利用真空熔炼技术对稀有、难熔、高纯金属材料进行加工的一种主要热源就是电子束。因熔炼功率的需要，必须有大型的电子枪来发生电子束。电子枪按其结构形式可以分为近距环枪（近环）、远距环枪、横向枪（复式横向和单式横向）、轴向枪等 。在大功率枪中主要有环形枪和轴向枪两种类型，所用的大功率电子束应用设备多采用轴向枪。轴向枪即皮尔斯枪（Pierce gun），发明者为Pierce 。
轴向电子枪（直形自加速电子枪）由灯丝阴极发射电子，阳极对电子加速，调制极位于灯丝与阳极之间，对电子束电流起调节和初聚作用，聚焦极对调制极初聚的电子流进一步聚焦以获得更细的合适束斑。由于聚焦线圈的应用，使直形电子枪可以得到100kW/cm²以上的高能密度，而且易控制调节。强流轴向电子枪可根据电子注形状分为两类：产生轴对称实心电子注的称为“O”型电子枪，产生片状及管状电子注的称为“M”型电子枪。“O”型电子枪广泛用于大功率电子注加工及冶炼设备中。在轴向枪中，发射电子束的阴极有两种形式：直热式阴极和间热式阴极 。
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