电子束加工是指使用聚焦的高能电子束对材料进行改性，主要是通过聚合物交联、链裂解和各种表面处理过程。该技术自 20 世纪 30 年代开始研发，利用电子的动能促使材料的物理和化学性质发生变化。
机理：
电子束在真空环境中产生，自由电子在电场和磁场的作用下形成细小而集中的电子束。当电子束与材料相互作用时，电子就会传递其动能，这些动能可以转化为热能或用于改变材料的分子结构。这种能量转移是高度局部性的，可以精确控制受光束影响的区域。
- 应用：聚合物交联和链裂解：
- 电子束可诱导聚合物交联，增强其强度、耐热性和耐化学性。反之，电子束也能引起链裂，使聚合物链断裂，从而改变材料的特性，如使其更柔韧或更脆。表面处理：
- 电子束可用于表面硬化、退火和纹理处理。电子束引起的快速加热和冷却循环可改变材料的表面特性，而不会对其整体特性产生重大影响。这在金属硬化和半导体制造等应用中尤为有用。焊接和切割：
- 电子束的高能量密度可使材料快速熔化和汽化，从而有效地进行焊接和切割操作。电子束的精确性可将材料损耗降至最低，并实现高质量的焊接或切割。涂层和薄膜生产：
- 电子束镀膜包括在真空中蒸发材料以生产薄膜。电子束直接加热材料，有利于沉积厚度可控、均匀的薄层。食品加工和灭菌：
电子束可用于医疗设备消毒和食品加工，在不使用化学品的情况下杀死细菌并延长保质期。
- 优点精确：
- 电子束的聚焦能力可对材料进行精确修改，最大限度地减少浪费并提高产品质量。速度和效率：
- 电子束加工速度快，可实现快速生产周期和高产量。多功能性：
该技术可应用于多种材料和工艺，从简单的表面处理到复杂的半导体制造。
- 局限性：设备成本高：
- 电子束加工所需的精密设备价格昂贵，因此仅限于高价值应用领域。真空要求：
对真空环境的需求会使电子束系统的设置和操作复杂化。
总之，电子束加工是一种用途广泛、功能强大的技术，尽管初始投资高、操作复杂，但在材料改性和制造方面具有显著优势。
