[其他]具有支承結構的高功率電子束處理機窗

無效

• 申請號: 85108631
• 申請日: 1985-11-30
• 公開（公告）號: CN85108631B
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發明（設計）人: 特茨維·阿夫納里
• 申請（專利權）人: 能源科學公司
• 主分類號: H01J33/04
• 分類號: H01J33/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 趙蓉民

本發明涉及的是電子發射裝置，尤其是一個經改進具有支承結構的高功率電子束處理機窗，它們能夠增加裝置-如連續照射工藝中的電子發射裝置所能承受的輸出量。

現有的高功率電子束處理機窗，包括它們的支承結構，例如一排排不僅支承起電子束可穿透金屬窗薄膜以承受大氣壓的，而且有散熱器和/或向冷卻劑導熱的介質功能的肋片-如美國專利3440466所給出的，都有電子束截獲問題和由于熱膨脹及應用中的有關因素所引起的最終窗破裂問題。如美國專利3442466公開的這類窗結構可以允許75%到98%的透過率（25%到2%的垂直入射電子被肋片截獲），但是當窗結構寬于約0.5英寸時，已經發現熱膨脹及有關的影響易引起肋片塌陷。在這種結構中，肋條的長度遠大于厚度，這就使得較長的窗框架易受真空變形，這時即使沒有熱膨脹問題也能使肋條彎曲。然而，增加肋片的厚度或數量將由于非垂直電子束截獲的增加而減少通過窗口的電子數。

隔離真空的窗薄膜（例如一個0.001英寸厚的鋁薄膜）承受熱和機械應力，這些應力正比于兩個肋片之間距離的平方，然而，鋁薄膜不能經受高溫，而且因大氣化學腐蝕還易損壞。對于高功率應用，當窗薄膜在它的最佳條件下工作時，若肋片熱膨脹并開始彎曲，這時的距離是臨界值;此后薄膜將損壞并且不再能保持真空。

本發明的一個目的是要提供一種經改進的新型高功率電子束窗結構，包括它的支承，該結構不具有已有窗的上述缺點，而且對至今引起彎曲的工作環境條件不敏感，甚至對大窗口，高功率和/或長處理區也是一樣。

本發明另一個目的是要提供一個新型的高功率薄膜窗結構，它能限定窗口內的射流密度，從而擴大高功率處理能力。

本發明的又一目的是要提供一個具有高透射率的高功率窗。

本發明的進一目的是要提供一個具有最小非垂直電子束截獲的高功率窗結構。

本發明的其它目的將在下面敘述，并且在權利要求書中還將更具體的描述。

總之，本發明的一個重要方面是涉及用于一個真空電子束發生器或類似裝置的高功率窗，與它結合的有一個縱向伸展的隔離真空用金屬薄膜窗，和一套或接連許多套平行且靠近設置的彎曲延伸的傳導性肋片，真空壓力使這些肋片和薄膜的內表面接觸，這些肋片彎曲地橫過薄膜兩邊緣之間的內表面。下面將給出可供選擇的結構細節和最佳實施例，并參照附圖描述本發明。

圖1A和1B是體現了兩種類型肋片的窗的頂視平面圖，根據本發明它們尤其可取。

圖2A和2B是圖1的經過比例放大的橫剖面圖，顯示了可供選擇的橫斷面結構。

圖3A和3B是類似于圖2A和2B的視圖，顯示了肋片與窗的金屬薄膜之間的接觸界面關系。

圖4是一個頂視平面圖，顯示了一個使用了圖1中的一種肋片結構以及帶有為結構整體性所加的柱支承件的大窗。

圖5是一個立視圖，部分被剖去，它顯示了根據本發明所構造的一個大窗結構。

在平面圖1A和1B中，用于電子發射裝置，如電子束放射處理機或發生器的大窗口由1表示，它有一個由框架圍繞的電子可穿透薄膜5，該框架包括和窗口一樣長的剛性邊緣支承件或壁2。許多帶狀彎曲的肋片F（圖1A）和F′（圖1B）固定在框架邊緣壁2之間，肋片F的形狀是連續弧形，有唯一的曲率半徑，而肋片F′的形狀是S形的，有多個彎曲部。當裝配了金屬薄膜窗5以隔離抽真空的電子束發生器后，框架內的肋片就壓在薄膜5上，這時窗兩側即真空和大氣之間的壓差為14.7P、S、i，并且在熱傳遞接觸中，這個壓差保持薄膜壓在肋片上，電子束垂直進入窗口平面，即圖1A和1B平面。

如上面所述，窗口總成在使用中承受熱與機械負荷。當電子發射裝置（未示出，如美國專利3702412、3769600和4100450所述的類型）發射電子束，使電子朝著圖1A和1B射去并穿過裝置的真空區和薄膜窗5進入窗口外的大氣中（圖1A和1B的下面）時，熱負荷就在窗口1產生。熱負荷基本上由五個因素造成：1）垂直電子束的截獲，2）非垂直電子束的截獲，3）電子通過薄膜5時的能量損失，4）來自空氣或產品的電子回散射。5）由于電子束或化學反應等在窗口大氣側產生的熱量。

本發明中的肋片F或F′在垂直于電子發射路徑的平面內的彎曲減輕了現有窗口內存在的熱變形和彎曲無控制問題，現有的線性或直肋片存在的問題，因為所有彎曲過的肋片F將沿相同的方向和以相同的量發生熱膨脹（這種膨脹比線性肋片的情況要小得多）。于是，由肋片支承的薄膜窗5將承受相當少的熱和/或機械應力影響。