan memungkinkan untuk mendapatkan paduan permukaan dengan sejumlah karakteristik unik. Kami akan berbicara tentang aplikasi praktis dari teknologi ini, prospek untuk pengembangannya dan area penggunaan yang tidak biasa dalam artikel ini.



Bagaimana itu bekerja?

Untuk menghasilkan berkas elektron, perlu menggunakan ruang vakum di mana katoda pelepasan reflektif ( K1, K2 ) dan anoda plasma ( A ) dipasang . Jarak antara katoda adalah 20-50 cm. Prosesnya berlangsung dalam medan magnet. Agar plasma muncul di celah pembuangan, harus ada gas inert pada tekanan rendah. Berbagai gas dapat digunakan, tetapi argon murah lebih umum digunakan.



Tekanannya tidak besar - seperseribu milimeter merkuri untuk memastikan gas " ideal " maksimum . Dalam hal ini, jalur bebas rata-rata molekul gas setidaknya merupakan urutan besarnya lebih besar dari ukuran sel buangan dan berjumlah sekitar sepuluh meter.
Sekarang, untuk menyalakan pelepasan reflektif, perlu untuk membumikan katoda K1, K2 dan menerapkan pulsa tegangan positif ke anoda dari catu daya switching ( IP ). Juga jangan lupa nyalakan medan magnet. Diagram sekarang akan terlihat seperti yang ditunjukkan pada gambar.



Misalkan elektron bebas telah muncul antara katoda K1 dan anoda A. Pergerakan elektron ke anoda terhalang oleh medan magnet yang kuat, yang entah bagaimana memelintirnya dalam sel buangan. Sebuah elektron mulai berosilasi di antara katoda, menyebabkan ionisasi molekul gas. Elektron tambahan muncul, yang pada gilirannya mengambil dan meningkatkan proses ionisasi, yang mulai longsoran salju. Ruang di antara katoda diisi dengan plasma, bintik - bintik katoda muncul di permukaannya dan pelepasannya menuju tahap arus tinggi (busur).

Pelepasan seperti itu disebut reflektif, karena ia muncul karena pantulan banyak elektron dari katoda K1 dan K2seperti di ping pong. Fisika pelepasan reflektif dipahami dengan baik . Kadang-kadang debit ini disebut debit Penning.

Generasi balok

Jadi, kami telah belajar membuat kolom plasma secara stabil di dalam ruang vakum. Pelepasan akan ada selama tegangan suplai diterapkan. Tapi ini tidak begitu menarik. Kami akan mencoba menghasilkan berkas elektron yang kuat. Untuk melakukan ini, lepaskan kapasitor pra-diisi hingga 30-50 kV ke salah satu katoda sel pelepasan.



Kami mengisi daya kapasitor tegangan tinggi dari sumber tegangan konstan yang kuat. Sirkuit pengisian daya disediakan oleh induktor. Ini adalah elemen yang sangat penting dari rangkaian! Induktor menyediakan semua operasi rangkaian. Pada arus searah pada saat pengisian kapasitor, resistansinya kecil (36 Ohm), dan pada saat pelepasan kapasitor, pulsa kuat muncul dengan durasi hanya beberapa mikrodetik. Resistansi kumparan meningkat tajam dan semua energi yang tersimpan dalam kapasitor diarahkan ke katoda K1 . Rangkaian dipicu oleh pengoperasian celah celah S , yang dinyalakan oleh pulsa kontrol pendek dengan polaritas negatif 4 kV. Energi dari kapasitor ditransmisikan melalui tautan TL yang disepakati., yang terbuat dari enam bagian paralel kabel RK-50-9 dengan panjang tertentu, untuk mengoordinasikan beban dengan jelas. Semua node elektronik arus tinggi serius. Misalnya, kapasitor memiliki berat lebih dari 100 kg.

Apa yang terjadi ketika tegangan tinggi diterapkan? Di katoda, muncul daerah muatan negatif yang meningkat, yang berbatasan dengan batas plasma dari pelepasan reflektif. Ada yang disebut lapisan ganda. Wilayah ini mempercepat elektron yang dipancarkan secara intensif dari titik katoda.

