电子束加工
电子束加工的原理特点应用
电子束加工的原理特点应用1. 原理介绍电子束加工是一种以电子束为工具，利用其高速度和高能量，对材料进行加工和改变形状的技术。
其原理基于电子束与材料相互作用时的各种效应，包括电子-材料相互碰撞、电子散射和电子热效应等。
通过控制电子束的能量、聚束和扫描方式，可以实现对材料的溶解、沉积和表面改性等加工操作。
2. 特点分析2.1 高精度加工电子束加工具有非常高的定位精度和加工精度。
由于电子束可以聚焦到非常小的区域，因此可以实现微米级别的加工精度。
同时，电子束加工过程不会产生机械接触，避免了传统机械加工过程中的磨损和变形等问题，保证了加工精度的稳定性。
2.2 无热影响区域电子束加工实现了非接触式加工，材料不受热影响区域的限制。
传统热加工方法往往会对材料造成热变形、热裂纹和残余应力等问题，而电子束加工则可以在不产生热影响的情况下进行加工操作，有效防止了材料的热损伤。
2.3 高能量密度加工电子束加工具有极高的能量密度。
电子束在与材料相互作用时，会传递给材料的能量密度非常大，可以迅速将材料加热到高温甚至熔化状态。
这种高能量密度的加工方式适用于一些特殊材料，例如高熔点金属或者难加工的高强度合金等。
2.4 灵活性和可控性高电子束加工具有非常高的灵活性和可控性。
可以通过调节电子束的能量、聚束方式和扫描路径等参数，实现对材料加工过程的精确控制。
这种灵活性和可控性使得电子束加工可以用于不同材料的加工和多种形状的制造。
3. 应用领域3.1 微电子学电子束加工在微电子学领域的应用非常广泛。
由于其高精度和高能量密度的优势，电子束可以用于微芯片的制造、电路板的加工以及微电子器件的制备等。
同时，由于电子束加工不受材料性质的影响，可以适用于各种不同材料的加工。
3.2 航空航天电子束加工在航空航天领域的应用也非常重要。
航空航天领域对材料的高温抗性和高强度要求非常高，而电子束加工恰好可以实现对这些材料的精确加工和形状调整。
同时，由于其非接触式加工的特点，电子束可以用于对高温材料的修复和维护。
第六章 电子束与离子束加工
（一）电子枪 （二）真空系统 （三）控制系统和电源
电子束加工设备 电子枪
控制系统
真空系统
电子束加工装置
真空系统
三、电子束加工的应用
（一）高速打孔 （二）加工型孔及特殊表面 （三）刻蚀 （四）焊接 （五）热处理 （六）电子束光刻
（一）高速打孔
利用极高能量密度的电子束冲击材料，使材 料汽化，而实现钻孔的目的。 电子束打孔具有下列的特点： 1.可加工细微的孔，目前最小加工直径可达 0.003mm左右。 2.加工深孔，孔的深径比大于10：1，其深度 亦可达10公分以上。
离子注入零件
3.孔径误差很小，正负5％以内。 4.适合硬度高的材料打孔。 5.可打斜度的孔，倾斜角可达15˚。 7.加工各种直的型孔和成型表面，加工弯孔和立 体曲面。 7.加工速度快。
（二）加工型孔及特殊表面
电子束可以用来切割各种复杂型面，如下图 所示，电子束加工的喷丝头异形孔截面的一 些实例。 电子束还可以加工弯孔和曲面。利用电子束 在磁场中偏转的原理，使电子束在工件内部 偏转。控制电子速度和磁场强度，即可控制 曲率半径，加工出弯曲的孔。
上面、側面が改善されたサンプル
放電面
放電面＋照射面
面粗さ：0.8μmRa
面粗さ：0.09μmRa
（六）电子束光刻
电子束光刻是先利用低功率密度的电子束照射 称为电致抗蚀剂的高分子材料，由入射电子与 高分子相碰撞，使分子的链接被切断或重新聚 合而引起的分子量的变化，这一步骤称为电致 曝光。 电子束曝光可以用电子束扫描，即将聚焦到小 于1μm的电子束斑在大约0.5-5mm的范围内按 程序扫描，可曝光出任意图形。
电子束加工的基本原理和工艺
