DE1565881B2 - Method and arrangement for the controlled heating of a target material in a high vacuum electron beam furnace - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gesteuerten Erwärmen eines Targetmaterials in einem : Hochvakuum-Elektronenstrahlofen, bei dem mindestens zwei getrennt erzeugte, nebeneinander etwa parallel verlaufende Elektronenstrahlen in zu ihnen senkrecht stehenden, gegebenenfalls unterschiedlichen Magnetfeldern auf das Targetmaterial in parallelen Ebenen gelenkt werden.The invention relates to a method for the controlled heating of a target material in a: High vacuum electron beam furnace, in which at least two produced separately, next to each other for example electron beams running parallel in perpendicular to them, possibly different ones Magnetic fields are directed onto the target material in parallel planes.

Eine nach dem vorstehend genannten Verfahren arbeitende Elektronenstrahlkanone ist bereits be- ίο kannt (deutsche Auslegeschrift 1156 521). Bei dieser ■bekannten Elektronenstrahlkanone sind eine Glühkathode, und zwar insbesondere eine ringförmige Glühkathode, eine Fpkussierungselektrode und eine Anode vorgesehen. Der einzigen Glühkathode ist dabei eine an sich bekannte, mit nebeneinander-Megenden Löchern versehene Anode zugeordnet, und in Strahlrichtung gesehen sind hinter der Anode an sich bekannte magnetische, elektronenoptische Mittel angeordnet, die vorzugsweise durch elektromagnetische Mittel gebildet sind. Diese bekannte Elektronenstrahlkanone vermag zwar eine Anzahl von parallel verlaufenden Elektronenstrahlen zu erzeugen, von Nachteil ist jedoch, daß die für die Ablenkung der Elektronenstrahlen vorgesehenen Magnetfelder nicht getrennt steuerbar sind, um auf irgendeine Stelle eines Targetmaterials gerichtet zu werden.An electron beam gun operating according to the above-mentioned method is already in place knows (German interpretation 1156 521). At this Known electron beam guns are a hot cathode, in particular an annular one Hot cathode, a focusing electrode and an anode are provided. The only hot cathode is assigned an anode, known per se and provided with holes next to one another, and seen in the direction of the beam are behind the anode known magnetic, electron-optical means arranged, preferably by electromagnetic Funds are formed. This known electron beam gun is capable of a number of Generate parallel electron beams, however, the disadvantage is that for the deflection of the electron beams provided magnetic fields are not separately controllable in order to any To be directed in place of a target material.

Es ist auch schon ein Verfahren zur Ablenkung. ; und Leistungsmodulation eines Elektroneabündels in einem mit Elektronenbeschuß arbeitenden Ofen bekannt (deutsche Auslegeschrift 1172 783). Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Elektronenbündel derart abgelenkt, daß es auf einen Randabschnitt eines zu schmelzenden Körpers trifft, woraufhin es bei ^<: fortschreitender Schmelzung über diesen Abschnitt vorgerückt und nach Bestreichung des gesamten Abschnittes in die Ruhestellung zurückgeführt wird. Dabei wird der zu schmelzende Körper gleichzeitig um etwa die Breite des abgeschmolzenen Abschnittes vorgerückt, so daß das Arbeitsspiel dann erneut beginnen kann. Für den zu schmelzenden Körper ist dabei eine seitliche Steuerplatte, auf wel- ■■ ehe das nicht abgelenkte Elektronenbündel fällt, sowie eine hintere Steuerplatte, welche den zu schmelzenden Körper wenigstens teilweise abdeckt, yorgesehen. Die durch das Aufprallen des Elektrönenbündels auf diese Steuerplatten erzeugten elektrischen ■ Ströme werden zur Erregung von Ablenkspulen benutzt. Mit Hilfe dieses bekannten Verfahrene ist es zwar möglich, ein Elektronenbündel abzulenken und in der Leistung zu modulieren, von Nachteil ist jedoch, daß das betreffende Elektronenbündel bei vorgegebener Breite nicht an jede beliebige Stelle des jeweiligen Targetmaterials hin abgelenkt werden kann bzw. daß für eine entsprechende Abgabe des Elek-;.55 tronenbündels an irgendeine Stelle eines Targetmaterials dieses noch entsprechend zu bewegen ist. — Da es sich hier nur um einen einzigen Elektronenstrahl handelt, tritt das Problem des Koordinieren mehrerer Strahlen nicht auf.It's also a distraction technique. ; and power modulation of an electron bundle in an electron bombardment furnace known (German Auslegeschrift 1172 783). In this known method an electron beam is deflected such that it impinges on a peripheral portion of a to-melting body, after which it is ^<: is advanced progressive fusion through this section and recycled after Bestreichung the entire portion in the rest position. The body to be melted is simultaneously advanced by approximately the width of the melted section, so that the work cycle can then begin again. For the body to be melted, a lateral control plate, on which the undeflected electron beam falls, and a rear control plate, which at least partially covers the body to be melted, are provided. The electrical currents generated by the impact of the electron beam on these control plates are used to excite deflection coils. With the help of this known method it is possible to deflect an electron beam and to modulate its power, but the disadvantage is that the electron beam in question cannot be deflected to any point of the respective target material for a given width or that for a corresponding one Delivery of the electron bundle to any point on a target material, this still has to be moved accordingly. - Since this is only a single electron beam, the problem of coordinating several beams does not arise.

