离子束加工：微观领域的较量——电子束和离子束加工大比拼

电子束加工和离子束加工都是在真空中，将带电粒子加速到极高速度，然后用其冲击工件表层，从而获得巨大能量的加工技术，那么，二者之间又存在哪些共性和不同之处呢，本文将为读者总结一二。 加工原理比较 电子束加工使用的是电子，而离子束加工使用的是正离子，相比于前者，正离子除了电性相反之外，质量要比电子大得多，达到几千甚至几万倍，在撞击工件表层时，可以获得大得多的撞击动能，可以注入工件材料内部，并将工件表层的原子撞出来。 离子束注入工件材料内部的效应称为注入效应，将工件表层原子撞出来的效应称为撞击效应和溅射效应，因此，离子束加工是通过离子对工件表层的机械撞击能量来进行加工的技术，而不是像电子束加工那样，主要通过将高能电子束聚焦在一个很小的面积上，从而产生大量热能使材料熔化来进行加工。 加工应用比较 总体而言，电子束加工的加工效率更高，适用范围更广；而离子束加工的加工精度更大，是所有特种加工之中最精密、最细微的一种加工方式，电子束加工根据其功率密度和能量注入时间的不同，可以用于打孔、切割、蚀刻、焊接、热处理和光刻等各种类型的加工。 相比而言，离子束使用的加工类型要少一些，包括用于从工件上去除材料的离子刻蚀加工，用于给工件表层涂覆的离子镀膜加工以及用于表层改性的离子注入加工等，这些加工类型本质上都是用来改变零件尺寸和表层物理力学性能的。 随着人们对离子束加工的研究日益深入，这项技术可以应用的范围也必将日益扩大，近年来，随着纳米科技和半导体集成电路产业的飞速发展，具有多功能、高分辨率的电子束加工和聚焦离子束加工技术受到人们空前的重视，它们已成为当前微米纳米加工的重要手段。