Магнетрон что это. Магнетрон в микроволновой печи: устройство, принцип работы и проверка исправности — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Что такое магнетрон в микроволновке и как он работает. Как устроен магнетрон и какую роль играет в СВЧ-печи. Как проверить исправность магнетрона в домашних условиях. Какие меры предосторожности нужно соблюдать при работе с магнетроном.

Содержание

Что такое магнетрон и его роль в микроволновой печи

Магнетрон — это ключевой компонент любой микроволновой печи, отвечающий за генерацию СВЧ-волн. Это специальная электронная лампа, преобразующая электрическую энергию в электромагнитное излучение сверхвысокой частоты.

Основные функции магнетрона в микроволновке:

Генерация СВЧ-волн с частотой 2,45 ГГц
Создание электромагнитного поля внутри камеры печи
Обеспечение нагрева и приготовления пищи

Без исправного магнетрона микроволновая печь не сможет выполнять свою основную функцию — быстрый нагрев продуктов. Поэтому так важно следить за его состоянием и вовремя выявлять неисправности.

Устройство и принцип работы магнетрона

Магнетрон представляет собой вакуумную трубку, состоящую из следующих основных элементов:

Катод — источник электронов
Анод — принимающий электроны электрод
Резонаторные полости
Постоянные магниты
Антенна для вывода СВЧ-энергии

Как работает магнетрон в микроволновке?

На катод подается высокое напряжение, вызывая эмиссию электронов
Электроны движутся к аноду под действием электрического поля
Магнитное поле искривляет траекторию электронов
Электроны группируются и взаимодействуют с резонаторными полостями
В резонаторах возникают колебания СВЧ
СВЧ-энергия выводится через антенну в волновод

Таким образом, магнетрон преобразует энергию постоянного тока в энергию СВЧ-волн, используемых для нагрева пищи.

Как проверить исправность магнетрона в домашних условиях

Существует несколько способов проверки работоспособности магнетрона без разбора микроволновки:

1. Проверка нагрева воды

Поместите стакан воды в печь и включите на 1 минуту на максимальной мощности. Если вода нагрелась — магнетрон работает.

2. Тест с флуоресцентной лампой

Поднесите незажженную лампу к боковой стенке работающей печи. Свечение лампы говорит об исправности магнетрона.

3. Проверка звука работы

При включении исправный магнетрон издает характерное гудение. Отсутствие звука может указывать на неисправность.

4. Измерение потребляемой мощности

С помощью ваттметра можно измерить потребление печи. Низкое энергопотребление говорит о проблемах с магнетроном.

Важно помнить, что самостоятельная разборка микроволновки может быть опасна. При подозрении на серьезную неисправность лучше обратиться к специалисту.

Признаки неисправности магнетрона

Как понять, что магнетрон вышел из строя? Основные признаки:

Микроволновка не греет или греет слабо

Появление искр и треска внутри камеры
Изменение звука работы печи
Запах гари или дыма при работе
Отключение печи через несколько секунд после старта

При появлении этих симптомов рекомендуется провести диагностику магнетрона или обратиться в сервисный центр.

Меры предосторожности при работе с магнетроном

Магнетрон — сложное и потенциально опасное устройство. При работе с ним важно соблюдать следующие правила безопасности:

Никогда не включайте микроволновку с открытой дверцей или снятым корпусом
Не пытайтесь самостоятельно разбирать или ремонтировать магнетрон
Помните о высоком напряжении — даже выключенная печь может быть опасна
Не подвергайте себя воздействию СВЧ-излучения
При любых манипуляциях отключайте печь от сети
Используйте средства защиты — перчатки, очки

Соблюдение этих мер поможет избежать травм и повреждения оборудования при работе с магнетроном.

Срок службы и замена магнетрона

Средний срок службы магнетрона в бытовой микроволновке составляет 5-7 лет при нормальной эксплуатации. Однако этот показатель может сильно варьироваться в зависимости от качества устройства и условий использования.

Факторы, влияющие на срок службы магнетрона:

Частота использования микроволновки
Соблюдение правил эксплуатации
Качество электропитания
Своевременное обслуживание печи

Когда стоит задуматься о замене магнетрона?

Если печь эксплуатируется более 5-7 лет
При явных признаках неисправности
Если ремонт магнетрона нецелесообразен

Замена магнетрона — сложная процедура, требующая специальных навыков и инструментов. В большинстве случаев рекомендуется доверить эту работу профессионалам.

Влияние качества магнетрона на работу микроволновки

Качество магнетрона напрямую влияет на эффективность и долговечность работы микроволновой печи. Рассмотрим основные аспекты этого влияния:

Энергоэффективность

Качественный магнетрон обеспечивает высокий КПД преобразования электроэнергии в СВЧ-излучение. Это позволяет:

Сократить время приготовления пищи
Снизить энергопотребление микроволновки
Увеличить срок службы других компонентов печи

Равномерность нагрева

От характеристик магнетрона зависит распределение СВЧ-волн в камере печи. Качественное устройство обеспечивает:

Более равномерный нагрев продуктов
Отсутствие холодных и перегретых зон
Лучшее качество приготовления пищи

Надежность работы

Магнетрон высокого качества отличается:

Большим ресурсом работы
Устойчивостью к перепадам напряжения
Стабильностью характеристик во времени

Все это в совокупности определяет общую надежность и долговечность микроволновой печи.

Инновации в технологии магнетронов

Технология магнетронов постоянно совершенствуется. Рассмотрим некоторые современные тенденции и инновации:

Инверторные магнетроны

Особенности инверторной технологии:

Плавная регулировка мощности
Более точный контроль температуры
Снижение энергопотребления
Увеличение срока службы

Многочастотные магнетроны

Преимущества использования нескольких частот:

Более равномерный нагрев продуктов
Расширение возможностей приготовления
Снижение вероятности локального перегрева

Компактные магнетроны

Тенденции миниатюризации позволяют:

Уменьшить габариты микроволновых печей
Снизить вес устройств
Оптимизировать внутреннее пространство печи

Эти инновации направлены на повышение эффективности, надежности и удобства использования микроволновых печей.

Как работает микроволновка | Микроволновые печи | Блог

Приготовление и разогрев пищи в микроволновой печи уже давно не вызывает вау-эффекта. Но вот как работает этот кухонный девайс, знает далеко не каждый. Это в свою очередь рождает множество мифов и кривотолков. В данном материале рассмотрим, как устроена микроволновка и как ее безопасно использовать.

Теория нагрева в СВЧ-печи

Как известно, полярные молекулы (иначе называемые диполями) ориентируются в пространстве вдоль силовых линий магнитного поля. Если такую молекулу поместить в переменное магнитное поле, она, обладая дипольным моментом, начнет поворачиваться, следуя за его магнитными линиями. Чем выше частота смены направления силовыми линиями поля, тем чаще молекула будет менять свое положение.

Ярким представителем диполя является молекула воды, самого распространенного на Земле вещества. Приложение переменного магнитного поля к молекулам воды заставляет их находиться в постоянном движении, обусловленным дипольным моментом. Из-за сил трения, возникающих между соседними молекулами, выделяется тепло и, соответственно, повышается температура материала, помещенного в электромагнитное поле. Причем чем быстрее и чаще меняется направление поля, тем быстрее происходит внутренний нагрев. Такое поведение молекулы воды является основополагающим принципом готовки в микроволновой печи.

Любой продукт содержит то или иное количество воды, поэтому если поместить его под действие электромагнитных волн, это гарантированно вызовет его нагрев. Причем продукт нагревается изнутри, а не снаружи, как это происходит при традиционных способах готовки. СВЧ-волны проникают вглубь продукта примерно на 2,5-3 см, а остальной нагрев происходит за счет теплового движения молекул.

Чтобы разогреть продукты, их подвергают воздействию электромагнитных волн, меняющих направление своих электромагнитных полей с высокой частотой.

Общепринятым стандартом частоты электромагнитного поля в СВЧ-печах является значение 2,45 ГГц.

