Teoiric bhunúsach gléas scagacháin mhaighnéadaigh
Seo a leanas meicníocht scagacháin an fheiste scagacháin mhaighnéadaigh le haghaidh cáithníní móra sa bhíoma plasma:
Agus an difríocht idir plasma agus cáithníní móra i gcóimheas luchta agus mais á húsáid, tá “bacainn” (baictéar nó balla feadáin cuartha) suite idir an tsubstráit agus dromchla an chatóide, rud a chuireann bac ar aon cháithníní atá ag bogadh i líne dhíreach idir an chatóid agus an tsubstráit, agus is féidir leis an réimse maighnéadach na hiain a atreorú agus dul tríd an “bacainn” chuig an tsubstráit.
Prionsabal oibre gléas scagacháin mhaighnéadaigh
Sa réimse maighnéadach, Pe<
Is iad Pe agus Pi ga Larmor na leictreon agus na n-ian faoi seach, agus is é a trastomhas istigh an scagaire maighnéadaigh. Bíonn tionchar ag fórsa Lorentz ar na leictreoin sa phlasma agus sníomhann siad feadh an réimse maighnéadaigh go haiseach, agus bíonn tionchar níos lú ag an réimse maighnéadach ar bhailiú na n-ian mar gheall ar an difríocht idir na hiain agus na leictreoin i nga Larmor. Mar sin féin, nuair a ghluaiseann na leictreoin feadh ais an fheiste scagaire maighnéadaigh, meallfaidh sé iain feadh an ais le haghaidh na gluaiseachta rothlaithe mar gheall ar a fhócas agus an réimse leictreach diúltach láidir, agus bíonn luas na leictreon níos mó ná luas an ian, mar sin bíonn an leictreon ag tarraingt an ian ar aghaidh i gcónaí, agus fanann an plasma neodrach go leathleictreach i gcónaí. Bíonn na cáithníní móra neodrach go leictreach nó beagán luchtaithe go diúltach, agus tá an caighdeán i bhfad níos mó ná na hiain agus na leictreoin, agus níl tionchar ag an réimse maighnéadach agus an ghluaiseacht líneach feadh an táimhe orthu go bunúsach, agus scagfar amach iad tar éis imbhuailte le balla istigh an fheiste.
Faoi fheidhm chomhcheangailte cuar an réimse mhaighnéadaigh lúbtha agus drift grádáin agus imbhuailtí ian-leictreon, is féidir an plasma a atreorú sa fheiste scagacháin mhaighnéadaigh. Is iad na samhlacha teoiriciúla coitianta a úsáidtear inniu ná samhail flosc Morozov agus samhail rótar righin Davidson, a bhfuil an ghné choiteann seo a leanas acu: tá réimse maighnéadach ann a fhágann go mbogann na leictreoin ar bhealach héilicseach go docht.
Ba cheart go mbeadh neart an réimse mhaighnéadaigh a threoraíonn gluaiseacht aiseach an phlasma sa fheiste scagacháin mhaighnéadaigh den sórt sin:
Is iad Mi, Vo, agus Z mais na n-ian, an luas iompair, agus líon na muirear a iompraítear faoi seach. Is é a trastomhas istigh an scagaire maighnéadaigh, agus is é e muirear na leictreon.
Ba chóir a thabhairt faoi deara nach féidir leis an bhíoma leictreon roinnt ian ardfhuinnimh a cheangal go hiomlán. Féadfaidh siad balla istigh an scagaire maighnéadaigh a bhaint amach, rud a fhágann go bhfuil poitéinseal dearfach ag an mballa istigh, rud a chuireann cosc ar na hiain leanúint orthu ag teacht ar an mballa istigh agus a laghdaíonn cailliúint plasma.
De réir an fheiniméin seo, is féidir brú claonta dearfach cuí a chur i bhfeidhm ar bhalla an fheiste scagaire maighnéadaigh chun imbhualadh ian a chosc agus éifeachtúlacht iompair na n-ian sprice a fheabhsú.