Im Zusammenhang mit dem Erwärmen eines Targetmaterials in einem Hochvakuum-Elektronenstrahlofen ist es bereits bekannt (»Neue Hütte«, Januar 1963, H. 1, S. 2), einen Elektronenstrahl mit Hilfe einer magnetischen Linse zu führen und im Strahldurchmesser mit Hilfe einer weiteren magnetischen Linse zu variieren. Dabei können mit Hilfe gekreuzter magnetischer Ablenksysteme die Strahlenenergie auf Abschmelzstab und Schmelzsumpf in einer wassergekühlten Kupferkökille verteilt werden. Sind eine Mehrzahl von Elektronenstrahlen auf ein entsprechendes Targetmaterial zu richten, iso sind magnetische Linsen in entsprechender Vielzahl vorzusehen. Damit haftet dieser bekannten Art des gesteuerten Erwärmens eines Targetmaterials der Nachteil ernes relativ hohen Aufwands an, wenn es überhaupt durchführbar ist, eine größere Anzahl von zweidimensionalen magnetischen Ablenksystemen nebeneinander anzuordnen.In connection with heating a target material in a high vacuum electron beam furnace it is already known ("Neue Hütte", January 1963, no. 1, p. 2) to use an electron beam With the help of a magnetic lens guide and in the beam diameter with the help of another magnetic one Lens to vary. With the help of crossed magnetic deflection systems, the radiation energy be distributed on the melting rod and the melting sump in a water-cooled copper bowl. If a plurality of electron beams are to be aimed at a corresponding target material, iso are Provide magnetic lenses in a corresponding number. So this known type of controlled sticks Heating a target material has the disadvantage of being relatively expensive, if at all is feasible, a larger number of two-dimensional magnetic deflection systems side by side to arrange.

Im /Zusammenhang mit dem Erwärmen eines Targetmaterials in einem Hochvakuum-Elektronenstrahlofen ist es schließlich bekannt (»Vakuum-Technik«, 1963, H. 3, S. 67), eine Elektronenstrahlablenkung um 90° vorzunehmen, und zwar mit für jeden Elektronenstrahl eigenem Ablenksystem. Damit ist auch bei dieser bekannten Art der Elektronenstrahlablenkung der Nachteil eines relativ hohen konstruktiven Aufwands vorhanden.In / related to heating a Target material in a high vacuum electron beam furnace, it is finally known (»vacuum technology«, 1963, H. 3, p. 67) to make an electron beam deflection by 90 °, with for each electron beam has its own deflection system. This also applies to this known type of electron beam deflection the disadvantage of a relatively high structural effort.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Weg zu zeigen, wie unter Vermeidung der den oben betrachteten .!bekannten Anordnungen anhaftenden Nachteile vorzugehen ist, um zwei oder mehrere benachbarte Elektronenstrahlen durch unterschiedlich orientierte Magnetfelder ablenken zu können und damit ein vorgegebenes Auftreffmuster auf einem Targetmaterial zu erhalten.The invention is based on the object of showing a way of avoiding the the Adhering to known arrangements considered above Disadvantages to proceed is to move two or more adjacent electron beams through differently to be able to deflect oriented magnetic fields and thus a predetermined impact pattern to obtain a target material.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß die Elektronenstrahlen zunächst in einer gleichen Anzahl von getrennt steuerbaren Magnetfeldern im Sinne einer ersten auf das Target bezogenen Dimension abgelenkt werden, daß die Elektronenstrahlen darauf in einem ihnen gemeinsamen Magnetfeld in einer zu den parallelen Ebenen senkrechten Ebene abgelenkt werden und daß das gemeinsame Magnetfeld eine in Richtung der Elektronenstrahlen derart unterschiedliche Ausdehnung hat, daß die Elektronenstrahlen zu ihrer Zusammenführung im Sinne einer zweiten, auf das Target bezogenen Dimension unterschiedlich stark abgelenkt werden.The object indicated above is achieved according to the invention with a method of the type mentioned at the outset in that the electron beams are initially controllable separately in an equal number Magnetic fields are deflected in the sense of a first dimension related to the target that the electron beams on it in a magnetic field common to them in a parallel to the one Planes vertical plane are deflected and that the common magnetic field in one direction the electron beams have such different dimensions that the electron beams bring them together in the sense of a second dimension related to the target to different degrees to get distracted.

