電子束與離子束加工-閱讀頁
2025-02-04 09:04本頁面
【正文】 3) 離子鍍 (又稱離子濺射輔助沉積 ) 離子同時轟擊靶材和工件表面 ， 目的是為了增強膜材與工件基材之間的結合力 。 工件表面層含有注入離子后 ，就改變了化學成分 ， 從而改變了工件表面層的機械物理性能 。 離子刻蝕可達納米級精度 ， 離子鍍膜可控制在亞微米級精度 ， 離子注入的深度和濃度亦可精確地控制 。 (3) 離子束加工是靠離子轟擊材料表面的原子來實現(xiàn)的 ， 是一種微觀作用 ， 所以加工應力和變形極小 ，適宜于對各種材料和低剛件零件進行加工 。 離子束加工裝置由離子源系統(tǒng) 、 真空系統(tǒng) 、 控制系統(tǒng)和電源組成 ， 如下頁圖所示 。 如圖所示為雙等離子體離子束加工的基本原理圖 ， 首先利用陰極與陽極之間的低氣壓直流電弧放電 ， 將氬 、 氪 、 氖等惰性氣體在陽極小孔以上的低真空 （ Pa） 中離子化 。 經過控制電極和引出電極 ， 將正離子引出到陽極小孔以下的高真空區(qū) （ 10－ 5Pa） ， 再通過靜電透鏡所構成的聚焦裝置形成高密度離子束 ， 轟擊工件表面 ， 工件裝夾在工作臺上 ， 工作臺可作雙坐標移動及繞立軸轉動 。 圖 離子碰撞過程模型 被排斥 Ar離子 回彈濺射原子 位移原子 格點間停留離子 一次濺射原子 Ar離子 二次濺射原子 Ar離子 格點置換離子 位移原子 工件表面 工件 真空 離子束加工 ◎ 將被加速的離子聚焦成細束 ， 射到被加工表面上 。 1. 離子束濺射去除加工 ◆ 四種工作方式 惰性氣體入口 陰極 中間電極 電磁線圈 陽極 控制電極 絕緣子 引出電極 離子束 聚焦裝置 擺動裝置 工件 三坐標工作臺 圖 離子束去除加工裝置 ◎ 加工裝置見圖 .三坐標工作臺可實現(xiàn)三坐標直線運動 ， 擺動裝置可實現(xiàn)繞水平軸的擺動和繞垂直軸的轉動 。 圖 離子束加工金剛石制品 離子束 離子束 r = 預加工 終加工 a) 金剛石壓頭 r = 離子束 離子 束 預加工 終加工 b) 金剛石刀具 ◎ 離子束濺射去除加工可加工金屬和非金屬材料 。又被稱為“干式鍍”（圖） 離子束源 濺射材料 濺射粒子 工件 真空 圖 離子束濺射鍍膜加工 ◎ 離子鍍氮化鈦，即美觀，又耐磨。 ◎ 濺射鍍膜可鍍金屬，也可鍍非金屬。 ◎ 用高能離子（數(shù)十萬 KeV）轟擊工件表面，離子打入工件表層，其電荷被中和，并留在工件中（置換原子或填隙原子），從而改變工件材料和性質。 3. 離子束濺射注入加工 4. 離子束曝光 ◎ 用在大規(guī)模集成電路制作中，與電子束相比有更高的靈敏度和分辨率。 對加工表面進行轟擊 ， 這種方法稱之為 “ 濺射 ” 。 圖 離子束濺射鍍膜加工原理 離子束加工與電子束加工不同，離子束加工時，離子質量比電子質量大千倍甚至萬倍，但速度較低， 因此主要通過力效應進行加工。
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