Technologia osadzania wiązką jonów

① Technologia osadzania wspomaganego wiązką jonów charakteryzuje się silną adhezją między powłoką a podłożem, a warstwa powłoki jest bardzo wytrzymała. Eksperymenty wykazały, że adhezja w przypadku osadzania wspomaganego wiązką jonów jest kilkukrotnie, a nawet kilkusetkrotnie większa niż w przypadku termicznego osadzania z fazy gazowej. Wynika to głównie z bombardowania jonami powierzchni, co powoduje efekt czyszczenia, a tym samym tworzenie gradientowej struktury interfejsu (hybrydowej warstwy przejściowej) między membraną a podłożem. W rezultacie zmniejsza się również naprężenie membrany.

② Osadzanie wspomagane wiązką jonów może poprawić właściwości mechaniczne powłoki i wydłużyć jej trwałość zmęczeniową, co jest szczególnie przydatne do przygotowywania powłok tlenkowych, węglikowych, sześciennych BN, TiB i diamentopodobnych. Na przykład, w stali żaroodpornej 1Crl8Ni9Ti, technologia osadzania wspomaganego wiązką jonów pozwala na wytworzenie cienkiej warstwy SiN o grubości 200 nm. Nie tylko zapobiega to powstawaniu pęknięć zmęczeniowych na powierzchni materiału, ale także znacząco zmniejsza szybkość ich dyfuzji, co ma istotny wpływ na wydłużenie żywotności powłoki.

③ Osadzanie wspomagane wiązką jonów może zmieniać charakter naprężeń w warstwie i jej strukturę krystaliczną. Na przykład, przygotowanie warstwy Cr poprzez bombardowanie powierzchni podłoża wiązkami Xe+ lub Ar+ o energii 11,5 keV wykazało, że regulacja temperatury podłoża, energii jonów bombardujących, stosunku jonów do atomów oraz innych parametrów może zmienić naprężenie rozciągające na ściskające, a także strukturę krystaliczną warstwy. Przy określonym stosunku jonów do atomów, osadzanie wspomagane wiązką jonów charakteryzuje się lepszą selektywnością orientacji niż warstwa membranowa osadzona metodą termicznego osadzania z fazy gazowej.

④ Osadzanie wspomagane wiązką jonów może zwiększyć odporność membrany na korozję i utlenianie. Ponieważ warstwa membrany osadzona wiązką jonów jest gęsta, poprawia się struktura powierzchni membrany lub powstaje stan amorficzny spowodowany zanikiem granicy między ziarnami, co sprzyja zwiększeniu odporności materiału na korozję i utlenianie.

Zwiększa odporność materiału na korozję i przeciwdziała utleniającemu działaniu wysokiej temperatury.

(5) Osadzanie wspomagane wiązką jonów może zmieniać właściwości elektromagnetyczne warstwy i poprawiać wydajność cienkich warstw optycznych. (6) Osadzanie wspomagane jonami umożliwia wzrost różnych cienkich warstw w niskich temperaturach i zapobiega niekorzystnym skutkom dla materiałów lub precyzyjnych części, które mogłyby wystąpić w przypadku obróbki w wysokich temperaturach, ponieważ parametry związane z osadzaniem atomowym i implantacją jonów można regulować dokładnie i niezależnie, a powłoki o grubości kilku mikrometrów o stałym składzie można wytwarzać w sposób ciągły przy niskich energiach bombardowania.