電子束加工技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用分析

張發(fā)鴻

（成都實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校 四川成都 611731）

電子束加工技術(shù)在工業(yè)中的應(yīng)用分析

張發(fā)鴻

（成都實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校 四川成都 611731）

電子束加工技術(shù)是一種較為精密的加工技術(shù)，這項(xiàng)加工技術(shù)因?yàn)槌叩募庸て焚|(zhì)在電子加工領(lǐng)域頗受追捧。在很多高精密儀器的加工中，成為一種常見的加工技術(shù)，但是加工成本高也成為其一大制約因素，本文主要探討的是電子束加工技術(shù)及其應(yīng)用。

電子束；加工；技術(shù)；應(yīng)用

引言

電子束加工技術(shù)是一系列加工技術(shù)中高精密加工方式，它在加工時(shí)能夠在最大程度上將材料進(jìn)行熔化或者氣化，對(duì)一些半導(dǎo)體電路等的加工具有極大的幫助。該項(xiàng)技術(shù)在加工過程中不會(huì)使得材料輕易變形，有效保持了材料的純度。具有高強(qiáng)度定位、精準(zhǔn)度高的優(yōu)勢，并且可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化過程，被廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體等材料的加工中。因而，對(duì)電子束加工技術(shù)的研究具有非常重要的意義，拓展其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用更是對(duì)材料加工有著極大的助益。

1 電子束加工技術(shù)

電子束加工就是在真空環(huán)境下，應(yīng)用加熱陰極來發(fā)射出電子流，讓電子流高速飛向陽極，并通過加速極進(jìn)行加速，將能量密度高度集中起來，獲取到106～109W/cm2的能量密度，引起被沖擊材料的氣化與融化，是一種新型材料加工技術(shù)。電子束加工技術(shù)通過微小的電子光束對(duì)被加工材料進(jìn)行精細(xì)化加工，電子束能夠?qū)?xì)小微孔進(jìn)行高密度化加工，加工過程中的定點(diǎn)溫度甚至可以達(dá)到上千度，能夠迅速的熔化材料，使得材料的加工點(diǎn)能夠更加精細(xì)化的呈現(xiàn)出來，并且這樣的熔化本身對(duì)材料不會(huì)產(chǎn)生傷害，電子束加工不會(huì)使得材料發(fā)生變形等，能夠最大程度上保持材料的本來屬性，并不會(huì)干擾材料的原有性能。電子束聚焦的細(xì)微化程度可以達(dá)到微米級(jí)，這一點(diǎn)是很多加工技術(shù)所難以企及的。電子束加工不是依靠機(jī)械力進(jìn)行擊打的一種加工技術(shù)，從這個(gè)角度上來說，電子束加工技術(shù)就不存在常規(guī)性的加工工具損耗問題，最大程度上的提高了工具加工效率，更為重要的是能夠提供高質(zhì)量的加工成果，使得材料得到物盡其用。對(duì)于材料加工而言，這一點(diǎn)是非常重要的。根據(jù)電子書流的產(chǎn)生原理，這一加工技術(shù)有幾個(gè)特點(diǎn)：①電子束發(fā)射器發(fā)射出的電子束流束斑極非常小，適合應(yīng)用在精密加工領(lǐng)域中；②對(duì)于不同的材料，電子束發(fā)射技術(shù)的處理有效率可以達(dá)到75%以上；③能量的發(fā)生是可以隨時(shí)進(jìn)行控制與移動(dòng)的，加工生產(chǎn)力非常高；④設(shè)備的使用非常靈活，在真空環(huán)境下工作，基本不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。

電子束加工技術(shù)還有一大優(yōu)勢就是通過電磁場進(jìn)行材料加工進(jìn)行聚焦與定位，并且精準(zhǔn)度極高，位置控制的準(zhǔn)確度甚至能夠達(dá)到0.15m，誤差也是極小的，如此高精度的細(xì)微化加工，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的操作，智能化的發(fā)展，提高了加工效率。除此之外，電子束加工由于在真空中操作，所以自然而然的保障了材料原本的純度，使得其避免了一些不可知污染的影響。電子束加工種種顯著的優(yōu)勢，對(duì)于一些高精密儀器的加工以及修復(fù)具有明顯的幫助，很多高精密儀器在加工過程中需要高精準(zhǔn)的聚焦加工，最大程度上保持原材料本來的屬性，使得被加工及修復(fù)的儀器能夠保持最初的工作狀態(tài)。但是不得不提的是，電子束加工技術(shù)本身是一項(xiàng)高成本的加工技術(shù)，其在加工過程中需要極其昂貴的專用設(shè)備，因此其總體上而言，加工成本比普通的機(jī)械加工成本要高。盡管如此，電子束加工技術(shù)在材料加工領(lǐng)域的優(yōu)勢還是不容忽視的。

2 電子束加工技術(shù)的應(yīng)用

從上述分析可知，電子束加工技術(shù)是一項(xiàng)高成本、高精密化的加工技術(shù)，通過利用電子束加工技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的打孔、焊接等，同時(shí)也能夠在材料的表面進(jìn)行相關(guān)的光刻，電子束加工技術(shù)中的打孔、焊接等主要是通過其熱效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)的，通過提高材料的局部溫度來對(duì)其進(jìn)行所需的加工操作，在很多高精密儀器中，通過電子束加工技術(shù)中的熱效應(yīng)來進(jìn)行加工操作也是比較常見的應(yīng)用。這一操作主要是通過低功率密度電子束進(jìn)行材料分子鏈的重新組合或者斷裂，直接改變材料的表面屬性，從而完成電子束的光刻。電子束本身的功用性極強(qiáng)，由于其本身能夠掃描寫圖，使得其成為目前大規(guī)模的掩膜或者基片光刻的主要設(shè)備。除此之外，電子束還可以以光源的形式進(jìn)行相關(guān)的復(fù)印工作等，具有廣泛的適應(yīng)性。

電子束加工技術(shù)的應(yīng)用是十分廣泛的，其中電子束物理氣相沉積就是一種通過電子束技術(shù)以及物理氣相沉積技術(shù)相結(jié)合所形成的一種加工技術(shù)，這樣的加工技術(shù)對(duì)材料涂層有著極大的幫助，利用高能電子對(duì)材料的高溫氣化，使得材料的涂層具有良好的耐磨、防腐作用，這主要應(yīng)用在航空航天發(fā)動(dòng)機(jī)、防腐以及耐磨涂層、制備微層材料等領(lǐng)域。電子束加工技術(shù)在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，極大的提高了材料的使用壽命，降低了材料使用成本，因而在高精密儀器設(shè)備的加工中受到歡迎。盡管電子束加工技術(shù)當(dāng)前的成本較高，但是筆者仍然相信其所存在的極大的發(fā)展?jié)摿εc空間，電子束技術(shù)本身在機(jī)械加工領(lǐng)域的優(yōu)勢是顯而易見的，必然可以在各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

3 結(jié)語

電子束加工技術(shù)在機(jī)械加工領(lǐng)域是一項(xiàng)優(yōu)勢顯著的加工技術(shù)，通過加工中的熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)使得加工的材料最大程度上保持了原有的純度，避免了材料的損耗與浪費(fèi)，提高了材料的利用率，更為重要的是電子束加工技術(shù)與其它物理以及化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，拓展了應(yīng)用范圍，為機(jī)械加工提供了優(yōu)質(zhì)的加工服務(wù)，因此這項(xiàng)技術(shù)是值得進(jìn)行大力推崇的。

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