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離子束加工中心
日期：2010年01月04 來源：沈陽第一機(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�？梢愿鶕�(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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