簡介播報
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離子束加工(mM)借助具有較高能量的離子束射到材料表面時所發生的撞擊效應、濺射效應和注入效應來進行不同的加工。因為離子束轟擊材料是逐層消除原子,所以可以達到納米級的加工精度。離子束加工按其工藝原理和目的的不同可以分為三種:用于從型腔上除去材料的蝕刻加工、用于給型腔表面刻蝕的涂層加工以及用于表面改性的離子注入加工。因為電子束和離子束便于實現精確的控制,所以可以實現加工過程的全手動化,并且電子束和離子束的聚焦、偏轉等方面還有許多技術問題尚待解決[1]。
特點播報
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1.是一[2]種精密微細的加工方式。
2.非接觸式加工,不會形成撓度和變型。
3.加工速率很快,能量使用率可高達90%。
4.加工過程可手動化。
5.在真空腔中進行,污染少,材料加工表面不氧化。
6.電子束加工須要一整套專用設備和真空系統物理百科知識專題:離子束刻蝕,價錢較貴。
基本原理播報
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離子束加工是在真空條件下,先由電子槍形成電子束,再引入已抽成真空且飽含惰性二氧化碳之電離室中,使低壓惰性二氧化碳離子化。由正極引出陽離子又經加速、集束等步驟,獲得具有一定速率的離子投射到材料表面,形成濺射效應和注入效應。因為離子帶正電荷,其質量比電子大數千、數萬倍,所以離子束比電子束具有更大的撞擊動能,是靠微觀的機械撞擊能量來加工的。
離子束加工主要特征如下:
1.加工的精度十分高。
2.污染少。
3.加工撓度、熱變型等極小、加工精度高。
4.離子束加工設備費用高、成本貴、加工效率低。
應用播報
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1.刻蝕加工:
離子刻蝕用于加工陀螺儀空氣軸承和動壓電機上的溝槽,幀率高,精度、重復一致性好。
離子束刻蝕應用的另一個方面是刻蝕高精度圖形,如集成電路、光電元件和光集成元件等征電子學預制構件。
太陽能電板表面具有非反射紋理表面。
離子束刻蝕還應用于刻蝕材料,制做穿透式電子顯微鏡試片。
2.離子束鍍膜加工:
離子束鍍膜加工有濺射沉積和離子鍍兩種方式。
離子鍍可鍍材料范圍廣泛,不論金屬、非金屬表面上均可鍍制金屬或非金屬薄膜,各類合金、化合物、或個別合成材料、半導體材料、高熔點材料亦均可鍍覆。
分類播報
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1.離子刻蝕或離子切削:Ar離子傾斜轟擊型腔,使制件表面原子挨個剝離。
2.離子濺射沉積:Ar離子傾斜轟擊某種材料的靶,靶材原子被擊出后沉淀在靶材附近的螺孔上,使之表面鍍上一層薄膜。
3.離子鍍或離子濺射輔助沉積:它和離子濺射沉積的區別在于同時轟擊靶材和錐面,目的是為了提高膜材與型腔基材之間的結合力。
4.離子注入:較高能量的離子束直接轟擊被加工材料,使制件表面層富含注入離子,改變了型腔表面的物理成份,因而改變了型腔表面層的化學、力學和物理性能物理百科知識專題:離子束刻蝕,滿足特殊領域的要求。