Die Erfindung bringt gegenüber den oben betrachteten bekannten Anordnungen den Vorteil mit sich, daß sie mit relativ geringem Aufwand die jeweils vorgesehenen Elektronenstrahlen auf das jeweils zu erwärmende Targetmaterial zum Zwecke einer gesteuerten Erwärmung dieses Materials zu richten gestattet.The invention has the advantage over the known arrangements considered above that they can with relatively little effort the electron beams provided in each case to be heated target material for the purpose of controlled heating of this material judge allowed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand von Figuren. Es zeigtFurther details of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment on the basis of figures. It shows

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Anordnung gemäß der Erfindung,F i g. 1 a schematic view of an arrangement according to the invention,

F i g. 2 einen Teilschnitt längs der Linie 2-2 in Fig.l,F i g. 2 shows a partial section along the line 2-2 in Fig.l,

F i g. 3 einen Teilschnitt längs der Linie 3-3 in Fig.l,F i g. 3 shows a partial section along the line 3-3 in Fig.l,

Die Anordnung gemäß der Erfindung enthält eine evakuierte Elektronenkanonenkammer 10 mit zwei Elektronenstrahlquellen 14 zur Erzeugung benachbarter und paraller bandförmiger Elektronenstrahlen hoher Dichte. Die Elektronenstrahlquellen können von konventioneller 'selbstbeschleunigender Art mit einer Kathode, einer fokussierenden Elektrode und einer Beschleunigungsanode sein. Die Elektronenstrahlen laufen durch zwei Schlitze 18 und 20 in einThe arrangement according to the invention includes an evacuated electron gun chamber 10 having two Electron beam sources 14 for generating adjacent and parallel band-shaped electron beams high density. The electron beam sources can be of a conventional 'self-accelerating type a cathode, a focusing electrode and an accelerating anode. The electron beams run through two slots 18 and 20 in one

fokussierendes oder konzentrierendes Magnetfeld* das durch: eine neben den Schlitzen 18 und 2.0 angeordnete stromdurchflossene Axialspule 21 erzeugt ,Wird. Die Strahlen verlaufen sodann durch zwei entsprechende Schlitze 22 und 23, welche am entgegen- :.5 gesetzten Ende der Axialspule 21 angeordnet sind. Die Schlitze 22 und 23 führen in ein; hocheYakuiertes Elektronenstrahlofengehäuse 24 mit einem das aufzuheizende. Material (Targetmaterial 26) enthaltenden Tiegel 25. Eine mit dem Gehäuse 24; gekoppelte to Hochvakuumpumpenanordnung 28 dient zur . Aufrechterhaltung eines vorgegebenen Drucks im Gehäuse 24; der Druck beträgt gewöhnlich 0,1 bis 5 μ Quecksilbersäule. . . ■■.....focusing or concentrating magnetic field * das by: a current-carrying axial coil 21 arranged next to the slots 18 and 2.0 is generated. The rays then pass through two corresponding slots 22 and 23, which are opposite to: .5 set end of the axial coil 21 are arranged. The slots 22 and 23 lead into a; hocheYakuierter Electron beam furnace housing 24 with a to be heated. Material (target material 26) containing Crucible 25. One with the housing 24; coupled to high vacuum pump assembly 28 is used for. Maintenance a predetermined pressure in the housing 24; the pressure is usually 0.1 to 5 µ Mercury column. . . ■■ .....