Основной миф о микроволновках гласит, что молекула воды начинает менять свое положение лишь на частоте 2,45 ГГц. На самом деле это не так. Движение молекул воды возможно в более широком спектре частот. Причем чем ниже частота, тем глубже радиоволны проникают в толщу материала. Некоторые промышленные образцы микроволновок успешно работают на частоте 915 МГц.

Используемая частота радиоволн — определенный компромисс между эффективностью, стоимостью и повсеместной доступностью технологии. Во-первых, возможность использовать микроволновку должна быть везде, а значит, частота ее волн должна находиться в разрешенном радиочастотном диапазоне. Во-вторых, конечное изделие не должно иметь высокую стоимость, чтобы быть по карману большинству. В-третьих, прибор для приготовления должен быть достаточно компактным и иметь небольшой вес.

Устройство и принцип действия микроволновки

СВЧ-печь состоит из небольшого количества узлов и компонентов. В ее состав входят:

магнетрон;
волновод;
рабочая камера;
источник питания высокочастотного излучателя;
вентилятор охлаждения магнетрона;
плата управления микроволновкой;
механизм вращения тарелки.

Главную скрипку в работе микроволновки играет магнетрон — узел, генерирующий радиоволны высокой частоты.

Пытаясь вникнуть в суть работы магнетрона, так и хочется воскликнуть словами известного интернет-мема: «Ничего не понятно, но очень интересно!» На самом деле это так, только если подходить к вопросу, что называется, академически. Упрощенно работу электромагнитного излучателя можно описать следующим образом.

Конструктивно, магнетрон — это вакуумная электролампа, известная еще со времен дедовских телевизоров и радиоприемников. Узел состоит из толстостенного анода, как правило, выполненного из медного сплава и имеющего в своей конструкции камеры резонаторов, а также катода с дополнительной обмоткой, изготовленной из сплава вольфрама и тория.

Катод осуществляет эмиссию электронов в вакуумную среду устройства. Для ускорения процесса отделения электронов с поверхности катода, обмотка нагревается путем подачи на нее небольшого напряжения. Колба магнетрона с обоих торцов заключена в постоянные магниты, создающие внутри нее постоянное магнитное поле.

Возникновение волн сверхвысокой частоты происходит при взаимодействии перпендикулярных друг другу постоянного магнитного поля, сформированного постоянными магнитами, и переменного электромагнитного поля, возникающего при подаче высокого напряжения на выводы магнетрона. Для питания излучателя СВЧ-волн используется высокое напряжение, величина которого составляет порядка 4000 В.

В кольцевом промежутке между катодом и анодом, иначе называемым пространством взаимодействия, происходит формирование потока электронов и их круговое вращение внутри воздушного зазора. Во время прохождения потока электронов мимо полостей резонаторов скорость электронов несколько замедляется. В этот момент происходит отбор энергии из пучка электронов и формирование СВЧ-волн, которые в свою очередь усиливаются в резонаторах и выводятся через проволочную петлю на антенну магнетрона.

Дальнейший путь СВЧ-волн довольно прост. По волноводу они попадают в рабочую камеру печи и поглощаются помещенными в нее продуктами, в результате чего пища нагревается.

Магнетрон, волновод и рабочая камера — замкнутая среда распространения СВЧ-волн, в которой они должны поглощаться. Именно по этой причине в рабочей камере должны находиться продукты, поглощающие энергию волн. Если включить пустую микроволновую печь, волны, отражаясь от стенок камеры, рано или поздно попадут обратно в волновод и на антенну магнетрона, что вызовет искрение внутри печи и станет причиной возможного выхода излучателя из строя.

Работу магнетрона обеспечивает мощный трансформатор, повышающий сетевое напряжение до 2 кВ. Посредством проходного конденсатора, установленного во вторичной обмотке, форма напряжения преобразуется в пульсирующую, удвоенную по величине. Таким образом, на контакты магнетрона поступает напряжение порядка 4 кВ, необходимое для нормальной работы излучателя. Дополнительно на вторичной обмотке трансформатора имеются выводы для питания нити нагрева катода. Напряжение питания схемы подогрева находится в пределах 2,5-4,5 В.

В процессе работы магнетрон выделяет большое количество тепла, которое отводится потоком нагнетаемого вентилятором воздуха. Воздух проходит через пластины радиатора, а затем попадает в рабочую камеру. Его избыток выходит через специальные вентиляционные отверстия.

Для равномерного воздействия микроволн на всю поверхность продуктов, в рабочей камере устанавливается вращающаяся тарелка.

По типу управления работой магнетрона микроволновые печи могут быть трансформаторными (устройство которых рассмотрено выше) или инверторными. Различие конструкций обеих концепций заключается лишь в источнике питания СВЧ-излучателя, а вот логика работы отличается существенно.

Если в классической конструкции мощность СВЧ-излучения регулируется путем периодического включения магнетрона на полную мощность, то при инверторном управлении излучатель остается включенным постоянно, а мощность его излучения регулируется посредством инвертора.

Что это дает конечному потребителю? В первую очередь — большую рабочую камеру. Физические размеры инвертора значительно меньше размеров трансформатора, поэтому высвобождаемое внутреннее пространство печи можно использовать для увеличения полезного объема камеры. Во-вторых, снижение веса. Высоковольтный трансформатор микроволновки — довольно мощный аппарат, вес которого составляет от 3 до 5 кг, что не идет ни в какое сравнение с весом инвертора. В-третьих, улучшение вкусовых качеств готовых блюд. Поскольку излучатель включен постоянно, то исключаются «ударные» нагрузки на молекулы воды в моменты включения магнетрона на полную мощность. Как результат, исключается излишнее высушивание продуктов путем избыточного выпаривания влаги. Это положительно сказывается на конечном вкусе готовых блюд. В-четвертых, снижение мощности в процессе готовки приводит к снижению потребления электроэнергии.

Многие сайты и невежественные продавцы бытовой техники утверждают, что инверторные модели лишены механизма поворотной тарелки, а равномерное приготовление пищи происходит за счет регулировки длины и интенсивности волн инверторным управлением. Это не так! Просто есть модели, в которых магнетрон установлен над или под рабочей камерой. Такое конструктивное решение позволяет выиграть еще несколько десятков кубических сантиметров полезного объема печи.

Безопасное использование микроволновой печи

Чтобы кухонный аппарат долгие годы служил верой и правдой и не требовал вмешательства сервисных служб в свой «внутренний мир», следует соблюдать несколько простых правил:

1. Не включать печь с пустой камерой, без продуктов. Микроволны ничем не поглощаются, поэтому «хлопки» и искрение гарантированы. К тому же это не лучшим образом сказывается на ресурсе магнетрона.

2. Поверхность рабочей камеры следует содержать в чистоте. Остатки продуктов на стенках мало того, что неэстетичны, но и содержат воду, поэтому при работе печи будут поглощать микроволны. В конечном итоге это приведет к порче покрытия стенок камеры.

3. Перед приготовлением продуктов, заключенных в какую-либо оболочку с намеком на герметичность (сосиски, сардельки и т. д.), оболочку продукта нужно проколоть в нескольких местах. Это простое действие создаст каналы для выхода пара, который неизбежно будет образовываться внутри продукта во время приготовления. Это позволит продукту сохранить свой первоначальный вид и остаться в тарелке, а не «украшать» своими частями стенки камеры.

Крайне не рекомендуется варить в СВЧ-печи яйца. Из-за повышения давления внутри скорлупы, взрыв гарантирован. Если уж так сильно хочется отварить яйцо посредством микроволн, то нужно как минимум проколоть скорлупу или срезать верхушку. А лучше всего воспользоваться специальной яйцеваркой для СВЧ.

4. Нельзя пользоваться СВЧ-печью с неисправной блокировкой дверцы или умышленно ее отключать. Стенки камеры и экранированное стекло дверцы надежно защищают от проникновения микроволн за пределы рабочего пространства печи. Ведь мы помним, что воздействие микроволнового излучения вызывает нагрев тканей, поэтому можно получить глубокие ожоги. Как не стоит использовать магнетрон можно посмотреть в этом коротком видео.

Внимание! Такие эксперименты опасны для здоровья!