Elektron menerima akselerasi kuat tambahan. Pembentukan berkas elektron dimulai. Medan magnet terus memainkan peran penting, tidak membiarkan sinar runtuh menjadi โ€œkabelโ€. Ini menyediakan bukaan balok yang besar, dan sebagai hasilnya, area benda kerja yang layak hingga 70 cm2. Durasi pulsa adalah 3-5 ฮผs, energi elektron adalah 35-50 keV. Balok merambat dalam plasma anoda terhadap medan magnet dan mencapai elektroda kedua ( K2), yang sudah disebut "kolektor" dalam kasus ini. Di sinilah kami memasang bagian logam yang akan diproses. Unit beroperasi terus menerus, dengan frekuensi hingga 0,5 Hz. Frekuensi ditentukan oleh catu daya kapasitor tegangan tinggi dan kinerja peralatan vakum. Seluruh instalasi "dibungkus" dalam sistem otomasi serius dan dikendalikan oleh satu operator. Untuk instalasi, perangkat lunak khusus ditulis. Tentang ini, bagian pengantar akan dianggap cukup. Lebih baik berbicara lebih banyak tentang aplikasi praktis dari teknologi ini.

Apa yang terjadi pada permukaan bagian logam?

Sinar elektron melelehkan lapisan tipis permukaan (hingga 10 mikron), menciptakan untuk waktu singkat (sepersejuta detik) lapisan logam cair.



Ada baik pemanasan instan dari logam dan pendinginannya yang cepat, yang membentuk struktur baru pada permukaan logam. Pengerasan permukaan, pelarutan berbagai kotoran, dan pembentukan struktur yang teratur dari paduan permukaan terjadi. Selain itu, dimungkinkan untuk secara luas mengatur karakteristik balok, menciptakan struktur yang diperlukan dari permukaan masa depan ( pada gambar - a - sebelum diproses, b - setelah ).

Aplikasi teknologi

Teknologi ini banyak digunakan untuk meningkatkan kekuatan listrik isolasi vakum. Ini menemukan aplikasi untuk produksi arester, elemen dan komponen elektronik gelombang mikro, struktur perlambatan, pemutus sirkuit vakum , dll. Di satu sisi, efeknya dicapai dengan membersihkan permukaan dari berbagai kotoran dan inklusi, dan di sisi lain, memoles permukaan elektroda.



Tentu saja, salah satu area terpenting dalam menggunakan teknologi ini adalah modifikasi logam dan paduan untuk mendapatkan karakteristik kinerja yang unik. Anda dapat menangani pemotong khusus, bor, nozel, bilah mesin jet dan banyak lagi. Sumber daya suku cadang mesin dapat ditingkatkan dengan puluhan, dan kadang-kadang ratusan kali. Sekelompok dapat menangani bagian dari bentuk yang paling kompleks.



Aplikasi teknologi yang sangat menarik adalah pemrosesan cetakan. Permukaan cetakan diproses oleh balok untuk memodifikasi permukaan, yang memperpanjang umur cetakan dengan (kadang-kadang beberapa kali!) Atau memungkinkan cetakan dibuat dari bahan yang lebih murah.



Ini terutama berlaku untuk cetakan yang bekerja dengan bahan agresif atau pada suhu tinggi, misalnya, dalam pembuatan produk kaca. Detail cetakan kurang terkena logam "kelelahan", dan proses pembukaan cetakan juga difasilitasi.



Arah baru yang memberikan peluang tambahan untuk teknologi ini adalah pembuatan paduan permukaan yang kompleks, yang mustahil dilakukan dengan metode lain. Untuk ini, magnetron dibangun ke dalam instalasi untuk pembuatan balok untuk menyemprotkan berbagai logam. Pendekatan ini memungkinkan pembentukan permukaan berstruktur nano dengan karakteristik unik. Ini ketahanan terhadap lingkungan yang agresif, kekuatan tertinggi sambil mempertahankan keuletan dan banyak lagi. Dalam hal ini, pemrosesan berlangsung dalam satu siklus tanpa evakuasi tambahan (magnetron pada gambar ditunjukkan di sebelah kanan).



Teknologi ini memungkinkan pembentukan paduan permukaan yang unik dengan sifat desinfeksi. Ini diperhatikan oleh Jepang dan menghasilkan pisau cukur pria, yang bilahnya diproses menggunakan teknologi ini. Kosong mahkota gigi, peralatan medis, dan banyak lagi lainnya juga diproses. Ada banyak aplikasi teknologi!



Dalam kebanyakan kasus, pembeli peralatan tersebut adalah orang asing. Ini adalah perusahaan dari Jepang, Cina, Amerika Serikat, dan negara-negara Eropa. Sayangnya, spesialis Rusia hanya melihat teknologi yang sama.

Saya mengunjungi orang-orang yang membuat dan mempromosikan teknologi ini. Video singkat (5 menit).


Koin setelah pemrosesan
(ยซยป). , .



Saya tidak memberikan tautan langsung agar tidak melanggar aturan Situs, tetapi saya ingin membantu orang-orang dalam proyek menarik mereka, jadi jika Anda memiliki pertanyaan atau minat dalam aplikasi praktis teknologi ini, tulis di PM atau di asmtomsk@gmail.com

More articles:


All Articles