电子束加工的基本原理和工艺电子束加工是一种高能电子在材料表面击穿并在其中产生高密度能量点的机械加工方法。
它通过高速电信号，将电子束以极高的速度精确定位并打入被加工物表面，然后利用束内携带的高能量来加工材料，从而达到特定的切削、钻孔、雕刻等目的。
1、电子束加工的基本原理在电子束加工制作过程中，主要依赖高速电子的作用。
当电子束击中被加工物表面时，电子会在材料内部产生多次散射，每次散射时，电子束内携带的能量会被一部分传递给材料，从而使得材料内部出现高密度的能量点，然后能量点在材料内部形成密集的气泡和微裂纹。
由此产生的热量和机械应力使材料表面裂纹，边缘尺寸和形状控制通过射线跟踪控制系统改变束的轨迹，从而实现切削等加工目的。
2、电子束加工的工艺电子束加工工艺主要有切割、钻孔、雕刻等。
其中，切割是将硬材料加工成一定形状的过程。
“即光丝”有着极高的光洁度，可制作金属薄膜、高精度模具等，被广泛应用于高技术领域。
“逐层逐点”技术则逐层逐点制作出所需物体。
钻孔是指对超硬材料、陶瓷等物料进行孔洞加工的过程。
常用加工方式有螺旋作业、径向工作等。
雕刻是指通过电子束加工在金属、陶瓷等材料表面制造出一定的纹样和图案，常用于名片制作、花卉雕刻等。
3、电子束加工的优势电子束加工主要具有以下优势：（1）不产生切削力，不给被加工材料造成切割副产物，可以实现无切削加工，不会对原材料的化学物性产生影响。
（2）其加工精度高于相同级别传统机床，可以制作出远低于毫米级别的零件。
（3）电子束加工适用于各种类型和大小的材料，以及形状和厚度的不同处理方式。
（4）工艺和加工过程对环境污染较小，无切削副产物产生，材料损失少。
电子束加工作为一种新型的加工技术，它简化了现代工业的加工流程，提高了多种高端制造业场景下的生产效率和产品品质。
未来，电子束加工领域将更好地服务于不同的工业实践需求，为人们创造一个更加美好的未来。
电子束加工特点
第六章 电子束和离子束加工
离子束加工方式包括离子蚀刻、离子镀膜及离子溅射沉 积和离子注入等。
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第六章 电子束和离子束加工
1离子刻蚀
当所带能量为0.1～5keV、直径为十分之几纳米的的氩离子轰 击工件表面时，此高能离子所传递的能量超过工件表面原子 （或分子）间键合力时，材料表面的原子（或分子）被逐个 溅射出来，以达到加工目的。这种加工本质上属于一种原子 尺度的切削加工，通常又称为离子铣削。 离子束刻蚀可用于加工空气轴承的沟槽、打孔、加工极薄材料 及超高精度非球面透镜，还可用于刻蚀集成电路等的高精度 图形。
第六章 电子束和离子束加工
第六章 电子束和离子束加工
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第六章 电子束和离子束加工
6.1 电子束加工
一. 电子束加工原理和特点
（一）加工原理 电子束加工是利用高速电子的 冲击动能来加工工件的，如图6-1 所示。在真空条件下，将具有很高
速度和能量的电子束聚焦到被加工
材料上，电子的动能绝大部分转变 为热能，使材料局部瞬时熔融、汽
行电子束光刻加工。
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第六章 电子束和离子束加工
（二）电子束加工特点 (1) 可进行微细加工。
(2) 非接触式加工。
(3) 电子束的能量密度高，加工效率高。
（4）整个加工过程便于实现自动化。
(5)加工在真空中进行，污染ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，加工表面不易被氧化。
（6）电子束加工需要整套的专用设备和真空系统，价
格较贵。