5. Не нужно помещать в рабочую камеру металлические предметы и посуду, имеющую металлизированную кайму. Дело в том, что микроволны хоть и не поглощаются металлом, но приводят к возникновению в нем вихревых токов больших величин. Не лучшая идея — создать внутри микроволновки подобие сварочного аппарата и испортить внутренние поверхности печи.

6. Нужно всегда помнить, что СВЧ-излучатель питается напряжением порядка 4 кВ. Не стоит проводить самостоятельный ремонт. Риск получения электротравмы очень высок!

Дополнительное оснащение микроволновки

В современных микроволновках еду готовят не только с использованием СВЧ-излучения. Практически все модели оснащают грилем, а более «продвинутые» модели — и режимом конвекции.

Гриль

Существует два типа нагревательных элементов, служащих для создания румяной корочки у готового блюда или полноценной готовки в этом режиме. Это может быть обычный ТЭН или кварцевый излучатель.

Приготовление еды происходит от воздействия теплового (либо инфракрасного) излучения, создаваемого нагревательным элементом. Нагреватели имеют небольшую мощность, поэтому приготовление блюд только ими довольно сомнительно и занимает много времени. А вот в качестве подспорья микроволнам — вполне рабочий вариант. Кулинарные шедевры, приготовленные в комбинированном режиме «СВЧ + Гриль», получаются с хорошо пропеченной корочкой снаружи и сочными внутри.

Конвекция

Для режима «Конвекция» в камеру СВЧ-печи дополнительно устанавливают вентилятор, обеспечивающий принудительную вентиляцию горячего воздуха. В этом режиме блюдо гарантированно пропекается со всех сторон.

В режиме конвекции отлично удается запекать продукты (рагу, запеканки, тушеное мясо и т. д.), особенно хорошо выходит выпечка (пироги, безе, кексы и многое другое).

Важно помнить! Комбинированные режимы самые энергозатратные. Потребление электроэнергии может составить до 2,5 кВт*ч, поэтому следует удостовериться, что проводка выдержит такую нагрузку.

Проверка исправности магнетрона микроволновой печи

Каталог товаров

Стиральные машины Аксессуары Амортизаторы Барабаны, баки Блокировки люка (убл) Датчики температуры Датчики уровня (прессостаты) Двигатели Дозаторы, бункеры Клапаны подачи воды (КЭН) Клей для баков Кнопки Конденсаторы, сетевые фильтры Крестовины Крышки Крючки люка Люки в сборе Манжеты люка Ножки Обода, рамки люка Панели управления Патрубки Петли люка Пластиковые изделия Подшипники Программаторы, таймеры Противовесы Пружины бака Ребра барабана Ремни привода Ручки люка Ручки переключения Сальники барабана Сливные насосы (помпы) Сливные фильтры Смазки Стекла люка Суппорты (ступицы) Таходатчики ТЭНы (нагревательные элементы) Улитки помп Шкивы барабана Шланги залива Шланги слива Щетки двигателя Электронные модули
Посудомоечные машины Гайки, установочные кольца Гидрозатворы Датчики температуры Датчики уровня Дисплеи Дозаторы Емкость для соли Замки двери Импеллеры (разбрызгиватели) Клапаны Кнопки Корзины Ножки Панели Патрубки Переключатель Петли двери Пластиковые изделия Пружины двери Ремкомплекты поддона Ролики для корзины Ручка переключения Ручки двери Сетевые кабели Сливные помпы (насосы) Тэны Уплотнительные резины Фильтры Химия Циркуляционные насосы Шланги залива Шланги слива Электронные модули
Холодильники Балконы двери холодильника Вентиляторы Выключатели света Двери Компрессоры Льдогенераторы Модули управления для холодильника Ножки Освещение холодильника Панели Петли двери Полки Реле компрессора Ручки двери Таймеры оттайки Термостаты Тэны оттайки Уплотнители Фильтр воды для холодильников Фреон Ящики
Пылесосы Двигатели пылесосов Держатели мешка Мешки сбора пыли Фильтры для пылесосов Фитинги Щетки двигателя Щетки, насадки для пылесосов
Блендеры Муфты (втулки) для блендера Муфты мотора комбайна Насадки Ножи для блендера Редукторы блендеров Чаши для блендеров Чаши кухонного комбайна
Водонагреватели Аноды Клапаны Прокладки Термостаты ТЭНы Электронные модули
Кофемашины

Магнетрон — Большая советская энциклопедия

Магнетро́н

[от греч. magnetis — магнит и Электрон], в первоначальном и широком смысле слова — коаксиальный цилиндрический Диод в магнитном поле, направленном по его оси; в электронной технике — генераторный электровакуумный прибор СВЧ, в котором взаимодействие электронов с электрической составляющей поля СВЧ происходит в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю.

Термин «М.» был введён американским физиком А. Халлом (A. Hull), который в 1921 впервые опубликовал результаты теоретических и экспериментальных исследований работы М. в статическом режиме и предложил ряд конструкций М. Генерирование электромагнитных колебаний в дециметровом диапазоне волн (на волнах λ ≥ 29 см) посредством М. открыл и запатентовал в 1924 чехословацкий физик А. Жачек. В 20-е годы влияние магнитного поля на генерирование колебаний СВЧ исследовали физики: Е. Хабан (1924, Германия), А. А. Слуцкин и Д. С. Штейнберг (1926—1929, СССР), К. Окабе и Х. Яги (1928—1929, Япония), И. Ранци (1929, Италия). В 30-е годы исследования М. как генератора СВЧ велись во многих странах. Основная задача этого периода — увеличение выходной мощности генерируемых колебаний — была решена в 1936—1937 советскими инженерами Н. Ф. Алексеевым и Д. Е. Маляровым под руководством М. А. Бонч-Бруевича. Они увеличили мощность М. на 2 порядка (до 300 вт на волне 9 см), применив в качестве анода массивный медный блок, содержащий ряд резонаторов. М. такой конструкции называют многорезонаторным. Эта конструкция М. оказалась настолько совершенной, что в последующие годы во всём мире разрабатывались и выпускались только многорезонаторные М. В М. применяют катод, имеющий форму полого цилиндра, внутри которого располагается подогреватель. Катод такой формы впервые был предложен для радиоламп советским академиком А. А. Чернышевым в 1918. В 30-е годы многие инженеры предлагали для М. катоды в форме полого цилиндра, например американский инженер К. Хенсел в 1933 (для М. , у которого катод окружает анод), американские инженеры Л. Молтер, Дж. Райхман, Р. Гудрич в 1936 (для использования вторичной эмиссии катода в М.), советский инженер В. П. Илясов в 1939 (для многорезонаторного М.).

В 40—70-е годы в многорезонаторный М. инженерами многих стран (СССР, Великобритании, США, Японии и других) был внесён ряд улучшений, были разработаны более тысячи типов многорезонаторных М., в основном для радиолокации (См. Радиолокация). С конца 60-х годов резко увеличился выпуск М. непрерывного генерирования колебаний на волне ~ 12 см для нагрева полями СВЧ в печах бытового назначения (мощностью 0,5—3 квт) и промышленных установках (мощностью 5—100 квт). В 1950—1970-е годы на основе многорезонаторного М. был создан ряд приборов для генерации и усиления колебаний СВЧ (см. Магнетронного типа приборы).

Распространение М. вызвано высоким кпд (до 80%), компактностью конструкции и стабильностью работы при сравнительно невысоких анодных напряжениях. В начале 70-х годов промышленно развитыми странами выпускаются М. для работы на различных частотах от 0,5 до 100 Ггц, с мощностями от нескольких вт до десятков квт в непрерывном режиме генерирования колебаний и от 10 вт до 5 Мвт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом о

Магнетрон — Википедия

Магнетрон — это электронный прибор, генерирующий микроволны при взаимодействии потока электронов с электрической составляющей поля СВЧ в пространстве, где постоянное магнитное поле перпендикулярно постоянному электрическому полю^[1].

