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一、 原理、分类、特点
（一）原理
离子束加工是在真空条件下利用离子源（离子枪）产生的离子经加速聚焦形成高能的离子束流投射到工件表面，使材料变形、破坏、分离以达到加工目的。
因为离子带正电荷且质量是电子的千万倍，且加速到较高速度时，具有比电子束大得多的撞击动能，因此，离子束撞击工件将引起变形、分离、破坏等机械作用，而不像电子束是通过热效应进行加工。
（二）分类
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。
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。
2离子溅射沉积：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。
3离子镀膜：离子镀膜一方面是把靶材射出的原子向工件表面沉积，另一方面还有高速中性粒子打击工件表面以增强镀层与基材之间的结合力（可达10～20MPa），此法适应性强、膜层均匀致密、韧性好、沉积速度快，目前已获得广泛应用。
4离子注入：用5～500keV能量的离子束，直接轰击工件表面，由于离子能量相当大，可使离子钻进被加工工件材料表面层，改变其表面层的化学成分，从而改变工件表面层的机械物理性能。此法不受温度及注入何种元素及粒量限制，可根据不同需求注入不同离子（如磷、氮、碳等）。注入表面元素的均匀性好，纯度高，其注入的粒量及深度可控制，但设备费用大、成本高、生产率较低。
（三）特点
(1) 离子束加工是目前特种加工中最精密、最微细的加工。离子刻蚀可达纳米级精度，离子镀膜可控制在亚微米级精度，离子注入的深度和浓度亦可精确地控制。
(2) 离子束加工在高真空中进行，污染少，特别适宜于对易氧化的金属、合金和半导体材料进行加工。
(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，所以加工应力和变形极小，适宜于对各种材料和低刚件零件进行加工。
（4）离子束加工设备费用贵，成本高，加工效率低，应用受到限制。
二、离子束加工装置
包括离子源、真空系统、控制系统和电源等部分。
离子源产生离子束流。形式多样，常有考夫曼型离子源和双等离子管型离子源。
三、离子束加工的应用
（一）刻蚀加工
离子刻蚀是从工件上去除材料，是一个撞击溅射的过程。当离子束轰击工件时，入射离子的动量传递到工件表面的原子，当传递能量超过了原子间的键合力时，原子就从工件表面撞击溅射出来，达到刻蚀目的。
（二）镀膜加工
包括溅射沉积和离子镀。离子镀时工件不仅接受靶材溅射来的原子，还受到离子的轰击。优点：离子镀膜附着力强，膜层不易脱落；绕射性好，基板暴露表面均能被镀覆。离子镀应用广泛。
（三）离子注入加工
离子注入加工是向工件表面直接注入离子，不受热力学限制，可注入任何离子，注入量可精确控制。可提高材料的耐腐蚀性能、提高金属材料硬度，改善金属材料的润滑性能。
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