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2离子溅射沉积
第六章 电子束和离子束加工
采用能量为0.1～5keV的氩离子轰击某种材料制成的靶材，将 靶材原子击出并令其沉积到工件表面上并形成一层薄膜。 实际上此法为一种镀膜工艺。
第6章 电子束和离子束加工
特种加工技术
二、电子束加工装臵
电子枪
电子发射阴极、控制 栅极和加速阳极等；
真空系统 控制系统
电磁透镜、偏转线圈、 工作台系统
电源系统 辅助装臵
特种加工技术
电子枪
用途：
钨丝
发射高速电子流 电子束的预聚焦 电子束的强度控制
小功率
大功率
组成
电子发射阴极（纯钨或纯钽） 控制栅极 加速阳极
非热型（化学效应）
利用电子束的化学效应进行刻蚀
刻蚀
特种加工技术
功率密度对加工模式的影响
a) 低密度 b) 中低密度 c) 高密度
表面改性
电子束焊接
电子束打孔、切槽
特种加工技术
电子束加工的应用范围
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
特种加工技术
（1）高速打孔
特点
能打各种孔（最小φ3μm ）
生产效率高
可加工各种材料
实际应用
打400孔；3mm厚时，φ1mm的锥形孔，每秒可打20孔。）
可加工斜孔。 可以加工各种直的型孔和型面，也可以加工弯孔和曲面。
特种加工技术
电子束加工曲面
电子束在磁场中运动，由于受到电磁力，其轨迹会发生偏转。 如果在磁场中对工件加工，则可切割出曲面。
特种加工技术
电子束加工弯槽
电子束在磁场中运动，由于受到电磁力，其轨迹会发生偏转。 如果在磁场中对工件中部进行切割时，则可加工出弯槽。
特种加工技术
电子束加工分类
通过控制电子束能量密度的大小和能量注入时 间，就可以达到不同的加工目的。 电子束打孔、切割等加工：高电子束能能量密度， 使材料融化和气化，就可以进行； 电子束焊接：使材料局部融化就可以进行； 电子束热处理：只使材料局部加热就可以进行； 电子束光刻加工：利用较低能量密度的电子束轰击 高分子材料时产生化学变化的原理，即可进行。
第六章 电子束和离子束加工
二、离子束加工装置
(一) 考夫曼型离子源
用阴极发射电子撞击氩气使其电离成等离子
(二) 双等离子体型离子源
用直流电弧放电将氩、氪、氙等惰性气体等离子体 化
图6-9 考夫曼型离子源 1-真空抽气口 2-灯丝 3-惰性气体注入口 4-电磁线圈 5-离子束流 6-工件 7-阴极 8引出电极 9-阳极 10-电离室
B、C、Al、Ar、Cr、F e、Ni、Zn、Ga、Mo、 In、Eu、Ce、Ta、Ir
耐磨损
B、C、Ne、N、S、Ar、 20～100 Co、Cu、Kr、Mo、Ag、 In、Sn、Pb Ar、S、Kr、Mo、Ag、 20～100 In、Sn、Pb
＞1
改变摩擦因数
＞1
本章完
离子束加工的特点
1) 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 (0.001µm)级的加工精度。 2) 由于离子束加工是在高真空中进行，所以污染少， 特别适用于对易氧化的金属、合金材料和高纯度半导 体材料的加工。 3) 离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的。 4) 离子束加工设备费用贵，成本高，加工效率低，因 此应用范围受到一定限制。
可实现对材料的“毫微米级”或“原子级”加 工。
离子束加工的分类
1) 离子刻蚀 是用能量为0.5～5keV的氩离子倾斜轰击工件，将工件表面的原 子逐个剥离。 2) 离子溅射沉积 也是采用能量为0.5～5keV的氩离子，倾斜轰击某种材料制成的 靶，离子将靶材原子击出，垂直沉积在靶材附近的工件上，使 工件表面镀上一层薄膜。 3) 离子镀 也称离子溅射辅助沉积，是用0.5～5keV的氩离子，不同的是在 镀膜时，离子束同时轰击靶材和工件表面。 4) 离子注入 是采用5～500keV较高能量的离子束，直接垂直轰击被加工材料， 由于离子能量相当大，离子就钻进被加工材料的表面层