История

В 1912 году швейцарский физик Генрих Грейнахер изучал способы вычисления массы электрона. Он собрал установку, в которой внутрь магнита был помещен электровакуумный диод с цилиндрическим анодом вокруг стержневидного катода. Ему не удалось измерить массу электрона из-за проблем с получением достаточного уровня вакуума в лампе, однако в ходе работы были разработаны математические модели движения электронов в электрических и магнитных полях. ^[2]^[3]

Альберт Халл (США) использовал данные модели при попытках обойти патенты Western Electric на триод. Халл планировал использовать для управления потоком электронов между катодом и анодом изменяющееся магнитное поле вместо постоянного электрического. В исследовательских лабораториях General Electric (Schenectady, New York) Халл создал лампы, переключавшие режим через изменение соотношения магнитных и электрических полей. В 1921 он предложил термин магнетрон, опубликовал несколько статей об их устройстве и получил патенты.^[4] Магнетрон Халла не был предназначен для получения высокочастотных электромагнитных волн. В 1924 чехословацкий физик А. Жачек^[5] и германский физик Эрих Хабан (Erich Habann, Йенский университет) независимо обнаружили возможность генерации магнетроном дециметровых волн (порядка 100 МГц — 1 ГГц).

В 20-е годы исследованиями в области генерирования СВЧ-колебаний с применением магнитных полей занимались также А. А. Слуцкин и Д. С. Штейнберг (1926—1929, СССР), К. Окабе и Х. Яги (1928—1929, Япония), И. Ранци (1929, Италия).

Действующие магнетронные генераторы радиоволн были созданы независимо и почти одновременно в трёх странах: в Чехословакии (Жачек, 1924 г.), в СССР (А. А. Слуцкин и Д. С. Штейнберг, 1925 г.), в Японии (Окабе и Яги, 1927 г.).

К 1936-1937 году мощность генераторов на базе магнетрона была повышена в несколько раз (до сотен Вт на волне с длиной 9 см) путём создания многорезонаторного магнетрона (с использованием массивного медного анода с несколькими резонаторами и охлаждением; М. А. Бонч-Бруевич, Н. Ф. Алексеев, Д. Е. Маляров)^[6]^[7].

Французский учёный Морис Понт с сотрудниками из парижской фирмы «КСФ» в 1935 году создали электронную лампу с вольфрамовым катодом, окружённым резонаторными анодными сегментами. Она была предшественницей магнетронов с резонаторными камерами.

Конструкция многорезонаторного магнетрона Алексеева — Малярова, обеспечивающего 300-ваттное излучение на волне 10 сантиметров, созданного в 1936-39 гг. , стала известна мировому сообществу благодаря публикации 1940 г.^[8]

Своим появлением на свет многорезонаторный магнетрон Алексеева — Малярова обязан радиолокации. Работы по радиолокации были развернуты в СССР почти одновременно с началом радиолокационных работ в Англии и США. По признанию зарубежных авторов, к началу 1934 года СССР продвинулся в этих работах более, чем США и Англия.^[9]

В 1940 британские физики Джон Рэндалл и Гарри Бут (англ. Harry Boot) изобрели резонансный магнетрон^[10]. Новый магнетрон давал импульсы высокой мощности, что позволило разработать радар сантиметрового диапазона. Радар с короткой длиной волны позволял обнаруживать более мелкие объекты^[11]. Кроме того, компактный размер магнетрона привёл к резкому уменьшению размеров радарной аппаратуры^[12], что позволило устанавливать её на самолетах^[13].

В 1949 году в США инженерами Д. Уилбуром и Ф. Питерсом были разработаны методы изменения частоты магнетрона с помощью управления напряжением (прибор «митрон» — mitron). ^[14]^[15]

Начиная с 1960-х годов магнетроны получили применение в СВЧ-печах для домашнего использования^[16].

Характеристики

Магнетроны могут работать на различных частотах от 0,5 до 100 ГГц, с мощностями от нескольких Вт до десятков кВт в непрерывном режиме, и от 10 Вт до 5 МВт в импульсном режиме при длительностях импульсов главным образом от долей до десятков микросекунд.

Магнетроны обладают высоким КПД (до 80 %).

Магнетроны бывают как неперестраиваемые, так и перестраиваемые в небольшом диапазоне частот (обычно менее 10 %). Для медленной перестройки частоты применяются механизмы, приводимые в движение рукой, для быстрой (до нескольких тысяч перестроек в секунду) — ротационные и вибрационные механизмы.

Магнетроны как генераторы сверхвысоких частот широко используются в современной радиолокационной технике (хотя их начинают вытеснять активные фазированные антенные решётки) и в микроволновых печах. Фактически магнетрон по состоянию на 2017 год последний тип массово производимого электровакуумного прибора (не считая рентгеновской трубки) после свёртывания производства кинескопов в начале 2010 годов.

Конструкция

Магнетрон в продольном разрезе Схема конструкции магнетрона

Резонансный магнетрон состоит из анодного блока, который представляет собой, как правило, металлический толстостенный цилиндр с прорезанными в стенках полостями, выполняющими роль объёмных резонаторов. Резонаторы образуют кольцевую колебательную систему. К анодному блоку закрепляется цилиндрический катод. Внутри катода закреплён подогреватель. Магнитное поле, параллельное оси прибора, создаётся внешними магнитами или электромагнитом.

Для вывода СВЧ энергии используется, как правило, проволочная петля, закреплённая в одном из резонаторов, или отверстие из резонатора наружу цилиндра.

Резонаторы магнетрона образуют кольцевую колебательную систему, около них происходит взаимодействие пучка электронов и электромагнитной волны. Поскольку эта система в результате кольцевой конструкции замкнута сама на себя, то её можно возбудить лишь на определённых видах колебаний, из которых важное значение имеет π-вид. Среди нескольких резонансных частот системы (при N резонаторах в системе возможно существование любого целого количества стоячих волн в диапазоне от 1 до N/2) чаще всего используется π-вид колебаний, при котором фазы в смежных резонаторах различаются на π. При наличии рядом с рабочей частотой (ближе 10%) других резонансных частот возможны перескоки частоты и нестабильная работа прибора. Для предотвращения подобных эффектов в магнетронах с одинаковыми резонаторами в них могут вводиться различные связки либо применяться магнетроны с разными размерами резонаторов (четные резонаторы с одним размером, нечётные — с другим).

Отдельные модели магнетронов могут иметь различную конструкцию. Так, резонаторная система выполняется в виде резонаторов нескольких типов: щель-отверстие, лопаточных, щелевых и т. д.

Принцип работы

Схема работы магнетрона

Электроны эмиттируются из катода в пространство взаимодействия, где на них воздействует постоянное электрическое поле анод-катод, постоянное магнитное поле и поле электромагнитной волны. Если бы не было поля электромагнитной волны, электроны бы двигались в скрещённых электрическом и магнитном полях по сравнительно простым кривым: эпициклоидам (кривая, которую описывает точка на круге, катящемся по наружной поверхности окружности большего диаметра, в конкретном случае — по наружной поверхности катода). При достаточно высоком магнитном поле (параллельном оси магнетрона) электрон, движущийся по этой кривой, не может достичь анода (по причине действия на него со стороны этого магнитного поля силы Лоренца), при этом говорят, что произошло магнитное запирание диода. В режиме магнитного запирания некоторая часть электронов движется по эпициклоидам в пространстве анод-катод. Под действием собственного поля электронов, а также статистических эффектов (дробовой шум) в этом электронном облаке возникают неустойчивости, которые приводят к генерации электромагнитных колебаний, эти колебания усиливаются резонаторами. Электрическое поле возникшей электромагнитной волны может замедлять или ускорять электроны. Если электрон ускоряется полем волны, то радиус его циклотронного движения увеличивается, и он отклоняется в направлении катода. При этом энергия передаётся от волны к электрону. Если же электрон тормозится полем волны, то его энергия передаётся волне, при этом циклотронный радиус электрона уменьшается, центр окружности вращения смещается ближе к аноду, и он получает возможность достигнуть анода. Поскольку электрическое поле анод-катод совершает положительную работу только если электрон достигает анода, энергия всегда передаётся в основном от электронов к электромагнитной волне. Однако, если скорость вращения электронов вокруг катода не будет совпадать с фазовой скоростью электромагнитной волны, один и тот же электрон будет попеременно ускоряться и тормозиться волной, в результате эффективность передачи энергии волне будет небольшой. Если средняя скорость вращения электрона вокруг катода совпадает с фазовой скоростью волны, электрон может находиться непрерывно в тормозящей области, при этом передача энергии от электрона к волне наиболее эффективна. Такие электроны группируются в сгустки (так называемые «спицы»), вращающиеся вместе с полем. Многократное, в течение ряда периодов, взаимодействие электронов с ВЧ-полем и фазовая фокусировка в магнетроне обеспечивают высокий коэффициент полезного действия и возможность получения больших мощностей.

