强流脉冲电子束

摘要： 利用激光熔覆(Laser cladding,LC)技术在镍基高温合金表层制备NiCoCrAlYSi涂层,随后利用强流脉冲电子束(High current pulsed electron beam,HCPEB)技术对熔覆层表面进行辐照处理.利用X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、扫描电子显微镜(Scanning electron microscopy,SEM)等仪器观察HCPEB辐照前后激光熔覆层微观结构演变,并对比分析熔覆层表面显微硬度.结果表明:激光熔覆层主要由 γ/γ′相构成,表面存在较多孔隙并具有典型的枝晶偏析现象;HCPEB辐照处理后熔覆缺陷消失,表面发生重熔并形成致密的重熔层,且重熔层厚度随辐照次数的增加而逐渐增加.此外,辐照表面诱发产生交滑移及纳米晶结构.表面显微硬度结果显示,HCPEB辐照处理后熔覆层表面硬度显著高于原始样品硬度.

摘要： 目的改善FeCrAl涂层表面组织,提高其耐高温盐溶液腐蚀性能。方法用电弧喷涂方法在45碳钢表面制备FeCrAl(Cr 25.5%,Al 5.5%,Fe余量)涂层。用强流脉冲电子束(HCPEB)对FeCrAl涂层进行表面改性处理,工作参数为:脉冲宽度200μs,能量密度分别为20、25、30、40 J/cm^2。处理脉冲次数均为1次。通过金相显微镜和扫描电子显微镜对改性层形貌进行分析,通过电子探针方法测量改性前后涂层中Fe、Cr、Al和O元素的分布变化,利用X射线衍射分析对比改性层的相成分组成。在温度650°C下,以Na2SO4+K2SO4饱和盐溶液为腐蚀介质,测试FeCrAl涂层的高温腐蚀性能,并对腐蚀表面形貌进行分析。结果HCPEB处理FeCrAl涂层发生表层重熔,原始粗糙疏松的涂层组织变得光滑致密,表面出现分离的球冠状凸起,凸起内部由排列紧密的Fe-Cr柱状晶组成,Al元素向凸起结构的表面和周围凹陷处聚集。随HCPEB处理能量密度增大,凸起结构尺寸增加,涂层表面的Fe2O3相消失,α-Al2O3相含量增多。经120h高温腐蚀后,原始涂层腐蚀增重63.8 mg/cm^2,HCPEB能量密度20 J/cm^2处理的样品腐蚀增重51 mg/cm^2。结论使用HCPEB在脉冲宽度200μs和能量密度20 J/cm^2下处理FeCrAl涂层后,其高温腐蚀增重较原始涂层减少20%,而使用过高的HCPEB能量密度处理会导致FeCrAl涂层表面结构和耐高温腐蚀性能变差。

摘要： 目的通过添加Mg元素改善Al-20Si合金的组织,提升其表面力学性能。方法运用场发射扫描电镜(FESEM)、显微硬度计及多功能材料表面性能试验仪等一系列检测手段,考察Mg元素对强流脉冲电子束改性Al-20Si合金表面效果的影响,及合金表面微观组织和表面力学性能的变化。结果Mg元素能与硅相形成更细小的Mg2Si相来细化初生硅相,同时可改善强流脉冲电子束处理后铝硅合金表面产生的微裂纹。材料表面经强流脉冲电子束改性后,所有的衍射峰发生了宽化及偏移。两组合金铝基体的显微硬度随着脉冲数的增加而逐渐递增,Al-20Si合金铝基体的显微硬度由745.5 MPa增加到2170.7 MPa,Al-20Si-5Mg合金的铝基体显微硬度由1061.3 MPa增加到2403.6 MPa,Mg元素的添加可提高Al-20Si合金的硬度。另外,通过往复摩擦试验发现,Mg元素及强流脉冲电子束都能提高材料的耐磨性。结论Mg元素能改善强流脉冲电子束处理后Al-20Si合金表面的微观组织,添加Mg元素后,Al-20Si合金表面的力学性能得到提高。

