ماگنىتلىق سۈزۈش تېخنىكىسى

ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ ئاساسىي نەزەرىيىسى
پلازما نۇرىدىكى چوڭ زەررىچىلەرنى ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ سۈزۈش مېخانىزمى تۆۋەندىكىدەك:
پلازما بىلەن چوڭ زەررىچىلەرنىڭ زەرەت ۋە زەرەت-ماسسا نىسبىتىدىكى پەرقىگە ئاساسەن، ئاساسىي قاتلام بىلەن كاتود يۈزى ئوتتۇرىسىدا بىر «توساق» (توسقۇچ ياكى ئەگرى تۇرۇبا دېۋار) بار بولۇپ، ئۇ كاتود بىلەن ئاساسىي قاتلام ئوتتۇرىسىدىكى تۈز سىزىق بويىچە ھەرىكەت قىلىۋاتقان ھەر قانداق زەررىچىلەرنى توسىدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئىئونلار ماگنىت مەيدانى تەرىپىدىن يۆتكىلىپ، «توساق» ئارقىلىق ئاساسىي قاتلامغا ئۆتەلەيدۇ.

ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىشلەش پىرىنسىپى

ماگنىت مەيدانىدا، Pe<

Pe ۋە Pi ئايرىم-ئايرىم ھالدا ئېلېكترون ۋە ئىئونلارنىڭ لارمور رادىئۇسلىرى، a بولسا ماگنىتلىق سۈزگۈچنىڭ ئىچكى دىئامېتىرى. پلازمادىكى ئېلېكترونلار لورېنتىز كۈچىنىڭ تەسىرىگە ئۇچرايدۇ ۋە ماگنىت مەيدانىنىڭ ئوق يۆنىلىشىدە ئايلىنىدۇ، ماگنىت مەيدانى بولسا لارمور رادىئۇسىدىكى ئىئونلار بىلەن ئېلېكترونلار ئوتتۇرىسىدىكى پەرق سەۋەبىدىن ئىئونلارنىڭ توپلىنىشىغا ئازراق تەسىر كۆرسىتىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، ئېلېكترون ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىنىڭ ئوق يۆنىلىشىدە ھەرىكەت قىلغاندا، ئۇنىڭ مەركىزى ۋە كۈچلۈك مەنپىي ئېلېكتر مەيدانى سەۋەبىدىن ئوق يۆنىلىشىدە ئايلىنىش ھەرىكىتى ئۈچۈن ئىئونلارنى جەلپ قىلىدۇ، ئېلېكترون سۈرئىتى ئىئوندىن چوڭ بولىدۇ، شۇڭا ئېلېكترون ئىئوننى ئۈزلۈكسىز ئالدىغا تارتىدۇ، پلازما بولسا ھەمىشە يېرىم ئېلېكتر جەھەتتىن نېيترال ھالەتتە تۇرىدۇ. چوڭ زەررىچىلەر ئېلېكتر جەھەتتىن نېيترال ياكى ئازراق مەنپىي زەرەتلەنگەن، سۈپىتى ئىئون ۋە ئېلېكترونلاردىن كۆپ چوڭ بولۇپ، ئاساسەن ماگنىت مەيدانى ۋە ئىنېرتسىيە بويىچە سىزىقلىق ھەرىكەتنىڭ تەسىرىگە ئۇچرىمايدۇ، ھەمدە ئۈسكۈنىنىڭ ئىچكى تېمىغا سوقۇلغاندىن كېيىن سۈزۈلىدۇ.
ئېگىلىش ماگنىت مەيدانىنىڭ ئەگرىلىكى ۋە گرادىيېنت يۆتكىلىشى ۋە ئىئون-ئېلېكترون سوقۇلۇشىنىڭ بىرلەشتۈرۈلگەن فۇنكسىيەسى ئاستىدا، پلازما ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىدە يۆتكىلىشى مۇمكىن. بۈگۈنكى كۈندە ئىشلىتىلىۋاتقان ئورتاق نەزەرىيە مودېللىرى موروزوۋ ئېقىم مودېلى ۋە داۋىدسون قاتتىق روتور مودېلى بولۇپ، ئۇلارنىڭ تۆۋەندىكى ئورتاق ئالاھىدىلىكى بار: ئېلېكترونلارنى قاتتىق سىپرال شەكىلدە ھەرىكەتلەندۈرىدىغان ماگنىت مەيدانى بار.
ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىدىكى پلازمانىڭ ئوق يۆنىلىشىدىكى ھەرىكىتىنى يېتەكلەيدىغان ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكى تۆۋەندىكىدەك بولۇشى كېرەك:

Mi، Vo ۋە Z ئايرىم-ئايرىم ھالدا ئىئون ماسسىسى، توشۇش سۈرئىتى ۋە توشۇلغان زەرەت سانى. a ماگنىتلىق سۈزگۈچنىڭ ئىچكى دىئامېتىرى، e بولسا ئېلېكترون زەرەت سانى.
شۇنى ئەسكەرتىش كېرەككى، بەزى يۇقىرى ئېنېرگىيەلىك ئىئونلار ئېلېكترون نۇرى بىلەن تولۇق باغلىنىپ قالالمايدۇ. ئۇلار ماگنىتلىق فىلتىرنىڭ ئىچكى تېمىغا يېتىپ بېرىپ، ئىچكى تېمىنى مۇسبەت پوتېنسىيالغا ئايلاندۇرۇشى مۇمكىن، بۇ ئۆز نۆۋىتىدە ئىئونلارنىڭ ئىچكى تېمىغا يېتىشىنى توسۇپ، پلازما يوقىتىشىنى ئازايتىدۇ.
بۇ ھادىسىگە ئاساسەن، نىشان ئىئون توشۇش ئۈنۈمىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش ئۈچۈن، ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىنىڭ تېمىغا مۇۋاپىق مۇسبەت بېسىم قوللىنىشقا بولىدۇ.

ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىنىڭ تۈرگە ئايرىلىشى
(1) سىزىقلىق قۇرۇلما. ماگنىت مەيدانى ئىئون نۇرى ئېقىمىغا يېتەكچىلىك قىلىپ، كاتود نۇقتىسىنىڭ چوڭلۇقىنى ۋە ماكروسكوپ زەررىچە توپلىرىنىڭ نىسبىتىنى ئازايتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا پلازما ئىچىدىكى سوقۇلۇشلارنى كۈچەيتىپ، نېيترال زەررىچىلەرنىڭ ئىئونغا ئايلىنىشىنى ئىلگىرى سۈرۈپ، ماكروسكوپ زەررىچە توپلىرىنىڭ سانىنى ئازايتىدۇ، ھەمدە ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكى ئاشقانسېرى چوڭ زەررىچىلەرنىڭ سانىنى تېز سۈرئەتتە ئازايتىدۇ. ئەنئەنىۋى كۆپ قوسلۇق ئىئون قاپلاش ئۇسۇلى بىلەن سېلىشتۇرغاندا، بۇ قۇرۇلمىلىق ئۈسكۈنە باشقا ئۇسۇللار كەلتۈرۈپ چىقارغان ئۈنۈمنىڭ كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلىشىنى يېڭىپ، چوڭ زەررىچىلەرنىڭ سانىنى تەخمىنەن %60 ئازايتىش بىلەن بىر ۋاقىتتا، ئاساسەن مۇقىم پەردە چۆكۈش نىسبىتىگە كاپالەتلىك قىلالايدۇ.
(2) ئەگرى شەكىللىك قۇرۇلما. قۇرۇلمىنىڭ شەكلى ھەر خىل بولسىمۇ، ئاساسىي پىرىنسىپى ئوخشاش. پلازما ماگنىت مەيدانى ۋە ئېلېكتر مەيدانىنىڭ بىرلەشتۈرۈلگەن فۇنكسىيەسى ئاستىدا ھەرىكەتلىنىدۇ، ماگنىت مەيدانى ماگنىت كۈچ سىزىقى يۆنىلىشى بويىچە ھەرىكەتنى ئۆزگەرتمەي پلازمىنى چەكلەش ۋە كونترول قىلىش ئۈچۈن ئىشلىتىلىدۇ. زەرەتسىز زەررىچىلەر سىزىقلىق يۆنىلىش بويىچە ھەرىكەتلىنىدۇ ۋە ئايرىلىدۇ. بۇ قۇرۇلما ئۈسكۈنىسى تەرىپىدىن تەييارلانغان پەردىلەر يۇقىرى قاتتىقلىق، تۆۋەن يۈزەكى پۇراقلىق، ياخشى زىچلىق، بىردەك دانچە چوڭلۇقى ۋە كۈچلۈك پەردە ئاساسى يېپىشتۇرۇش ئىقتىدارىغا ئىگە. XPS ئانالىزى شۇنى كۆرسىتىدۇكى، بۇ خىل ئۈسكۈنە بىلەن قاپلانغان ta-C پەردىلىرىنىڭ يۈزەكى قاتتىقلىقى 56 GPa غا يېتىدۇ، شۇڭا ئەگرى قۇرۇلما ئۈسكۈنىسى چوڭ زەررىچىلەرنى چىقىرىۋېتىشتە ئەڭ كەڭ قوللىنىلىدىغان ۋە ئۈنۈملۈك ئۇسۇل، ئەمما نىشان ئىئون توشۇش ئۈنۈمىنى تېخىمۇ ياخشىلاش كېرەك. 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىش ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسى ئەڭ كەڭ قوللىنىلىدىغان ئەگرى قۇرۇلما ئۈسكۈنىلىرىنىڭ بىرى. Ta-C پىلاستىنكىلىرىنىڭ يۈزەكى شەكلى ئۈستىدە ئېلىپ بېرىلغان تەجرىبىلەر شۇنى كۆرسىتىپ بېرىدۇكى، 360 گرادۇسلۇق ئېگىلىشچان ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ يۈزەكى شەكلى 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىشچان ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىگە سېلىشتۇرغاندا ئانچە ئۆزگەرمەيدۇ، شۇڭا چوڭ زەررىچىلەرگە 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىشچان ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈنۈمىنى ئاساسەن قولغا كەلتۈرگىلى بولىدۇ. 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىشچان ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسى ئاساسلىقى ئىككى خىل قۇرۇلمىغا ئىگە: بىرى ۋاكۇئۇم كامېراسىغا قويۇلغان ئېگىلىش سولېنوئىدى، يەنە بىرى ۋاكۇئۇم كامېراسىدىن سىرتتا قويۇلغان بولۇپ، ئۇلارنىڭ پەرقى پەقەت قۇرۇلمىدىلا. 90 گرادۇسلۇق ئېگىلىشچان ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ خىزمەت بېسىمى 10-2Pa ئەتراپىدا بولۇپ، ئۇنى قاپلاش نىترىد، ئوكسىد، ئامورف كاربون، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ پىلاستىنكا ۋە مېتال ياكى مېتال ئەمەس پىلاستىنكا قاتارلىق كەڭ دائىرىلىك قوللىنىشچان ساھەلەردە ئىشلىتىشكە بولىدۇ.