Die Elektronenstrahlen werden in bezug auf das Targetmaterial unter einem vorgegebenen Winkel in das Gehäuse 24 geführt. Aus Gründen der Einfachheit sind die in das Gehäuse 24 eintretenden und zum Targetmaterial 26 geführten Elektronenstrahlen parallel dargestellt, wobei im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Eintrittrichtung horizontal ist. Die horizontal 'eintretenden Strahlen werden durch zwei wechselweise aufeinander senkrecht stehende Magnetfelder .im Weg der Elektronenstrahlen auf einen vorgegebenen Bereich des Targetmaterials gelenkt. Das erste. Feld dient dazu, die Strahlen in einer Richtung längs der Oberfläche des Targetmaterials zu führen, welche im folgenden als Querrichtung bezeichnet wird; das. zweite Feld führt die Strahlen senkrecht zur vorgenannten Richtung auf die Oberfläche des Targetmaterials, wobei diese Richtung im folgenden als Transversalrichtung bezeichnet wird.The electron beams are with respect to the target material at a predetermined angle in the housing 24 out. For the sake of simplicity, those entering the housing 24 and for Target material 26 guided electron beams shown in parallel, wherein in the present embodiment the entry direction is horizontal. The rays entering horizontally are divided by two alternately perpendicular magnetic fields. in the path of the electron beams on one steered predetermined area of the target material. The first. The field serves to move the rays in one direction along the surface of the target material, which is referred to below as the transverse direction will; the second field guides the rays perpendicular to the aforementioned direction onto the surface of the target material, this direction being referred to below as the transverse direction.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, wird das Quermagnetfeld durch eine gegenüber den Schlitzen 22 und 23 angeordnete Querelektromagnetvorrichtung 30 erzeugt. Diese Querelektromagnetvorrichtung 30 enthält ein erstes Paar von Magnetkernspulen 32 und 34 mit mehreren Windungen, deren Kerne vorzugsweise aus Weicheisen bestehen und die gegenüber dem oberen Schlitz 22 angeordnet sind. Weiterhin enthält die Querelektromagnetvorrichtung ein zweites Paar gleichartiger Magnetkernspulen 36 und 38 gegenüber dem unteren Schlitz 23. Die Spulen der Spulenpaare sind in. bezug aufeinander magnetisch gegensinnig orientiert, jedoch von gleicher baulicher Beschaffenheit. Die Spulen jedes Paares haben also gleichnamige Magnetpole in der gleichen Richtung.As shown in FIG. 2, the transverse magnetic field is generated by an opposite slot 22 and 23 arranged transverse electromagnet device 30 generated. This cross solenoid device 30 includes a first pair of multi-turn magnetic core coils 32 and 34, the cores of which are preferably consist of soft iron and which are arranged opposite the upper slot 22. Also includes a second pair of similar magnetic core coils 36 and 38 opposite the transverse electromagnet device the lower slot 23. The coils of the coil pairs are magnetically opposite in relation to one another oriented, but of the same structural quality. So the coils of each pair have the same name Magnetic poles in the same direction.

Die Spulen 32 und 34 des ersten Spulenpaares sind an ihren oberen Enden durch einen Schenkel 40 aus relativ hochpermeablem Material, wie beispielsweise Weicheisen, magnetisch gekoppelt, während sie an ihren unteren Enden durch einen Schenkel 42 aus relativ hochpermeablem Material magnetisch gekoppelt sind, wobei sich die Schenkel 40 und .42 entsprechen. Die oberen Enden der Spulen 36 und 38 des zweiten Spulenpaares sind in der gleichen Weise durch den Schenkel 42 gekoppelt. Die unteren Enden der Spulen 36 und 38 des zweiten Spulenpaares sind durch einen den Schenkeln 40 und 42 entsprechenden Schenkel 44 magnetisch gekoppelt. Ersichtlich verläuft der durch die entgegengesetzten Spulen 32 und 34 erzeugte magnetische Fluß gegensinnig durch die Schenkel 40 und 42. Da die magnetischen ..Feldlinien in sich geschlossen sind, müssen die durch die Spulen 32 und 34 erzeugten magnetischen Feldlinien notwendigerweise am Spalt 22 vorbeilaufen, indem sie von einem Ende ihrer entsprechenden Spulen ausgehen und zum anderen Ende zurückkehren. Bei Stromversorgung der Spulen 32 und. 34 wird, also; ein magnetisches Feld über_;dem Schlitz22_:aufgebaut; dessen Feldlinien 50, wie dargestellt, vertikal ver¹ laufen. Auf diese Weise wird als Funktion der von den Quellen 46 und 48 gelieferten Energie ein. Magnetfeld gewünschter ;. Feldstärke erzeugt, .dessen Feldlinien senkrecht zum aus dem Spalt 22 austretenden Elektronenstrahl verlaufen. In. entsprechender Weise sind die Spulen 36 und 38 mit den Quellen 46 und 48 entsprechenden Stromquellen 52 und 53 gekoppelt; das durch diese Spulen erzeugte' Magnetfeld mit regelbarer Flußdichte verläuft senkrecht zum Spalt23.The coils 32 and 34 of the first coil pair are magnetically coupled at their upper ends by a leg 40 made of relatively highly permeable material, such as soft iron, while they are magnetically coupled at their lower ends by a leg 42 made of relatively highly permeable material, the Legs 40 and 42 correspond. The upper ends of the coils 36 and 38 of the second pair of coils are coupled by the leg 42 in the same manner. The lower ends of the coils 36 and 38 of the second pair of coils are magnetically coupled by a limb 44 corresponding to the limbs 40 and 42. It can be seen that the magnetic flux generated by the opposing coils 32 and 34 runs in opposite directions through the legs 40 and 42. Since the magnetic field lines are closed, the magnetic field lines generated by the coils 32 and 34 must necessarily pass the gap 22 by they start from one end of their respective coils and return to the other end. With power supply to the coils 32 and. 34 becomes, so; a magnetic field across _; the slot 22 _: built up; whose field lines 50, as shown, run vertically ver ¹ . In this way, as a function of the energy supplied by sources 46 and 48, a. Magnetic field desired;. Field strength generated,. Whose field lines run perpendicular to the electron beam emerging from the gap 22. In. correspondingly, coils 36 and 38 are coupled to current sources 52 and 53 corresponding to sources 46 and 48; the magnetic field generated by these coils with controllable flux density runs perpendicular to the gap23.

