DE1806821A1

DE1806821A1 - Verfahren zur Herstellung chemisch und physikalisch stabiler Festkoerperoberflaechenschichten

Info

Publication number: DE1806821A1
Application number: DE19681806821
Authority: DE
Inventors: Krimmel Dr Eberhard F
Original assignee: KRIMMEL DR EBERHARD F
Current assignee: KRIMMEL DR EBERHARD F
Priority date: 1968-11-04
Filing date: 1968-11-04
Publication date: 1970-06-04

Description

Verfahren zur Herstellung chemisch und Dhorikalisch stabiler Festkörnoroberflichenschichten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung gegen chemische und physikalisch. Angriffe stabiler Festkörperoberflächenschichten. Eine solche Schicht kann eine Eigenschicht oder eine Fremdschicht sein.
Die üblichen Verfahren zum Schutze der Oberfläche eines gegen chemische und physikalische Angriffe nicht resistenten Festkörpers sind etwa Lackieren, Glasieren, Galvanisieren, Vakuumaufdampfen u.s.w. Immer tritt dabei das Problem wX der Haftfähigkeit der Schutzschicht auf dem zu schützenden Festkörper und die Stabilität der Schutzschicht selber gegen chemische und physikalische Einflüsse auf. Oft ist es überhaupt nicht möglich, Festkörper, die unter Umständen auch aus dünnen Filmen bestehen können, mit einer Schutzschicht zu versehen, weil sonst die Anwendung behindert würde, wie es z. B. bei Sandwich-Schichten in integralen Schaltungen oder bei optischen Spiegeln der Fall sein kann.
Nach der Erfindung wird auf die Oberfläche des zu behandelnden Festkörpers ein genügend intensiver Strahl von Teilchen gerichtet. Die Teilchen bestehen aus hochenergetischen Ionen und/oder Neutralteilchen oder aber aus hochenergetischen Ionen und/oder Neutralteilchen und niederenergetischen (i. allg. thermischen) Ionen und/oder Neutralteilchen. Die Teilchen können aus demselben oder einem anderen~Material wie die zu beschießende Oberfläche des Festkörpers bestehen.
Die hochenergetischen Teilchen müssen eine materialabhängige Nindestenergie (einige keV) besitzen, damit sie viele Atomlagen tief in den Festkörper eindringen können. Dabei wird eine Reinigung der Oberfläche durch Oberflächenzerstäubung bewirkt.
Gleichzeitig entsteht im Festkörper eine Minchschicht, in der dieKonzentration der hereingeschossenen Teilchen in Richtung zur Festkörperoberfläche hin zunimmt. Werden genügend niederenergetische Teilchen mit angeboten, so wächst auf der Festkörperoberfläche ein außerordentlich harter Film auf, der auf dem Festkörper als Unterlage außergewöhnlich gut haftet; bei Cr auf Glas wurden 50 bis 100 fache Haftfähigkeitserhöhungen verglichen mit auf konventionellen Verfahren hergestellten Schichten gemessen.
Bei materialabhängiger geeigneter Wahl der Energie der schnellen Teilchen kann das elektrochemische Potential der Oberflächenschicht geändert werden; es wurden Änderungen bis nahe an 1 Volt gemessen. Entsprechend ergibt sich eine erhöhte Resistenz gegen chemische Angriffe (Oxydation, Ätzung durch Säuren u.s.w.). Zum Beispiel war es oft nur möglich, auf Glas aufgebrachte Filme durch Flußsäure abzulösen; andere im Normalfall auf den Film einwirkende Säuren waren dagegen wirkungslos. Solche Schichten lassen sich natürlich auf der anderen Seite auch zum Bau von galvanischen Elementen benützen.
Elektrisch leitende Mischschichten und Filme zeigen eine bis zu 50 erhöhte elektrische Leitfähigkeit und damit zusammenhängend bis zu 15> erhöhten lichtoptischen Reflexionskoeffisienten verglichen mit entsprechenden aber auf konventionellen Weisen hergentcllten 5Schichten. Ebenso lassen sich Änderungen der absoluten thermoelektrischen Kräfte erzielen.
Das Verfahren wurde bis jetzt mit Teilchenstrahlen aus Al, Ag, Cu, Au, Pt, Fe, Ni, Cr, Nb, Ni-CR, Fe-Cr, Au-Cr, Au-Fe, und Festkörpern aus Glas, Quarz, Plexiglas, Cu, Al, und Fe erprobt.
In Betracht gezogen ist die eigene Druckschrift:"Eigenschaften dünner unter Ionenbeschuß aufgedampfter Schichten"; Le Vide No. 136, Suppl. S.91 (1968).

Claims

Patontansvruch

Verfahren zur Herstellung von gegen chemische und physikalische Angriffe resistenten Festkörperoberflächen dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des betreffenden Festkörpers mit hochenergetischen Ionen und/oder Neutralteilchen oder aber mit hochenergetischen Ionen und/oder Neutralteilchen und zugleich mit niederenergetischen (thermischen) Ionen und/oder Neutralteilchen, die aus derselben oder eine anderen Material wie der zu beschießende Festkörper bestehen, in der Weise beschossen wird, daß eine gut haftende, harte Nischschicht bzw.

ein auf dem Festkörper gut haftender, harter Film entsteht, daß deren elektrochemische Potentiale geändert sind und daß Mischschicht bzw. Film gegen chemische Angriffe resistent werden.

Unteransprüche 1) Verfahren nach Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrisch leitenden Mischschichten bzw. Filmen erhöhte elektrische Leitfähigkeit entsteht.
2)Verfahren nach Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet, daß bei elektrisch leitenden Hinchchhichten bzw. Filmen Änderungen der absoluten thermoelsktrischen Kräfte auftreten.
3) Verfahren nach Hauptanspruch dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Mischschichten bzw. Filme zum Bau galvanischer Elemente verwandt werden.