Первая Журнал Состояние и перспективы развития электронно-лучевых технологий

Состояние и перспективы развития электронно-лучевых технологий

ЭЛТ обработки материалов предшествовала разработка электронной микроскопии

by rudymore
В.Б. Вихман, к.т.н., АО «ЦНИИ Материалов», info@cniim.com, А.Н.Козлов, ООО «Термовак», nikolaevich24@inbox.ru

Введение. Электронно-лучевые технологии (ЭЛТ): сварка (ЭЛС), обработка поверхности (поверхностная закалка, легирование, наплавка, напыление), перфорирование, размерная обработка, аддитивные технологии – это прецизионные, экологически чистые процессы, нашедшие применение при изготовлении наиболее сложных и ответственных изделий аэрокосмической техники, при производстве оборудования для энергетики, медицинских имплантатов и в других отраслях промышленности. ЭЛС отличается высокой производительностью (в десятки раз выше, чем у дуговых процессов) и экономичностью (КПД вводимой в изделие энергии около 90 %, тогда, как у лучших лазеров до 40 %).

ЭЛТ обработки материалов предшествовала разработка электронной микроскопии. В тридцатые годы 20 века в Германии немецкие физики и математики разработали основы электронной оптики (теория аберраций Вальтера Глазера, расчет длины волны ускоренного электрона) и создали первый электронный микроскоп с двумя линзами. В СССР электронные микроскопы с 13 февраля 1946 года разрабатывал Институт электронной и ионной оп- тики (НИИ ЭИО), в 1977 г. вошедший в состав НПО «Орион». Просвечива- ющие электронные микроскопы раз- личного назначения с ускоряющим напряжением 75…200 кВ ЭВМ-100Л, ЭВМ-125, ПЭМ-75, ПЭМ-100, ПЭМ-200 (разрешающая способность 0,14 нм, увеличение до 106 крат), аналитиче- ские электронные микроскопы типа ЭММА (локальная чувствительность 10-9 %, локальность измерения 0,2 нм) и растровые электронные микроскопы РЭМ-50 (разрешающая способность 5 нм), разработанные в НИИ ЭИО к 1990 г., выпускались на Сумском заводе электронных микро- скопов (СЭЛМИ, Украина). Разрешающая способность системы (диаметр пучка в фокусе d) опреде- ляется из соотношения:
d = 0,6L/a, где L – длина волны электронов, зависящая от ускоряющего потенциала (U), a – половина угла фокусировки пучка. L -= 1,2/U1/2

Поэтому конструкторы электронных микроскопов стремились к повышению ускоряющего напряжения. С 1975 г. в НИИ ЭИО создавался сверхвысоковольтный микроскоп (СВЭМ-1) гигантских размеров, рассчитанный на ускоряющее напряжение 2 мегавольта, но по ряду технических причин из-за пробоев напряжение не удалось поднять выше 700 кВ (достигнутая при испытаниях на функциональность разрешающая способность составила 1,5 нм). На этом закончилась разработка электронных микроскопов в России, хотя в мире в начале 80-х годов было построено около 80 штук мегавольтных микроскопов [1] . В настоящее время все электронные микроскопы Россия закупает за рубежом. Современные растровые электронные микроскопы обеспечивают увеличение от 10 до 800000 крат …

 

Читать статью полностью в журнале МИР СВАРКИ

Наши площадки