摘要： 目的改善GH3039合金的抗高温氧化性能。方法在GH3039合金表面涂抹Cr粉末,然后借助于强流脉冲电子束装置(简称HCPEB)对该合金表面进行相应的处理,而后分别使用X射线衍射仪(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)对合金表面进行观察,对比处理前后的物相和微观结构变化,然后以850°C恒温环境为基础,对样品合金化前后的氧化动力学与氧化机制进行相应的测试与分析。结果该合金在HCPEB辐照处理后,其表层已经形成了相应的滑移带,表层晶粒显著细化,尤其是30次辐照样品中形成了尺寸约为100 nm的纳米晶结构。恒温氧化试验的测试结果显示,通过100 h的氧化处理,原始样品氧化增重数值最大,与此同时生成的氧化膜整体偏厚,达到6μm,有一定程度的裂纹与孔洞,基体发生了严重的内氧化。通过辐照处理30次后的合金化样品,氧化100 h后的增重数值最小,由此生成的氧化膜厚度仅仅约为3μm,同时氧化膜的主要构成为氧化铬,该氧化膜还呈现出连续生长属性,相应结构具有致密性且没有剥落,对基体有较为明显的保护功能。结论HCPEB辐照可以将Cr原子熔入GH3039合金表层,快速实现Cr表面合金化。合金表面Cr含量的提高以及在微结构促进元素扩散的共同作用下,该合金抗高温氧化性能得到显著优化。

摘要： 为优化强流脉冲电子束(HCPEB)改性过程的工艺参数,以获得最佳的脉冲时间和电子束能量密度,利用有限元方法,模拟了对表面涂覆铝膜的CoCrAlY电子束轰击过程的温度场分布,分析了脉冲时间和电子束能量密度对试样表面合金化的影响.结果 表明:铝膜厚度为2 μm时,最佳脉冲时间和电子束能量密度的组合为1.5μs,6 J/cm2,此时对应基体的熔化深度为0.2 μm.延长脉冲时间可使试样表面温度逐渐升高,热影响区逐渐增大.当能量密度为4 J/cm2时,适当延长脉冲时间,使其介于1.5 μs与6μs之间,也能达到良好的电子束改性目的,获得理想的表面合金化效果.

摘要： 利用大气等离子喷涂技术在镍基高温合金基体上制备CoCrAlY涂层,使用EBVD技术蒸镀纯铝薄膜,并利用强流脉冲电子束改性镀铝涂层,通过改变轰击次数以达到改变入射能量的目的.将轰击后的镀铝涂层进行高温氧化实验,观察并分析轰击后镀铝涂层的氧化行为以及显微形貌的变化,研究HCPEB脉冲次数对涂层表面相成分的影响.与APS喷涂涂层相比,改性涂层的氧化动力学曲线更趋近于抛物线,且在氧化后期增重缓慢.XRD结果显示,经不同次数轰击后的涂层相成分基本一致,累计脉冲次数越多,α-Al2O3含量越高.SEM结果显示,经HCPEB轰击后的涂层的表面重熔,形成细胞状凸起结构.经30次轰击后的改性涂层表面氧化0.5h后,出现氧化铝和Co/Cr-O类氧化物;氧化20 h后生成横向连续致密的α-Al2O3膜;氧化100 h后,在小范围内生成尖晶石类氧化物,α-Al2O3膜仍起保护作用.

