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电子束和离子束加工
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精品文档电子束和离子束加工1
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主要内容
电子束加工
离子束加工
精品文档2主要内容电子束加工
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1、概述
电子束加工（Electron Beam Machining 简称EBM）起源于德国。1948年德国科学家斯特格瓦发明了第一台电子束加工设备。
利用高能量密度的电子束对材料进行工艺处理的一切方法统称为电子束加工。
电子束加工
精品文档31、概述 电子束加工
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电子束加工应用于：电子束焊接、打孔、表面处理、熔炼、镀膜、物理气相沉积、雕刻、铣切、切割以及电子束曝光等。
世界上电子束加工技术较先进的国家：德国、日本、美国、俄罗斯以及法国等。
经过几十年的发展，目前电子束加工技术已在核工业、航空宇航、精密制造等工业部门广泛应用。
精品文档4电子束加工应用于：电子束焊接、打孔、表面处理、熔炼
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在真空条件下，利用电子枪中产生的电子经加速、聚焦后能量密度为106～109w/cm2的极细束流高速冲击到工件表面上极小的部位，并在几分之一微秒时间内，其能量大部分转换为热能，使工件被冲击部位的材料达到几千摄氏度，致使材料局部熔化或蒸发，来去除材料。
电子束加工原理
2、加工原理
精品文档5 在真空条件下，利用
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（1）只使材料局部加热就可进行电子束热处理；
（2）使材料局部熔化就可以进行电子束焊接；
（3）提高电子束能量密度，使材料熔化和汽化，就可进行打孔、切割等加工；
（4）利用较低能量密度的电子束轰击高分子材料时产生化学变化的原理，即可进行电子束光刻加工。
控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以达到不同的加工目的。
精品文档6 （1）只使材料局部加热就可
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电子束加工装置主要由以下几部分组成。
（1）电子枪。获得电子束的装置。它包括：
电子发射阴极—用钨或钽制成，在加热状态下发射电子。
控制栅极—既控制电子束的强弱，又有初步的聚焦作用。
加速阳极—通常接地，由于阴极为很高的负压，所以能驱使电子加速。
图 电子束加工装置示意图
1-工作台系统；2-偏转线圈；3-电磁透镜；4-光阑；
5-加速阳极；6-发射电子的阴极；7-控制栅极；
8-光学观察系统；9-带窗真空室门；10-工件
3、加工装置
精品文档7 电子束加工装置主要由以下几
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保证电子加工时所需要的真空度。×10-2~ ×10-4 Pa。
（3）控制系统和电源。
控制系统包括束流聚焦控制、束流位置控制、束流强度控制以及工作台位移控制。
图6-2 电子束加工装置示意图
1-工作台系统；2-偏转线圈；3-电磁透镜；4-光阑；
5-加速阳极；6-发射电子的阴极；7-控制栅极；
8-光学观察系统；9-带窗真空室门；10-工件
（2）真空系统
精品文档8 保证电子加工时所需要的真空
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束流聚焦控制：提高电子束的能量密度，它决定加工点的孔径或缝宽。
聚焦方法：一是利用高压静电场是电子流聚焦成细束；另一种方法是利用“电磁透镜”靠磁场聚焦。
束流位置控制：改变电子的方向。
工作台位移控制：加工时控制工作台的位置。
电源：对电压的稳定性要求较高，常用稳压电源。
精品文档9束流聚焦控制：提高电子束的能量密度，它决定加工点的
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电子束能够极其微细地聚焦(可达l～ μm)，故可进行微细加工。
加工材料的范围广。能加工各种力学性能的导体、半导体和非导体材料。
加工效率很高。
加工在真空中进行，污染少，加工表面不易被氧化。
电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价格较贵，故在生产中受到一定程度的限制。
4、电子束加工的特点
精品文档10电子束能够极其微细地聚焦(可达l～ μm)