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離子束加工中心


日期:2010年01月04 來(lái)源:沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字:加工中心
    (一)離子束加工原理及特點(diǎn)
    離子束加工的原理與電子束加工基本類似,加工中心也是在真空條件下,將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過(guò)加速后,撞擊在工件表面上,引起材料變形、破壞和分離。由于離子帶正電荷,其質(zhì)量是電子的千萬(wàn)倍,搖臂鉆床因此離子束加工主要靠高速離子束的微觀機(jī)械撞擊動(dòng)能,而不是像電子束加工主要靠熱效應(yīng)。惰性氣體氬氣由入口注入電離室。灼熱的燈絲發(fā)射電子,電子在陽(yáng)極的吸引和電磁線圈的偏轉(zhuǎn)作用下,向下高速作螺旋運(yùn)動(dòng)。氬在高速電子的撞擊下被電離成離子。陽(yáng)極和陰極各有數(shù)百個(gè)上下位置對(duì)齊、直徑為0.3mm的小孔,形成數(shù)百條較準(zhǔn)直的離子束,均勻分布在直徑為50mm的圓面積上。通過(guò)調(diào)整加速電壓,可以得到不同速度的離子束,以實(shí)現(xiàn)不同的加工。
    離子束轟擊工件的材料時(shí),其束流密度和能量可加工中心以精確控制,因此可以實(shí)現(xiàn)毫微米即納米級(jí)(0.0011xm)的加工,是當(dāng)代搖臂鉆床毫微米加工技術(shù)的基礎(chǔ);離子束加工在真空中進(jìn)行,污染少,特別適宜加工易氧化的金屬、合金、高純度的半導(dǎo)體材料;離子束加工的宏觀壓力小,因此加工應(yīng)力小,熱變形小,加工表面質(zhì)量非常高;離子束加工設(shè)備費(fèi)用高、成本高、加工效率低,其應(yīng)用范圍受到一定限制。
    (二)離子柬加工的應(yīng)用范圍
    1.離子刻蝕
    它是由能量為0.5~5kev、直徑為十分之幾納米的氬離子轟擊工件,將工件表層的原子逐個(gè)剝離的。這種加工本質(zhì)上屬于一種原子尺度上的切削加工,所以也稱為離子銑削。這就是近代發(fā)展搖臂鉆床起來(lái)的毫微米加工工藝。
    2。離子濺射沉積
    離子濺射沉積本質(zhì)上是一種鍍膜加工。加工中心它也是采用0.5—5kev氬離子轟擊靶材,并將靶材上的原子擊出,淀積在靶材附近的工件上,使工件表面鍍上一層薄膜。
    3.離子鍍膜
    離子鍍膜也稱離子濺射輔助沉積,搖臂鉆床同樣屬于一種鍍膜加工。它將0.5-5kev的氬離子分成兩束,同時(shí)轟擊靶材和工件表面,以增強(qiáng)膜材與工件基材之間的結(jié)合力。也加工中心可將靶材高溫蒸發(fā),同時(shí)進(jìn)行離子鍍。  
    4.離子注入
    離子注入時(shí)是采用5—500kev能量的離子束,直接轟擊被工材料。在如此大的能量驅(qū)動(dòng)下,離子能夠鉆人材料表層,從而達(dá)到改變材料化學(xué)成分的目的。可以根據(jù)不同的目的選用不同的注入離子,如磷、硼、碳、氮等,搖臂鉆床以實(shí)現(xiàn)材料的表面改性處理,從而改變工件表面層的機(jī)械物理加工中心性能。

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