Обработка поверхности металла

Детали, испытывающие сильный износ, часто одновременно подвергаются и коррозии: например, штампы для формовки пластмасс подвергаются абразивному износу и воздействию химических веществ; протезы тазобедренных суставов разрушаются от коррозии под влиянием тканевых жидкостей и в результате трения. Электрохимики установили, что имплантация ионов может усилить сопротивляемость материала как коррозии, так и износу. Если нержавеющую сталь имплантировать атомами платины в количестве 5 • 1016 атомов на 1 см2 поверхности, то образующийся поверхностный сплав защищает сталь от воздействия 20%-ного раствора серной кислоты в течение 80-дневного погружения. Несмотря на то что платина — драгоценный металл, стоимость имплантированной платины составляет несколько сотых долей цента на 1 см2, поскольку обработанный ею слой очень тонок.

Обработка поверхности металла методом ионной имплантации уже находится на пороге промышленного применения: для этого может быть использован как обычный метод ионной имплантации, так и его разновидность, известная под названием ионного смешивания. В этом процессе имплантируемое вещество осаждается из паров в виде тонкой пленки; одновременно или вслед за этим поверхность обрабатывается ионным пучком. За счет многократных соударений осажденное вещество смешивается с материалом подложки. Даже небольшое число ионов, проникающих через границу между пленкой и подложкой, прочно скрепляет покрытие с основным материалом. Повышение числа ионов ведет к полному смешиванию компонентов и образованию сплава. Поскольку при этом расходуется значительно меньше ионов, чем при получении поверхностного слоя методом чистой имплантации, такой процесс более экономичен.

Хотя ионная имплантация только начинает использоваться как промышленный метод обработки металлов, она уже доказала свою полезность в качестве инструмента научных исследований. Ионные пучки можно использовать для моделирования физических и химических факторов, действующих на металлы, и для изучения в лабораторных условиях поведения металлов в различных средах. При исследовании механизма коррозии метод имплантации позволяет вносить в металлические поверхности строго контролируемые количества ионов различных элементов и изучать роль каждого из них в процессе коррозии.

 

0 Коментариев

Вы можете быть первым =)

Оставить коментарий