一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备技术方案

本发明专利技术涉及电子束加工技术领域，提供了一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，至少包括：真空腔室，适于为通过的电子束提供真空环境；至少一个第一节流气阻，设置在真空腔室内且位于电子束的束腰位置，第一节流气阻具有沿电子束的照射方向设置的缩孔结构，适于供电子束通过的同时隔离真空，以使第一节流气阻上游的真空腔室与下游的真空腔室的真空度形成差异。本发明专利技术提供的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，在真空腔室内至少设置有一个第一节流气阻用于隔离真空，使第一节流气阻上游的真空腔室与下游的真空腔室的真空度形成差异，从而可以在电子枪位置提供更高的真空度，在下游真空腔室或者成型腔室位置提供更低的真空度。供更低的真空度。供更低的真空度。

【技术实现步骤摘要】
一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备


[0001]本专利技术涉及电子束加工
，具体涉及一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备。

技术介绍

[0002]电子束加工技术是利用高能聚焦电子束产生的热量对待加工样品进行焊接、熔融以及钻孔等加工。电子束加工具有功率大、能量转换率高、能量吸收率高、焊接件内应力低等优点，可加工钛合金、难熔金属和金属间化合物等常规加工车床难以加工的材料。现有的电子束加工设备通常包括加工用电子枪、成型腔室、放置待加工样品的可移动位移台以及光学观察机构或者二次电子探测器等。电子束设备在为电子束提供合适的电磁场环境外，还需要提供合适的真空环境，避免电子束在运动过程中碰撞其它粒子发生散射或反射。
[0003]但是，现有电子束加工设备中对电子枪内部真空度要求较高，而对成型腔室真空度要求较低，但现实工作中两部分真空室内真空度无法形成差异化。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于现有电子束加工设备中对电子枪内部真空度要求较高，而对成型腔室真空度要求较低，但现实工作中两部分真空室内真空度无法形成差异化，从而提供一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，至少包括：真空腔室，适于为通过的电子束提供真空环境；至少一个第一节流气阻，设置在所述真空腔室内且位于电子束的束腰位置，所述第一节流气阻具有沿电子束的照射方向设置的缩孔结构，适于供电子束通过的同时隔离真空，以使所述第一节流气阻上游的真空腔室与下游的真空腔室的真空度形成差异。
[0007]进一步地，所述第一节流气阻的外壁与所述真空腔室的内壁之间采用密封连接；沿电子束的照射的方向上所述缩孔结构包括第一孔道与第二孔道，所述第一孔道的孔径大于所述第二孔道的孔径，电子束的束腰位置位于所述第二孔道内。
[0008]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括电子枪与第一电子束聚焦透镜；所述电子枪的发射部位于所述真空腔室内，以使发射出的电子束处于真空环境下；所述第一电子束聚焦透镜设置在所述真空腔室内且位于所述电子枪的下游，适于调节电子束的束腰位置。
[0009]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括扫描线圈和第二电子束聚焦透镜；沿电子束的照射方向上所述扫描线圈与所述第二电子束聚焦透镜依次设置在所述真空腔室内，且所述扫描线圈位于所述第一节流气阻的下游。
[0010]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括成型腔室，与所述真空腔室相连通且位于所述真空腔室的下游；所述成型腔室内设置有适于放置待加工
样品的位移工作台，经所述扫描线圈改变轨迹、以及经所述第二电子束聚焦透镜重新聚焦的电子束进入所述成型腔室内对位移工作台上的待加工样品进行加工。
[0011]进一步地，所述第二电子束聚焦透镜的下游设置有第二节流气阻，所述第二节流气阻位于电子束的束腰位置，以使所述第二节流气阻上游的真空腔室与下游的成型腔室的真空度形成差异。
[0012]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括第一涡轮分子泵以及第一屏蔽涡旋干泵；所述第一涡轮分子泵的进气口与所述真空腔室及所述成型腔室均相连通，所述第一涡轮分子泵的出气口与所述第一屏蔽涡旋干泵相连通，适于抽取所述真空腔室与所述成型腔室内的空气；所述第一涡轮分子泵与所述成型腔室之间的管路上设置有第一真空计。
