離子束加工的原理和電子束加工基本類似,也是在真空條件下,將離子源產(chǎn)生的離子束經(jīng)過加速聚焦,使之撞擊到工件表面。離子束的加工裝置主要由包括離子源、真空系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和電源等。
中文名稱 | 離子束加工 | 特點 | 精密微細 |
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屬性 | 加工方法 | 能量使用率 | 90% |
1.蝕刻加工:
離子蝕刻用于加工陀螺儀空氣軸承和動壓馬達上的溝槽,分辨率高,精度、重復(fù)一致性好。
離子束蝕刻應(yīng)用的另一個方面是蝕刻高精度圖形,如集成電路、光電器件和光集成器件等征電子學構(gòu)件。
太陽能電池表面具有非反射紋理表面。
離子束蝕刻還應(yīng)用于減薄材料,制作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形式。
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,各種合金、化合物、或某些合成材料、半導(dǎo)體材料、高熔點材料亦均可鍍覆。
離子束鍍膜技術(shù)可用于鍍制潤滑膜、耐熱膜、耐磨膜、裝飾膜和電氣膜等。
離子束裝飾膜。
離子束鍍膜代替鍍鉻硬膜,可減少鍍鉻公害。
提高刀具的壽命。
1.離子蝕刻或離子銑削:Ar離子傾斜轟擊工件,使工件表面原子逐個剝離。
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工件上,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(qū)別在于同時轟擊靶材和工件,目的是為了增強膜材與工件基材之間的結(jié)合力。
4.離子注入:較高能量的離子束直接轟擊被加工材料,使工件表面層含有注入離子,改變了工件表面的化學成分,從而改變了工件表面層的物理、力學和化學性能,滿足特殊領(lǐng)域的要求。
1.是一 種精密微細的加工方法。
2.非接觸式加工,不會產(chǎn)生應(yīng)力和變形。
3.加工速度很快,能量使用率可高達90%。
4.加工過程可自動化。
5.在真空腔中進行,污染少,材料加工表面不氧化。
6.電子束加工需要一整套專用設(shè)備和真空系統(tǒng),價格較貴。
離子束加工的基本原理
離子束加工是在真空條件下,先由電子槍產(chǎn)生電子束,再引入已抽成真空且充滿惰性氣體之電離室中,使低壓惰性氣體離子化。由負極引出陽離子又經(jīng)加速、集束等步驟,獲得具有一定速度的離子投射到材料表面,產(chǎn)生濺射效應(yīng)和注入效應(yīng)。由于離子帶正電荷,其質(zhì)量比電子大數(shù)千、數(shù)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。
離子束加工主要特點如下:
1.加工的精度非常高。
2.污染少。
3.加工應(yīng)力、熱變形等極小、加工精度高。
4.離子束加工設(shè)備費用高、成本貴、加工效率低。
離子束加工的分類
離子束加工依其目的可以分為蝕刻及鍍膜兩種。
蝕刻又可在分為濺散蝕刻和離子蝕刻兩種。
離子在電漿產(chǎn)生室中即對工件進行撞擊蝕刻,為濺散蝕刻。
產(chǎn)生電子使以加速之離子還原為原子而撞擊材料進行蝕刻為離子蝕刻。
鈦的重要化合物主要包括氧化物、鈦酸、偏鈦酸及其鹽,還有就是鹵化物及含氧酸。氧化物: TiO2(自然界中稱金紅石,為紅色或桃紅色。純凈的TiO2稱為鈦白粉為白色) Ti2O3(紫色粉末,六方晶系結(jié)構(gòu)...
