[發(fā)明專利]電子束調(diào)節(jié)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410223350.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-26
• 公開（公告）號(hào): CN104250687B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S·R.·蘭開斯特-拉羅克;C·錢;植村賢介;P·哈雷羅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘋果公司
• 主分類號(hào): C21D10/00
• 分類號(hào): C21D10/00
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所11038
• 代理人: 陳新

1.一種用于電子束處理金屬工件的表面部分的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

配置為發(fā)射電子束的電子束發(fā)射器，所述電子束包括具有小于閾值能量的最大能量的第一部分和具有大于或等于所述閾值能量的第二部分；以及

設(shè)置在所述電子束發(fā)射器和所述金屬工件之間的電子束掩模，所述電子束掩模對(duì)由所述電子束發(fā)射器發(fā)射的電子束起作用以掩蔽掉所述第一部分但允許所述第二部分通過所述電子束掩模的孔縫以到達(dá)所述金屬工件的表面部分，由此將所述金屬工件的表面部分保持在與預(yù)先選擇的金屬相相對(duì)應(yīng)的溫度范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電子束掩模包括光閘系統(tǒng)，所述光閘系統(tǒng)包括被布置為吸收入射電子束的所選擇部分以及相關(guān)聯(lián)的電子束能量的適應(yīng)性的虹膜，所述適應(yīng)性的虹膜限定所述孔縫，所述孔縫允許入射于其上的所有的電子束以無障礙的方式通過。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中由所述適應(yīng)性的虹膜吸收的電子束的所述所選擇部分對(duì)應(yīng)于與預(yù)先選擇的金屬相不一致的電子束能量。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述孔縫是固定的孔縫，所述固定的孔縫被配置為允許入射于其上的所有的電子束以無障礙的方式通過。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中所述固定的孔縫對(duì)應(yīng)于所述電子束的第二部分的直徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)用于在金屬加工操作之后處理所述金屬工件，在所述金屬加工操作中金屬間化合物顆粒形成在所述金屬工件中。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述金屬加工操作為摩擦攪拌焊。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電子束掩模被主動(dòng)冷卻以移除由所述電子束傳遞到所述電子束掩模的能量。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述工件耦接到在電子束處理操作期間被主動(dòng)冷卻的工件操縱器。

10.一種調(diào)節(jié)用于處理金屬工件的表面部分的電子束的方法，所述方法包括：

發(fā)射具有第一能量分布的電子束，所述第一能量分布具有小于選擇的能量的第一能量范圍和大于或等于所述選擇的能量的第二能量范圍；

使用機(jī)構(gòu)將所述第一能量分布改變?yōu)榈诙芰糠植迹鰴C(jī)構(gòu)掩蔽掉所述電子束的選擇部分以免到達(dá)所述金屬工件，使得所述第二能量分布被限制于第二能量范圍，由此將所述金屬工件的表面部分保持在與預(yù)先選擇的金屬相相對(duì)應(yīng)的溫度范圍內(nèi)，

其中所述選擇的能量表示防止在所述工件內(nèi)形成金屬間化合物所需的電子束的最小能量。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中改變步驟改變?nèi)肷涞剿鼋饘俟ぜ碾娮邮闹睆健?/p>

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括：

將主動(dòng)冷卻施加到工件和用于在電子束處理操作期間改變能量分布的機(jī)構(gòu)二者。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中由所述電子束引起的預(yù)先選擇的金屬相導(dǎo)致在所述金屬工件的經(jīng)處理表面的20微米內(nèi)的金屬間化合物被分解。

14.一種用于均質(zhì)化鋁基板的表面部分的電子束處理裝置，包括：

電子束發(fā)射器，配置為發(fā)射電子束，所述電子束包括具有通過沉積熱量到鋁基板的表面部分中而將所述表面部分的金屬相從第一金屬相改變?yōu)榈诙饘傧嗟哪芰棵芏鹊闹行牟糠郑鰺崃繉?dǎo)致所述表面部分的溫度增加到與金屬相的改變相對(duì)應(yīng)的相變溫度或高于該相變溫度；

電子束掩模，設(shè)置在所述電子束發(fā)射器和所述鋁基板之間，所述電子束掩模包括可調(diào)節(jié)的孔縫，所述可調(diào)節(jié)的孔縫掩蔽所述電子束的外部部分并且允許所述電子束的中心部分通過所述可調(diào)節(jié)的孔縫并接觸所述鋁基板，其中所述可調(diào)節(jié)的孔縫被調(diào)節(jié)以保持所述中心部分的能量密度的閾值水平，所述閾值水平與用于將所述鋁基板保持在第二金屬相中的最小能量水平相對(duì)應(yīng)；以及

與所述電子束掩模熱接觸并配置為從所述電子束掩模移除熱量的主動(dòng)冷卻裝置。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子束處理裝置，其中所述電子束具有10J/cm²的最大能量密度。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子束處理裝置，其中所述電子束掩模的所述金屬基板由具有相比與所述鋁基板相關(guān)聯(lián)的熔點(diǎn)更高的熔點(diǎn)的金屬制成。