電子束的原理

　　電子經過匯集成束。具有高能量密度。它是利用電子槍中陰極所產生的電子在陰陽極間的高壓（25-300kV）加速電場作用下被加速至很高的速度（0.3-0.7倍光速），經透鏡會聚作用后，形成密集的高速電子流。

　　電子在電場中會受力而得到加速、提高能量，產生電子束。

　　一臺電子加速器，注入的電子能量為20GeV（1GeV=109 eV，也就是10億電子伏特），相應的電子速度為0.99999999979倍光速。電子經加速器加速后，能量可達到100GeV，電子速度達到0.999999999987倍的光速。這說明，電子在這臺加速器里速度幾乎沒有增加，而能量增加了4倍。

　　其實，加速器離人們的生活并不遠。現代生活中已經普及的電視、計算機顯示器所用的顯像管就是一臺小小的電子加速器。

　　顯像管有玻璃密封外殼，內部抽成真空。由一端的電子槍產生的電子束（強度受影像訊號控制）經過聚焦線圈聚焦后在高壓電極的作用下加速向前運動。與此同時，電子束在偏轉電極的作用下，自上而下作水平方向的掃描。這樣，在顯像管另一端的熒光屏上就形成了明暗程度不同的亮點。

　　粒子加速器的結構可以與顯像管類比。顯像管中的電子槍對應于加速器的電子槍或離子源，顯像管中加速電子用的高壓電極對應于加速器中的高壓加速電極及加速腔。顯像管中控制電子運動的電偏轉板與聚焦電子的聚焦線圈，對應于加速器中控制粒子運動軌道和聚焦粒子束流的多種電磁部件，如導向磁鐵、聚焦磁鐵、多極校正磁鐵等。對粒子加速器的粒子運行管道來說，為了減少粒子在運動中與殘余氣體碰撞而造成粒子的丟失和束流性能變壞，所要求的真空度比顯像管要高數千到數萬倍。

　　隨著科學技術的不斷發展，根據科學家對粒子能量和流強的不同要求，陸續產生了不同原理、不同結構的多種加速器。

　　電子束的應用

　　作為制備與加工難熔金屬的核心技術之一，電子束技術已在高溫合金的成型制造與精煉、高溫合金的焊接、表面改性以及涂層制備等領域得到了廣泛應用，并將不斷涉足航空航天、國防軍工以及核工業等各個領域中。此外，隨著對高溫合金使用性能要求的不斷提高以及新型高溫合金的開發，電子束技術在高溫合金中的應用也面臨著新的挑戰，因此需要不斷開發電子束技術的新方法與新工藝，如將計算模擬的方法與電子束技術相結合能有效指導材料的制備與加工，此外，電子束自動化技術的應用可實現對材料制備與加工過程的精確控制，在降低勞動強度的同時提高材料的使用性能。

　　電子束技術與高溫合金的發展相互促進，電子束技術在高溫合金中的應用也必然朝著高效率、低成本、低能耗的方向發展。此外，電子束技術的應用在大幅度提高高溫合金的使用性能的同時，使得超高熔點合金的制備與加工成為可能。電子束技術與高溫合金的開發緊密結合，不斷發展，在高溫合金中的應用領域將不斷拓寬，應用前景值得期待 。
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