特种加工第6版教学课件作者白基成第六章电子束与离子束加工课件.pptVIP

离子束工主要特点如下： 1.加工的精度非常高。 2.污染少。 3.加工应力、热变形等极小、加工精度高。 4.离子束加工设备费用高、成本贵、加工效率低。 （三）离子束加工的特点 二、离子束工装置 离子束加工装置可分为： 离子源系统、真空系统、控制系统、电源系统 离子束流的的产生方法是把要电离的气态原子(惰性气体或金属蒸气)注入电离室中，藉由高频放电、电弧放电使气态原子电离为等离子体，可引出离子束流。 （一）考夫曼型离子源 （二）双等离子体型离子源 二、离子束工装置 減速型高出力イオン銃?電子銃両用銃 三、离子束加工的应用 （一）蚀刻加工 离子蚀刻用于加工陀螺仪空气轴承和动压马达上的沟槽，分辨率高，精度、重复一致性好。 离子束蚀刻应用的另一个方面是蚀刻高精度图形，如集成电路、光电器件和光集成器件等征电子学构件。 太阳能电池表面具有非反射纹理表面。 离子束蚀刻还应用于减薄材料，制作穿透式电子显微镜试片。 （二）离子束镀膜加工 离子束镀膜加工有溅射沉积和离子镀两种形式。 离子镀可镀材料范围广泛，不论金属、非金属表面上均可镀制金属或非金属薄膜，各种合金、化合物、或某些合成材料、半导体材料、高熔点材料亦均可镀覆。 离子束镀膜技术可用于镀制润滑膜、耐热膜、耐磨膜、装饰膜和电气膜等。 离子束装饰膜。 离子束镀膜代替镀铬硬膜，可减少镀铬公害。 提高刀具的寿命。 离子镀膜零件 イオンビーム蒸着（IBAD）法 　蒸着時にイオンビームを蒸着膜上に別々に制御しながら同時に照射することにより、膜質を向上させることができます。 金属、ゴム、プラスチック、ガラス、セラミックス、布などの表面に強固に蒸着できます。 イオンビーム蒸着加工例 Au on Silkの浮世絵 カテーテル銀抗菌 （三）离子注入加工 离子注入加工是在工件表面直接注入离子，可达10%~40%，注入深度可达1μm甚至更深。 离子注入常用于半导体的制程上，例如用硼、磷等离子注入半导体 离子注入可以改变金属表面的物力和化学性能 离子注入可以提高材料的耐腐蚀性能 离子注入可以改善金属材料的耐磨性能 离子注入还可以提高金属材料的硬度 在光学方面还可以制造光波导，生成具有超导性能的Nb3Sn导线 离子注入零件 第六章电子束和离子束加工 第六章电子束和离子束加工 第一节 电子束加工 第二节 离子束加工 第一节电子束加工 一、电子束加工的原理和特点 （一）电子束加工的原理 电子束加工是在真空条件下，利用聚焦后能量密度极高的电子束，以极高的速度冲击到工件表面极小面积上，在极端的时间内，其能量大部分转变为热能，使被冲击部分的工件材料达到几千摄氏度以上的高温，从而引起材料的局部熔化和气化，被真空系统抽走。 （二）电子束加工的特点 1.是一种精密微细的加工方法。 2.非接触式加工，不会产生应力和变形。 3.电子束的能量密度高，加工生产率很高。 4.加工过程可自动化。 5.在真空腔中进行，污染少，材料加工表面不氧化。 6.电子束加工需要一整套专用设备和真空系统，价格较贵。 二、电子束加工装置 （一）电子枪 （二）真空系统 （三）控制系统和电源 电子束加工设备 电子枪 控制系统 真空系统 真空系统 电子束加工装置 三、电子束加工的应用 （一）高速打孔 （二）加工型孔及特殊表面 （三）刻蚀 （四）焊接 （五）热处理 （六）电子束光刻 利用极高能量密度的电子束冲击材料，使材料汽化，而实现钻孔的目的。 电子束打孔具有下列的特点： 1.可加工细微的孔，目前最小加工直径可达0.003mm左右。 2.加工深孔，孔的深径比大于10：1，其深度亦可达10公分以上。 （一）高速打孔 3.孔径误差很小，正负5％以内。 4.适合硬度高的材料打孔。 5.可打斜度的孔，倾斜角可达15?。 7.加工各种直的型孔和成型表面，加工弯孔和立体曲面。 7.加工速度快。 电子束可以用来切割各种复杂型面，如下图所示，电子束加工的喷丝头异形孔截面的一些实例。 电子束还可以加工弯孔和曲面。利用电子束在磁场中偏转的原理，使电子束在工件内部偏转。控制电子速度和磁场强度，即可控制曲率半径，加工出弯曲的孔。 （二）加工型孔及特殊表面 电子束加工曲面、穿孔 各种火焰筒上的冷却孔 适合于高频率、多孔加工 （三）刻蚀 在微电子器件生产中，为了制造多层固体组件，可利用电子束对陶瓷或半导体材料刻出许多微细沟槽和孔来。 电子束刻蚀还可用于制版，在铜制印刷滚筒上按色调深浅刻出许多大小与深浅不一的沟槽或凹坑，直径为70-120μm，深度为5-40μm，小坑代表浅色，大坑代表深色。 （四）焊接 电子束焊接是利用电子束作为热源的一种焊接工艺。 主要优点： 1.电子束穿透能力强，焊缝深宽比大，可达到70：1。 2.焊接速度快，热影响区小，焊接变形小。