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表面状态对强流脉冲电子束辐照诱发金属表面熔坑的影响

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高压物理学报 2013年第1期27卷 99-104页

作者：王晓彤彭冬晋邹阳万明珍蔡杰关庆丰江苏大学材料学院江苏镇江212013 吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

为了考察材料晶体学特性对表面熔坑形成机制的影响,利用强流脉冲电子束(HCPEB)对喷丸前、后的304奥氏体不锈钢进行表面辐照处理,对HCPEB诱发的表面熔坑形貌进行了详细的表征。实验结果表明,HCPEB辐照后样品表面形成了大量的火山状熔坑,... 详细信息

为了考察材料晶体学特性对表面熔坑形成机制的影响,利用强流脉冲电子束(HCPEB)对喷丸前、后的304奥氏体不锈钢进行表面辐照处理,对HCPEB诱发的表面熔坑形貌进行了详细的表征。实验结果表明,HCPEB辐照后样品表面形成了大量的火山状熔坑,熔坑数密度和熔坑尺寸随电子束能量的增加而减小,材料表面的杂质或夹杂物容易成为熔坑的核心,并在熔坑形成的喷发过程中被清除,起到净化表面的作用。此外,喷丸前、后样品表面熔坑数密度遵循相似的分布规律,喷丸处理使熔坑数密度显著增大,表明材料的晶体学特性对表面熔坑形成有重要的影响,晶界、位错等结构缺陷是熔坑形核的择优位置。

关键词：强流脉冲电子束 304不锈钢熔坑

强流脉冲电子束轰击产生表面熔坑的数值模拟研究

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材料热处理学报 2003年第1期24卷 85-89页

作者：秦颖吴爱民邹建新刘悦王晓钢董闯大连理工大学三束材料改性国家重点实验室辽宁大连116024

在纯Al强流脉冲电子束表面改性实验的基础上 ,通过数值计算方法对其温度场和熔化过程进行了模拟 ,给出了脉冲半高宽度为 0 5μs、能量为 3J cm2 电子束轰击铝靶后 :熔化深度约为 2 5μm ,与TEM的观察结果一致 ,熔化从 0 4μs开始到 1... 详细信息

在纯Al强流脉冲电子束表面改性实验的基础上 ,通过数值计算方法对其温度场和熔化过程进行了模拟 ,给出了脉冲半高宽度为 0 5μs、能量为 3J cm2 电子束轰击铝靶后 :熔化深度约为 2 5μm ,与TEM的观察结果一致 ,熔化从 0 4μs开始到 1 6μs结束 ,最先完全熔化的位置约为 1 4μm ,亚表层首先熔化并且迅速膨胀 (沉积的能量在最大射程的 1 3处达到最大值 ) ,体积膨胀力大约为 2 75MPa ,引起了熔体从亚表层通过表层向外喷发 ,熔体的喷发速度约为 1 330m s,随后表面从内向外经历速率为 1 0 9K s的冷却过程 ,因而使得表面形成类似于火山坑状的”熔坑”。

关键词：强流脉冲电子束 HCPEB 数值模拟熔坑

强脉冲离子束辐照GH202镍基高温合金表面改性

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中国表面工程 2018年第1期31卷 7-14页

作者：钟昊玟梁家昌赵小勇张世贵乐小云北京航空航天大学物理科学与核能工程学院北京100191 中国民航大学理学院天津300300 四川成发航空科技股份有限公司成都610000

为改善GH202镍基高温合金的表面性能,使用成分为C^(n+)和H^+、加速电压为250kV的强脉冲离子束(IPIBs)对其进行表面辐照处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计等分别对不同参数辐照后的试样的表面形貌及性能进... 详细信息

为改善GH202镍基高温合金的表面性能,使用成分为C^(n+)和H^+、加速电压为250kV的强脉冲离子束(IPIBs)对其进行表面辐照处理。采用光学显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜和显微硬度计等分别对不同参数辐照后的试样的表面形貌及性能进行测试。结果表明:辐照后GH202合金表面产生了熔坑,熔坑的尺寸随能量密度的增加而增加,最大可至70μm。熔坑的产生源于表层低熔点组分的喷发。表层的γ'相消失,辐照之后的试样表层产生了M_(23)C_6结构的碳化物并在辐照过程中受到压应力作用。辐照后试样表层近百微米深度内显微硬度均获得不同程度的提高。在高温氧化时,辐照后的样品表面更易于形成Cr_2O_3和Al_2O_3连续膜层氧化物,阻碍O元素向基体扩散,使得抗高温氧化性能得到改善。