ماگنىتلىق سۈزگۈچ ئۈسكۈنىسىنىڭ ئۈنۈمى
بارلىق چوڭ زەررىچىلەر تام بىلەن ئۈزلۈكسىز سوقۇلۇشتا كىنېتىك ئېنېرگىيەسىنى يوقىتالمايدۇ، شۇڭا بەلگىلىك مىقداردىكى چوڭ زەررىچىلەر تۇرۇبا چىقىش ئېغىزى ئارقىلىق ئاساسىي قاتلامغا يېتىپ بارىدۇ. شۇڭا، ئۇزۇن ۋە تار ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسى چوڭ زەررىچىلەرنى سۈزۈش ئۈنۈمىنى يۇقىرى كۆتۈرىدۇ، ئەمما بۇ ۋاقىتتا نىشان ئىئونلىرىنىڭ يوقىلىشىنى ئاشۇرىدۇ، شۇنىڭ بىلەن بىر ۋاقىتتا قۇرۇلمىنىڭ مۇرەككەپلىكىنى ئاشۇرىدۇ. شۇڭا، ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ چوڭ زەررىچىلەرنى ئەلا سۈپەتلىك چىقىرىۋېتىش ۋە ئىئون توشۇش ئۈنۈمىنىڭ يۇقىرى بولۇشىغا كاپالەتلىك قىلىش كۆپ ئوقلۇق ئىئون قاپلاش تېخنىكىسىنىڭ يۇقىرى ئۈنۈملۈك نېپىز پەردىلەرنى قاپلاشتا كەڭ قوللىنىلىشىنىڭ زۆرۈر شەرتى. ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ ئىشلىشى ماگنىت مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكى، ئېگىلىش يۆنىلىشى، مېخانىكىلىق توسۇش ئېغىزى، ئوق مەنبەسى ئېقىمى ۋە زەرەتلەنگەن زەررىچىلەرنىڭ چۈشۈش بۇلۇڭىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ. ماگنىتلىق سۈزۈش ئۈسكۈنىسىنىڭ مۇۋاپىق پارامېتىرلىرىنى تەڭشەش ئارقىلىق، چوڭ زەررىچىلەرنىڭ سۈزۈش ئۈنۈمى ۋە نىشاننىڭ ئىئون يۆتكەش ئۈنۈمىنى ئۈنۈملۈك ياخشىلىغىلى بولىدۇ.