[科普中国]-平面电子束熔炼炉

平面电子束熔炼炉横向枪和结晶器上口几乎处于同一平面，按其使用的电子枪的类型不同，可分为环形枪、横向枪及轴向枪电子束熔炼炉等3类；按其用途，可分为熔炼用炉、区域精炼炉、电子束凝壳炉及多用途电子束熔炼炉等4类。

分类按其使用的电子枪的类型不同，可分为环形枪、横向枪及轴向枪电子束熔炼炉等3类；按其用途，可分为熔炼用炉、区域精炼炉、电子束凝壳炉及多用途电子束熔炼炉等4类。

环形枪电子束熔炼炉
非自加速环形枪电子束熔炼炉的环形枪头距金属熔池仅有20mm左右，故又称近环形枪电子束熔炼炉，其阴极受金属蒸气和喷溅物的侵蚀，寿命一般只有几个小时，但它具有制作容易、成本低的特点，故常用作实验室设备。自加速环形枪电子束熔炼炉，加大了阴极和金属熔池间的距离，故又称远环形枪电子束熔炼炉，其阴极的工作条件有所改善，但寿命一般也只有十几个小时。

横向枪电子束熔炼炉横向枪和结晶器上口几乎处于同一平面，故又称平面电子束熔炼炉。它既具有环形枪电子束熔炼炉的优点，其阴极工作条件又得到了显著改善，使用寿命可提高到100h以上，但它与环形枪电子束熔炼炉一样，枪处于熔炼室内，故熔化时真空度不能太低1。

真空电子束熔炼在高真空条件下，阴极由于高压电场的作用被加热而发射出电子，电子汇集成束，电子束在加速电压的作用下，以极高的速度向阳极运动，穿过阳极后，在聚焦线圈和偏转线圈的作用下，准确地轰击到结晶器内的底锭和物料上，使底锭被熔化形成熔池，物料也不断地被熔化滴落到熔池内，从而实现熔炼过程，这就是电子束熔炼原理。电子束炉的加速电压一般使用在三万伏左右，引起的X射线损失最大不超过0.5%，二次发射电子的损失会更少。所以电子束的能量几乎是全部由电能转换为动能，再由动能转换为热能。

电子束熔炼也称电子轰击熔炼。在高真空室内，利用电子枪发射出的电子束，对被熔炉料(自耗甩极或散料)进行轰击，使电子动能转化为热能而把炉料熔化，真空度要求达到1.33×10-2一1.33×10-4Pa，一般用来生产活性金属、难熔金属如钨、钥、拢、钛、错、钒等。也可用来生产高质量的轴承钢和超低碳不锈钢。

电子束区域熔炼是指利用高能量密度的电子束对难熔重金属进行区域熔化，除去轻金属等杂质，通过多次区熔达到提纯目的，炼制高纯度重金属（例如钽、铌等），它可免除化学提纯等工业污染或实现化学等办法无法实现的金属纯化工艺2。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学