摘要： 本文研究强流脉冲电子束(HCPEB)对50BA钢表层组织和表面耐腐蚀性能的影响.对50BA钢进行不同脉冲次数的表面处理,用扫描电镜观察组织变化,并在NaCl和去离子水配成的3.5wt％的NaCl腐蚀溶液中(室温)进行动电位极化曲线测试.经HCPEB处理后,50BA钢试样表面晶粒细化且产生了针状马氏体;试样表面的自腐蚀电位从-0.660V提高到-0.629V,自腐蚀电位从1.48×10-6A降低到8.36×10-7A;随着脉冲次数的增加,试样表面的腐蚀电流降低,腐蚀电位升高,腐蚀速率降低,腐蚀倾向性减小,其中50次脉冲处理后试样表面的耐蚀性能最好.经HCPEB处理,表层组织发生相转变,获得的均匀细小针状马氏体从理论上说明提高50BA钢的耐腐蚀性能.为了提高50BA钢的耐腐蚀性,应将脉冲次数控制在30次以上,且越高越好.

摘要： 本文研究了在不同脉冲次数的强流脉冲电子束(HCPEB)作用下50BA钢表面摩擦磨损的变化情况.研究结果表明:50次脉冲处理后,50BA钢表面硬度达到最大,比原始试样提高了20.9％;50BA钢试样的表面磨损量随脉冲次数的增加而降低,30和50次脉冲处理后试样的相对耐磨性比原始试样都提高了2倍;随着脉冲次数的增加,50BA钢试样表面磨痕中的利落现象和撕裂现象逐渐消失,磨损深度逐渐变浅.

摘要： 本文研究了强流脉冲电子束表面重熔处理30SiMn2MoVA高强钢的显微组织.结果表明:经电子束处理后样品表面熔体喷发形成形状各异、大小不一,分布不均的熔坑;试样表层组织发生了相变,产生了马氏体和残余奥氏体.

摘要： 本文研究了不同脉冲次数强流脉冲电子束表面改性处理30SiMn2MoVA钢的耐蚀性能.研究结果表明:通过强流脉冲电子束处理后,30SiMn2MoVA钢的耐蚀性得到改善,经过30次脉冲处理后试样的腐蚀电位最高为-641mV,腐蚀倾向性最低,腐蚀电流密度最小为6.91×10-4mA/cm2,腐蚀速率最小,其耐蚀性能最好.

摘要： 通过磁控溅射方法在CuCr25合金表面镀Zr膜,用不同脉冲次数的强流脉冲电子束对镀膜后的样品进行表面合金化处理,为了研究添加Zr组元后合金材料在不同脉冲次数下的电化学腐蚀性能,在NaCl溶液中进行了动电位极化曲线测试和交流阻抗测试,根据极化曲线分析和等效电路拟合得出的一致结果可知当脉冲次数为1次时合金的耐蚀性能最好.

摘要： 采用强流脉冲电子束(HCPEB)处理表面镀铌膜的CuCr50合金,并对电子束处理前后样品的显微组织及耐腐蚀性能进行研究.结果表明,强流脉冲电子束处理后,合金中cr粒子尺寸减小,晶粒得到细化,组织更加均匀;相组成没有发生变化;合金的耐腐蚀性能得到提高.

摘要： 为了研究回火处理对45钢表面重熔层组织结构和硬度的影响,本文采用强流脉冲电子束技术对45钢进行了不同次数的辐照处理,并对经过辐照后的45钢进行了回火处理.实验结果表明,多次辐照可以在45钢表层形成较多的残余奥氏体,且硬度有所上升;经过回火处理后,45钢表层的残余奥氏体逐渐分解,硬度呈现先上升后下降的趋势.

摘要： 强流脉冲电子束作为一种高能量密度束流,近年来在材料表面改性方面得到了日渐广泛的应用.本文介绍了强流脉冲电子束表面改性基本原理、装置,及其技术特点,综述了强流脉冲电子束表面改性技术在材料表面相变强化、表面重熔处理、表面合金化、表面熔敷、表面非晶化、表面薄层退火等工艺中的应用.

