電子束加工技術在工業中的應用分析

張發鴻

（成都實驗外國語學校 四川成都 611731）

電子束加工技術在工業中的應用分析

張發鴻

（成都實驗外國語學校 四川成都 611731）

電子束加工技術是一種較為精密的加工技術，這項加工技術因為超高的加工品質在電子加工領域頗受追捧。在很多高精密儀器的加工中，成為一種常見的加工技術，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及其應用。

電子束；加工；技術；應用

引言

電子束加工技術是一系列加工技術中高精密加工方式，它在加工時能夠在最大程度上將材料進行熔化或者氣化，對一些半導體電路等的加工具有極大的幫助。該項技術在加工過程中不會使得材料輕易變形，有效保持了材料的純度。具有高強度定位、精準度高的優勢，并且可以實現自動化過程，被廣泛應用在半導體等材料的加工中。因而，對電子束加工技術的研究具有非常重要的意義，拓展其在不同領域的應用更是對材料加工有著極大的助益。

1 電子束加工技術

電子束加工就是在真空環境下，應用加熱陰極來發射出電子流，讓電子流高速飛向陽極，并通過加速極進行加速，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。電子束加工技術通過微小的電子光束對被加工材料進行精細化加工，電子束能夠對細小微孔進行高密度化加工，加工過程中的定點溫度甚至可以達到上千度，能夠迅速的熔化材料，使得材料的加工點能夠更加精細化的呈現出來，并且這樣的熔化本身對材料不會產生傷害，電子束加工不會使得材料發生變形等，能夠最大程度上保持材料的本來屬性，并不會干擾材料的原有性能。電子束聚焦的細微化程度可以達到微米級，這一點是很多加工技術所難以企及的。電子束加工不是依靠機械力進行擊打的一種加工技術，從這個角度上來說，電子束加工技術就不存在常規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量的加工成果，使得材料得到物盡其用。對于材料加工而言，這一點是非常重要的。根據電子書流的產生原理，這一加工技術有幾個特點：①電子束發射器發射出的電子束流束斑極非常小，適合應用在精密加工領域中；②對于不同的材料，電子束發射技術的處理有效率可以達到75%以上；③能量的發生是可以隨時進行控制與移動的，加工生產力非常高；④設備的使用非常靈活，在真空環境下工作，基本不會對環境產生影響。

電子束加工技術還有一大優勢就是通過電磁場進行材料加工進行聚焦與定位，并且精準度極高，位置控制的準確度甚至能夠達到0.15m，誤差也是極小的，如此高精度的細微化加工，同時也能夠實現自動化的操作，智能化的發展，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勢，對于一些高精密儀器的加工以及修復具有明顯的幫助，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，使得被加工及修復的儀器能夠保持最初的工作狀態。但是不得不提的是，電子束加工技術本身是一項高成本的加工技術，其在加工過程中需要極其昂貴的專用設備，因此其總體上而言，加工成本比普通的機械加工成本要高。盡管如此，電子束加工技術在材料加工領域的優勢還是不容忽視的。

2 電子束加工技術的應用

從上述分析可知，電子束加工技術是一項高成本、高精密化的加工技術，通過利用電子束加工技術，能夠實現材料的打孔、焊接等，同時也能夠在材料的表面進行相關的光刻，電子束加工技術中的打孔、焊接等主要是通過其熱效應來實現的，通過提高材料的局部溫度來對其進行所需的加工操作，在很多高精密儀器中，通過電子束加工技術中的熱效應來進行加工操作也是比較常見的應用。這一操作主要是通過低功率密度電子束進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，由于其本身能夠掃描寫圖，使得其成為目前大規模的掩膜或者基片光刻的主要設備。除此之外，電子束還可以以光源的形式進行相關的復印工作等，具有廣泛的適應性。

電子束加工技術的應用是十分廣泛的，其中電子束物理氣相沉積就是一種通過電子束技術以及物理氣相沉積技術相結合所形成的一種加工技術，這樣的加工技術對材料涂層有著極大的幫助，利用高能電子對材料的高溫氣化，使得材料的涂層具有良好的耐磨、防腐作用，這主要應用在航空航天發動機、防腐以及耐磨涂層、制備微層材料等領域。電子束加工技術在這些領域的應用，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備的加工中受到歡迎。盡管電子束加工技術當前的成本較高，但是筆者仍然相信其所存在的極大的發展潛力與空間，電子束技術本身在機械加工領域的優勢是顯而易見的，必然可以在各個領域中得到廣泛的應用。

3 結語

電子束加工技術在機械加工領域是一項優勢顯著的加工技術，通過加工中的熱效應和化學效應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，提高了材料的利用率，更為重要的是電子束加工技術與其它物理以及化學技術相結合，拓展了應用范圍，為機械加工提供了優質的加工服務，因此這項技術是值得進行大力推崇的。

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1004-7344（2016）29-0329-01

2016-9-29