Die Feldstärke der über den Spalten 22 und 23 erzeugten Quermagnetfelder kann variiert werden, indem lediglich die Gesamtstromstärke des in die Spulenpaaren eingespeisten Stromes geändert wird. Da eine Änderung der Magnetflußdichte die Querablenkung der durch die Spalte 22 und 23 tretenden Elektronen ändert, sind Mittel zur getrennten Kontrolle der Ablenkung der entsprechenden durch die Spalte 22 und 23 tretenden Elektronenstrahlen ,vorgesehen. Die durch die Spalte 22 und 23 tretenden Elektronenstrahlen können in bezug aufeinander um unterschiedliche oder gleiche Beträge abgelenkt werden, was von den Stromstärken in den zugeordneten Spulenpaaren abhängt. Andererseits kann auch die Stromstärke jeder einzelnen der entsprechenden entgegengesetzten Spulen der Spulenpaare geändert werden, um die durch die Spalte 22 und 23 austretenden .Elektronenstrahlen um unterschiedliche Beträge abzulenken.The field strength of the transverse magnetic fields generated over the columns 22 and 23 can be varied by only the total amperage of the current fed into the coil pairs is changed. Since a change in the magnetic flux density causes the transverse deflection of the gaps 22 and 23 passing Electrons changes are means of controlling the deflection of the corresponding by the separate means Columns 22 and 23 passing electron beams are provided. The ones passing through gaps 22 and 23 Electron beams can be deflected by different or equal amounts with respect to one another which depends on the currents in the associated coil pairs. On the other hand can also changed the amperage of each of the corresponding opposing coils of the coil pairs be to the exiting through the column 22 and 23 .Elektronenstrahl by different Divert amounts.

An den Außenkanten der Schenkel 40, 42,44 ist eine Vielzahl von nicht dargestellten Kühlschlangen vorgesehen, um eine Aufheizung durch die aus dem Ofen austretende Wärme und durch die Elektronenstrahlen zu begrenzen. ;. ·On the outer edges of the legs 40, 42, 44 there is a multiplicity of cooling coils (not shown) provided in order to be heated by the heat emerging from the furnace and by the electron beams to limit. ;. ·

Nach Durchlaufen der Quermagnetfelder vor den Schlitzen 22 und 23 werden die Elektronenstrahlen durch ein transversales Magnetfeld geführt. Das transversale Magnetfeld dient dazu, die horizontal verlaufenden Elektronenstrahlen um einen Winkel zwischen etwa 45 und 120° abzulenken, so daß sie auf das Targetmaterial 26 auftreffen. :After passing through the transverse magnetic fields in front of the slots 22 and 23, the electron beams guided by a transverse magnetic field. The transverse magnetic field serves to move the horizontally deflecting electron beams by an angle between about 45 and 120 ° so that they strike the target material 26. :

In Fig. 3 ist eine transversale Elektromagnetvbrr richtung 54 zur Erzeugung des transversalen Magnet·?, feldes dargestellt. Die Elektromagnetvorrichtung 54 umfaßt eine obere horizontal angeordnete Eisenkernspule 58 sowie eine untere horizontal angeordnete Eisenkernspule 62. Diese Spulen haben Zylinderform und eine ausreichende Windungszahl, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das die Elektronenstrahlen um einen Winkel von etwa 90° ablenkt. Die Spulen sind mit entsprechenden Gleichstromquellen 63 und 64 gekoppelt, wobei der in die Spulen fließende Strom reguliert werden kann.In Fig. 3 there is a transverse solenoid valve direction 54 for generating the transverse magnet? shown in the field. The electromagnet device 54 comprises an upper iron core coil disposed horizontally 58 and a lower horizontally arranged iron core coil 62. These coils have a cylindrical shape and a sufficient number of turns to generate a magnetic field that surrounds the electron beams deflects an angle of about 90 °. The coils are connected to respective DC power sources 63 and 64 coupled, whereby the current flowing into the coils can be regulated.

