电子束加工技术在工业中的应用分析

张发鸿

（成都实验外国语学校 四川成都 611731）

电子束加工技术在工业中的应用分析

张发鸿

（成都实验外国语学校 四川成都 611731）

电子束加工技术是一种较为精密的加工技术，这项加工技术因为超高的加工品质在电子加工领域颇受追捧。在很多高精密仪器的加工中，成为一种常见的加工技术，但是加工成本高也成为其一大制约因素，本文主要探讨的是电子束加工技术及其应用。

电子束；加工；技术；应用

引言

电子束加工技术是一系列加工技术中高精密加工方式，它在加工时能够在最大程度上将材料进行熔化或者气化，对一些半导体电路等的加工具有极大的帮助。该项技术在加工过程中不会使得材料轻易变形，有效保持了材料的纯度。具有高强度定位、精准度高的优势，并且可以实现自动化过程，被广泛应用在半导体等材料的加工中。因而，对电子束加工技术的研究具有非常重要的意义，拓展其在不同领域的应用更是对材料加工有着极大的助益。

1 电子束加工技术

电子束加工就是在真空环境下，应用加热阴极来发射出电子流，让电子流高速飞向阳极，并通过加速极进行加速，将能量密度高度集中起来，获取到106～109W/cm2的能量密度，引起被冲击材料的气化与融化，是一种新型材料加工技术。电子束加工技术通过微小的电子光束对被加工材料进行精细化加工，电子束能够对细小微孔进行高密度化加工，加工过程中的定点温度甚至可以达到上千度，能够迅速的熔化材料，使得材料的加工点能够更加精细化的呈现出来，并且这样的熔化本身对材料不会产生伤害，电子束加工不会使得材料发生变形等，能够最大程度上保持材料的本来属性，并不会干扰材料的原有性能。电子束聚焦的细微化程度可以达到微米级，这一点是很多加工技术所难以企及的。电子束加工不是依靠机械力进行击打的一种加工技术，从这个角度上来说，电子束加工技术就不存在常规性的加工工具损耗问题，最大程度上的提高了工具加工效率，更为重要的是能够提供高质量的加工成果，使得材料得到物尽其用。对于材料加工而言，这一点是非常重要的。根据电子书流的产生原理，这一加工技术有几个特点：①电子束发射器发射出的电子束流束斑极非常小，适合应用在精密加工领域中；②对于不同的材料，电子束发射技术的处理有效率可以达到75%以上；③能量的发生是可以随时进行控制与移动的，加工生产力非常高；④设备的使用非常灵活，在真空环境下工作，基本不会对环境产生影响。

电子束加工技术还有一大优势就是通过电磁场进行材料加工进行聚焦与定位，并且精准度极高，位置控制的准确度甚至能够达到0.15m，误差也是极小的，如此高精度的细微化加工，同时也能够实现自动化的操作，智能化的发展，提高了加工效率。除此之外，电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纯度，使得其避免了一些不可知污染的影响。电子束加工种种显著的优势，对于一些高精密仪器的加工以及修复具有明显的帮助，很多高精密仪器在加工过程中需要高精准的聚焦加工，最大程度上保持原材料本来的属性，使得被加工及修复的仪器能够保持最初的工作状态。但是不得不提的是，电子束加工技术本身是一项高成本的加工技术，其在加工过程中需要极其昂贵的专用设备，因此其总体上而言，加工成本比普通的机械加工成本要高。尽管如此，电子束加工技术在材料加工领域的优势还是不容忽视的。

2 电子束加工技术的应用

从上述分析可知，电子束加工技术是一项高成本、高精密化的加工技术，通过利用电子束加工技术，能够实现材料的打孔、焊接等，同时也能够在材料的表面进行相关的光刻，电子束加工技术中的打孔、焊接等主要是通过其热效应来实现的，通过提高材料的局部温度来对其进行所需的加工操作，在很多高精密仪器中，通过电子束加工技术中的热效应来进行加工操作也是比较常见的应用。这一操作主要是通过低功率密度电子束进行材料分子链的重新组合或者断裂，直接改变材料的表面属性，从而完成电子束的光刻。电子束本身的功用性极强，由于其本身能够扫描写图，使得其成为目前大规模的掩膜或者基片光刻的主要设备。除此之外，电子束还可以以光源的形式进行相关的复印工作等，具有广泛的适应性。

电子束加工技术的应用是十分广泛的，其中电子束物理气相沉积就是一种通过电子束技术以及物理气相沉积技术相结合所形成的一种加工技术，这样的加工技术对材料涂层有着极大的帮助，利用高能电子对材料的高温气化，使得材料的涂层具有良好的耐磨、防腐作用，这主要应用在航空航天发动机、防腐以及耐磨涂层、制备微层材料等领域。电子束加工技术在这些领域的应用，极大的提高了材料的使用寿命，降低了材料使用成本，因而在高精密仪器设备的加工中受到欢迎。尽管电子束加工技术当前的成本较高，但是笔者仍然相信其所存在的极大的发展潜力与空间，电子束技术本身在机械加工领域的优势是显而易见的，必然可以在各个领域中得到广泛的应用。

3 结语

电子束加工技术在机械加工领域是一项优势显著的加工技术，通过加工中的热效应和化学效应使得加工的材料最大程度上保持了原有的纯度，避免了材料的损耗与浪费，提高了材料的利用率，更为重要的是电子束加工技术与其它物理以及化学技术相结合，拓展了应用范围，为机械加工提供了优质的加工服务，因此这项技术是值得进行大力推崇的。

[1]陈天明，朱怀义.电子束加工工艺及其应用[J].电加工与模具，1978（05）.

[2]张秉刚，吴林，冯吉才.国内外电子束焊接技术研究现状[J].焊接，2004（02）.

[3]付鹏飞，毛智勇，刘方军.真空电子束局部热处理技术的研究进展[J].金属热处理，2004（08）.

[4]张文峰，朱荻.电子束加工技术及其在表面工程中的应用[J].新技术新工艺，2003（08）.

TG661

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1004-7344（2016）29-0329-01

2016-9-29