激光、电子束、离子束三束区别

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1、电子束、离子束、激光束是表面工程领域内的三大载体，号称三束改性。都具有高能量密度特性。顾名思义电子束加工是以激发电子作为载体，离子束则以离子。离子束加工是一种元素注入过程，具有辐照损伤、喷丸作用、表面压缩、形成表面非晶态，形成弥散化合物质点等效应，而电子束与激光束的主要作用在高能量，没有辐照、表面压缩等特性。电子束、离子束、激光束是表面工程领域内的三大载体，号称三束改性。都具有高能量密度特性。顾名思义电子束加工是以激发电子作为载体，离子束则以离子。离子束加工是一种元素注入过程，具有辐照损伤、喷丸作用、表面压缩、形成表面非晶态，形成弥散化合物质

2、点等效应，而电子束与激光束的主要作用在高能量，没有辐照、表面压缩等特性电子束聚焦点最细最深，激光束次之，离子束最粗。电子束聚焦直径（打孔）最小可以小于1um。电子束由电子组成，而离子束一般由金属粒子组成，本质的原理是一样的。都有溅射作用，对样品损伤也没一定的规律。但对于石英材料来讲，损伤很明显。电子束不会造成成分污染，但离子束会，相当于离子注入。3.加工特点： 电子束： （1）.束径小、能量密度高； （2）.非接触加工，加工过程中工具与加工工件之间不存在明显的机械切削力，不产生宏观应力和变形； （3）.被加工对象范围广； （4）.电子束能量高

3、，加工速度快、效率高； （5）.电子束加工需要一套专用设备和真空系统，价格昂贵。 离子束： （1）.加工精度和表面质量高； （2）.加工材料广泛； （3）.加工方法丰富； （4）.性能好，易于实现自动化； （5）.应用范围广泛，可根据加工要求选择。 激光束： （1）.加工精度高； （2）.加工材料范围广； （3）.加工性能好； （4）.加工速度快、效率高； （5）.价格昂贵  加工方法： 电子束; （1）.电子束扫描曝光； （2）.电子束投影曝光； （3）.电子束表面改性。 离子束： （1）.离子束溅射去除加工； （2）.离子束溅射镀膜加工；

4、 （3）.离子束注入加工； （4）.离子束曝光加工。 激光束： （1）.加工精度高； （2）.加工材料范围广； （3）.加工性能好； （4）.加工速度快、效率高； （5）.价格昂贵。  材料表面改性目的和意义 材料表面改性是指不改变材料整体（基体）特性，仅改变材料近表面层的物理、化学特性的表面处理手段，材料表面改性也可以称为材料表面强化处理。 现代材料表面改性目的：是把材料表面与基体看作为一个统一的系统进行设计与改性，以最经济、最有效的方法改变材料近表面层的形态、化学成份和组织结构，赋予新的复合性能，以新型的功能，实现新的工程应用。 因此，现

5、代材料表面改性一是可以使材料表面获得更好的表面特性，有效地延长零件使用寿命；二是可以用性能较差的合金钢代替优质合金钢，以节省优质合金钢材料；三是可以研制出新颖材料。这种多功能综合化，用于提高材料表面性能的各种现代表面改性技术统称为现代表面改性技术。现代表面改性技术适用于金属及其合金、陶瓷、玻璃、聚合物及半导体材料等多种现代材料。 现代材料表面改性技术的发展 现代材料表面改性技术是一门由多种学科发展而来的技术组合，其发展经历了很长，很复杂的过程。  传统的表面改性技术，如表面热处理、表面渗碳等已有上百年的历史了。上世纪50年代高分子涂装技术有了

6、非常大的发展，由古老的刷涂、空气喷涂发展为静电喷涂、流化床涂装、电泳涂装及静电涂装。  60年代以来，传统的淬火已由火焰加热发展为高频加热。后来，激光器与电子束装置的应用，出现了激光束、电子束的淬火技术。 电镀是一门古老的表面改性技术，相当长时间，电镀只能镀覆纯金属模，目前已能镀覆多种合金，也可以在表面上镀陶瓷和金刚石粉末，以增加表面的抗磨性。70年代以来，化学镀有了很大的发展，它已成为一个有效的镀覆手段。 近30年来，热喷涂得到了迅速的发展，国内外形成了一种热喷涂技术热，使它在多种工业部门得到了广泛应用，而且发展出多种类型的热喷涂技术。 激

7、光束、电子束成功地应用于现代材料表面改性，出现了如激光表面涂敷、激光表面合金化、激光表面淬火、电子束表面淬火、表面镀膜等等多种现代材料表面改性技术。 激光表面改性  激光束的能量密度非常高，因而当它照射在物体表面时能够产生106~108K/cm非常高的温度梯度，使表面迅速熔化。移去热源时，冷的基体又会使熔化部分以109~1011K/s的速度冷却，使表面迅速凝固。由于激光的这种特性，它可用于材料的激光相变、激光表面合金化与激光熔覆处理，提高材料表面的硬度、抗磨性、抗蚀性。 激光束与金属的相互作用 1.金属对激光的吸收  激光束照射金属时，激光束

8、能量会很快转变为金属晶格的动能，从而使金属表层迅速熔化，激光束部分能量被吸收，部分能量被反射。金属对激光的吸收因金属而异，金属的表面状态对于反射率极为敏感，表面越光