İyon implantasyonu

Bodycote’un Implantec işlemi, polimerler ve metallerin yüzeyini, yüksek enerjili iyon ışınıyla bombalayarak sürtünme katsayısını, kaynaşmalı aşınmayı ve yüzey sertliğini iyileştiren bir işlemdir.

Faydalar

İyon implantasyonun faydaları:

• Aşınmaya, özellikle kaynaşmalı aşınmaya karşı malzemeyi dirençli yapan yüzey sertleştirmesidir;
• Düşük sürtünme, düşük sarma problemi olur;
• Yorulma sınırında %30’a varan artış;
• Sıcaklıkta artış olmadan yüzey işlemi (soğuk metalürji) yapılır;
• Geometrik çarpılma olmaması;
• Yüzey durumunun (örn. süper yüzey) ve mekanik özelliklerinin (örn. düşük sıcaklık menevişli çelik) korunması;
• Soyulmanın (bu bir kaplama değildir) olmaması ve
• Ciddi ölçüde artırılmış korozyon direncinin sağlanması.

İşlem, bölgesel olarak ve tamamen işlenmiş parçalar üzerinde yapılır ve metallere, polimerlere ve elastomerlere uygulanabilir.

Uygulamalar ve malzemeler

Yüksek katma değerli mekanik plastik ve metalik parçalar.

• Tıbbi cihazlar: Segmanlar
• Tıbbi protezler: Yapay kıkırdak
• Tıbbi protezler: Dizler, omuzlar, parmaklar, diş implantları
• Mekanik parçalar: Segmanlar, sürtünme parçaları
• Polimerler: Silikonlar, polietilen, vb.
• Metaller: Titanyum alaşımları, alüminyum alaşımları, çelikler, değerli metaller (altın, vb.)

Proses detayları

İyon implantasyonu, vakumda (< 10-4 mbar) seçilmiş iyonların 50 KeV’den 200 KeV’e varan bir enerjiyle malzeme yüzeyini bombalaması işlemidir. İyonlar malzeme yüzeyine şiddetle nüfuz eder ve ardından durur ve atomlarla çarpışarak enerjilerini kaybeder.

Soğuk plazma işlemi, vakumda, düşük sıcaklıkta (< 100°C/210°F), malzemenin yüzeyinde herhangi bir ekstra katman eklemeden, mikron mertebesindeki bir derinlikte, yüzeyi değiştirir (bu bir kaplama işlemi değildir).

Bodycote’un iki çeşit iyon katkılama ekipmanı vardır:

• Doğrudan: Azot, argon ve genelde iyon gazı
• Çoklu iyon: Her türden iyonlar (metaller, bileşikler)