離子束加工：微觀領(lǐng)域的較量——電子束和離子束加工大比拼

電子束加工和離子束加工都是在真空中，將帶電粒子加速到極高速度，然后用其沖擊工件表層，從而獲得巨大能量的加工技術(shù)，那么，二者之間又存在哪些共性和不同之處呢，本文將為讀者總結(jié)一二。 加工原理比較 電子束加工使用的是電子，而離子束加工使用的是正離子，相比于前者，正離子除了電性相反之外，質(zhì)量要比電子大得多，達(dá)到幾千甚至幾萬倍，在撞擊工件表層時(shí)，可以獲得大得多的撞擊動(dòng)能，可以注入工件材料內(nèi)部，并將工件表層的原子撞出來。 離子束注入工件材料內(nèi)部的效應(yīng)稱為注入效應(yīng)，將工件表層原子撞出來的效應(yīng)稱為撞擊效應(yīng)和濺射效應(yīng)，因此，離子束加工是通過離子對(duì)工件表層的機(jī)械撞擊能量來進(jìn)行加工的技術(shù)，而不是像電子束加工那樣，主要通過將高能電子束聚焦在一個(gè)很小的面積上，從而產(chǎn)生大量熱能使材料熔化來進(jìn)行加工。 加工應(yīng)用比較 總體而言，電子束加工的加工效率更高，適用范圍更廣；而離子束加工的加工精度更大，是所有特種加工之中最精密、最細(xì)微的一種加工方式，電子束加工根據(jù)其功率密度和能量注入時(shí)間的不同，可以用于打孔、切割、蝕刻、焊接、熱處理和光刻等各種類型的加工。 相比而言，離子束使用的加工類型要少一些，包括用于從工件上去除材料的離子刻蝕加工，用于給工件表層涂覆的離子鍍膜加工以及用于表層改性的離子注入加工等，這些加工類型本質(zhì)上都是用來改變零件尺寸和表層物理力學(xué)性能的。 隨著人們對(duì)離子束加工的研究日益深入，這項(xiàng)技術(shù)可以應(yīng)用的范圍也必將日益擴(kuò)大，近年來，隨著納米科技和半導(dǎo)體集成電路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，具有多功能、高分辨率的電子束加工和聚焦離子束加工技術(shù)受到人們空前的重視，它們已成為當(dāng)前微米納米加工的重要手段。