Применение

Предупреждающий знак «Опасно. Радиоизлучение»

В радарных устройствах волновод подсоединён к антенне, которая может представлять собой как щелевой волновод, так и конический рупорный облучатель в паре с параболическим отражателем (так называемая «тарелка»). Магнетрон управляется короткими высокоинтенсивными импульсами подаваемого напряжения, в результате чего в пространство излучается короткий импульс микроволновой энергии. Небольшая порция этой энергии отражается от объекта радиолокации обратно к антенне, попадает в волновод, которым она направляется к чувствительному приёмнику. После дальнейшей обработки сигнала он, в конце концов, появляется на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) в виде радарной карты А1.

В микроволновых печах волновод заканчивается отверстием, прозрачным для радиочастот (непосредственно в камере для готовки). Важно, чтобы во время работы печи в ней находились продукты. Тогда микроволны поглощаются вместо того, чтобы отражаться обратно в волновод, где интенсивность стоячих волн может вызвать искрение. Искрение, продолжающееся достаточно долго, может повредить магнетрон. Если в микроволновой печи готовится небольшое количество пищи, лучше поставить в камеру ещё и стакан воды для поглощения микроволн.

Примечания

↑ Кулешов, 2008, с. 353.
↑ H. Greinacher (1912) «Über eine Anordnung zur Bestimmung von e/m» (Об аппарате для определения e/m), Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft, 14 : 856-864. (нем.)
↑ «Invention of Magnetron» (англ.)
↑ Albert W. Hull (1921) «The effect of a uniform magnetic field on the motion of electrons between coaxial cylinders,» Physical Review, 18 (1) : 31-57. Также: Albert W. Hull, «The magnetron,» Journal of the American Institute of Electrical Engineers, vol. 40, no. 9, pages 715-723 (September 1921).
↑ Biographical information about August Žáček:
- R. H. Fürth, Obituary: «Prof. August Žáček,» Nature, vol. 193, no. 4816, page 625 (1962).
- «The 70th birthday of Prof. Dr. August Žáček,» Czechoslovak Journal of Physics, vol. 6, no. 2, pages 204-205 (1956). Available on-line at: Metapress.com Архивная копия от 12 марта 2012 на Wayback Machine.
↑ Моuromtseeff J. Е. Proc. Natl.-Electr. Conf., 1945, № 33, p. 229 – 233.
↑ Расширение исследований по радиообнаружению. М. М. Лобанов. Развитие советской радиолокационной техники. Проверено 27 января 2016.
↑ Alexeev Н. F., Malyarov Д. Е. Getting powerful vibrations of magnetrons in centimeter wavelength range // Magazine of Technical Physics. 1940. Vol. 10. No. 15, P. 1297—1300.
↑ Brown, Louis. A Radar History of World War II. Technical and Military Imperatives. Bristol: Institute of Physics Publishing, 1999. ISBN 0-7503-0659-9
↑ The Magnetron. Bournemouth University (1995-2009). Проверено 23 августа 2009. Архивировано 23 августа 2011 года.
↑ Я. З. Перпя. Как работает радиолокатор. Оборонгиз, 1955
↑ Schroter, B. (Spring 2008). «How important was Tizard’s Box of Tricks?». Imperial Engineer 8: 10. Проверено 2009-08-23.
↑ Who Was Alan Dower Blumlein? (недоступная ссылка — история). Dora Media Productions (1999-2007). Проверено 23 августа 2009. Архивировано 23 августа 2011 года.
↑ The Mitron-An Interdigital Voltage-Tunable Magnetron / Proceedings of the IRE (Volume:43, Issue: 3, 1955) pp 332-338, doi:10.1109/JRPROC.1955.278140
↑ 62. Mitrons / V. N. Shevchik, Fundamentals of Microwave Electronics: International Series of Monographs on Electronics and Instrumentation, Elsevier, 2014 ISBN 9781483194769, p239 (англ. )
↑ В. Коляда. Прирученные невидимки. Всё о микроволновых печах // Наука и Жизнь №10, 2004

Ссылки

Литература

Кулешов В.Н., Удалов Н.Н., Богачев В.М. и др. Генерирование колебаний и формирование радиосигналов. — М.: МЭИ, 2008. — 416 с. — ISBN 978-5-383-00224-7.

Принцип работы и устройство магнетрона

Магнетроны применяются для получения колебаний высокой частоты. Они незаменимы в электронике и радиотехнике; устанавливаются в радиолокационных стациях, для высокочастотного нагрева, для ускорения заряженных частиц. В основе действия магнетрона лежит взаимодействие сильных электрических и магнитных полей, результатом чего является генерация колебаний высоких частот. Наиболее популярных видом магнетрона является многорезонаторный магнетрон.

Конструкция многорезонаторного магнетрона

Его о

сновой является анодный блок, который представляет собой толстостенный полый медный цилиндр, в стенках которого вырезаны полости, соединённые с центральным пространством щелями. Эти полости представляют собой кольцевую систему объёмных резонаторов.

В центре анодного блока высверлено широкое круглое отверстие, через которое подключается источник питания посредством специальных выводов к катоду (подогреваемая нить накала), который проходит вдоль центральной оси анода. Вывод высокочастотных колебаний устанавливается в одном из резонаторов. Торцы цилиндра герметично закрыты медными крышками, а внутри обеспечивается вакуум высокой степени. Эффективное охлаждение блока обеспечивается ребристыми радиаторами, расположенными на его поверхности.

Принцип действия магнетрона

Весь анодный блок устанавливается в сильное магнитное поле, которое создаётся постоянными магнитами. Между катодом и анодом устанавливается высокое электрическое напряжение, при этом положительный полюс прикладывается к аноду. Электроны, которые вылетают из катода под действием электрического поля, двигаются в радиальном направлении к аноду, однако под влиянием магнитного поля меняют траекторию движения.

При определённых величинах магнитного и электрического полей удаётся добиться такого состояния, когда электроны, описывая окружность, в итоге пройдя рядом с анодом, вновь возвращаются на катод, а на анод попадает только незначительная часть вылетевших электронов. Большая часть их возвращается обратно в область катода.

При некоторых условиях динамического равновесия, возвращающиеся в область катода электроны заменяются вылетевшими вновь. Поскольку электроны постоянно перемещаются от катода к аноду, возле последнего рядом со щелями объёмных резонаторов устанавливается постоянно вращающийся заряд кольцеобразной формы. По мере движения по окружности центральной полости анодного блока электроны возбуждают в каждом резонаторе незатухающие высокочастотные колебания.

Выводятся эти колебания посредством витка проводов, расположенного в полости одного из резонаторов, которые затем передаются в коаксиальную линию или волновод.

В микроволновой печи скрывается мощное и опасное СВЧ оружие / Хабр

Добрый день, уважаемые хабровчане.

Этот пост будет про недокументированные функции микроволновой печи. Я покажу, сколько полезных вещей можно сделать, если использовать слегка доработанную микроволновку нестандартным образом.

В микроволновке находится генератор СВЧ волн огромной мощности

Мощность волн, которые используются в микроволновке, уже давно будоражит моё сознание. Её магнетрон (генератор СВЧ) выдаёт электромагнитные волны мощностью около 800 Вт и частотой 2450 МГц. Только представьте, одна микроволновка вырабатывает столько излучения, как 10 000 wi-fi роутеров, 5 000 мобильных телефонов или 30 базовых вышек мобильной связи! Для того, что бы эта мощь не вырвалась наружу в микроволновке используется двойной защитный экран из стали.

