09级机制机化《特种加工离子束加工》课程论文.doc

本科课程论文 题 目 离子束加工 学 院 工程技术学院 专 业 机械设计及其自动化 年 级 2009级 学 号 22009322210209 姓 名 李勇 指 导 教 师 邱兵 成 绩 _____________________ 年 月 日 目 录 摘要……………………………………………………………………………………2 1 前言………………………………………………………………………………2 2 正文 ………………………………………………………………………………2 2.1 原理…………………………………………………………………………2 2.2 特点…………………………………………………………………………3 2.2.1. 易于精确控制……………………………………………………3 2.2.2 加工产生的污染少………………………………………………3 2.2.3. 加工应力、变形极小，对材料适应性强…………………………3 2.3 分类…………………………………………………………………………3 2.3.1离子束刻蚀…………………………………………………………3 2.3.2 离子束精微加工……………………………………………………4 2.3.3 离子镀和离子溅射镀膜……………………………………………4 2.3.4 离子注入技术………………………………………………………5 2.4 离子束加工装置……………………………………………………………5 2.5应用…………………………………………………………………………6 2.5.1 打孔…………………………………………………………………6 2.5.2焊接…………………………………………………………………7 2.5.3 热处理………………………………………………………………7 2.5.4 刻蚀…………………………………………………………………7 3 结论………………………………………………………………………………7 附：参考文献…………………………………………………………………………7 离子束加工——当代纳米技术之基础 李勇 西南大学工程技术学院 2009级机械设计制造及其自动化4班 摘 要：传统加工已经有了很久的历史，它对人类生产和物质文明起到了极大的作用。但到了今天，传统的加工方法已经不能满足科学的进步和人们的生活物质追求，各种特种加工方法应运而生，离子束加工便是其中一种，本文主要是对离子束加工进行简单介绍，说明了其加工原理、分类及特点。以及其应用的重要性（超精密加工）。 关键词：离子束 特种加工 纳米技术 1. 前言 未来科技产品是向着更小更准确的方向发展的。纳米技术将是未来的时代主题词，纳米电子、纳米材料、纳米机械都将为人类所利用，而这些新技术都要在可靠的加工技术上才能真正实现，由于离子束可以通过电子光学系统进行聚焦扫描，离子束轰击材料是逐层去除原子，离子束流密度及离子能量可以精确控制，所以离子刻蚀可以达到纳米级的加工精度。离子镀膜可以控制到亚微米级的精度，离子注入的深度和浓度也可以极精确地控制。因此，离子束加工是所有特种加工方法中最精密、最细微的加工方法，离子束加工便是当代纳米加工技术的基础。 2. 正文 离子束加工利用离子源产生的离子，在真空中经加速聚焦而形成高速高能的束状离子流，从而对工件进行加工的方法。它具有膜层的附着力强、绕射性好、可镀材料广泛、沉积速率高及预处理简单等优点。利用该技术，能获得表面的耐磨、耐蚀和润滑镀层，各种颜色的装饰镀层以及电子学、光学、磁学和能源科学所需的特殊功能镀层。近年来在国内外都得到了迅速的发展。图2为离子束镀膜机。 溅射镀膜指的是在真空室中，利用具有一定能量的粒子轰击物质表面，使被轰击出的粒子沉积在基片上制取各种镀膜的技术。离子束溅射镀膜和普通溅射镀膜在原理上没有什么区别，只是轰击靶的离子来源不同，普通溅射中轰击靶的离子来源于等离子体的电离，而离子束溅射中的轰击离子来自于独立工作的离子源。溅射镀膜在机械、电子、宇航、建筑及信息等各行业中都得到了广泛的应用。 离子镀和离子溅射镀膜工艺都是利用某种材料的离子在基体表面形成涂层的工艺，其目的是改善工件材料的表面性能，提高耐磨性、抗腐蚀性和耐高温性。这种工艺形成的膜层附着力强，镀层组织致密，分布均匀，而且可根据需要镀各种材料。 采用离子镀和离子溅射工艺取得的技术经济效益是十分明显的。如