镁合金强流脉冲电子束表面改性

选用变形镁合金AZ31和铸造镁合金AZ91HP作为研究对象,进行强流脉冲电子束表面处理研究,这种处理能够有效地提高镁合金的抗蚀性和达到表面强化效果.处理后样品表面呈起伏形貌,出现典型熔坑,重熔层4 μm～10μm,导致表面出现塑性变形,主要是孪晶形式.由于镁的蒸发和第二相Mg17Al12熔化,表面形成铝的过饱和固溶体.性能测试主要是摩擦磨损和抗腐蚀性能测试.近表层几百微米范围内均出现显微硬度值升高的现象,改性样品平均摩擦系数降低,耐磨性提高.处理后样品在5%NaCl溶液中抗腐蚀性能有显著提高,镁合金强流脉冲电子束处理后,铝固溶度增加,表面易于形成致密的氧化膜,动电位极化曲线测量结果显示极化电阻增大,自腐蚀电流降低,最大可降低三个数量级,极化电阻与之相反.     

强流脉冲电子束表面改性镍基合金的研究

DZ22合金因其优良的高温性能被广泛的应用于高温热端构件。为了进一步提高DZ22合金表面性能,使用强流脉冲电子束对其表面进行轰击。本文主要讨论温度场模拟及微观组织状态。采用abaqus模拟软件对轰击时DZ22镍基合金表面的温度场进行模拟。模拟结果表明,轰击时试样表面在0.68μs时达到轰击时表面的最高温度1629℃,超过DZ22镍基高温合金熔点。利用激光共聚焦显微镜对轰击前后合金表面形貌进行观测,实验结果显示,轰击后试样表面产生熔坑形貌。利用X射线衍射仪对轰击前后合金表面组织结构进行分析,实验表明,轰击使合金表面应力状态与晶粒的生长方向发生改变。结果表明,轰击使得DZ22合金表面出现熔坑形貌且改变其晶粒方向。     

强流脉冲电子束对4Cr13不锈钢的表面改性

为了改善4Cr13不锈钢的表面强度和耐磨性,对其进行了强流脉冲电子束表面辐照处理,研究了该处理对4Cr13的形貌、相结构、显微硬度及耐磨性能的影响。结果表明：电子束处理后,不锈钢表面出现多种形态的熔坑,20次脉冲处理时熔坑边缘出现了大量的变形孪晶;脉冲电子柬处理使不锈钢发生了由α相向γ相的转变,表层晶粒细化至纳米尺度;...     

一种新型的材料表面改性装置--强流脉冲电子束(电子炮)

本文介绍了一种强流脉冲电子束材料表面改性装置,并对其基本构造及工作原理进行了剖析。电子束产生部分由爆炸电子发射阴极、等离子体阳极及导向磁场构成。在对该装置测试的基础之上,我们采用不同的工艺参数进行了Ａｌ材表面改性实验。分析及测试结果表明,材料近表面层的显微结构发生明显的变化。     

强流脉冲电子束热障涂层表面改性温度场数值模拟

采用了一维温度场模型,对强流(10 A·cm-2～-40 A·cm-2)、脉冲时间(10us～100us)、电子束辐照热障涂层过程中的温度场进行了数值模拟.模拟结果显示:靶材表层迅速熔化(甚至汽化),熔化层深度达到2.34um(汽化层深度0.12um);温度随时间变化率高达107 K·s-1～108 K·s-1,温度梯度大约109K·m-1;模拟结果与实验结果基本吻合.实验结果表明:经强流脉冲电子束轰击后,热障涂层性能得到改善,有利于热障涂层在工业中的应用.     

强流脉冲电子束作用下40Cr表面性能的研究

强流脉冲电子束照射下40Cr试样表面熔坑现象随照射次数的变化而改变。通过金相显微镜观察得到试样表面粗糙度随熔坑的变化趋势,同时观察截面的金相组织,分别测量不同照射次数下试样的表面与截面硬度,在此基础上分析照射次数对试样硬度的影响。采用摩擦磨损试验测试不同照射次数下试样的表面耐磨性能,结果表明经25次照射后试样磨痕宽度减小、磨损体积缩小。     