Вскрываю корпус

Сразу хочу предупредить, электромагнитное излучение СВЧ диапазона может нанести вред вашему здоровью, а высокое напряжение вызвать летальный исход. Но меня это не остановит.
Сняв крышку с микроволновки, можно увидеть большой трансформатор: МОТ.

Он повышает напряжение сети с 220 вольт до 2000 вольт, что бы питать магнетрон.

В этом видеоролике я хочу показать, на что способно такое напряжение:

Антенна для магнетрона

Сняв магнетрон с микроволновки я понял, что включать просто так его нельзя. Излучение распространится от него во все стороны, поражая всё вокруг. Не долго думая я решил смастерить направленную антенну из кофейной банки. Вот схема:

Теперь всё излучение направленно в нужную сторону. На всякий случай я решил проверить эффективность этой антенны. Взял много маленьких неоновых лампочек и выложил их на плоскости. Когда я поднёс антенну с включенным магнетроном, то увидел, что лампочки загораются как раз там где нужно:

Необычные опыты

Сразу хочу отметить, СВЧ значительно сильнее влияет на технику, чем на людей и животных. Даже в 10 метрах от магнетрона, техника давала сильные сбои: телевизор и муз-центр издавали страшный рычащий звук, мобильный телефон вначале терял сеть, а потом и вовсе завис.

Особо сильное влияние магнетрон оказывал на wi-fi. Когда я поднёс магнетрон близко к музыкальному центру, с него посыпались искры и к моему удивлению он взорвался! При детальном осмотре обнаружил, что в нём взорвался сетевой конденсатор. В этом видео я показываю процесс сборки антенны и влияние магнетрона на технику:

Используя не ионизирующее излучение магнетрона можно получить плазму. В лампе накаливания, поднесённой к магнетрону, зажигается ярко светящийся желтый шар, иногда с фиолетовым оттенком, как шаровая молния. Если вовремя не выключить магнетрон, то лампочка взорвётся. Даже обычная скрепка, под воздействием СВЧ превращается в антенну. На ней наводится ЭДС достаточной силы, что бы зажечь дугу и расплавить эту скрепку. Лампы дневного света и «экономки» зажигаются на достаточно большом расстоянии и светятся прямо в руках без проводов! А в неоновой лампе электромагнитные волны становятся видимыми:

Хочу вас успокоить, мои читатели, ни кто из моих соседей не пострадал от моих опытов. Все ближайшие соседи сбежали из города, как только в Луганске начались боевые действия.

Техника безопасности

Я настоятельно не рекомендую повторять описанные мною опыты потому, что при работе с СВЧ требуется соблюдать особые меры предосторожности. Все опыты выполнены исключительно с научной и ознакомительной целью. Вред СВЧ излучения для человека ещё не до конца изучен. Когда я близко подходил к рабочему магнетрону я чувствовал тепло, как от духовки. Только изнутри и как бы точечно, волнами. Больше ни какого вреда я не ощутил. Но всё же настоятельно не рекомендую направлять рабочий магнетрон на людей. Из-за термического воздействия может свернуться белок в глазах и образоваться тромб в крови. Так же ведутся споры о том, что такое излучение может вызвать онкологические и хронические заболевания.

Необычные применения магнетрона

1 — Выжигатель вредителей. СВЧ волны эффективно убивают вредителей, и в деревянных постройках, и на лужайке для загара. У жучков под твёрдым панцирем есть влагосодержащее нутро (какая мерзость!). Волны его в миг превращают в пар, при этом не причиняя вреда дереву. Я пробовал убивать вредителей на живом дереве (тлю, плодожорок), тоже эффективно, но важно не передержать потому, что дерево тоже нагревается, но не так сильно.
2 — Плавка металла. Мощности магнетрона вполне хватает для плавки цветных металлов. Только нужно использовать хорошую термоизоляцию.
3 — Сушка. Можно сушить крупы, зерно и т. п. Преимущество этого метода в стерилизации, убиваются вредители и бактерии.
4 — Зачистка от прослушки. Если обработать магнетроном комнату, то можно убить в ней всю нежелательную электронику: скрытые видеокамеры, электронные жучки, радиомикрофоны, GPS слежение, скрытые чипы и тому подобное.

5 — Глушилка. С помощью магнетрона легко можно успокоить даже самого шумного соседа! СВЧ пробивает до двух стен и «успокаивает» любую звуковую технику.

Это далеко не все возможные применения испытанные мной. Эксперименты продолжаются и вскоре я напишу ещё более необычный пост. Всё же хочу отметить, что использовать так микроволновку опасно! Поэтому лучше так делать в случаях крайней необходимости и при соблюдении правил безопасности при работе с СВЧ.

На этом у меня всё, соблюдайте осторожность при работе с высоким напряжением и микроволнами.

Что такое распыление? Магнетронное распыление?

Написано Мэттом Хьюзом, президентом компании Semicore Equipment, Inc.
Дата публикации: 24 ноября 2014 г.

Распыление — это производственный процесс осаждения тонких пленок, лежащий в основе современной промышленности полупроводников, дисководов, компакт-дисков и оптических устройств. На атомном уровне распыление — это процесс, при котором атомы выбрасываются из мишени или исходного материала, который должен быть нанесен на подложку, такую как кремниевая пластина, солнечная панель или оптическое устройство, в результате бомбардировки мишени. частицы высоких энергий.

Глагол «брызгать» происходит от латинского слова Sputare, означающего «выпускать слюну с шумом». Хотя слово «распыление» звучит забавно для тех, кто ассоциирует его с заиканием и затруднениями речи, в 1970 году Питер Дж. Кларк изменил ход истории, когда он разработал первый «распылительный пистолет», который катапультировал полупроводниковую промышленность, сделав возможным точное и надежное нанесение материалы на атомном уровне с использованием заряженного плазменного потока электронов и ионов в вакуумной среде.

Процесс напыления начинается, когда покрываемая подложка помещается в вакуумную камеру, содержащую инертный газ — обычно аргон — и отрицательный заряд прикладывается к целевому исходному материалу, который будет осаждаться на подложке, вызывая свечение плазмы.

Схема процесса распыления

Свободные электроны текут из отрицательно заряженного исходного материала мишени в плазменной среде, сталкиваясь с внешней электронной оболочкой атомов газа аргона, отталкивая эти электроны из-за их одинакового заряда. Атомы инертного газа становятся положительно заряженными ионами, притягиваемыми к отрицательно заряженному материалу мишени с очень высокой скоростью, которая «разбрызгивает» частицы атомного размера из исходного материала мишени из-за импульса столкновений. Эти частицы пересекают камеру вакуумного осаждения устройства для нанесения покрытия распылением и осаждаются в виде тонкой пленки материала на поверхности покрываемой подложки.

Распыление происходит только тогда, когда кинетическая энергия бомбардирующих частиц чрезвычайно высока, намного выше, чем нормальная тепловая энергия в плазменной среде «Четвертое состояние природы».Это может обеспечить гораздо более чистое и точное осаждение тонких пленок на атомном уровне, чем может быть достигнуто путем плавления исходного материала с использованием обычных тепловых энергий.

Число атомов, выброшенных или «распыленных» из мишени или исходного материала, называется выходом распыления. Мощность распыления варьируется и может контролироваться энергией и углом падения бомбардирующих ионов, относительными массами ионов и атомов мишени, а также энергией связи атомов мишени на поверхности. В устройствах для нанесения покрытий распылением широко используются несколько различных методов физического осаждения из паровой фазы, включая ионно-лучевое и ионно-вспомогательное распыление, реактивное распыление в среде газообразного кислорода, поток газа и магнетронное распыление.

Схема процесса распыления магнетрона постоянного тока

Поскольку ионы являются заряженными частицами, магнитные поля можно использовать для управления их скоростью и поведением. Джону С. Чапину приписывают изобретение первого источника планарного магнетронного распыления, патент на который был подан в 1974 году.В то время как обычное диодное распыление может наносить очень тонкие пленки вплоть до атомного масштаба, оно обычно медленное и наиболее эффективное для небольших подложек. Бомбардировка субстрата также может вызвать перегрев или повреждение покрываемого объекта.

