Способ ионной имплантации
Формула | Описание | Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Формула
СПОСОБ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ, включающий формирование плазмы, ускорение ионного пучка и облучение поверхности изделия пучком с плотностью мощности 1 - 103 Вт/см2, отличающийся тем, что, с целью улучшения механических характеристик поверхности за счет уменьшения коэффициента распыления, перед формированием плазмы проводят облучение поверхности ионным пучком с плотностью мощности 5 
106 - 108 Вт/см2 и удельной энергией в импульсе 0,5 - 10 Дж/см2.
Описание
Целью изобретения является улучшение механических характеристик поверхности за счет уменьшения коэффициента распыления.
Сущность способа ионной имплантации заключается в следующем.
Предварительно облучают поверхность изделия ионным пучком с плотностью мощности 5
106-108 Вт/см2 и удельной энергией в импульсе 0,5-10 Дж/см2.Затем формируют плазму необходимого ионного состава, из которой образуют ускоренный пучок ионов. Этими ионами облучают предварительно обработанную поверхность с плотностью мощности 1-103 Вт/см2.
В процессе предварительного облучения механизм уменьшения коэффициента распыления материала подложки после воздействия мощного пучка ускоренных ионов состоит в следующем.
Воздействие пучка с плотностью мощности 5
106-108 Вт/см2 и энергией в импульсе 0,5-10 Дж/см2 сопровождается несколькими физическими явлениями на поверхности. Во-первых, такой поток мощности в виде ускоренных ионов вызывает быстрый разогрев и испарение приповерхностного слоя материала, толщина которого сравнима с проективным пробегом ускоренных ионов. В дальнейшем при разлете испаренного и частично ионизованного вещества возникает ударная волна отдачи, которая распространяется вглубь материала.Ударная волна приводит к изменению структуры материала на глубинах 10-5 м. С другой стороны, оказывает влияние эффект сверхбыстрого остывания за счет отвода тепла внутрь образца благодаря его теплопроводности. Скорость остывания в этих случаях составляет 107-108 град/с. Это также приводит к существенному изменению структуры приповерхностного слоя материала. Совместное воздействие этих явлений вызывает улучшение механических характеристик поверхности. В частности, улучшается такой параметр как микротвердость, с которым коррелирует коэффициент распыления.
П р и м е р. Коэффициент распыления нержавеющей стали 12Х18Н10Т ионами W при ускоряющем напряжении 40 кВ составляет величину
11. Экспериментальные данные говорят о том, что после воздействия импульсным пучком ионов углерода с плотностью мощности 5 107 Вт/см2, энергией ионов в 3 105 эВ, плотностью тока 165 А/см2 и длительностью импульса 100 нс на изделие из нержавеющей стали 12Х18Н10Т возникает модифицированный слой с коэффициентом распыления, равным 1,0 на глубине 1 мкм.Далее, используя источник ионов, формируют плазму ионов W, ускоряют ее напряжением 40 кВ, и облучают обработанный мощным пучком образец из стали.
В целом увеличение микротвердости при предварительном облучении мощными пучками ионов в указанной области плотности мощности и энергии в пучке экспериментально наблюдались на следующих материалах: инструментальная сталь Р6М5, сплавы ВК-6, ВК-8, Т15КВ, Т15К10, 12ХН10, ВТ18У, СТ45, СТ3 и др.
Изобретение относится к радиационному материаловедению и предназначено для обработки поверхности различных конструкционных материалов. Целью изобретения является улучшение механических характеристик поверхности за счет уменьшения коэффициента распыления. Обработка поверхности осуществляется путем имплантации ионного пучка с плотностью мощности 1-103 Вт/см2 с предварительным облучением поверхности импульсным ионным пучком с плотностью мощности 5
106-108 Вт/см2 и удельной энергией в импульсе 0,5-10 Дж/см2 . Заявка
4673432/21, 04.04.1989
Научно-исследовательский институт ядерной физики при Томском политехническом институте им. С. М. Кирова
Рябчиков А. И, Насыров Р. А, Ремнев Г. Е
МПК / Метки
МПК: C23C 14/48
Метки: имплантации, ионной
Опубликовано: 30.09.1994
Код ссылки
<a href="https://patents.su/0-1642786-sposob-ionnojj-implantacii.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ ионной имплантации</a>
Способ определения дозы ионов дляподавления жестких цилиндрическихмагнитных доменов
Номер патента: 841041
Опубликовано: 23.06.1981
Авторы: Маркелис, Пранявичюс
МПК: G11C 11/14
Метки: дляподавления, дозы, доменов, жестких, ионов, цилиндрическихмагнитных
...схема эксперимента и распрелеление дозы в образце,Образец облучался сканирующим ионным пучком относительно оси У, угол сканирования - 6. Имплантировались иоцы аргона, с энергией 50 кэВ, дозой Оц см ф и плотностью ионного тока в пучке 1 О мкА/смф На расстоянии 1 - 3 мм от имплацтируемой пленки 1 находился экран 2, которым закрывалась часть образца. Вследствие условий, в пленке феррит-граната после имплантации получены 3 различные области: не- облученная - 1, облученнаая с максимальной дозой Фо - 1 и цеолнородно облученная 11. Область 11 вследствие неоднородного облучения: при сканировании ионного пучка относительно оси У формируют с линейно изменяющейся дозой (фиг. 1 б)Ф(У) = Фсм (1) гдс д - ширина области 11, Фо - максимум дозы...