Aicmiú gléas scagacháin mhaighnéadaigh
(1) Struchtúr líneach. Feidhmíonn an réimse maighnéadach mar threoir do shreabhadh bhíoma na n-ian, ag laghdú méid an phointe catóide agus cion na mbraislí cáithníní macrascópacha, agus ag an am céanna ag déanamh níos mó imbhuailtí laistigh den phlasma, rud a spreagann comhshó cáithníní neodracha ina n-ian agus ag laghdú líon na mbraislí cáithníní macrascópacha, agus ag laghdú go tapa líon na gcáithníní móra de réir mar a mhéadaíonn neart an réimse maighnéadaigh. I gcomparáid leis an modh sciath ian il-stua traidisiúnta, sáraíonn an gléas struchtúrtha seo an laghdú suntasach ar éifeachtúlacht de bharr modhanna eile agus is féidir leis ráta taiscthe scannáin tairiseach a chinntiú agus líon na gcáithníní móra á laghdú thart ar 60%.
(2) Struchtúr cuartha. Cé go bhfuil foirmeacha éagsúla ar an struchtúr, tá an prionsabal bunúsach mar a chéile. Bogann an plasma faoi chomhcheangal réimse maighnéadaigh agus réimse leictreach, agus úsáidtear an réimse maighnéadach chun an plasma a theorannú agus a rialú gan gluaiseacht a atreorú feadh treo na línte fórsa maighnéadaigh. Agus bogfaidh na cáithníní neamhluchtaithe feadh an líneach agus scarfar iad. Tá cruas ard, garbh-dhromchla íseal, dlús maith, méid gráin aonfhoirmeach, agus greamaitheacht láidir bonn scannáin ag na scannáin a ullmhaítear leis an ngléas struchtúrach seo. Léiríonn anailís XPS gur féidir le cruas dromchla na scannán ta-C atá brataithe leis an gcineál seo gléis 56 GPa a bhaint amach, agus dá bhrí sin is é an gléas struchtúir cuartha an modh is forleithne agus is éifeachtaí chun cáithníní móra a bhaint, ach ní mór éifeachtúlacht iompair ian sprice a fheabhsú tuilleadh. Tá an gléas scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 90° ar cheann de na gléasanna struchtúir cuartha is forleithne a úsáidtear. Léiríonn turgnaimh ar phróifíl dromchla scannán Ta-C nach n-athraíonn próifíl dromchla an ghléis scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 360° go mór i gcomparáid le gléas scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 90°, agus mar sin is féidir éifeacht scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 90° do cháithníní móra a bhaint amach go bunúsach. Tá dhá chineál struchtúir ag feiste scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 90° den chuid is mó: ceann amháin ina solenoid lúbtha atá suite sa seomra folúis, agus an ceann eile suite lasmuigh den seomra folúis, agus níl aon difríocht eatarthu ach sa struchtúr. Tá brú oibre na feiste scagacháin mhaighnéadaigh lúbtha 90° thart ar 10-2Pa, agus is féidir é a úsáid i raon leathan feidhmeanna, amhail níotráit sciath, ocsaíd, carbón éagruthach, scannán leathsheoltóra agus scannán miotail nó neamh-mhiotalach.
Éifeachtúlacht an fheiste scagacháin mhaighnéadaigh
Ós rud é nach féidir le gach cáithnín mór fuinneamh cinéiteach a chailleadh i mbuailtí leanúnacha leis an mballa, sroichfidh líon áirithe cáithníní móra an tsubstráit tríd an asraon píopa. Dá bhrí sin, bíonn éifeachtúlacht scagacháin níos airde ag gléas scagacháin mhaighnéadach fada caol i gcás cáithníní móra, ach ag an am seo méadóidh sé cailliúint na n-ian sprice agus ag an am céanna méadóidh sé castacht an struchtúir. Dá bhrí sin, is réamhriachtanas riachtanach é a chinntiú go bhfuil baint cáithníní móra den scoth agus ardéifeachtúlacht iompair ian ag an ngléas scagacháin mhaighnéadach le go mbeidh ionchas leathan feidhme ag teicneolaíocht sciath ian il-stua i dtaisceadh scannán tanaí ardfheidhmíochta. Bíonn tionchar ag neart an réimse mhaighnéadaigh, claonadh lúbtha, oscailt bhaictéil mheicniúil, sruth foinse stua agus uillinn teagmhais cáithníní luchtaithe ar oibriú an ghléas scagacháin mhaighnéadaigh. Trí pharaiméadair réasúnta a shocrú den ghléas scagacháin mhaighnéadaigh, is féidir éifeacht scagacháin cáithníní móra agus éifeachtúlacht aistrithe ian na sprice a fheabhsú go héifeachtach.
Am an phoist: 08 Samhain 2022