摘要： 利用强流脉冲电子束技术(HCPEB)对大气等离子喷涂(APS)CoCrAlY涂层表面进行处理,对HCPEB诱发的微观结构进行详细表征,并考察HCPEB处理前后热障涂层(TBCs)热循环性能.结果表明:HCPEB处理后涂层表面热喷涂结构缺陷消失,表面重熔,形成大量的胞状凸起结构,且表面富集大量的微晶颗粒;200次循环后APS-TBCs失效,HCPEB-TBCs表面仅出现1％的边角剥落,说明HCPEB处理后TBCs具有较强的抗热震性能.

摘要： 高性能的分幅相机是强流脉冲电子束束参数测量及加速器调试中必不可少的一部分,为了满足这种要求,研制了一种新的高性能超高速的三分幅相机.该分幅相机采用一种成像质量较好的会聚光成像的全口径分光原理,由高速快门、科学CCD相机及高速的控制器等组成,具有快门时间和幅间时间独立控制的能力,灵活的控制方式很好地满足了各种测试要求,并且在有效像面面积达到Φ25mm的情况下可以获得约3ns的最高快门速度以及高于30 1p/mm的像面空间分辨率,圆满地完成了强流脉冲电子束的调试工作.

摘要： 材料表面改性领域中，用强流脉冲离子束对电子束物理气相沉积涂层的封顶技术，包括在耐高温的零部件基体1表面沉积金属粘结层2，陶瓷层3和建立陶瓷层表面的封顶层7，特征：在真空度0.8～1.1×10

摘要： 本发明提供一种非相对论性强流脉冲电子束单片机精细同步控制方法，该方法采用了一种非相对论性强流脉冲电子束单片机精细同步控制系统，该系统包括PC工控机、单片机、磁场放电单元、阳极放电单元、阴极放电单元、检测单元和波形记录仪，该方法包括PC工控机先预设阳极粗延时与精细延时计数值以及阴极粗延时与精细延时计数值并下传至单片机，然后单片机在PC工控机的控制下依次启动磁场、阳极和阴极放电，通过检测单元用波形记录仪监视磁场电流波形和阳极电流波形，根据反馈波形同步结果和同步要求，采用粗延时和精细延时配合，反复调节延时，达到最佳同步靶电极上电流的持续时间、径向密度分布、靶表面光洁度、能量透入深度与梯度变化。

摘要： 本发明属于材料表面处理领域，尤其涉及一种强流脉冲电子束制备高品质还原氧化石墨烯的生产方法。本发明成功地将电子束处理的高温、真空、清洁无污染的技术特点加以应用，使得氧化石墨烯经过HCPEB处理之后成为具有优异电化学性能的高品质还原氧化石墨烯，最终以其为原料制备出锂离子负极材料，并应用于锂离子电池当中。该高品质还原氧化石墨烯的应用能够有效提高锂离子电池的各项性能，为锂离子电池的发展贡献了新思路。此外，该制备方法为HCPEB技术的应用大大拓宽了范围，将通常应用于金属材料表面改性及表面净化除杂的HCPEB技术转变成一种清洁高效的高温还原技术，将对HCPEB技术的应用方式产生深远影响。

摘要： 本发明提供一强流脉冲电子束辐照石墨原位生成石墨烯的方法，属于石墨烯制备领域。首先，将石墨压成片，压力为10～30MPa，保压1～5min。再将石墨片固定于靶上，利用“HOPE‑Ⅰ”型强流脉冲电子束装置对石墨片进行辐照处理，脉冲次数为1～5次，表层石墨颗粒会发生石墨片层分离，可在几个微秒时间内原位生成厚度均一的石墨烯，该石墨烯无任何杂质。所述强流脉冲电子束辐照技术参数为：工作距离12～15cm，真空度3×10‑3～7×10‑3Pa，电子束加速电压为27kV，脉宽为3～5μs，束斑直径60mm。本发明制备的石墨烯无杂质，厚度均一；整个制备工艺简单，环保，成本低，效率高，突破了石墨烯制备工艺繁琐，制备成本高等难题。