电子束加工
电子束加工原理及其主要应用1．电子束加工的原理[1]电子束加工是以高能电子束流作为热源，对工件或材料实施特殊的加工，是一种完全不同于传统机械加工的新工艺。
按照电子束加工所产生的效应，可以将其分为两大类：电子束热效应和电子束化学效应[2]。
1.1电子束热效应电子束热效应是将电子束的动能在材料表面转化成热能，以实现对材料的加工。
电子由电子枪的阴极发出，通过聚束极汇聚成电子束，在电子枪的加速电场作用下，电子的速度被提高到接近或达到光速的一半，具有很高的动能。
电子束再经过聚焦线圈和偏转线圈的作用，汇聚成更细的束流。
束斑的直径为数微米至1mm，在特定应用环境，束斑的直径甚至可以小到几十纳米，其能量非常集中。
电子束的功率密度可高达109W/mm2[3]。
当电子束轰击材料时，电子与金属碰撞失去动能，大部分能量转化成热能，使材料局部区域温度急剧上升并且熔化，甚至气化而被去除，从而实现对材料的加工。
1.2电子束化学效应电子束化学效应是利用电子束代替常规的紫外线照射抗蚀剂以实现曝光，其中包括1）扫描电子束曝光，用电子束按所需的图形，以微机控制进行扫描曝光，其特点是图形变换的灵活性好，分辨率高；2）投影电子束曝光，这是一种大面积曝光法，由光电阴极产生大面积平行束进行曝光，其特点是效率高，但分辨率较差；3）软X射线曝光，软X射线由电子束产生，是一种间接利用电子束的投影曝光法。
其应用领域主要是电子束曝光。
电子束曝光原理是先在待加工材料表面，涂上具有高分辨率和高灵敏度的化学抗腐蚀涂层，然后通过计算机控制电子束成像电镜及偏转系统，聚焦形成高能电子束流，轰击涂有化学抗腐蚀涂层的材料表面，形成抗腐蚀剂图形，最后通过离子注入、金属沉淀等后续工艺将图形转移到材料表面。
2. 电子束加工的主要应用2.1电子束表面改性利用电子束的加热和熔化技术还可以对材料进行表面改性。
例如电子束表面淬火，电子束表面熔凝，电子束表面合金化，电子束表面熔覆和制造表面非晶态层。
特种加工技术---第六章：电子束和离子束加工
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2 离子束加工在高真空环境下进行，所以污染少，特别适用于对易 氧化的金属、合金材料和高纯度半导体进行加工。
3 离子束加工是靠离子轰击材料表面的原子来实现的，是一种微观 作用，宏观压力很小，所以加工应力、热变形极小，加工质量高， 适合于加工各种材料和低刚度薄壁零件。
4 与电子束加工类似，离子束加工设备费用贵、成本高，应用范围 受到一定的限制。
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三 电子束加工装置 一般说来，一套典型的电子束加工装置主要包括以下几个 主要组成部分
➢ 电子枪 ➢ 真空系统 ➢ 控制系统 ➢ 电源
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1 电子枪 作用：发射电子束 组成：发射阴极，控制栅极、加速阳极
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2 真空系统 真空系统的主要作用是保证电子束加工时维持1.33×10-21.33×10-4Pa的真空度，因为只有在真空中，电子才能高 速运动。此外，加工时产生的金属蒸汽会影响电子的发射 和运动，因此也需要不断地把加工中产生的金属蒸汽不断 抽走。
第六章 电子束和离子束加工