Способ определения распределения плотности потока ионных пучков
Номер патента: 1685172
Опубликовано: 23.03.1993
Авторы: Зуев, Севастьянов
МПК: G01T 1/29
Метки: ионных, плотности, потока, пучков, распределения
...ее поверхности на устанооке "ЧОБсептИс". Размер ионного пучка превышдег размер пластинки. Глубина внедрения ионов в 9 составляет - 600 А. Ток ионов 100 мкА, время имплантации 10з с, Определение концентрации внедренных ионов в кремний осуществляют на лазерной масс-спектрометрической устанооке, Луч лазера (АИГ;ЙО) фокусируетсл с помощью лазерного микроскопа от установки П 4 А(ГДР) нд поверхность образца, помещенного в вакуумную камеру с оптическим иллюминатором. Вакуумная камера соединяется с омегдтронным масс-спектрометром ИПД 0-2 А, Всл система откачиваетсл до даоленил 10 торр. Мдксимдльцдл энергия лазерного импульса о режиме свободной генерации 1 Дж. Под действием лазерного импульса происходит плдолецие и испарение микропробы...
Способ определения распределения плотности мощности в сечении пучка излучения
Номер патента: 1309118
Опубликовано: 07.05.1987
Авторы: Ивлев, Нестеренко
МПК: H01J 1/54
Метки: излучения, мощности, плотности, пучка, распределения, сечении
...максимальный угол падения излучения на поглотитель 8 , при котором пумоксфчок излучения еще не выходит за край поглотителя. При этом обеспечивается преобразование излучения в видимое для максимально допустимого значения3плотности мощности Ф. Затем на приемник подают излучение 13, часть которого 14 проходит через поглотитель. Наблюдают изменение цвета или пороговую светимость поглотителя 15, возникающую в результате его нагрева поглощенной частью излучения (эквиэнергетическая линия, поверхность). Если плотньсть мощности излучения У меньше У,ч, то светимость поглотителя не наблюдается. В этом случае путем поворота приемника с помощью устройства 4 следует уменьшить угол падения излучения на приемник ( или с помощью регилируемого...
Способ генерирования ионного пучка
Номер патента: 2002334
Опубликовано: 30.10.1993
Авторы: Андреев, Григорьев, Саблев
МПК: H01J 27/08
Метки: генерирования, ионного, пучка
...электронов перегородки 5. Катодная часть 6 разрядной полости 2 заполнена металлогазовой плазмой. Ионы металла генерируются в катодном пятне дуги и распространяются с поверхности катода по прямолинейным траекториям.Поскольку перегородка 5 не проницаема для ионов металла, ионы металла задерживаются ей и в анодную часть 7 разрядной полости 2 не попадают.Анодная часть 7 разрядной полости 2 заполнена положительным столбом чисто газовой плазмы, образуемой электронами, проходящими через перегородку 5 под действием электрического поля анода 4. При возникновении разрядного тока в цепи катода 3 и анода 4 срабатывает токовое реле 15, которое своим исполнительным органом 16 (нормально открытые контакты) включает источники 13 и 14...
Установка для генерирования ионного пучка большого сечения
Номер патента: 2003196
Опубликовано: 15.11.1993
Авторы: Андреев, Григорьев, Саблев
МПК: H01J 27/08
Метки: большого, генерирования, ионного, пучка, сечения
...перемещения в направлении, по меньшей мере, одной из стенок разрядной полости камеры. Кроме того. установка снабжена дополнительным электродом 16 и управляемым двухполюсным ключом 17, Дополнительный электрод 16 установлен напротив катода в рабочей полости 7 камеры и электрически изолирован от последней. Анод 3 электро-дугового разряда и электрод 16 посредством двухполюсного ключа 17 электрически соединены с положительным полюсом источника 11 электропитания разряда с возможностью поочередного их подключения к указанному источнику,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Работает установка при выдвинутых сетке и перегородке и при подаче положительного потенциала от источника 11 на анод 3 (двухполюсный ключ в положении "В") следующим образом,...
Предыдущий патент: Теплообменник
Следующий патент: Устройство для образования шарика при микросварке
Случайный патент: Способ получения 5-окси-3-арил-1, 2-оксазин-6-ohob