第六章電子束與離子束加工第一節(jié)電子束加工一、電子束加工原理和特點1、原理經(jīng)電磁透鏡聚焦的高能電子束流在真空條件下直接轟擊工件外表，使加工區(qū)域資料熔化和氣化從而實現(xiàn)加工2、特點1〕電子束加工屬于精細(xì)加工；2〕加工范圍廣，加工質(zhì)量好；3〕消費率高；4〕加工過程易于實現(xiàn)自動化；5〕適宜加工易氧化金屬和合金資料及純度要求高的資料；6〕需公用設(shè)備和真空系統(tǒng)，價錢昂貴。二、電子束加工安裝組成：電子槍陰極、控制柵極、加速陽極、光柵、電源真空系統(tǒng)控制系統(tǒng)電磁透鏡、偏轉(zhuǎn)線圈、任務(wù)臺控制電源電子束運動軌跡電子束在電磁透鏡中受力三、電子束加工運用三、電子束加工運用1、窄縫加工三、電子束加工運用2、曲面加工三、電子束加工運用3、刻蝕三、電子束加工運用4、焊接三、電子束加工運用5、電子束熔煉電子束熔煉法發(fā)明于1907年﹐但直到50年代才用于熔煉難熔金屬﹐后來又用于熔煉活潑金屬(如Ti錠)和高級合金鋼電子束加熱可使資料在真空中維持熔化形狀并堅持很長時間﹐實現(xiàn)資料的去氣和雜質(zhì)的選擇性蒸發(fā)﹐可用來制備高純資料。電子束加熱是電能轉(zhuǎn)為熱能的有效方式之一﹐大約有50％功率用于熔化和維持液化。80年代已消費出600千瓦級的電子槍。如需更大功率﹐可用幾支電子槍同時任務(wù)。利用電子束加熱可鑄造100噸的坯料三、電子束加工運用7、電子束曝光是一種利用電子束輻射效應(yīng)的加工方法電子束光刻運用主要包括四個方面:電子束掃描曝光；電子束直寫；電子束圖形發(fā)生器制造中間掩模版；電子束減少投影曝光電子束光刻技術(shù)的開展歷程如下:1968年，日本電子公司研制勝利第一臺掃描電子束光刻機；1975年，美國貝爾公司開發(fā)出光柵掃描式電子光刻機；1978年日本電子公司研制出可變矩形束電子束光刻機；1979年，美國IBM公司初次進(jìn)展了電子束減少投影曝光實驗；1995年，日本NTT公司采用電子束曝光技術(shù)首先研制出1GDRAM第二節(jié)離子束加工一、離子束加工原理、分類及特點〔一〕、原理在真空下，離子源產(chǎn)生的粒子束經(jīng)過加速聚焦，使之打到工件外表離子：帶正電荷、質(zhì)量大機械撞擊能〔二〕、離子束加工分類按利用的物理效能和到達(dá)的目的分：離子刻蝕離子濺射堆積離子鍍離子注入1、離子刻蝕用氬離子加速轟擊攻堅，將工件原子逐個剝離，實現(xiàn)加工2、離子濺射堆積用離子轟擊靶材，是靶材原子被擊出，堆積并鍍覆在工件外表上3、離子鍍離子在轟擊靶材的同時還轟擊攻堅，是鍍膜更加結(jié)實4、離子注入用高能量粒子直接擊入工件外表，令工件外表改性〔三〕、離子束加工特點1、最精細(xì)、最細(xì)微的加工方法-納米級0.001m；2、適宜加工易氧化金屬和合金資料及純度要求高的資料；3、加工應(yīng)力、熱變形小，加工質(zhì)量高，適宜加工各種資料和低剛度零件加工；4、加工設(shè)備貴，本錢高，加工效率低。二、離子束加工安裝與離子束加工安裝類似：離子源、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源不同：離子源系統(tǒng)考夫曼型離子源雙等離子體型離子源三、離子束加工的運用1.蝕刻加工2.離子束鍍膜加工1.蝕刻加工加工陀螺儀空氣軸承和動壓馬達(dá)上的溝槽，分辨率高，精度、反復(fù)一致性好；蝕刻高精度圖形，如集成電路、光電器件和光集成器件等征電子學(xué)構(gòu)件；太陽能電池外表具有非反射紋理外表；運用于減薄資料，制造穿透式電子顯微鏡試片。2.離子束鍍膜加工分濺射堆積和離子鍍兩種方式。可鍍資料范圍廣泛，不論金屬、非金屬外表上均可鍍制金屬或非金屬薄膜，各種合金、化合物、或某些合成資料、半導(dǎo)體資料、高熔點資料亦均可鍍覆；用于鍍制光滑膜、耐熱膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等。離子束裝飾膜。離子束鍍膜替代鍍鉻硬膜，可減少鍍鉻公害。提高刀具的壽命。

3.離子注入向工件外表注入任何離子硼、磷注入半導(dǎo)體，改動導(dǎo)電方式離子注入金屬外表改善性能：提高抗蝕、抗疲勞、光滑、耐磨性能新合金，如W-Cu耐磨性：N、B、Mo注入低碳鋼