RITM è una fonte di fasci di elettroni ad alta corrente a bassa energia di durata di microsecondi, che genera un fascio di elettroni ad ampia apertura abbastanza omogeneo fino a 10 cm di diametro ed è la macchina più conosciuta della sua classe per quanto riguarda questo parametro. L'irradiazione di RITM conferisce alla superficie una finitura a specchio. La macchina può essere utilizzata per diverse applicazioni:
- lucidare una superficie
- rimuovere un rivestimento, on coating.
- nanostrutturare o omogeneizzare una superficie
Inoltre, una macchina può essere dotata di uno o più magnetron. Depositando sottili strati di materiale e quindi utilizzando il trattamento E-Beam è possibile creare leghe di superficie, che modificano le caratteristiche di una superficie.
Il cannone di elettroni
Nella macchina viene utilizzato un cannone di elettroni a base di diodo riempito di plasma con catodo ad emissione esplosiva e anodo al plasma. Di seguito è riportato il diagramma schematico della pistola elettronica. Questo schema consente di generare fasci di elettroni ad ampia apertura con un'alta densità di corrente (fino a 103 A / cm2) a tensioni di accelerazione relativamente basse (20-30 kV). Il punto di forza di questa tecnologia è che può essere utilizzato per trattare ampie aree di una superficie, poiché il fascio ha un diametro fino a 10 cm.
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Schematic diagram of electron gun: 1 – explosive-emission cathode, 2 – reflected discharge anode, 3 – beam collector, 4 – vacuum chamber, 5 – isolator, 6 – cathode plasma, 7 – anode plasma, 8 – solenoid, 9 and 10 – Rogovsky coils (current transformers). |
L'immagine seguente mostra il diagramma di una macchina con un raggio a E, a sinistra, e due magnetron a destra. Un campione può essere spostato sotto i magnetroni per depositare materiali diversi e quindi spostato sotto il cannone di elettroni, a sinistra. Sono disponibili diverse geometrie.
Ogni macchina è costruita secondo le specifiche fornite dal cliente. È possibile avere diverse geometrie, sistemi di deposizione e così via. Inoltre, il cannone E-Beam può essere installata in sistemi / strutture esistenti come parte di un processo.
Il software
La macchina è completamente automatizzata e gestita da un software Windows che gestisce tutti gli aspetti della macchina, dal sistema del vuoto al funzionamento dell'E-Beam e dei magnetron, se presenti. Il software è molto intuitivo e mostra graficamente l'intera macchina.
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| The main screen of the software |
La macchina RITM in Italia
Attualmente c'è una sola di queste macchine in Europa, installata presso Politecnico di Milano. La macchina è dotata di un E-Beam e tre magnetron.
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| La macchina installata a Milano |
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| Una vista dettagliata della camera da vuoto, con il cannone di elettroni e i tre magnetron visibili di fronte |
Specifications
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Electron beam source
Accelerating voltage in peak, kV adjustable, from 15 to 30 kV Beam current in peak, kA up to 25 Pulse duration, μs non-adjustable, 2-4 Beam energy density*, J/cm2 adjustable, from 3 to10 J/cm2 Pulse repetition rate, pulse per second 0.05, 0.1, 0.2 or single pulse mode Working gas pressure, Pa 0.03−0.2 Residual pressure, Pa below 0.01 *at the beam diameter below 6 cm.
Magnetron deposition system
Power in discharge, kW up to 0.8 Working gas pressure, Pa 0.08-1.5 Cathode diameter, mm 75 Cathode thickness, mm 3-6 Magnetic field induction on the cathode surface, Gs 500 Coolant inlet temperature, less than 30°С Coolant flow, liters per minute 3-4 Deposition rate,μm/hour (at 500 W in discharge) 1-10 Non-uniformity of the thickness of deposited coatings, % ±10 Working gas Ar,N2 , air