Die Spulen 58 und 62 sind durch eine Seitenplatte 66 miteinander gekoppelt, welche die entsprechenden. Spulenenden auf einer Seite verbindet. Eine weitere Seitenplatte 70 verbindet die Enden der Spulen 58 und 62 auf der anderen Seite. Die Seiten* platten 60 und 70 sind in ihrer Form gleichartig. Sie bestehen vorzugsweise aus ferromagnetischem Material, wie beispielsweise Weicheisen, und dienen zur magnetischen Kopplung der Spulen 58 und 62. Bei einer derartigen Anordnung sind die Spulen 58 und 62 entgegengesetzt angeordnet, so daß gleichnamige Magnetpole in gleicher Richtung liegen. Werden dieThe coils 58 and 62 are coupled together by a side plate 66 , which is the corresponding. Connects coil ends on one side. Another side plate 70 connects the ends of the coils 58 and 62 on the other side. The side * plates 60 and 70 are similar in shape. They are preferably made of ferromagnetic material, such as soft iron, and serve to magnetically couple the coils 58 and 62. In such an arrangement, the coils 58 and 62 are arranged opposite one another so that magnetic poles of the same name are in the same direction. Will the

Spulen 58 und 62 mit Strom gespeist, so verläuft das von entsprechenden Enden der Spulen ausgehende Magnetfeld in den Seitenplatten in entgegengesetzter Richtung. Da die Magnetfeldlinien in sich geschlossen sind, verlaufen sie in einen Raum 74, welcher durch die Spulen 68 und 62 sowie die Seitenplatten 66 und 70 gebildet'wird, und treten an den anderen Enden der entsprechenden Spulen durch die entgegengesetzte Seitenplatte wieder ein. Die Spulen 58 und 62 erzeugen ein relativ starkes transversales Magnetfeld im Raum 74 mit Feldlinien 78 (s. Fi g. 3).Coils 58 and 62 are energized with current, that extends from respective ends of the coils Magnetic field in the side plates in the opposite direction. Because the magnetic field lines are self-contained are, they run into a space 74, which is through the coils 68 and 62 and the side plates 66 and 70 'is formed, and pass at the other ends of the corresponding coils through the opposite one Side plate back on. The coils 58 and 62 generate a relatively strong transverse magnetic field in room 74 with field lines 78 (see Fig. 3).

In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, das Magnetfeld derart aufzubauen, daß die Elektronenstrahlen in Bereiche maximaler Flußdichte gelenkt werden, so daß sie um einen maximalen Betrag ab-.jelenkt werden. Die Seitenplatten werden zu diesem iweck vorzugsweise in Rechteckform hergestellt s. Fig. 1) und so orientiert, daß.ihre Basis im ■wesentlichen mit der Richtung der Spalte 22 und 23 ibereinstimmt. Da das Magnetfeld dem Weg geingsten magnetischen Widerstandes folgt, verläuft es α den Seitenplatten vor Eintritt in den Raum 74 Jurch deren breiteren Mittelbereich. Die Strahlen werden in den mittleren Bereich des Raumes 74 ge-^ ..ichtet, in dem die höchste Flußdichte herrscht, so daß sie um den maximalen Betrag abgelenkt.werden and auf das Targetmaterial 26 auftreffen. Die Flußdichte im Raum 74 kann durch Regulierung der Stromstärke in. den Spulen 58 und 62 eingestellt werden, so daß jeder Strahl auf vorgegebene Bereiche des Targetmaterials gelenkt wird oder die Strahlen auf einen gemeinsamen Bereich der Oberfläche des Targetmaterials 26 fokussiert werden.In this connection it is advantageous to build up the magnetic field in such a way that the electron beams are directed into regions of maximum flux density so that they are deflected by a maximum amount. For this purpose, the side plates are preferably produced in a rectangular shape (see FIG. 1) and oriented so that their base essentially corresponds to the direction of the gaps 22 and 23. Since the magnetic field follows the path of the lowest magnetic resistance, it runs α the side plates before entering the space 74 through their wider central area. The rays are directed into the central area of the space 74, in which the highest flux density prevails, so that they are deflected by the maximum amount and impinge on the target material 26. The flux density in space 74 can be adjusted by regulating the current in coils 58 and 62 so that each beam is directed to predetermined areas of the target material or the beams are focused on a common area of the surface of the target material 26.

Ersichtlich können die durch die Spalte 22 und 23 tretenden Elektronenstrahlen durch das durch die Elektromagnetvorrichtung 22 erzeugte Querfeldmagnet in Querrichtung abgelenkt und in den Raum 74 gerichtet werden. Darauf werden sie durch das transversale Magnetfeld um den gewünschten Betrag von ihrer ursprünglichen Richtung in transversaler Riehtung abgelenkt. Durch geeignete Einstellung der vorerwähnten Quer- und Transversalmagnetfelder ist es möglich, die Elektronenstrahlen auf vorgegebene Bereiche auf der Oberfläche des Targetmaterials zu richten, wodurch ein vorgegebenes Auftreff raster definiert wird. ·...·. .The electron beams passing through the gaps 22 and 23 can be seen through the through the Electromagnet device 22 generated transverse field magnet is deflected in the transverse direction and into space 74 be judged. Then they are moved by the transverse magnetic field by the desired amount of deflected from their original direction in the transverse direction. By appropriately setting the aforementioned Transverse and transverse magnetic fields make it possible to direct the electron beams onto predetermined areas to be directed on the surface of the target material, thereby defining a predetermined impingement grid will. · ... ·. .