关键词：强脉冲离子束镍基高温合金熔坑显微硬度抗高温氧化性能

扫描电子束微熔抛光临界功率密度规律及实验研究

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表面技术 2021年第7期50卷 386-393页

作者：李新凯王荣王启超董玉健桂林电子科技大学广西桂林541004

目的明确扫描电子束改善45钢表面粗糙度工艺方法以及电子束抛光工艺参数的内在联系。方法以热轧空冷45钢为研究对象,通过设定可编程数字信号发生器的参数,实现扫描电子束环状下束的方式,对45钢试样进行微熔抛光处理,搭建45钢表面微熔状... 详细信息

目的明确扫描电子束改善45钢表面粗糙度工艺方法以及电子束抛光工艺参数的内在联系。方法以热轧空冷45钢为研究对象,通过设定可编程数字信号发生器的参数,实现扫描电子束环状下束的方式,对45钢试样进行微熔抛光处理,搭建45钢表面微熔状态下电子束功率与熔化所需功率密度的临界平衡关系,并采用数值模拟的方法,研究不同工艺参数下试样温度场的变化规律。结果 45钢微熔状态下,电子束束流与工件移动速度呈非线性关系。当电子束束流为9.36 mA,工件移动速度为11 mm/s时,45钢表面原始铣削划痕完全消失,且光洁度良好,表面粗糙度由2.0μm降至0.43μm,降低幅度约为78.5%。部分参数下,表面会出现熔坑、褶皱现象。这是因为单个扫描周期过长,能量积累,导致表层过度熔融。4#试样经电子束处理后,铣削划痕仍旧可见,这是因为单个扫描周期仅为3.6 s,表层能量流失过快,导致熔融不全的现象。结论扫描电子束处理45钢表面,可显著降低试样表面粗糙度。通过调节工艺参数,可控制电子能量密度和散热速率,减少熔坑、褶皱的出现。

关键词：扫描电子束抛光 45钢粗糙度工艺参数熔坑

强流脉冲电子束处理对SKD11钢表面形貌和性能的影响

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材料热处理学报 2008年第3期29卷 168-170页

作者：吴平生郝胜智张向东董闯大连理工大学材料科学与工程学院辽宁大连116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室辽宁大连116024

利用强流脉冲电子束对SKD11模具钢进行辐照处理。通过金相显微镜、三维轮廓形貌仪对处理样品表面进行形貌观察,发现处理表面有熔坑现象产生,熔坑面密度及处理面粗糙度随脉冲处理次数的增加而减少。对于初始少量脉冲处理时,样品表层显微... 详细信息

利用强流脉冲电子束对SKD11模具钢进行辐照处理。通过金相显微镜、三维轮廓形貌仪对处理样品表面进行形貌观察,发现处理表面有熔坑现象产生,熔坑面密度及处理面粗糙度随脉冲处理次数的增加而减少。对于初始少量脉冲处理时,样品表层显微硬度较原始样品低,且随处理次数增加而降低,但在高电压和更多脉冲处理时,显微硬度值有所回升。处理样品的截面显微硬度呈特殊的振荡式分布。摩擦磨损性能测试表明,在低电压(19.8kV)处理情况下,耐磨损性能得到改善,脉冲次数为8次时处理样品的耐磨性达到最佳。

关键词：强流脉冲电子束熔坑粗糙度显微硬度耐磨性

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强流脉冲离子束轰击对钛合金表面的损伤研究

真空科学与技术学报 2011年第3期31卷 372-375页

作者：李明娟刘伟波滨州学院飞行学院滨州256603 滨州学院物理与电子科学系滨州256603

为了研究强流脉冲离子束(IPIB)辐照在钛合金表面造成的损伤效应,利用IPIB在低、中、高三种能流密度下对钛合金表面进行了轰击。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对离子束诱发的表面形貌进行了分析。结果表明,当能量密度为1.44 J/cm2时,5... 详细信息

为了研究强流脉冲离子束(IPIB)辐照在钛合金表面造成的损伤效应,利用IPIB在低、中、高三种能流密度下对钛合金表面进行了轰击。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对离子束诱发的表面形貌进行了分析。结果表明,当能量密度为1.44 J/cm2时,5次脉冲轰击,靶材表面开始形成大量的熔坑。能量密度为4.5 J/cm2,10次脉冲辐照,表面出现大量较深的微裂纹,其形态分布与材料本身的缺陷密切相关。IPIB轰击能够诱发表层强烈的塑性变形;多次脉冲轰击,变形区域表面形成分布均匀,尺寸约为1μm的微孔洞形貌。微孔洞成分的线扫描结果显示,孔洞内部C,O和Si等杂质轻元素含量发生改变,β相稳定元素Mo含量基本保持不变。