强流脉冲电子束作用下Cu表面合金化Mo研究

钼（Mo）与铜（Cu）之间属于二元互不固溶体系,然而结合了Mo的高温硬度和强度以及Cu的导电导热等优异性能的Cu-Mo复合材料却在电触头、散热元件等领域有着重要的应用。存在的问题是Cu-Mo之间的固溶度极低,难以实现合金化,从而极大地限制了Cu-Mo复合材料优异性能的发挥。该研究尝试采用强流脉冲电子束（HCPEB）技术实现Cu-Mo互不固溶体系的合金化,从而达到改善材料表面力学性能的目的。利用HCPEB辐照预制Mo涂层粉的Cu基体进行辐照,研究不同脉冲次数对样品固溶度、相结构和表面硬度的影响。结果表明,HCPEB辐照可以有效提高Cu-Mo互不固溶体系的固溶度,15次辐照后,Mo在Cu基体中的固溶度达到最高;随辐照次数增加,Cu(Mo)固溶体受热脱溶影响导致合金层中的固溶度反而有所降低。微观结构图像显示,15次HCPEB辐照后样品表层中可观察到大量的球形以及摩尔形态的Mo颗粒;当辐照次数增加到35次后,Mo颗粒大多倾向于分布在晶体缺陷处,且脱溶析出的Mo颗粒与基体存在一定的取向关系。性能测试结果表明,HCPEB合金化处理后Cu(Mo)合金化表层的硬度与辐照次数呈统一变化趋势,即随辐照次数...     

碳素钢强流脉冲电子束处理后的表面火山口状凹坑研究

利用强流脉冲电子束(HCPEB)技术对碳素钢进行了表面改性处理.利用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对改性试样的表面性质进行了分析,结果表明:样品表面出现了"火山坑"状的凹坑,淬火态T8凹坑数量比45#钢少,凹坑深度比45#钢深.凹坑的密度与输入的能量密度成正比关系;此外,凹坑的分布密度先随轰击次数(n=1～5)的增加而增加,随后(n=6～10)略有降低;分析表明凹坑的形成及分布与位错密度密切相关.     

强流脉冲电子束表面处理对不锈钢316L耐蚀性能的影响

利用"Nadezhda-2"型强流脉冲电子束装置,以奥氏体不锈钢316L为实验材料,分别通过金相显微镜、X射线衍射、电子探针及电化学腐蚀仪等手段对处理后的样品进行组织分析和性能测试.结果表明,处理材料表层微晶粒尺寸明显细化(纳米化),同时形成显著的(111)晶面择优取向,表面层成分分布趋于均匀.上述脉冲强流电子束轰击诱发的材料组织、结构及成分分布变化构成不锈钢316L耐蚀性能提高的主要原因.     

AZ31镁合金强流脉冲电子束表面改性研究

通过动电位极化曲线测试.光学电子显微镜及电子探针等方法研究了强流脉冲电子束表面处理对AZ31镁合金腐蚀性能的影响及样品的表面形貌与成分.结果表明,在5%NaCl溶液中,加速电压27kV、脉冲8次处理后的样品比原始样品耐蚀性提高了1.6倍;处理后样品的表面出现了典型的熔坑形貌;电子束快速凝固过程使最表层晶粒细化,进而导致表层镁、铝元素含量及分布形式发生变化.样品表层铝元素含量的提高是改善其耐腐蚀性能的主要原因.     

电子束表面改性技术质量控制与性能影响分析

电子束表面改性技术能够赋予材料优异的表面性能,具有广阔的应用前景。分别从裂纹、气孔、表面粗糙度、改性层与基体结合强度等方面综述了材料电子束表面改性层性能研究现状,并从抗氧化性能、耐磨损性能、抗腐蚀性能、断裂韧性方面综述了电子束表面改性对材料表面性能的影响,简要介绍了用于电子束表面改性的设备,并展望了该项技术的发展前景。     

离子束合成TiO2薄膜对医用NiTi合金表面的改性

采用离子束增强沉积法制备TiO2薄膜,对医用NiTi合金进行表面改性处理。系统研究了薄膜的表面组成、结构、形貌及耐蚀性、亲水性等与血液相容性相关的表面性质。NiTi合金表面沉积TiO2薄膜后,抗模拟体液的腐蚀性提高,凝血时间延长。为进一步提高TiO2薄膜的抗凝血性,对TiO2薄膜的进一步表面改性－表面结合肝素分子进行了初步尝试,结果表明,薄膜表面组成发生变化,表面亲水性进一步提高。     

