2.5 Электроннолучевое испарение материала

Испарение материала из охлаждаемого тигля дает возможность получать тонкие пленки покрытия высокой чистоты, так как при этом почти полностью исключается реакция испаряемого материала с материалом тигля.

Можно осуществлять испарение разных веществ и из одного тигля, если в него подают материалы из нескольких бункеров.

Такими способами получают, например, тройной псевдосплав из 90% титана, 6% алюминия и 4% ванадия.

Рисунок 5.2 — Схема испарения материалов

Данная технология применяется в микроэлектронике, оптической промышленности.

2.6 Размерная обработка электронным лучом

Чтобы получить точные размеры без оплавления краев необходимо:

— обеспечить строгое дозирование энергии электронного луча путем импульсного действия луча на поверхность, либо организуя перемещение луча по поверхности со строго заданной скоростью.

Таким образом можно определить три режима размерной обработки:

1). Моноимпульсный, когда отверстие получают за время одного импульса.

2). Многоимпульсный.

3). Многоимпульсный с перемещением электронного луча по заготовке с определенной скоростью.

Параметры электроннолучевой размерной обработки связаны с физическими характеристиками материала заготовки (температурой плавления, теплоемкостью, удельной теплотой испарения, упругостью пара) и не зависят от его механических свойств (прочности, твердости, пластичности).

Электронный луч нашел применение в первую очередь для размерной обработки твердых материалов-алмазов, кварца, керамики, кристаллов кремния и германия.

Образование полостей электронным лучом ведут в многоимпульсном режиме ( с) на глубину не более 15…20 мм. Лучшие образцы установок позволяют при глубине резания до 5 мм получать уклон стенок ≤1°.

Минимальная ширина реза может достигать 5…10 мкм.

Особой разновидностью размерной обработки является перфорация (получение мелких сквозных отверстий) различных материалов – металлические и керамические элементы фильтров, искусственную кожу — для воздушной проницаемости. При этом производительность составляет отверстий в секунду.

Погрешность размеров всего ±5 мкм. Шероховатость поверхности =5 мкм.

При производстве искусственных волокон широко применяются фильеры из различных твердых сплавов, керамики, стекла. Выпускают фильеры диаметром до 30…50 мм при толщине 1…3 мм; они могут содержать до 500 отверстий. Поперечное сечение отверстий может быть разнообразным размером 20 мкм.

2.7 Термообработка

Закалка применяется для упрочнения лезвий инструмента из быстрорежущей стали (ресурс работы увеличивается в 2 раза).

Термообработка листового материала или фольги обычно проводится в специальных установках для получения материалов с покрытиями; их наносят в вакууме на обезжиренный и предварительно нагретый до 200…400 °С металл.

Для равномерного нагрева материала обычно используют сканирование — (управляемое пространственное перемещение светового луча, пучка электронов) луча по обрабатываемой поверхности с помощью магнитной отклоняющей системы.

3. Контрольные вопросы

1. Какие основные этапы формирования электронного луча?

2. Требования к катодам электронных пушек.

3. Принцип ускорения электронов в… пушках.

4. Каким образом можно управлять положением электронного луча в пространстве?

5. Какова роль вакуума в электроннолучевой технологии и какова должна быть его величина?

6. В чем особенности взаимодействия луча с веществом?

7. Для каких целей используется электроннолучевой нагрев поверхности?

8. В каких областях применяют электроннолучевую плавку?

9. В чем основные особенности электроннолучевой сварки?

10. Где наиболее целесообразно применение электроннолучевого испарения?

11. Преимущества и недостатки размерной электроннолучевой обработки.