关键词：强流脉冲离子束钛合金熔坑微裂纹微孔洞

W6Mo5Cr4V2钢表面强流脉冲离子束辐照研究

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材料热处理学报 2007年第6期28卷 143-147页

作者：王玉辉肖福仁廖波李玉海亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室沈阳理工大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110168

利用扫描电镜(SEM)、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪对W6Mo5Cr4V2钢经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照前后试样的表面形貌、粗糙度、表层的组织结构及硬度进行了分析,探讨了'熔坑'和硬度'多峰'态形成的原因。结果表明... 详细信息

利用扫描电镜(SEM)、台阶仪、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、显微硬度仪对W6Mo5Cr4V2钢经强流脉冲离子束(HIPIB)辐照前后试样的表面形貌、粗糙度、表层的组织结构及硬度进行了分析,探讨了'熔坑'和硬度'多峰'态形成的原因。结果表明,试样表面粗糙度随辐照次数的增加有所减小;辐照过程使该钢体心立方的马氏体α′-Fe向面心立方的奥氏体-γFe转变,碳化物溶解,马氏体溶碳量增大且晶粒细化,点阵畸变度增大,使W6Mo5Cr4V2钢表面硬度有较大的提高。

关键词：强流脉冲离子束(HIPIB) W6Mo5Cr4V2钢显微硬度熔坑

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铝对生长Ⅱa型宝石级金刚石的影响

金刚石与磨料磨具工程 2006年第1期26卷 8-10页

作者：李尚升马红安臧传义田宇张亚飞肖宏宇尹斌华贾晓鹏河南理工大学河南焦作454000 吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012

对于高温高压温度梯度法合成金刚石来说,在触媒中添加除氮剂(Ti、Al等),可以合成无色的IIa型宝石级金刚石。实验使用国产六面顶压机和NiMnCo溶媒通过温度梯度法来合成Ⅱa型宝石级金刚石,主要研究了除氮剂铝对生长Ⅱa型宝石级金剐石的影... 详细信息

对于高温高压温度梯度法合成金刚石来说,在触媒中添加除氮剂(Ti、Al等),可以合成无色的IIa型宝石级金刚石。实验使用国产六面顶压机和NiMnCo溶媒通过温度梯度法来合成Ⅱa型宝石级金刚石,主要研究了除氮剂铝对生长Ⅱa型宝石级金剐石的影响。由于铝的添加使得合成出的金钢石出现熔坑,并带有颜色等现象。大量实验表明:氮化铝的分解和过量铝的掺入是颜色和熔坑产生的原因。实验通过在约1210℃的低温区生长、降低生长速度至0．41mg／h,使金刚石的颜色和熔坑问题有了明显的改善。所以在用Al做除氮剂生长Ⅱa型宝石级金刚石时,为获得优质单晶,应以较低的生长速度在低温区生长晶体。

关键词：铝 NiMnCo触媒 Ⅱa型宝石级金刚石熔坑

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含硫金刚石的合成及杂质分析

金刚石与磨料磨具工程 2005年第4期25卷 14-16,19页

作者：周林李颖马红安李彦涛臧传义任国仲贾晓鹏吉林大学超硬材料国家重点实验室吉林长春130012 河南工业大学河南郑州450007

本文分别用N i70Mn25Co5合金粉末和含添加剂硫的N i70Mn25Co5合金粉末作触媒合成了金刚石单晶,通过对比,发现添加剂硫的引入使得金刚石内的包裹体含量增加,使晶体表面出现熔坑;利用X射线荧光光谱对晶体的杂质成分、相对含量进行了分析,... 详细信息

本文分别用N i70Mn25Co5合金粉末和含添加剂硫的N i70Mn25Co5合金粉末作触媒合成了金刚石单晶,通过对比,发现添加剂硫的引入使得金刚石内的包裹体含量增加,使晶体表面出现熔坑;利用X射线荧光光谱对晶体的杂质成分、相对含量进行了分析,发现杂质元素锰、硫的含量随着触媒中硫的添加量的增加呈增加趋势,由此推测在金刚石生长过程中生成了难熔的MnS,MnS以包裹体的形式进入金刚石中,在一定程度上破坏了金刚石的晶格排列,使得表面出现熔坑。

关键词：硫金刚石包裹体熔坑杂质