При осаждении с магнетронным распылением за отрицательным катодом используются магниты для захвата электронов над отрицательно заряженным материалом мишени, чтобы они не могли бомбардировать подложку, что обеспечивает более высокую скорость осаждения.

Наиболее распространенными формами катода / мишени для магнетронного распыления являются круглые и прямоугольные.Прямоугольные магнетроны чаще всего используются в крупномасштабных «поточных» системах, где подложки линейно сканируют мишени на конвейерной ленте или носителе определенного типа. Магнетроны с круговым напылением чаще встречаются в «конфокальных» пакетных системах меньшего масштаба или в станциях с одной пластиной. Узнать больше …

Реактивное распыление — это процесс добавления газа в вакуумную камеру, который подвергается химической реакции перед тем, как вступить в контакт с материалами, на которые необходимо нанести покрытие.Газы, такие как азот или кислород, которые обычно стабильны и инертны при нормальных условиях, становятся ионизированными и реактивными в плазменной среде в результате столкновений с высокой энергией.

Когда это происходит, газ может вступать в химическую реакцию с облаком целевого материала и образовывать молекулярное соединение, которое затем становится тонкопленочным покрытием. Например, кремниевая мишень, реактивно распыляемая газообразным кислородом, может образовывать пленку оксида кремния, а с помощью азота может образовываться пленка нитрида кремния, которая составляет основу полупроводниковой промышленности.Подробнее…

Совместное распыление — это когда два или более материала мишени одновременно распыляются в вакуумной камере и часто используется с реактивным магнетронным распылением для получения тонких пленок, которые представляют собой такие соединения, как сплавы или композиты.

Он широко используется в производстве оптического и архитектурного стекла. Используя совместное реактивное распыление двух целевых материалов, таких как кремний и титан, с двойным магнетронным распылением, можно тщательно и точно контролировать показатель преломления или эффект затенения стекла в различных областях применения, от крупномасштабных поверхностей, таких как архитектурное стекло небоскребов, до солнцезащитных очков.Он также широко используется в производстве солнечных батарей. Подробнее…

Типы источников энергии для распыления

Существует несколько различных типов источников энергии, используемых для бомбардировки материала мишени с целью распыления атомов, включая постоянное и высокочастотное распыление, импульсный постоянный ток, MF, переменный ток и недавно появившиеся методы распыления HIPIMS.

Распыление постоянным или постоянным током является самым простым и наиболее часто используемым с электропроводящими материалами мишени, такими как металлы, потому что им легко управлять и относительно невысоко в потреблении энергии.По возможности, распыление на постоянном токе может быть относительно недорогим и экономичным решением для нанесения широкого спектра декоративных металлических покрытий. Подробнее…

Однако распыление на постоянном токе имеет ограничения, когда речь идет о диэлектрических материалах мишени — покрытиях, которые являются непроводящими изоляционными материалами, которые могут принимать поляризованный заряд. Примеры обычных материалов для диэлектрических покрытий включают оксид алюминия, оксид кремния и оксид тантала.

Во время распыления постоянным током газ в вакуумной камере ионизируется.В результате образуются положительные ионы, которые накапливаются на поверхности мишени, придавая ей положительный заряд. Это накопление положительного заряда в диэлектрике со временем может прекратить разряд распыляющихся атомов.

Было разработано несколько методов, позволяющих чередовать или подавать импульс источника питания для распыления, чтобы «очистить» или нейтрализовать поверхность мишени и предотвратить ее развитие положительного заряда.

RF или радиочастотное распыление меняет электрический потенциал тока на радиочастотах, чтобы избежать накопления заряда.За счет чередования тока таким образом каждая фаза цикла имеет эффект обращения вспять нарастания, когда ток течет непрерывно только в одном направлении. Как и в случае с магнетронным распылением постоянного тока, устройства для нанесения покрытий с высокочастотным магнетронным распылением увеличивают рост тонкой пленки за счет увеличения процента атомов мишени, которые становятся ионизированными. Подробнее…

Импульсное напыление постоянным током — это место, где на цель обрушиваются мощные скачки напряжения, чтобы очистить поверхность цели и предотвратить накопление диэлектрического заряда.Эти всплески напряжения, которые очищают поверхность цели, обычно устанавливаются на частотах от 40 до 200 кГц. Подробнее…

HIPIMS или высокомощное импульсное магнетронное распыление — это недавно развивающаяся технология распыления, в которой также используются выбросы высокого напряжения для значительного увеличения ионизации распыляемой мишени. По сравнению с традиционными процессами распыления ионизированные атомы в системах HIPIMS имеют значительно более высокие энергии, способные создавать очень плотные тонкопленочные покрытия.Подробнее…

MF или среднечастотное напыление на переменном токе обычно используется для нанесения непроводящих тонкопленочных покрытий. Используются два катода, между которыми переключается переменный ток, который очищает целевую поверхность при каждом изменении направления тока. Подробнее…

Мэтт Хьюз — президент компании Semicore Equipment Inc, одного из ведущих мировых поставщиков оборудования для нанесения покрытий PVD, включая высокочастотные, постоянные и импульсные системы постоянного тока, HIPIMS и системы распыления переменного тока.

Что такое распыление? Видео скрипт

Как именно работает процесс распыления?

Сначала материалы покрытия помещаются на магнетрон в твердой форме, называемой мишенью. Для получения особо чистых покрытий вам нужна чистая среда с использованием только материалов по вашему выбору.

Вот почему камера вакуумируется, чтобы удалить почти каждую молекулу из камеры. Затем камера снова заполняется технологическим газом.

Выбор газа зависит от типа осаждаемого материала; Обычные технологические газы включают аргон, кислород и азот.

Теперь условия готовы для начала процесса. Отрицательный электрический потенциал прикладывается к распыляемому материалу мишени, который является катодом магнетрона, а положительный анод или земля является телом камеры.

Этот электрический потенциал заставит свободные электроны ускоряться от магнетрона. Когда эти электроны сталкиваются с атомом технологического газа, они лишают атом газа электрона, создавая положительно заряженный ион технологического газа. Положительно заряженный ион ускоряется в направлении магнетрона.

Этот ион несет с собой достаточно энергии, чтобы «сбить» или «разбрызгать» часть материала мишени магнетрона. Затем целевой материал будет собираться на поверхностях на пути, по которому направлен магнетрон. Так на вашей подложке собирается «распыленный» материал.

Свет из плазмы создается, когда ионы рекомбинируют со свободными электронами в более низкоэнергетическое состояние. Положительно заряженные ионы рекомбинируют со свободными электронами, чтобы снова создать нейтральный атом.

Свечение плазмы создается, когда ионы рекомбинируют со свободными электронами в более низкое энергетическое состояние.Когда свободный электрон рекомбинирует с ионом, он имеет напряжение; иону требуется меньшее напряжение, поэтому это «избыточное напряжение» испускается как свет. Свет — это свечение плазмы, которое наблюдается во время обработки.

Этот процесс осаждения тонкой пленки продолжается с постоянной скоростью до тех пор, пока не будет достигнута желаемая толщина и с катода не будет отключено питание.

Эта удивительная атомная реакция, известная как «распыление», делает Semicore лидером в производстве специального вакуумного оборудования.

Компания Semicore Equipment, Inc .является ведущим мировым поставщиком оборудования для напыления для электроники, оптики, солнечной энергетики, медицины, автомобилестроения, военной и смежных высокотехнологичных отраслей. Позвольте нашей службе поддержки ответить на любые ваши вопросы относительно « Что такое распыление? »и о том, как реализовать лучшее оборудование и методы для ваших конкретных потребностей — будь то оборудование постоянного, высокочастотного, импульсного постоянного тока или HIPIMS — связавшись с нами по адресу sales@semicore. com или позвонив по телефону 925-373-8201.

