Взаимодействие электронного луча с веществом

При встрече потока электронов с веществом их кинетическая энергия переходит в другие виды энергии. Мощность (плотность потока энергии) электронного луча вместе встречи с обрабатываемы материалом определяется как:

U – ускоряющее напряжение

I_{A –} сила тока луча

ɳ -- эффективное КПД нагрева

Тогда удельная поверхностная мощность луча в зоне его воздействия будет равна:

S – площадь сечения луча на поверхности вещества

P₀ важнейшая энергетическая характеристика, определяющая возможности ЭЛО. При р₀ =10 ¹²-10¹³ Вт/м² возможна размерная обработка материалов за счет их локального испарения в месте воздействия луча на заготовку. При меньших р₀ (расфокусировав луч) проводят плавку, сварку и нагрев.

Длина пробега электронов в веществе определяется по формуле:

Ρ – плотность вещества

U -- ускорение напряжения

Торможение электронов сопровождается явлениями:

· Собственно нагревом поверхности

· Тормозным рентгеновским излучением

· Вторичной электронной эмиссией, отражением электронов, термоэлектронной эмиссией

Нагрев заготовки осуществляется за счет выделения энергии на ее поверхности и дальнейшей теплопередачи во внутренние слои. Высокая интенсивность ввода энергии в вещество приводит к температурам превышающим точку кипения тугоплавких материалов. Это явление включающее испарение и взрывное вскипание лежит в основе размерной ЭЛО.

Доля тормозного рентгеновского излучения определяется по формуле:

P_x – мощность рентгеновского излучения

P_В – выделяемая энергия

Z – атомный номер элемента

U – ускоряющее напряжение