Методические указания для самостоятельной работы студентов по дисциплинам «Воздействие излучений на вещество» и «Электрофизические методы обработки материалов», страница 12

Ионная имплантация позволяет значительно улучшить сопротивление окислению, а также механические свойства изделий из жаропрочных материалов на основе никеля и титана, используемых для изготовления газотурбинных двигателей (ГТД). Усталостная прочность повышается на 10-70 %; сопротивление горячей солевой коррозии – в 2-5 раз; сопротивление пылевой эрозии – в 1.5-3 раза; жаростойкость – в 2-3 раза; циклическая долговечность  – в 4-8 раз.

Имплантируя ионы в поверхность металлов, удается воздействовать на их термоэмиссионные свойства. В результате подбора сорта ионов и дозы в поверхностных слоях могут быть получены электроположительные слои с низкой работой выхода, характеризующиеся высокой удельной термоэлектронной эмиссией. Так, имплантация ионов B⁺  и La⁺  в тантал повышает его термоэмиссионную способность при 1600 ⁰С примерно на порядок. Улучшение термоэмиссионных свойств катодов определяет возможности увеличения эффективности электрофизических приборов (мощных ускорителей, лазеров и других устройств), применяемых в различных областях современной науки и техники.

Метод ионной имплантации может быть применен для повышения стойкости материалов к воздействию различных видов излучения. Среди проблем, возникающих в связи с выбором конструкционных материалов для термоядерного реактора (ТЯР), одной из главных является проблема стойкости материала первой стенки ТЯР по отношению к распылению быстрыми атомами изотопов водорода, а также блистерингу (образованию вакансионных микропор), вследствие внедрения высокоэнергетичных ионов He⁺ и атомов водорода в поверхностные слои. В настоящее время в качестве наиболее перспективного материала первой стенки рассматриваются железо-хромо-никелевые нержавеющие стали. Эрозия поверхности первой стенки ТЯР может лимитировать ресурс работы реактора, а попадание продуктов эрозии в плазму приводит к увеличению ее излучательных потерь, ухудшая энергобаланс реактора. М.И.Гусевой и сотрудниками показано (см. [5]), что в результате имплантации ионов C⁺ , B⁺, Mn⁺ , Ni ⁺  достигается значительное снижение блистеринговой эрозии нержавеющей стали. Этот результат объясняется взаимодействием вакансий с внедряемыми атомами.

Ионное облучение оказывает существенное влияние на электрические и магнитные свойства металлических сплавов. Это касается не только субмикронных и микронных пленок, толщина которых сравнима с проективным пробегом ионов, но и образцов субмиллиметровой толщины [6,9,12]. При облучении ионами Ar⁺ образцов толщиной 0.1 мм высокоомного сплава железо-палладий-золото, используемого для изготовления прецизионных проволочных резисторов и потенциометров, прирост электросопротивления составлял при различных условиях облучения от 30 до 60 %. Был получен практически нулевой термический коэффициент электросопротивления [9], чего не удается достичь с использованием обычных методов обработки. Изменение резистивных свойств обусловлено перестройкой атомной структуры сплава на глубине, существенно превышающей проективный пробег ионов. Процесс протекает при аномально низких температурах, при которых обычные диффузионные перестройки не реализуются

Модификация свойств диэлектрических материалов — также интенсивно развивающаяся область применения ионной имплантации. Достаточно упомянуть об имплантационной технологии изготовления ЗУ (запоминающих устройств) с высокой плотностью хранения цифровой информации на основе магнитных феррит-гранатов, работах по улучшению свойств световодов (снижение потерь, получение необходимых параметров ответвителей световых сетей), а также модификации различных свойств керамических и полимерных материалов, применяемых в приборостроении, биологии, медицине и т. д. Развиваются работы по модификации оптического спектра стекол, что позволяет получать стекла разнообразного цвета, достигая сколь угодно тонких оттенков цветов.