电子束加工-----Electron Beam Machining
离子束加工-----Ion Beam Machining
电子束加工主要用于打孔、焊接、切割、刻蚀、热处理和光刻 加工等方面。 离子束加工主要用于离子刻蚀、离子镀膜加工以及离子注入 加工等方面。
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第一节 电子束加工
3 控制系统和电源
电子束加工设备控制系统主要包括：束流聚焦控制、束流位置 控制和束流强度控制。
束流的位置控制是为了改变电子束的方向，常用电磁偏转来控制
电子束焦点的位置。
电子束加工设备对电源电压的稳压性要求较高，因为电压波动
会影响电子束聚焦的稳定性。 h
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电子束加工技术及应用电子束加工是特种加工中的一个重要分支，它是利用电子束的高密度能量对材料进行各种加工。
电子束加工不仅是对材料的尺寸和形状进行加工，它还包括焊接、表面改性、镀膜、热处理、熔炼以及光刻等工艺过程。
电子束加工原理电子束流是由高压加速装置在真空条件下形成束斑极小的高能电子流, 属于高能密度束流真空电子束的功率密度大于10∧6W /cm, 极限功率为300 kW。
电子束加工是以高能电子束流作为热源, 对工件或材料实施特殊的加工, 是一种完全不同于传统机械加工的新工艺, 其加工原理如图所示。
电子束加工装置：主要由电子枪、真空系统、控制系统和电源等部分组成。
了解电子束加工的结构是为了更好的的控制电子束能量密度的大小和能量注入时间，就可以达到不同的加工目的，如果只使材料局部加热就可进行电子束热处理；使材料局部熔化可进行电子束焊接；提高电子束能量密度，使材料熔化和气化，就可进行打孔、切割等加工；利用较低能量密度的电子束轰击高分子材料时产生化学变化的原理，进行电子光刻加工。
如：电子束爆光可以用到电子束扫描，将聚焦到小于1um的电子束斑在大约0.5～5mm的范围，可爆光出任意图形；甚至可以在几毫米见方的硅片上安排十万个晶体管或类似的元件。
电子枪：是获得电子束的装置，它包括电子发射阴极、控制栅极和加速阳极等。
其中阴极经电流加热发射电子，带负电荷的电子高速飞向带高电位的正极，在飞向正极的过程中，经过加速，又通过电磁镜把电子束聚焦成很小的束流。
发射阴极一般用纯钨或钽做成阴极。
大大功率时用钽做成块状阴极。
在电子束打孔装置中，电子枪阴极在工作过各中受到损耗，因此每过10～30 h就得进行定期更换。
控制栅极为中间有孔的圆筒形，其上加以较阴极为负的偏压，既能控制电子束的的强弱，以有初步的聚集作用。
加速阳极通常接地，而在阴极加以很高的负电压以驱使电子加速。
真空系统：是为了保证在电子束加工时达到1.33x10-2～1.33x10-4Pa的真空度。
因为只有在高真空时，电子才能高速运动。
为了消除加工时的金属蒸气影响电子发射，使其不稳定现象，需要不断地把加工中产生的金属蒸气抽去。
它一般由机械旋转泵和油扩散泵或涡轮分子泵两部分组成，先用机械旋转泵把真空室抽至1.4～0.14Pa的初步真空度，然后由油扩散泵或涡轮分子泵抽至0.014～0.00014的高真空度。
控制系统：是由束流聚焦控制、束流位置控制、束流强度控制以及工作台位移的控制等组成。
束流聚焦控制是为了提高电子束的的能量密度，使电子束聚焦成很小的束流，它基本上决定着加工点的孔径或缝宽。
聚焦一种是利用高压静电场使电子流聚焦成细束；另一种比较可靠是利用“电磁透镜”靠磁场聚焦。
束流强度控制：是为了使电流得到更大的运动速度，常在阴极上加上50～150KV以上的负高压。
加工时，为了避免热量扩散到不用加工的部位，常使用电子束间歇脉冲性地运动。
