① Технология ионно-лучевого осаждения характеризуется высокой адгезией между пленкой и подложкой, благодаря чему пленочный слой обладает очень высокой прочностью. Эксперименты показали, что адгезия при ионно-лучевом осаждении в несколько раз, а то и в сотни раз, выше, чем при термическом осаждении из паровой фазы. Это объясняется главным образом эффектом очистки поверхности за счет ионной бомбардировки, благодаря чему на границе раздела мембраны формируется градиентная межфазная структура или гибридный переходный слой, а также снижается напряжение в мембране.
② Ионно-лучевое осаждение может улучшить механические свойства пленки, продлить срок службы при усталостных нагрузках, что делает его очень подходящим для получения оксидов, карбидов, кубического нитрида бора, TiB и алмазоподобных покрытий. Например, при использовании технологии ионно-лучевого осаждения в жаропрочной стали 1Crl8Ni9Ti выращивание тонкой пленки SiN толщиной 200 нм не только подавляет появление усталостных трещин на поверхности материала, но и значительно снижает скорость распространения усталостных трещин, что положительно сказывается на продлении срока службы.
③ Осаждение с помощью ионного пучка может изменять характер напряжений в пленке и ее кристаллическую структуру. Например, при получении пленки Cr путем бомбардировки поверхности подложки ионами Xe+ или Ar+ с энергией 11,5 кэВ было обнаружено, что регулирование температуры подложки, энергии бомбардирующих ионов, соотношения прибывающих ионов и атомов и других параметров позволяет перевести напряжение из растягивающего в сжимающее, при этом кристаллическая структура пленки также претерпевает изменения. При определенном соотношении ионов и атомов осаждение с помощью ионного пучка обеспечивает лучшую селективную ориентацию, чем мембранный слой, осажденный методом термического осаждения из паровой фазы.
④ Ионно-лучевое осаждение может повысить коррозионную и окислительную стойкость мембраны. Поскольку ионно-лучевое осаждение мембранного слоя является плотным, улучшение структуры межфазной границы основания мембраны или образование аморфного состояния, вызванное исчезновением границ зерен между частицами, способствует повышению коррозионной и окислительной стойкости материала.
Повышает коррозионную стойкость материала и противостоит окислительному воздействию высоких температур.
(5) Осаждение с помощью ионного пучка может изменять электромагнитные свойства пленки и улучшать характеристики оптических тонких пленок. (6) Осаждение с помощью ионного пучка позволяет выращивать различные тонкие пленки при низких температурах и избегать неблагоприятных воздействий на материалы или прецизионные детали, которые могли бы возникнуть при обработке при высоких температурах, поскольку параметры, связанные с атомным осаждением и ионной имплантацией, могут быть точно и независимо отрегулированы, и покрытия толщиной в несколько микрометров с постоянным составом могут непрерывно генерироваться при низких энергиях бомбардировки.
Дата публикации: 07 марта 2024 г.