. Für bestimmte Anwendungsfälle ist es wünschenswert, ein zyklisch sich . wiederholendes Auftreffmuster zu realisieren. Dies kann durch eine entsprechende Stromspeisung der Elektromagnetvor^ richtung 30 oder der Elektromagnetvorrichtung 54 realisiert werden, so daß sich ein, zyklisch sich änderndes Magnetfeld ergibt. Ein derartiges Magnetfeld lenkt die Strahlen derart ab, daß ein zyklisch sich änderndes Auftreffmuster entsteht.. For certain applications it is desirable a cyclical itself. to realize repetitive impact patterns. This can be done by a corresponding power supply of the Elektromagnetvor ^ direction 30 or the electromagnet device 54 can be realized, so that there is a cyclically changing magnetic field. Such a magnetic field deflects the rays in such a way that a cyclically changing impact pattern is created.

Das oben beschriebene Verfahren und die oben beschriebene Anordnung bezieht sich auf die Behandlung von zwei Elektronenstrahlen; es können jedoch auch, falls gewünscht, mehr als zwei Elektronenstrahlen in der beschriebenen Weise behandelt werden. . . _;.The method and arrangement described above relates to the treatment of two electron beams; however, if desired, more than two electron beams can also be treated in the manner described. . . _; .

Claims (9)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zum gesteuerten Erwärmen eines 6$ Targetmaterials in einem Hochvakuum-Elek-. tronenstrahlofen, bei dem mindestens zwei getrennt erzeugte, nebeneinander etwa parallel ver- vt -" läufende Elektronenstrahlen in zu ihnen senkrecht stehenden, gegebenenfalls unterschiedlichen Ebenen gelenkt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlen zunächst in einer gleichen Anzahl von getrennt steuerbaren Magnetfeldern im Sinne einer ersten auf das Target bezogenen Dimension in parallelen Ebenen abgelenkt werden, daß die Elektronenstrahlen darauf in einem ihnen gemeinsamen Magnetfeld in einer zu den parallelen Ebenen senkrechten Ebene abgelenkt werden und daß das gemeinsame Magnetfeld eine in Richtung der1. Procedure for controlled heating of a $ 6 Target material in a high vacuum elec-. electron beam furnace in which at least two separately produced, roughly parallel to each other vt - "electron beams traveling in perpendicular to them standing, possibly different levels are steered, characterized in that that the electron beams are initially controllable in an equal number of separately Magnetic fields in the sense of a first dimension related to the target in parallel Levels are deflected so that the electron beams point in a magnetic field common to them be deflected in a plane perpendicular to the parallel planes and that the common magnetic field one in the direction of the ■; Elektronenstrahlen derart unterschiedliche Ausdehnung hat, daß die Elektronenstrahlen zu ihrer Zusammenführung im Sinne einer zweiten auf das Target (26) bezogenen Dimension unterschiedlich stark abgelenkt werden.■; Electron beams have such different dimensions that the electron beams to their Merging in the sense of a second dimension related to the target (26) is different be distracted greatly. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- -■..· kennzeichnet, daß die genannten steuerbaren Magnetfelder und das gemeinsame Magnetfeld unabhängig voneinander gesteuert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the said controllable magnetic fields and the common magnetic field can be controlled independently. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenstrahlen um einen Winkel von etwa 90° umgelenkt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the electron beams to be deflected at an angle of about 90 °. 4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, unter Verwendung eines evakuierten Gehäuses, in welchem Einrichtungen untergebracht sind, die zumindest zwei benachbarte und im wesentlichen parallel verlaufende Elektronenstrahlen erzeugen* dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (32, 34; 36, 38; 46, 48; 52, 53) zur Erzeugung voneinander getrennter Magnetfelder in der Bahn der Elektronenstrahlen und Einrichtungen (58, 62, 66, 63, 64, 70) zur Erzeugung eines gemeinsamen Magnetfeldes in der Bahn zumindest zweier Elektronenstrahlen vorgesehen sind, wobei das gemeinsame Magnetfeld Flußlinien besitzt, die im wesentlichen senkrecht zu den Flußlinien der getrennten Magnetfelder verlaufen und durch die die Elektronenstrahlen auf bestimmte Bereiche des Targetmaterials (26) gerichtet sind.4. Arrangement for performing the method according to one of claims 1 to 3, below Use of an evacuated housing in which facilities are housed that generate at least two adjacent and essentially parallel electron beams * characterized in that devices (32, 34; 36, 38; 46, 48; 52, 53) for generating one another separate magnetic fields in the path of electron beams and devices (58, 62, 66, 63, 64, 70) for generating a common magnetic field in the path of at least two electron beams are provided, wherein the common magnetic field has lines of flux that are substantially perpendicular to the lines of flux of the separate Magnetic fields run and through which the electron beams hit certain areas of the target material (26) are directed. