在材料微觀結(jié)構(gòu)表征領(lǐng)域，研磨拋光作為制樣流程的核心環(huán)節(jié)，其質(zhì)量直接決定了顯微分析結(jié)果的可靠性。 該工藝需在消除切割損傷層（通常達(dá)數(shù)十微米）的同時(shí)，精準(zhǔn)暴露材料真實(shí)晶體結(jié)構(gòu)，這對金剛石、碳化硅等超硬/超脆材料尤為關(guān)鍵。

       傳統(tǒng)拋光技術(shù)面臨三大瓶頸：（1）機(jī)械拋光：依賴金剛石懸浮液的多級研磨雖能處理常規(guī)金屬，但對金剛石等超硬材料易引發(fā)表面石墨化相變，且在碳化硅顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料等多相體系中，硬度差異大的多相材料不能同時(shí)兼顧，硬度差異導(dǎo)致"浮雕效應(yīng)"（硬度差>3GPa時(shí)磨損速率差異超200%）；（2）化學(xué)拋光：氫氟酸-硝酸體系雖可腐蝕硅基材料，但會破壞三維石墨烯的sp2雜化結(jié)構(gòu)，且產(chǎn)生有毒廢液；（3）電化學(xué)拋光：對金剛石、氮化鋁等寬禁帶半導(dǎo)體難以構(gòu)建電解雙電層，拋光效果不佳。

       在現(xiàn)代精密制造領(lǐng)域，離子束拋光技術(shù)（Ion Beam Figuring, IBF）正逐漸成為提升光學(xué)元件、表面質(zhì)量和精度的重要手段。

       離子束刻蝕拋光是一種新興的試樣表面和橫截面拋光方法，可利用離子束來蝕刻固體。在真空環(huán)境中，通過高能入射粒子與固體試樣表面層附近的原子產(chǎn)生碰撞，從而層層去除試樣表面原子。
       離子束拋光機(jī)主要由離子源、工作臺、控制系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣體循環(huán)系統(tǒng)等組成。離子束加工是真空條件下完成的， 在真空環(huán)境中， 惰性氣體（如氬氣）在電場作用下發(fā)生電離， 通過電場對離子態(tài)的粒子進(jìn)行加速，形成高速離子束流。 高速離子束流轟擊在待處理的樣品表面， 對材料進(jìn)行轟擊， 從而實(shí)現(xiàn)近乎無應(yīng)力研磨的效果。由于離子束的加工是在真空環(huán)境下實(shí)現(xiàn)的， 而樣品表面受到轟擊的材料也將隨著真空系統(tǒng)抽走。
       與傳統(tǒng)拋光方法相比，離子束拋光具有應(yīng)力和應(yīng)變小、污染少、定位準(zhǔn)確、操作簡單等特點(diǎn)，是材料領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)用廣泛的一種新型制樣方法。尤其是對于多孔材料、復(fù)合材料、層狀材料、粉末材料等特殊試樣， 傳統(tǒng)的拋光方法難度大、效果差，且易產(chǎn)生誤導(dǎo)性的結(jié)果，離子束拋光具有無可比擬的優(yōu)勢。

       應(yīng)用場景

       半導(dǎo)體制造：

       晶圓平整化：亞納米級表面處理提升芯片良率，如硅片拋光后粗糙度降低至0.2 nm。

       MEMS器件：消除微結(jié)構(gòu)邊緣毛刺，提高傳感器靈敏度。

       光學(xué)元件：

       極紫外光刻物鏡：蔡司采用IBF技術(shù)實(shí)現(xiàn)20皮米級表面粗糙度，支撐7nm以下制程。

       大口徑望遠(yuǎn)鏡鏡片：美國凱克望遠(yuǎn)鏡主鏡經(jīng)兩次IBF迭代，面形誤差RMS從0.72μm降至0.09μm。

       生物醫(yī)療：

       人工關(guān)節(jié)拋光：鈦合金表面超光滑處理降低摩擦系數(shù)，延長植入體壽命。

       航空航天：

       衛(wèi)星反射鏡：碳化硅基材拋光后反射率提升至99.8%，滿足深空探測需求。