Bei der Ionenstrahlimplantation (ion beam implantation process - IBI) wird ein hochenergetischer Niederdruck-Ionenstrahl verwendet, um eine Materialoberfläche zu verändern und zu verbessern. Es wurde in den 70er und 80er Jahren von Physiklabors entwickelt, die auf mikroelektronische Bereiche spezialisiert sind, um p-n-Übergänge zu erzeugen. Damals zeigten verschiedene Studien, dass die Ionenstrahl-Implantationstechnologie die Oberflächeneigenschaften der implantierten Materialien erheblich verbessert: Härte, Reibungskoeffizient, optisches Verhalten und chemische Beständigkeit und vieles mehr. Leider haben die Größe und die Kosten der Ausrüstung eine groß angelegte industrielle Anwendung bis jetzt verhindert.
Seit 2017 hat IONICS dank einer starken Partnerschaft mit den Forschungszentren Ganil (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) und CIMAP eine Reihe von Mikrobeschleunigern (ionGUNTM) entwickelt, die eine effiziente und kostengünstige Nutzung der Technologie in allen industriellen Bereichen ermöglichen. Eine ECR-Plasmaquelle (Elektronenzyklotronresonanz) erzeugt einen mehrfach geladenen Ionenstrahl von bis zu 10 mA, der mit 35 keV auf die zu behandelnde Materialoberfläche beschleunigt wird. Es werden verschiedene reine oder gemischte Gase verwendet, um die Oberflächeneigenschaften von Metallen, Gläsern, Keramiken und Polymeren zu verbessern. Die Eindringtiefe der Ionen hängt vom Gas, dem Material und der Temperatur der Oberfläche, der anfänglichen Strahlenergie und dem Streuwinkel ab. Die Ionenimplantation verändert die Oberflächenchemie, das mechanische Verhalten, die Kristallinität, die Porosität usw. und führt zu neuen Oberflächenleistungen und -eigenschaften ohne zusätzliche Beschichtungen.
Die Ionenquellen werden in bestehenden Niederdruckanlagen oder in brandneuen, vom IONICS-Ingenieurteam entwickelten Systemen eingesetzt. Laborkammern und spezielle industrielle Produktionslinien stehen für Demonstrationen zur Verfügung.
WALIBEAM Industrielle Plattform für Ionenimplantation - IONICS
Parallel dazu hat IONICS zusammen mit dem Materia Nova R&D-Zentrum innovative Lösungen und Prozesse entwickelt, die an spezifische industrielle Anforderungen angepasst sind. Die Parameter für die Ionenstrahlimplantation werden von Experten der Materialwissenschaft mit halbindustriellen Systemen optimiert. Neue Geräte werden entwickelt und getestet. Wir von IONICS empfehlen MATERIA NOVA als Partner für Forschungsprogramme.
Implantation ionique - MATERIA NOVA