[0013]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括第二涡轮分子泵以及第二屏蔽涡旋干泵；所述第二涡轮分子泵的进气口与所述真空腔室相连通，所述第二涡轮分子泵的出气口与所述第二屏蔽涡旋干泵相连通，适于抽取所述真空腔室内的空气；所述第二涡轮分子泵与所述真空腔室之间的管路上设置有第二真空计。
[0014]进一步地，该具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备还包括枪阀，设置在所述真空腔室内且位于所述第一电子束聚焦透镜与所述第一节流气阻之间，所述枪阀能够在所述成型腔室打开以更换待加工样品时关闭，以使所述枪阀上游的所述真空腔室内保持高真空，提高使用效率。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0016]本专利技术提供的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，在真空腔室内至少设置有一个第一节流气阻用于隔离真空，使第一节流气阻上游的真空腔室与下游的真空腔室的真空度形成差异，从而可以在电子枪位置提供更高的真空度，在下游真空腔室或者成型腔室位置提供更低的真空度。对于电子枪而言，能够采用比钨片功函数更低、寿命更长的阴极材料。对于成型腔室而言，让待加工样品处于较低的真空度，在一定程度上能够减轻荷电效应。而且，由于第一节流气阻位于电子束的束腰位置，既不会遮挡电子束通过，也可以避免自身被电子束破坏，不会对设备的性能造成影响。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本专利技术实施例中的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备的示意图；
[0019]图2为本专利技术实施例中的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备中第一节流气阻的示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]1、电子枪；2、第一电子束聚焦透镜；3、枪阀；4、第一节流气阻；5、第二电子束聚焦透镜；6、第二节流气阻；7、成型腔室；8、第一真空计；9、第一涡轮分子泵；10、第一屏蔽涡旋
干泵；11、第二屏蔽涡旋干泵；12、第二涡轮分子泵；13、第二真空计；14、待加工样品；15、位移工作台；16、第一孔道；17、第二孔道；18、真空腔室。
具体实施方式
[0022]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，其特征在于，至少包括：真空腔室，适于为通过的电子束提供真空环境；至少一个第一节流气阻，设置在所述真空腔室内且位于电子束的束腰位置，所述第一节流气阻具有沿电子束的照射方向设置的缩孔结构，适于供电子束通过的同时隔离真空，以使所述第一节流气阻上游的真空腔室与下游的真空腔室的真空度形成差异。2.根据权利要求1所述的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，其特征在于，所述第一节流气阻的外壁与所述真空腔室的内壁之间采用密封连接；沿电子束的照射的方向上所述缩孔结构包括第一孔道与第二孔道，所述第一孔道的孔径大于所述第二孔道的孔径，电子束的束腰位置位于所述第二孔道内。3.根据权利要求1所述的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，其特征在于，还包括电子枪与第一电子束聚焦透镜；所述电子枪的发射部位于所述真空腔室内，以使发射出的电子束处于真空环境下；所述第一电子束聚焦透镜设置在所述真空腔室内且位于所述电子枪的下游，适于调节电子束的束腰位置。4.根据权利要求1所述的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，其特征在于，还包括扫描线圈和第二电子束聚焦透镜；沿电子束的照射方向上所述扫描线圈与所述第二电子束聚焦透镜依次设置在所述真空腔室内，且所述扫描线圈位于所述第一节流气阻的下游。5.根据权利要求4所述的具有多级差分真空系统的环境电子束加工设备，其特征在于，还包括成型腔室，与所述真空腔室相连通且位于所述真空腔室的下游；所述成型腔室内设置有适于放置待加工样品的位移...

【专利技术属性】
技术研发人员：王岩，王鹏飞，刘俊标，殷伯华，韩立，
申请(专利权)人：中国科学院电工研究所，
类型：发明
国别省市：