等离子体表面技术和在有机材料改性应用中的新进展

综述了20世纪90年代以来低温等离子体表面技术及其在有机材料改性应用中的新进展。介绍阻挡放电和远等离子体处理是实现工业化和获得更好的等离子体表面改性的新方法。目前的研究更多地关注于等离子体接枝表面改性,即将不同性能的单体接枝于用等离子体处理过的材料表面获得永久性表面改性,以提高材料的粘附性、吸湿性、吸附性、导电性和生物相容性等。对低温等离子体表面改性技术的研究和应用进行了展望。     

表面改性在生物医用材料研究中的应用

在植入物体性能较好的基础上,表面性能是决定其生物相容性是否良好的至关重要因素。本文针对硬组织和与血液相接触的金属植入物,对表面改性技术、表面改性膜层特点及其应用进行了综合评述,探讨了通过表面改性提高植入物生物相容性的机理,并指出了生物医用材料表面改性的研究发展方向。     

电子束重熔处理对硅化物涂层表面形貌和性能的影响

在Nb521铌合金表面采用料浆烧结法制备硅化物涂层,利用高频扫描电子束对硅化物涂层进行重熔处理,通过扫描电子显微镜对处理样品表面形貌进行组织结构分析。研究表明,经过电子束重熔处理,硅化物涂层表面陶瓷晶粒粒度降低,表面粗糙度降低,陶瓷颗粒之间烧结作用增强,重熔区域与未处理区域具有明显的边界,电子束能量分布较均匀。电子束重熔增强了陶瓷涂层的烧结作用,涂层致密度增加,硅化物层的抗氧化性能和抗热震性能提高。     

碳纤维表面的电聚合改性研究

本文用循环伏安法,测定了几种烯类单体水溶液体系在碳纤维表面的伏-安曲线,选出了各自相应的最佳聚合电位。以碳纤维为电极,在最佳电位下,进行了上述溶液体系的间断法和连续法电聚合作业。使用扫描电镜,对碳纤维表面电聚合涂层的形貌、厚度进了研究。测定了经电聚合处理后的碳纤维的单丝拉伸强度、拉伸模量以及断裂伸长率的变化。用上述方法处理过的碳纤维/环氧树脂基复合材料,层剪强度有了大幅度提高,冲击强度也有了明显改善。      

氧化镁填料的表面辐射接枝改性

本文采用共辐照方法将甲基丙烯酸甲酯(MMA)接枝到氧化镁MgO)粉末填料上,用傅里叶红外光谱和X射线衍射对接枝物进行了表征,并利用ESCA、SEM以及接触角测定对其表面性质进行了研究。将接枝改性后的MgO作为高密度聚乙烯(HDPE)的填料,实验结果表明,表面改性后的MgO在聚合物基质中的分散性得到明显改善,填入改性MgO的HDPE其断裂强度和断裂伸长率均有明显提高,且热稳定性也得到了显著的提高。     

在脉冲电流或脉冲磁场作用下LY12合金的凝固组织

在LY12铝合金凝固过程中施加脉冲电流或脉冲磁场，研究脉冲电流或脉冲磁场对这种合金凝固组织的影响。结果表明，脉冲电流和脉冲磁场均可使晶粒明显细化，等轴化，在脉冲电磁艇下金属凝固组织的晶粒细化机制为：在脉冲电磁场的作用下剧烈的强迫对流促进晶粒从型壁上游离，大大增加金属熔体的形核率，导致晶粒细化；温度相对均匀使得游得的晶粒得以保存下来，抑制了晶粒在某个方向上的优先,从而抑制了树枝晶的形成。     

电子束辐照对HDPE结构与亲水性能影响的研究

研究了在空气中电子束辐照所引起的ＨＤＰＥ分子结构变化以及辐照对ＨＤＰＥ亲水性的影响”。结果表明,通过电子束辐照可在ＨＤＰＥ分子链上引入含氧极性基团,使的表面自由能增大,极性增强,与水的接触角减小。辐照ＨＤＰＥ的分子量降低,分子量分布变窄。     

铁氧磁流体的微波水热合成、表面修饰和磁性高分子微球的制备

讨论了微波辐射下Fe^3 ／Fe^2 的水解过程。通过微波辐照引起的快速成核，微波可以将铁磁粒子的直径从143nm～248nm减少到114nm～219nm。微波能均匀升高体系温度，加速铁盐的水解，有利于形成小粒径均分散的铁磁粒子。用酒石酸二丙烯酸酯改变铁磁粒子的表面性质，在有机相和无机相之间建立连接，使无乳化剂乳液聚合和分散聚合制备磁性高分子微球可以顺利完成。