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将离子注入引入表面涂层是什么意思★离子注入机的作用

更新时间:2024-05-30

  导语:将离子注入引入表面涂层是什么意思?将离子注入引入表面涂层,是指通过特定的技术手段,将离子束直接注入到材料表面的涂层中,而且这一过程涉及到对离子束的精确控制,确保它们能够按照预定的方式进入涂层内部,通过这种方式,可以改变涂层的物理和化学性质,从而增强其性能,下面就一起去看看离子注入机的作用吧!

  将离子注入引入表面涂层是什么意思

  用上面的各种方法制备的表面涂层,即使加了离子束的激发和加速,但是终因能量还不够高,表面涂层和基体材料之间还是有明显的界限,基本上没有过渡层,其结合力虽然通过一些方法得到了改善,但终究还是有限的,涂层的剥落仍是一个主要的缺点。为了继续改善表面涂层的结合力问题,人们将离子注入引入表面涂层的过程。

  用于离子注入的离子束具有高得多的能量,其射程可以穿过表面涂层,引起涂层原子和基体材料原子之间的相互渗透和相互混合,这就是所谓的离子束混合过程。这样就在界面区形成了一个过渡层,大大增强了表面涂层与基体材料之间的结合力。有人把这个过程比喻为“离子束缝合”,离子束好像针线一样,把表面涂层和基体材料牢牢地“缝合”在一起。

  于是有人提出把表面涂层技术和离子注入技术合二而一,即在离子束溅射沉积的基础上,又加进一个能量更高的离子束,成为双离子束沉积技术:一个能量为几个千电子伏的离子束用于溅射沉积,另一个能量为10千电子伏~100千电子伏的离子束用于离子注入。既可以表面涂层沉积和离子注入同时进行,也可以先进行表面涂层沉积再进行离子注入。

  根据不同的目的,离子注入的离子,既可以是惰性气体,也可以是反应元素(如硼、碳、氮等)的离子。日本科学家在80年代中期用真空镀膜加氮离子注入的方法制成立方氮化硼薄膜,显微硬度达到2000以上。我国北京师范大学的科技人员用双离子束沉积技术在80年代后期成功地合成了立方氮化硼薄膜,显微硬度达到4000以上。这种薄膜用常规的物理气相沉积方法是很难获得的。

  离子注入机的作用

  1.清除杂质:在离子注入过程中,杂质可能对实验结果产生干扰或影响样品的表面性质。离子注入机通过提供气体基准压力,清除杂质,使离子注入实验更加准确。

  2.提供基准气压:在离子注入实验中,要求样品处于恒定的气压环境。离子注入机能够提供稳定的气体基准压力,保证实验结果的精度。

  3.产生等离子体:离子注入机通过生成等离子体,在离子注入实验中起到至关重要的作用。等离子体是离子注入的重要工具,它能够使材料表面形成化学键和物理结构,从而提高材料的性能。

  离子注入机的核心部位

  离子注入机的核心部位是离子源。

  离子注入机是一种用于将离子注入到材料中的设备,它由多个子系统和核心零部件组成,以实现其功能。离子源作为离子注入机的核心部件,其作用是通过电离气体或蒸发材料产生等离子体,从而产生所需的离子束。这一过程是离子注入机工作的基础,决定了要注入的离子种类和束流强度。

  离子注入机的5大子系统包括气体系统、电机系统、真空系统、控制系统和射线系统,其中射线系统虽然重要,但离子源作为核心部件,其地位和作用更为关键。离子注入机的6大核心零部件除了包括离子源外,还有吸极、离子分析器、加速管、扫描系统和工艺腔等部件,这些部件共同工作以完成离子的产生、加速和注入过程。

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