[发明专利]一种电子束加工系统

说明书

本发明涉及一种电子束加工系统，其包括：一真空装置；一设置于所述真空装置内的电子枪，所述电子枪用于发射电子束；一设置于所述真空装置内的载物装置，所述载物装置用于承载待加工件；以及一控制电脑，所述控制电脑用于控制整个电子束加工系统的工作；其中，进一步包括一设置于所述真空装置内的衍射装置；所述衍射装置包括一二维纳米材料；所述电子枪发射的电子束先透过该二维纳米材料后形成一透射电子束和多个衍射电子束，所述透射电子束和多个衍射电子束照射在该待加工件表面形成一透射斑点和多个衍射斑点。本发明提供的电子束加工系统通过电子束衍射装置将一个电子束衍射成多个电子束，既成本低廉又提高了工作效率。

技术领域

本发明属于微纳米技术领域，尤其涉及一种电子束加工系统以及采用该系统的电子束加工方法。

背景技术

电子束加工是利用高功率密度的电子束冲击工件时所产生的热能使材料熔化、气化的特种加工方法，简称为EBM。利用电子束的热效应可以对材料进行表面热处理、焊接、刻蚀、钻孔、熔炼，或直接使材料升华。

电子束加工的基本原理是：在真空中从灼热的灯丝阴极发射出的电子，在高电压(30～200千伏)作用下被加速到很高的速度，通过电磁透镜会聚成一束高功率密度(10⁵～10⁹瓦/厘米²)的电子束。当冲击到工件时，电子束的动能立即转变成为热能，产生出极高的温度，足以使待加工件的材料瞬时熔化、气化，从而可进行焊接、穿孔、刻槽和切割等加工。由于电子束和气体分子碰撞时会产生能量损失和散射，因此，加工一般在真空中进行。电子束加工系统由产生电子束的电子枪、控制电子束的聚束线圈、使电子束扫描的偏转线圈、电源系统和放置工件的真空室，以及观察装置等部分组成。

然而，现有的电子束加工系统一个电子枪只能产生一束电子束，因此，工作效率较低。而采用多个电子枪产生多个电子束，则成本较高。

发明内容

本发明提供一种即成本低廉又工作效率较高的电子束加工系统。

一种电子束加工系统，其包括：一真空装置；一设置于所述真空装置内的电子枪，所述电子枪用于发射电子束；一设置于所述真空装置内的载物装置，所述载物装置用于承载待加工件；以及一控制电脑，所述控制电脑用于控制整个电子束加工系统的工作；其中，进一步包括一设置于所述真空装置内的衍射装置；所述衍射装置包括一二维纳米材料；所述电子枪发射的电子束先透过该二维纳米材料后形成一透射电子束和多个衍射电子束，所述透射电子束和多个衍射电子束照射在该待加工件表面形成一透射斑点和多个衍射斑点。

如上述电子束加工系统，其中，所述二维纳米材料为单层或多层石墨烯或二硫化钼。

如上述电子束加工系统，其中，所述衍射装置还包括一支撑网格，所述二维纳米材料与该支撑网格层叠设置。

如上述电子束加工系统，其中，所述支撑网格为铜网或碳纳米管膜。

如上述电子束加工系统，其中，所述衍射装置还包括一具有通孔的金属片，所述二维纳米材料与该支撑网格设置于所述金属片表面且悬空设置于所述通孔上。

如上述电子束加工系统，其中，所述衍射装置还包括一移动装置，从而可以调节和控制所述二维纳米材料与该待加工件表面的距离。

如上述电子束加工系统，其中，进一步包括至少一导电体，用于遮挡所述透射斑点或衍射斑点中的一个或多个。

如上述电子束加工系统，其中，所述至少一导电体与外界电路电连接。

如上述电子束加工系统，其中，所述衍射装置作为电子枪的加速电极使用，从而使该电子枪不需要专门的加速电极。

如上述电子束加工系统，其中，进一步包括多个设置于所述衍射装置与所述载物装置之间的聚焦电极，且该多个聚焦电极分别对应一衍射电子束设置。