Статьи по теме

Постоянный электрический ток, обычно в диапазоне от -2 до -5 кВ, прикладывают к целевому материалу покрытия, который является катодом или точкой, в которой электроны входят в систему, известной как отрицательное смещение.Положительный заряд также прикладывается к покрываемой подложке, которая становится анодом. Электрически нейтральные атомы аргона сначала ионизируются, сталкиваясь с мишенью, которая выбрасывает атомы в плазму — горячее газоподобное состояние, состоящее примерно из половины ионов газа и половины электронов, излучающих видимое свечение плазмы. …. Подробнее

RF Распыление может использоваться для покрытия диэлектрических или изоляционных материалов, которые могут принимать заряд, приводящий к возникновению дуги в вакуумной камере при обычном распылении постоянным током.Однако скорость осаждения радиочастотным распылением ниже, чем скорость напыления постоянным током, и требует более высоких затрат энергии, поэтому обычно используется на меньших подложках, на которые необходимо нанести покрытие. …. Подробнее

По сравнению с обычным напылением постоянным током, искрение можно значительно уменьшить или даже устранить путем подачи импульсов постоянного напряжения в диапазоне 10–350 кГц с скважностью в диапазоне 50–90%. Импульсный электрический ток постоянного тока обычно в диапазоне нескольких сотен вольт подается на целевой материал покрытия.напряжение либо отключается, либо меняется на обратное с помощью короткого цикла низкого напряжения, чтобы «очистить» цель от любого накопления заряда. …. Подробнее

Путем импульсного воздействия на целевой материал покрытия короткими всплесками энергии очень высокого напряжения — длительностью ~ 100 мкс, порядка кВт⋅см-2, но с относительно короткой продолжительностью или «продолжительностью включения» менее 10% — позволяет для ионизации большой части распыленного материала мишени в плазменном облаке без перегрева мишени и других компонентов системы.Мишень имеет шанс остыть в течение преобладающего времени «бездействия», что приводит к низкой средней катодной мощности 1–10 кВт, что помогает поддерживать стабильность процесса. …. Подробнее

Magnetrons

Magnetron онлайн kopen bij Lidl

Magnetrons zijn tegenwoordig niet meer uit de keuken weg te denken. Je kunt er bijvoorbeeld je restjes van gisteren snel en gemakkelijk mee opwarmen. В plaats van de maaltijd in een pan op te warmen, heb je встретил het gebruik van een magneticron binnen enkele second een warme maaltijd.En ben je vergeten je brood uit de vriezer te halen? Dan ontdooi je dat gewoon даже в этом аппарате. Zo blijkt wel; een magnumron komt eigenlijk iedere dag van pas. Является ли jouw example aan vervanging toe of heb je er nog geen? Bekijk dan eens de magneticrons van Lidl. Deze zijn zoals altijd van de hoogste kwaliteit voor de laagste prijs.

De voordelen van een combimagnetron

Het is mogelijk om voor een combimagnetron te kiezen. Dit is vooral slim wanneer je een kleine keuken hebt.Комбимагнетрон — это печь и магнетрон. Zo hoef je dus geen ruimte te maken for twee apparaten. Встречал комбимагнетроны kun je dus niet alleen ontdooien en opwarmen, maar ook echt grillen en bakken. Denk bijvoorbeeld aan lekkere broodjes op zondagochtend of je Favoriete lasagne. Deze apparatuur komt vooral van pas wanneer je na een lange werkdag geen zin hebt om te koken, maar wel gezond wil eten. Je legt een aantal lekkere componentsiënten в een ovenschaal, zet deze in de combimagnetron en rust ondertussen lekker uit op de bank.

Магнетроны: внутри vrijstaand?

Heb je al een духовка в huis? Dan is de aanschaf van een losse magnetron wellicht een goed idee. Het является natuurlijk mogelijk om voor een inbouw te kiezen wanneer je hier ruimte voor hebt. Maar een vrijstaande magnetron heeft ook voordelen. Het apparaat — это vaak van een flink formaat en past hierdoor niet zomaar op ieder aanrecht. Maar een plekje in de gangkast of ergens anders in de buurt van de keuken hebben de meeste mensen wel. Дверь, магнетрон hier neer te zetten, verlies je geen handige werkruimte op het aanrecht, maar heb je wel alles binnen handbereik.Bovendien heb je zo ook minder last van het geluid dat het apparaat maakt. Zo kunnen jij en je gasten rustig aan tafel zitten praten terwijl het eten in de magnetron staat.

Wil je ook gemakkelijk opwarmen, afbakken en grillen? Kies дан для ван де магнетронов ван Лидл. Of je nu een grill, экстра вель-вермоген из meerdere standen wilt; er is voor iedereen wel iets te vinden. Dit maakt het een investering waar je gegarandeerd plezier van krijgt. Совет: er zijn nog meer onmisbare keukenapparaten, zoals veelzijdige staafmixers en смесители waterkokers.

Распылительный магнетрон

— Конструкция кругового линейного цилиндрического магнетрона на заказ

Создание магнетрона мирового класса — это гораздо больше, чем просто установка магнитов в полость с водяным охлаждением и надежда на лучшее.

В Angstrom Sciences мы можем объединить:

9000 2 десятилетия опыта в области магнетронного распыления
глубокое понимание взаимодействия магнетронов со свойствами и структурой тонких твердых пленок
современное компьютерное проектирование (CAD) и автоматизированное производство (CAM), а также глубокое понимание элементов конструкции современной системы осаждения и той роли, которую конструкция системы играет в производительности и полезности всего процесса осаждения, чтобы создать полностью оптимизированное устройство для конкретного приложения.Это преимущество Ангстрема!

Первый шаг «процесса» основан на глубоком понимании приложения и общих требований проекта. Эти обсуждения, проводимые нашей командой обученных инженеров по продажам и инженеров-технологов, определяют критические критерии производительности устройства, а также любые уникальные требования к процессу и / или системные ограничения (зазор, размер, форма, проблемы с помехами и т. Д.), Которые должны быть размещенным.

Во многих случаях нам поручают модернизировать магнетроны, произведенные не Angstrom Science, с помощью нашей магнитной технологии, и этот путь добавляет шаг, на котором мы исследуем существующую конструкцию с точки зрения пространства, охлаждающей воды и общих геометрических соображений.

После полного понимания приложения создается подробное предложение для рассмотрения клиентом. Предложение включает все соответствующие коммерческие и технические детали; По сути, это полное описание работы, в котором подробно описывается глубина и широта предложения наряду с необходимыми показателями продукта.

Сразу после размещения заказа начинаются работы по детальному механическому и магнитному проектированию. Разрабатывается подробный окончательный проект, который учитывает «магнетизм», необходимый для удовлетворения, а в большинстве случаев превышения требований заказчика.На этом этапе широко используется анализ методом конечных элементов для оптимизации распределения и интенсивности магнитного поля. Моделирование и моделирование позволяет Angstrom Sciences в полной мере использовать весь спектр инструментов и методов (магнитная геометрия, размещение, напряженность поля и т. Д.), Необходимых для полной оптимизации конструкции, прежде чем какой-либо металл будет «разрезан»!

Когда окончательный дизайн завершен, он представляется заказчику на рассмотрение и утверждение. Это этап, на котором могут быть учтены любые окончательные проектные соображения и / или требования заказчика; Важное соображение для обеспечения того, чтобы то, что построено, точно и точно соответствовало назначению устройства на первом этапе.Практически во всех случаях это этап, на котором проверяется и проверяется окончательная «посадка» в камере осаждения, в которой он будет находиться. Учитывая современные системы осаждения, стоимость которых превышает 1 000 000 долларов, это шаг, важность которого нельзя недооценивать или преуменьшать.

Сразу после завершения этапа утверждения чертежа катод передается производственной группе Angstrom Science. Все поступающее сырье проходит тщательную проверку, а возможности автоматизированного производства (CAM) Angstrom гарантируют, что готовые компоненты соответствуют дизайну САПР; высокая производительность требует точных компонентов! Затем компоненты собираются в нетронутой, чистой среде, где они подвергаются комплексным функциональным испытаниям и испытаниям производительности перед отправкой в конечный пункт назначения.

Для получения дополнительной информации о модели Magnetron Sputtering Design позвоните по телефону 412-469-8466 или свяжитесь с нами через Интернет.

MAGNETRON ▷ Испанский перевод — Примеры использования магнетрона в предложении на английском языке

MAGNETRON ▷ Испанский перевод — Примеры использования магнетрона в предложении на английском языке Модель детали и работа магнетрон (только детали) тип обслуживания.