Srebrny medal na ITEX 2010
Nagrodzona metoda została opatentowana i znajdzie zastosowanie przy produkcji precyzyjnych uszczelnień gumowych stosowanych w lotnictwie i sprzęcie wojskowym.W przemyśle półprzewodnikowym implantacja jonów należy do rutynowych procesów domieszkowania elementów mikroelektronicznych. Znajduje także coraz liczniejsze zastosowania w innych gałęziach przemysłu. – W przypadku metalowych elementów do form dla przemysłu gumowego, modyfikacja energii powierzchniowej stali powoduje, że guma przestaje przylegać do formy. Poprawia się jakość powierzchni wyrobów, a jednocześnie można znacznie ograniczyć przerwy w produkcji, nieuniknione z uwagi na konieczność czyszczenia form – mówi prof. dr hab. Jacek Jagielski (IPJ, ITME). Struktura materiału bombardowanego jonami ulega istotnym zmianom. Warstwa powierzchniowa nabiera nowych własności, często całkowicie odmiennych niż charakteryzujące materiał wyjściowy. Otrzymuje się w ten sposób znacznie lepsze parametry eksploatacyjne materiału niż pierwotne. Możliwe jest na przykład nadanie powierzchni stali narzędziowej własności stali kwasoodpornej – i to bez zmian własności rdzenia materiału, jego makroskopowej twardości oraz przy zachowaniu rozmiarów i klasy wykończenia powierzchni detalu. Proces implantacji jonów polega na wprowadzaniu obcych jonów do warstwy powierzchniowej materiału. W pierwszej fazie atomy domieszki są jonizowane, po czym przyśpieszane w polu elektrycznym do prędkości nawet tysięcy kilometrów na sekundę. Uformowaną wiązkę jonów kieruje się następnie na powierzchnię poddawanego obróbce materiału. Dzięki odpowiednio dużej energii jonów, wbijają się one w materiał na głębokość do jednego mikrometra. Można w ten sposób wprowadzić do dowolnego materiału praktycznie każdą domieszkę, w koncentracjach nieosiągalnych innymi metodami. Coraz częściej techniki wypracowane przez fizyków jądrowych trafiają do przemysłu. Jedną z takich metod, wywodzącą się z amerykańskiego programu budowy bomby atomowej, jest implantacja jonów. W połowie maja nowa metoda modyfikowania jonami metalowych form, stosowanych w przemyśle gumowym do produkcji m.in. uszczelek i opon, zdobyła srebrny medal podczas 21. Międzynarodowej Wystawy Wynalazczości, Innowacji i Technologii ITEX 2010 w Kuala Lumpur w Malezji. Osiągnięcie było możliwe dzięki wspólnemu wysiłkowi Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku, Instytutu Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie i Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Toruniu.