Технологический электронно-лучевой энергокомплекс на основе пушки с плазменным эмиттером. Автореферат диссертации

Abstract

Разработан электронно-лучевой энергокомплекс на основе пушек с плазменным эмиттером, позволяющий получать сфокусированные (сварочные) электронные пучки с плотностью мощности до 109 Вт/м2, а также пучки большого сечения с плотностью мощности до 108 Вт/м2, формирование которых возможно при давлениях от 10–2 до 100 Па. Разработана физико- математическая модель плазменного эмиттера, учитывающая возмущение эмиттирующей плазмы газового разряда, обусловленное отбором из нее электронов. Установлено, что распределение электронного тока из плазмы между электродами газоразрядной структуры и эмиссионным каналом в существенной степени определяется двумя механизмами: изменением падения потенциала в пристеночных слоях, ограничивающих эмиттирующую плазму; появлением электрического поля в плазме, вызывающего дрейф плазменных электронов и дополнительную ионизацию им газа, а не только соотношением площадей электродов газоразрядной структуры и эмиссионного канала, как было принято считать ранее. Предложен механизм дополнительного энерговклада в разряд, формирующий эмиттирующую плазму в ПИЭЛ, от источника напряжения ускорения электронного пучка. Разработаны способы управления эффективностью извлечения (эмиссионным током). Разработана оригинальная система электропитания плазменного эмиттера, осуществляющая регулирование и стабилизацию тока эмиссии, автоматическую подачу импульса напряжения выше напряжения зажигания при случайных погасаниях разряда и обеспечивающая работу плазменного эмиттера в стационарном и импульсном режимах. Сконструирован плазменный эмиттер, формирующий радиальные электронные пучки диаметром до 3 мм и плотностью мощности до 108 Вт/м2 для термической модификации внутренних цилиндрических металлических поверхностей. Результаты исследования внедрены на РУП «Минский тракторный завод».