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die getrennten Magnetfelder erzeugenden Einrichtungen (32, 34; 36, 38;5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the separate magnetic fields generating means (32, 34; 36, 38; - 30; 46, 48; 52, 53) jeweils zwei voneinander beabstandete, magnetisch entgegengesetzt wirkende Spulen (32, 34; 36, 38), Einrichtungen (30) zur magnetischen Kopplung der Spulen (32, 34; 36, 38) und Einrichtungen (46, 48; 52,53) zur steuerbaren Speisung der Spulen (32, 34; 36,38) mit Strom enthalten.- 30; 46, 48; 52, 53) two spaced apart, magnetically oppositely acting Coils (32, 34; 36, 38), devices (30) for magnetic coupling of the coils (32, 34; 36, 38) and devices (46, 48; 52, 53) for controllable supply of the coils (32, 34; 36, 38) with Electricity included. 6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die das gemeinsame Magnetfeld erzeugenden Einrichtungen (58, 62, 66, 70, 63, 64) zwei voneinander beanstandete,6. Arrangement according to claim 4 or 5, characterized in that the common Magnetic field generating devices (58, 62, 66, 70, 63, 64) two spaced apart, . magnetisch entgegengesetzt wirkende Spulen (58, ,. 62) Einrichtungen (66, 70) zur magnetischen . Kopplung der Spulen (58, 62) und Einrichtungen (63, 64) zur Abgabe von Strom an die Spulen (58,. magnetically oppositely acting coils (58,,. 62) devices (66, 70) for magnetic . Coupling of the coils (58, 62) and devices (63, 64) for delivering current to the coils (58, .62) enthalten. .,.·.....62) included. .,. · .... 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden magnetisch7. Arrangement according to claim 5 or 6, characterized in that the two are magnetic :'.■■· entgegengesetzt wirkenden Magnetspulen zur Erzeugung der getrennten Magnetfelder mit ent-; sprechenden. Magnetpolen in gleicher Richtung zeigend angeordnet sind, daß ein Bügel (40,42, 44) aus einem Material relativ hoher Permeabili-,: '. ■■ · oppositely acting magnetic coils to generate the separate magnetic fields with ent-; speaking. Magnetic poles are arranged pointing in the same direction that a bracket (40, 42, 44) made of a material of relatively high permeability, tat entsprechende Pole der Spulen (32,34; 36,38) verbindet und eine Öffnung bildet, durch die der Elektronenstrahl zwischen den Spulen (32, 34; 36,38) hindurchtritt, und daß Einrichtungen (46, 48; 52,53) zur steuerbaren Abgabe von Strom an die beiden Spulen (32,34; 36,38) vorgesehen sind.did corresponding poles of the coils (32.34; 36.38) connects and forms an opening through which the electron beam between the coils (32, 34; 36, 38) passes, and that devices (46, 48; 52, 53) for the controllable delivery of electricity on the two coils (32,34; 36,38) are provided. 8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Magnetspulen (58,62) zur Erzeugung des ge- ίο meinsamen Magnetfeldes so angeordnet sind, daß entsprechende Pole in gleicher Richtung zeigen, daß Einrichtungen (63,64) zur Speisung der bei-8. Arrangement according to one of claims 5 to 7, characterized in that the two Magnet coils (58,62) for generating the ge ίο common magnetic field are arranged in such a way that corresponding poles point in the same direction, that devices (63,64) for feeding the two den Spulen (58,62) vorgesehen sind und daß die Einrichtungen (66,70) zur magnetischen Kopplung der beiden Spulen (58,62) zwei im wesentlichen dreieckförmige Seitenplatten (66,70) enthalten, die aus einem Material relativ hoher Permeabilität bestehen und die jeweils entsprechende Pole der beiden Spulen (58,62) verbinden.the coils (58,62) are provided and that the devices (66,70) for magnetic coupling the two coils (58,62) contain two substantially triangular side plates (66,70), which consist of a material of relatively high permeability and the respective corresponding Connect the poles of the two coils (58,62). 9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das gemeinsame Magnetfeld eine solche Stärke besitzt, daß die durch dieses Magnetfeld hindurchtretenden Elektronenstrahlen um einen Winkel zwischen etwa 45 und 120° umlenkbar sind.9. Arrangement according to one of claims 4 to 8, characterized in that the common Magnetic field has such a strength that those passing through this magnetic field Electron beams can be deflected by an angle between approximately 45 and 120 °. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings