离子束加工中心

　　(一)离子束加工原理及特点

　　离子束加工的原理与电子束加工基本类似，加工中心也是在真空条件下，将离子源产生的离子束经过加速后，撞击在工件表面上，引起材料变形、破坏和分离。由于离子带正电荷，其质量是电子的千万倍，摇臂钻床因此离子束加工主要靠高速离子束的微观机械撞击动能，而不是像电子束加工主要靠热效应。惰性气体氩气由入口注入电离室。灼热的灯丝发射电子，电子在阳极的吸引和电磁线圈的偏转作用下，向下高速作螺旋运动。氩在高速电子的撞击下被电离成离子。阳极和阴极各有数百个上下位置对齐、直径为0．3mm的小孔，形成数百条较准直的离子束，均匀分布在直径为50mm的圆面积上。通过调整加速电压，可以得到不同速度的离子束，以实现不同的加工。   

　　离子束轰击工件的材料时，其束流密度和能量可加工中心以精确控制，因此可以实现毫微米即纳米级(0.0011xm)的加工，是当代摇臂钻床毫微米加工技术的基础；离子束加工在真空中进行，污染少，特别适宜加工易氧化的金属、合金、高纯度的半导体材料；离子束加工的宏观压力小，因此加工应力小，热变形小，加工表面质量非常高；离子束加工设备费用高、成本高、加工效率低，其应用范围受到一定限制。   

　　(二)离子柬加工的应用范围

　　1.离子刻蚀

　　它是由能量为0.5～5kev、直径为十分之几纳米的氩离子轰击工件，将工件表层的原子逐个剥离的。这种加工本质上属于一种原子尺度上的切削加工，所以也称为离子铣削。这就是近代发展摇臂钻床起来的毫微米加工工艺。

　　2．离子溅射沉积

　　离子溅射沉积本质上是一种镀膜加工。加工中心它也是采用0.5—5kev氩离子轰击靶材，并将靶材上的原子击出，淀积在靶材附近的工件上，使工件表面镀上一层薄膜。

　　3．离子镀膜   

　　离子镀膜也称离子溅射辅助沉积，摇臂钻床同样属于一种镀膜加工。它将0.5-5kev的氩离子分成两束，同时轰击靶材和工件表面，以增强膜材与工件基材之间的结合力。也加工中心可将靶材高温蒸发，同时进行离子镀。     

　　4．离子注入

　　离子注入时是采用5—500kev能量的离子束，直接轰击被工材料。在如此大的能量驱动下，离子能够钻人材料表层，从而达到改变材料化学成分的目的。可以根据不同的目的选用不同的注入离子，如磷、硼、碳、氮等，摇臂钻床以实现材料的表面改性处理，从而改变工件表面层的机械物理加工中心性能。

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