工作台的移控制是为了在加式过程中控制工作台的位置。
如果在大面积加工时有伺服电机控制工作台移动并与电子束的偏转相配合将减少像差和影响线性。
按照电子束加工所产生的效应，可以将其分为两大类: 电子束热加工和电子束非热加工。
电子束热加工电子束热加工是将电子束的动能在材料表面转化成热能, 以实现对材料的加工, 其中包括:1)电子束精微加工。
可完成打孔、切缝和刻槽等工艺, 这种设备一般都采用微机控制, 并且常为一机多用;2)电子束焊接。
与其他电子束加工设备不同之处在于, 除高真空电子束焊机之外, 还有低真空、非真空和局部真空等类型;3)电子束镀膜。
可蒸镀金属膜和介质膜;4)电子束熔炼。
包括难熔金属的精炼, 合金材料的制造以及超纯单晶体的拉制等;5)电子束热处理。
包括金属材料的局部热处理以及对离子注入后半导体材料的退火等。
上述各种电子束加工总称为高能量密度电子束加工。
电子由电子枪的阴极发出, 通过聚束极汇聚成电子束, 在电子枪的加速电场作用下, 电子的速度被提高到接近或达到光速的一半, 具有很高的动能。
电子束再经过聚焦线圈和偏转线圈的作用, 汇聚成更细的束流。
束斑的直径为数微米至1mm, 在特定应用环境, 束斑的直径甚至可以小到几十纳米, 其能量非常集中。
电子束的功率密度可高达10∧9 W /mm。
当电子束轰击材料时, 电子与金属碰撞失去动能, 大部分能量转化成热能, 使材料局部区域温度急剧上升并且熔化, 甚至气化而被去除, 从而实现对材料的加工。
电子束非热加工电子束非热加工是基于电子束的非热效应, 利用功率密度比较低的电子束和电子胶(又称电子抗蚀剂,由高分子材料组成)相互作用产生的辐射化学或物理效应对材料进行加工。
其应用领域主要是电子束曝光。
电子束曝光原理如图2所示, 是先在待加工材料表面, 涂上具有高分辨率和高灵敏度的化学抗腐蚀涂层, 然后通过计算机控制电子束成像电镜及偏转系统, 聚焦形成高能电子束流, 轰击涂有化学抗腐蚀涂层的材料表面, 形成抗腐蚀剂图形, 最后通过离子注入、金属沉淀等后续工艺将图形转移到材料表面。
电子束加工的特点根据电子束流的产生原理, 电子束加工具有如下特点：1)电子束发射器发射的电子束流束斑极小, 且可控, 可以用于精密加工。
2)对于各种不同的被处理材料, 其效率可高达75% ~ 98%, 而所需的功率则较低。
3)能量的发生和供应源可精确地灵活移动, 并具有高的加工生产率。
4)可方便地控制能量束, 实现加工自动化。
5)设备的使用具有高度灵活性,并可使用同一台设备进行电子束焊接、表面改善处理和其他电子束加工。
6)电子束加工是在真空状态下进行, 对环境几乎没有污染。
7)电子束加工对设备和系统的真空度要求较高, 使得电子束加工价格昂贵, 一定程度上限制了其在生产中的应用。
由于电子束流具有以上特点, 目前, 已被广泛地应用于高硬度、易氧化或韧性材料的微细小孔的打孔, 复杂形状的铣切, 金属材料的焊接、熔化和分割,表面淬硬、光刻和抛光, 以及电子行业中的微型集成电路和超大规模集成电路等的精密微细加工中。
随着研究的不断深入, 电子束加工已成为高科技发展不可缺少的特种加工手段之一。
1)电子束表面改性电子束表面改性是利用电子束的高能、高热特点对材料表面进行改性处理。
主要的改性手段有: 电子束表面合金化、电子束表面淬火、电子束表面熔覆、电子束表面熔凝以及制造表面非晶态层。
经过改性后的材料表面组织结构得到改善, 强度和硬度得到大幅提高, 耐腐蚀性和防水性也相应地得到增强。
2)电子束物理气相沉积电子束物理气相沉积( EB PVD )是电子束技术与物理气相沉积技术的有机结合, 是利用高能电子轰击沉积材料, 使其迅速升温气化而凝聚在基体材料表面的一种表面加工工艺。
根据沉积材料的性质, 可以使涂层具有优良的隔热、耐磨、耐腐蚀和耐冲刷性能, 对基体材料产生一定的保护作用。
