В электроннолучевых устройствах для плавки металлов используется энергия, выделяющаяся при резком торможении направленных на металл электронов, обладающих большой скоростью. Установка представляет собой герметичную камеру, в которой путем непрерывной откачки системой вакуумных насосов поддерживают разрежение не ниже 5 – 10 мм рт. ст. В камере имеется электроннолучевой нагреватель (электронная пушка) и плавильное устройство с водоохлаждаемым кристаллизатором и шлюзом для подачи шихтового материала. Источником-эмиттером потока электронов является вольфрамовый катод в виде диска, кольца или спирали, нагреваемый током от отдельного источника питания – накального трансформатора – до 2300–2800° С. Анодом служит специальная анодная диафрагма – пластина с отверстием для пропускания потока электронов. Катод и анод включаются в цепь постоянного тока высокого напряжения от питающего генератора или выпрямителя. Вследствие термоэлектронной эмиссии с поверхности накаленного катода испускается поток свободных электронов. Под влиянием возникающего между катодом и анодом ускоряющего электрического поля поток электронов с поверхности катода с большой скоростью двигается по направлению к аноду. Для формирования электронного потока в луч катод окружается управляющим электродом – экраном из листового вольфрама или молибдена. Для увеличения плотности электронного луча и фокусирования его на поверхности расплавляемого металла на пути луча ставятся фокусирующие магнитные линзы – системы электромагнитных катушек, создающих неоднородное магнитное поле. Для перемещения луча по поверхности металла и равномерного нагрева и плавленая по всему сечению металла, ниже фокусирующей системы устанавливается отклоняющая система из в x па электромагнитных катушек. Скорость движения электронов зависит от величины приложенного напряжения и составляет 6000 – 100 000 км/с. При соударении с металлом кинетическая энергия быстро движущихся электронов почти полностью преобразуется в тепловую энергию. Мощ-ность электроннолучевого нагревателя зависит от значения приложенного ускоряющего напряжения и тока эмиссии. В промышленных плавильных устройствах используют электронные пушки мощностью 50 – 1000 кВт, работающие на токах напряжением 10 – 150 кВ.
Для глубокой очистки титана от нелетучих примесей используют зонную перекристаллизацию в вакууме с электроннолучевым нагревом, обеспечивающим необходимую высокую температуру и достаточно узкую (~0,1 – 1,0 мм) зону плавления.