摘要： 本发明属于材料制备领域，具体涉及一种多孔硅的强流脉冲电子束制备方法及应用。本发明首先对单晶硅片进行前处理，将单晶硅片置于强流脉冲电子束工作台上，启动强流脉冲电子束设备，对设备进行抽真空后，设定加速电压15‑25KV，能量密度2.0‑3.0J/cm

摘要： 本发明提供一种强流脉冲电子束束流密度分布的测量方法及测量系统，解决现有束流测量方法无法实现强流脉冲电子束完整剖面的束流密度测量问题。该方法包括：步骤一、制作切伦科夫辐射转换靶；步骤二、搭建测量系统；步骤三、采集光斑图像；步骤四、通过光斑图像的灰度值分布得到切伦科夫辐射的相对强度分布；步骤五、获取束流密度分布。本发明方法给出了切伦科夫辐射转靶的设计过程，从而为实现束流密度分布测量提供基础。同时，该方法给出了束斑图像的处理方法，通过该方法将束斑图像的灰度值分布转换成束流密度分布，从而实现了强流脉冲电子束完整剖面上的束流密度分布测量。

摘要： 本发明提供一种非相对论性强流脉冲电子束单片机精细同步控制方法，该方法采用了一种非相对论性强流脉冲电子束单片机精细同步控制系统，该系统包括PC工控机、单片机、磁场放电单元、阳极放电单元、阴极放电单元、检测单元和波形记录仪，该方法包括PC工控机先预设阳极粗延时与精细延时计数值以及阴极粗延时与精细延时计数值并下传至单片机，然后单片机在PC工控机的控制下依次启动磁场、阳极和阴极放电，通过检测单元用波形记录仪监视磁场电流波形和阳极电流波形，根据反馈波形同步结果和同步要求，采用粗延时和精细延时配合，反复调节延时，达到最佳同步靶电极上电流的持续时间、径向密度分布、靶表面光洁度、能量透入深度与梯度变化。

摘要： 本发明提供一强流脉冲电子束辐照石墨原位生成石墨烯的方法，属于石墨烯制备领域。首先，将石墨压成片，压力为10～30MPa，保压1～5min。再将石墨片固定于靶上，利用“HOPE‑Ⅰ”型强流脉冲电子束装置对石墨片进行辐照处理，脉冲次数为1～5次，表层石墨颗粒会发生石墨片层分离，可在几个微秒时间内原位生成厚度均一的石墨烯，该石墨烯无任何杂质。所述强流脉冲电子束辐照技术参数为：工作距离12～15cm，真空度3×10

摘要： 本发明的目的是针对于现有冷喷涂制备防护涂层技术存在的缺陷，提供一种基于冷喷涂与强流脉冲电子束辐照的防护涂层制备方法，属于合金表面处理领域。本发明首先在基体表面设置冷喷涂金属或金属‑氧化物复合涂层，再使用HCPEB辐照对涂层表面进行封孔处理。该方法利用HCPEB辐照处理的能量集中、高效率、易控制等特点，对冷喷涂涂层进行表面强化处理，降低涂层表面的孔隙率，实现冷喷涂涂层的表层致密化，从而提高其耐磨防腐蚀性能，具有重要的实际工程应用价值。

摘要： 本发明属于材料表面处理领域，尤其涉及一种强流脉冲电子束制备高品质还原氧化石墨烯的生产方法。本发明成功地将电子束处理的高温、真空、清洁无污染的技术特点加以应用，使得氧化石墨烯经过HCPEB处理之后成为具有优异电化学性能的高品质还原氧化石墨烯，最终以其为原料制备出锂离子负极材料，并应用于锂离子电池当中。该高品质还原氧化石墨烯的应用能够有效提高锂离子电池的各项性能，为锂离子电池的发展贡献了新思路。此外，该制备方法为HCPEB技术的应用大大拓宽了范围，将通常应用于金属材料表面改性及表面净化除杂的HCPEB技术转变成一种清洁高效的高温还原技术，将对HCPEB技术的应用方式产生深远影响。