该技术目前主要应用于以下几个方面。
1)耐磨涂层: 选用硬度高的耐磨涂层材料沉积于工具和模具表面, 可以大幅度提高工具和模具的使用寿命。
2)防腐涂层: 由于EB PVD技术制备出的涂层致密程度高, 对于在腐蚀环境下工作的零件, 其防腐效果非常好。
除此之外, EB PVD 得到的涂层形貌良好, 残余应力也明显地提高了基体材料的防腐性能。
3)热障涂层: 热障涂层( TBC s)是由绝热性能良好的陶瓷材料构成, 它沉积在耐高温金属或超合金表面, 热障涂层对于基底材料起到隔热作用, 降低基底温度, 使得用其制成的器件(如发动机涡轮叶片) 能在高温下运行, 并且可以使器件(发动机等)热效率达到60% 以上。
同时, TBC s还具有抗腐蚀和抗氧化的作用。
4)航空和航天发动机方面的应用: 现在, EB﹣PVD工艺已经成功地将氧化物涂层和多层金属/陶瓷涂层, 以较高的沉积速率应用于涡轮发动机等大型零件。
由EB﹣PVD所制备的涂层可以提高其与基体的结合力, 克服了传统喷涂工艺所带来的涂层组织结构不均匀、颗粒未熔化, 以及孔隙与基体结合强度较差等缺陷, 从而使零件的使用寿命大幅度提高。
5)制备微层材料: 这个应用具有可设计性强的特点, 可通过选择材料体系、设计多层结构、调整制备工艺以及主要工艺参数, 对材料的基本性能进行控制, 以获得满足各种不同用途的材料。
EB﹣PVD 可以蒸发多种高熔点的材料, 还可以精确控制薄膜厚度和均匀性, 并可利用该工艺制备不同层间距及层厚比的多层材料。
3)电子束焊接电子束焊接技术是将高能电子束作为加工热源,用高能量密度的电子束轰击焊件接头处的金属, 使其快速熔融, 然后迅速冷却来达到焊接的目的电子束焊接的特点:1 )电子束焊接的能量密度高, 可焊接一般电弧焊难以实现的焊缝; 2)电子束焊接是在真空中进行, 焊缝的化学成分稳定且纯净, 接头强度高, 焊缝质量高;3)电子束焊接速度快, 热影响区小, 焊接热变形小;4)电子束焊接适用于焊接几乎所有的金属材料;5)电子束焊接可获得深宽比大的焊缝( 20．1 ~ 50．1) , 焊接厚件时可以不开坡口一次成形;6)电子束焊接结合计算机技术, 实现了工艺参数的精确控制, 使焊接过程完全自动化。
4)电子束打孔用电子束对材料进行打孔加工时, 要求电子束的能量密度需大于108W / cm2, 每个电子束脉冲打一个孔, 脉冲宽度一般只有几毫秒, 脉冲的速率快, 打孔的速度可以达到每秒几个到3000个孔。
电子束脉冲的能量高, 不受材料硬度的限制, 没有磨损, 可以对难熔、高强度和非导电材料进行打孔加工。
并且电子束的束斑形状可控, 能加工包括异形孔、斜孔、锥孔和弯孔在内的各种孔, 加工效率高, 加工材料的适应范围广, 加工精度高、质量好, 无缺陷, 一般不需要二次加工。
目前, 电子束打孔的范围是: 实际生产中, 加工直径为0. 1~ 0. 8mm, 最大深度为5mm; 在实验室中, 加工直径为0. 05~ 1. 5mm, 最大深度为10mm。
快速扫描电子束加工技术在国已经相当成熟，在航空航天、汽车、外医疗等方面的应用也越来越广泛。
国内众多研究单位进行的一系列基础理论和应用研究为快速扫描电子束加工技术的发展奠定了基础，尤其是近几年随着控制技术的发展，快速扫描电子束加工技术在国内发展迅速，已经逐渐应用到工程实践中，进一步推动了国内精密制造技术的发展。
参考文献刘晋春特种加工机械工业出版社 2011吉卫喜现代制造技术与装备高等教育出版社 2005．3王亚军电子束加工技术的现状与发展[ J]. 机械工业出版社 1995( S1).张文峰电子束加工技术及其在表面工程中的应用[ J] . 机械工业出版社 2003车琴香电子束加工. 机械制造, 1996。