成果信息

全方位离子注入技术克服了传统束线离子注入直射性限制，能够在复杂形状零件表面获得具有强膜基结合力和优良表面性能的改性层，在零件表面强化处理领域具有广泛的应用前景。目前，该项技术已经获得了两项国家发明专利，获得了两次国防科工委国防科技进步二等奖，能够实现轴承，齿轮，特种心轴等复杂形状零件的批量处理。该技术可以提高轴承、齿轮等精密零件的抗磨损、抗腐蚀和抗疲劳性能，使它们的使用寿命至少提高一倍以上，其主要技术指标： 真空室体积：1m3； 本底真空度：<1×10-4Pa； 金属等离子体源最大沉积速率：>1μm/h； 最大占空比：20%； 高压电源最大注入电压：50kV； 最大注入电流：50A； 最大占空比：5%； 最大气体等离子体密度：6×109/cm3；均匀性：优于90%。 )

背景介绍

离子注入首先是作为一种半导体材料的掺杂技术发展起来的，它所取得的成功是其优越性的最好例证。低温掺杂、精确的剂量控制、掩蔽容易、均匀性好这些优点，使得经离子注入掺杂所制成的几十种半导体器件和集成电路具有速度快、功耗低、稳定性好、成品率高等特点。对于大规模、超大规模集成电路来说，离子注入更是一种理想的掺杂工艺。如前所述，离子注入层是极薄的，同时，离子束的直进性保证注入的离子几乎是垂直地向内掺杂，横向扩散极其微小，这样就有可能使电路的线条更加纤细，线条间距进一步缩短，从而大大提高集成度。此外,离子注入技术的高精度和高均匀性,可以大幅度提高集成电路的成品率。随着工艺上和理论上的日益完善，离子注入已经成为半导体器件和集成电路生产的关键工艺之一。在制造半导体器件和集成电路的生产线上，已经广泛地配备了离子注入机。)

应用前景

离子注入作为金属材料改性的技术，一个重要的优点，即注入杂质的深度分布接近于高斯分布，注入层和基体之间没有明显的界限，结合是极其紧密的。又因为注入层极薄，可以使被处理的样品或工件的基体的物理化学性能保持不变,外形尺寸不发生宏观的变化,适宜于作为一种最后的表面处理工艺。而且由于化学上纯净、工艺上精确可控，因此作为一种独特的研究手段，被广泛应用于改变光学材料的折射率、提高超导材料的临界温度，表面催化、改变磁性材料的磁化强度和提高磁泡的运动速度和模拟中子辐照损伤等等领域，具有广阔的应用前景。)