會反應(yīng),生成白色的絮狀物
1、安裝操作前須看產(chǎn)品說明書。2、連接高壓電源供應(yīng)器的插座必須可靠接地。3、易燃易爆的環(huán)境下不可操作離子風槍。4、不得擅自進行修理。5、使用離子風槍要輕拿輕放。
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評分: 4.6
通過觀察鑄鐵材料等離子束淬火的組織 ,并結(jié)合等離子束的溫度分布 ,分析了等離子束淬火區(qū)的組織轉(zhuǎn)變特點及硬度分布特點。結(jié)果表明 :鑄鐵材料等離子束淬火時 ,淬硬層與基體之間基本沒有過渡區(qū) ,整個淬硬層的組織近乎全部為隱針馬氏體 ,故硬度高 ,且硬度在整個硬化層沒有明顯的變化 ;淬硬層略有凸起 ,并受到來自未淬火的基體的擠壓力 ,這對于提高硬化帶的接觸疲勞強度是有利的
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評分: 4.4
介紹用于真空儲能裝置中的離子束斷路開關(guān)——IBOS。它是利用高速低密離子束代替低密中速等離子體融蝕斷路開關(guān)“等離子體”而形成的,從而獲得了更短的開斷時間(<4ns)。
制作3DAP針尖,離子束刻蝕、離子束沉積、電子束沉積;高分辨掃描電鏡功能可對離子束加工試樣進行實時觀測。 2100433B
超精密磁流變拋光(Magnetorheological Finishing,MRF)技術(shù)自1998年被美國QED公司成功研制之后,其無應(yīng)力、無亞表面損傷、柔性剪切去除等特性受到國內(nèi)外眾多科研單位的青睞,與離子束加工技術(shù)(Ion beam figuring,IBF)共同被認為是近30年來光學加工領(lǐng)域最為創(chuàng)新的兩大技術(shù)。而柔性剪切磁流變拋光液、高效去除算法的校正與補償是磁流變工藝技術(shù)的主要核心,美國QED公司在該領(lǐng)域?qū)ν鈱嵭屑夹g(shù)封鎖。
光學加工是一項極其復(fù)雜的工藝過程,隨著現(xiàn)代精密光學系統(tǒng)對光學元件面形精度、光潔度、粗糙度等要求的不斷提升,傳統(tǒng)光學加工技術(shù)已不能完全適應(yīng)當前光學系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。近期,中國科學院光電技術(shù)研究所超精密光學技術(shù)及裝備總體部鐘顯云帶領(lǐng)的精密光學加工課題組在國家重大專項課題的支持下,先后突破了雙相基載磁流變拋光液的研制技術(shù)以及基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補償算法,并在現(xiàn)有的MRF設(shè)備上成功解決研究所多塊高難度光學元件的精密制造。
由于光學材料性能存在差異,磁流變對不同材料的去除機理及效率也不盡相同。課題組對磁流變拋光液進行了多年的理化分析及實驗測試,對拋光液的成分及比例做不同程度的調(diào)整,共完成了三種雙相基載磁流變拋光液的研制,分別適用于Fused Silica、Zerodur等常規(guī)光學玻璃材料、Si、CaF2、ZnSe等軟性材料、Rb-SiC,S-SiC等硬性材料。開發(fā)的基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補償算法,有效地對光學元件低頻誤差(f>8mm-1)確定性去除,并有效抑制了中頻誤差,低頻收斂精度由75%提升為93%,中頻誤差由4nm-6nm抑制在1nm以內(nèi)。
課題組開展的磁流變工藝技術(shù)驗證了光學元件納米精度制造(平面:rms1.7nm,f/1球面:rms1.8nm),并成功解決了超薄窗口、輕量化結(jié)構(gòu)非球面主鏡(ULE材料)以及超薄自適應(yīng)變形次鏡(Si材料)等高難度元件加工,同時解決了照明系統(tǒng)CaF2凹凸錐超光滑加工(凸錐面Rq:0.4nm,凹錐面Rq:0.7nm)以及物鏡系統(tǒng)非球面納米精度、超光滑加工(Rq:0.21nm-0.3nm)。
相關(guān)研究成果發(fā)表在SPIE、Optical Engineer上,并已完成8項專利申請。
基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補償算法
曝光系統(tǒng)核心元件的超光滑制造
來源:中國科學院光電技術(shù)研究所
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·電加工的一般類型:電火花加工 ,電化學加工,電泳加工,電解加工和電子束、離子束加工等。
·與傳統(tǒng)加工相比,其顯著特點有:加工精度高,能克服傳統(tǒng)加工對高硬度材料加工的缺點,“以柔克剛”,此外還能顯著提高加工效率和得到較好的表面質(zhì)量。