特种加工（第6版）白基成（电子课件）教学课件8 其他特种加工方法.ppt

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1、特种加工—第8章其他特种加工方法韦东波迟关心机械制造及其自动化第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工8.2化学加工8.3等离子体加工8.4挤压珩磨8.5水射流切割8.6磁性磨料研磨加工和磁性磨料电解研磨加工8.7铝合金微弧氧化表面陶瓷化处理技术28.1电子束和离子束加工电子束加工——ElectronBeamMachining(EBM)离子束加工——IonBeamMachining(IBM)应用：在精密微细加工，尤其在微电子学领域电子束加工：打孔、焊接、光刻离子束加工：离子刻蚀、离子镀膜、离子

2、注入第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工38.1.1电子束加工——1.原理和特点原理：↓——真空条件下，聚焦能量密度极高的电子束，↓——极高的速度冲击到工件表面极小的面积上，↓——在极短的时间内，能量的大部分转变为热能，↓被冲击部分的工件材料熔化和气化，被真空系统抽走。特点：1.极其微细聚焦，可达0.1μm，精密加工方法2.能量密度很高，材料瞬时蒸发去除3.加工效率高4.磁场或电场直接控制强度、位置、聚焦。便于自动化5.在真空条件下工作，对工件污染小，不会氧化6.需专用设备和真空系统，

3、价格较贵。第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工48.1.1电子束加工——2.应用高速打孔微细——最小直径3µm；高速——0.1mm厚不锈钢，Ø0.2mm，3000个/秒；深度——深径比大于10:1；加工型孔和特殊表面(弯孔和曲面)刻蚀(电子器件的硅片上刻槽、铜制印刷滚筒上刻槽)焊接难熔金属(钽、铌、钼)，活泼金属(钛、锆、铀)，很薄、很厚(几百毫米)，异种金属(铜-不锈钢、钢-硬质合金)热处理加热、冷却速度很高，可获得常规不能达到的硬度；加热后表面熔化加入其他元素，获得更好的物理力

4、学性能。光刻使电致抗蚀剂曝光，可见光波长>0.4µm，线条难以小于1µm，电子束可达0.25µm。第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工58.1.2离子束加工——1.原理原理：离子源产生的离子束↓——真空条件下，加速聚焦撞击到工件表面↓——高速运动的离子的动能将工件表面的原子撞击出来物理基础——撞击效应、溅射效应、注入效应与电子束的区别：电子束——动能转化为热能离子束——微观的机械撞击能第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工68.1.2离子束加工——2.特点密度、能量可精确控制，可

5、达纳米级加工精度，是特种加工方法中最精密、最微细的加工方法，现代纳米加工技术基础。真空下工作，对工件污染小，不会氧化轰击材料表面原子的微观作用，宏观压力很小。应力和热变形极小，加工质量高，可加工各种材料。设备昂贵、成本高、加工效率低。第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工78.1.2离子束加工——3.分类、应用离子刻蚀/离子铣削原子逐个剥离，原子尺度的切削近代发展的毫微米工艺加工陀螺仪空气轴承和动压马达上的沟槽；加工非球面透镜能达到其他方法不能达到的精度高精度的图形(集成电路、光电器件等亚微

6、米图形)集成光路中的光栅和波导玻璃光滑、玻璃偏光、太阳能电池非反射纹理表面致薄材料(传感器探头、表面分析样品10nm)第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工88.1.2离子束加工——3.分类、应用离子溅射沉积靶材原子击出，沉积到工件上是一种镀膜工艺润滑膜、耐热膜、耐蚀膜、耐磨膜、装饰膜、电气膜氮化钛膜，颜色与18K金相似，耐磨、耐蚀性优于金，价格1/60氮化钛、碳化钛膜，提高刀具耐用度1~2倍代替镀硬铬，可减少镀铬公害第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工98.1.2离子束加工——3

7、.分类、应用离子镀/离子溅射辅助沉积同时轰击靶材和工件增强结合力离子注入直接轰击工件，钻入工件制造半导体器件，PN结改变金属表面理化性能，注入互不相容的杂质制得新的合金提高材料的耐腐蚀、抗氧化、耐磨、硬度、润滑等性能制造光波导第8章其他特种加工方法8.1电子束和离子束加工108.2化学加工ChemicalMachining(CHM)利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属溶解，改变工件的尺寸和形状，以及表面性能。成形加工法：1.化学铣切（化学蚀刻）2.光化学腐蚀表面加工法：3.化学抛光4.

8、化学镀膜第8章其他特种加工方法8.2化学加工118.2化学加工—1.化学蚀刻——加工原理非加工表面——用耐腐蚀涂层保护，待加工表面——露出来浸入到化学溶液中进行腐蚀，使金属按特定的部位溶解去除。第8章其他特种加工方法8.2化学加工128.2化学加工—1.化学蚀刻——工艺过程应用：较大工件的金属表面厚度减薄；厚度小于1.5mm的薄壁零件上加工复杂的型孔。主要工序：涂保护层、刻形、腐蚀。表面预处理涂保护层固化刻形腐蚀清洗去保护层化学蚀刻工艺过程第8章其他特种加工方法8.2