3.15.2 Види концентрованих потоків енергії. Їх загальна характеристика
Одним із напрямків створення перспективних технологій – є застосування з цією метою концентрованих потоків енергії (КПЕ).
Концентрованими потоками енергії називаються енергетичні потоки електромагнітних хвиль*, електронів, іонів, а також згустків плазми. Спільним для них є те, що під дією таких потоків можна здійснювати модифікацію поверхні матеріалів, їх механічних та електрофізичних властивостей.
Основним параметром, що визначає області застосування певного виду КПЕ є тип і енергія частинок. Від типу частинок залежить методика регулювання їх енергії, інтенсивності потоку, середовище, в якому здійснюється обробка об’єкту (матеріалів, деталей, оснастки і т.п.). Наприклад, потоки фотонів керуються за допомогою лінз і дзеркал. Потоки іонів, електронів – за допомогою магнітних і електростатичних систем, тому що вони чутливі до дії сили Лоренца та кулонівської.
Різний за величиною коефіцієнт поглинання різних типів частинок також впливає при обробці конкретного об’єкту.
Можна сказати, що різні типи КПЕ взаємно доповнюють один другого.
Наприклад, особливо це видно в технології інтегральних мікросхем. На різних операціях напівпровідникова пластинка піддається дії фотонного випромінювання (фотолітографія), іонного (легування), потоку електронів (стабілізація параметрів), плазми (створення покриття).
Іони використовують: а) в різних галузях машинобудування – при виготовленні відповідальних деталей, в яких тонкі шари дорогих металів наносяться на поверхню більш дешевого матеріалу для забезпечення корозійної стійкості, високої електропровідності, або теплопровідності і т.п.; б) в електроніці – як операції при створенні інтегральних мікросхем, наприклад іонне легування, нанесення плівок, що виконують роль функціональних елементів, наприклад датчиків.
Потік електронів використовується для зварювання, виготовлення деталей із матеріалів, що практично не сплавляються між собою, створення і обробки деталей із композиційних матеріалів (внаслідок фізико-хімічних процесів, що відбуваються при взаємодії електронів і матеріалів).
Для нанесення покриттів, що мають антикорозійні властивості, високу механічну міцність, забезпечують зносостійкість і відносно дешеві використовують згустки плазми. При цьому однак, на відміну від іонного та електронного потоку регулювання менш прецезійне.
4 Елементи фізики твердого тіла
Прогрес в області конструкційних матеріалів, мікроелектроніки, електротехніки, енергетики, в значній мірі зумовлений успіхом фізики твердого тіла (ФТТ).
Предметом фізики твердого тіла є вивчення, в першу чергу, кристалічних матеріалів, їх атомно-електронної структури, встановлення залежності між механічними, тепловими, електричними, магнітними властивостями матеріалів і їх структурою та складом. До питань, що розглядає ФТТ, відносяться також контактні, термоелектричні, гальваномагнітні явища.
