強(qiáng)流脈沖束流輻照輕合金表面形貌及性能研究.pdf

1、利用SRIM(theStoppingAndRangeOfIonsInMatter)模擬強(qiáng)流脈沖離子束(HIPIB)輻照AZ31鎂合金、TA1工業(yè)純鈦及TC4鈦合金后離子在靶材表面的沉積規(guī)律、能量分布及缺陷分布，為研究輻照后靶材表面的形貌及性能提供理論依據(jù)，工藝參數(shù)為:離子能量250keV，離子組成為70％C++30％H+。結(jié)果表明:C+在AZ31、TA1、TC4中的射程分別為0.712μm、0.3968μm和0.3994μm，H+的射程

2、分別為3.24μm、1.57μm和1.58μm;入射離子作用在靶材亞表層，形成大量空位等結(jié)構(gòu)缺陷，這對靶材表面凹坑的形成有著重要作用。
　　利用ABAQUS模擬HIPIB輻照TC4時靶材表面溫度變化規(guī)律。結(jié)果表明:HIPIB輻照后，靶材表面亞表層溫度最高，亞表層高溫液體燒蝕噴發(fā),作用在相對溫度較低的表層金屬液，形成表面凹坑形貌。
　　利用TIA-450HIPIB設(shè)備輻照鑄態(tài)及軋制態(tài)AZ31鎂合金、TA1工業(yè)純鋁和TC4鈦合金

3、，利用SOLO強(qiáng)流脈沖電子束(HCPEB)設(shè)備輻照1060工業(yè)純鋁和2A12鋁合金。HIPIB輻照工藝參數(shù)為:離子加速電壓250kV，束流密度170-200A/cm2，束流脈沖寬度80ns，離子組成為70％C++30％H+;HCPEB輻照工藝參數(shù)為:加速電壓12kV，電流強(qiáng)度140A，脈沖頻率1HZ。分別用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射儀(XRD)和顯微硬度儀等儀器設(shè)備檢測觀察靶材金相組織、表面形貌、物相構(gòu)成及表面顯微

4、硬度。
　　HIPIB結(jié)果表明:靶材表面在選擇性燒蝕及亞表層噴發(fā)作用下形成凹坑，雙相結(jié)構(gòu)靶材在相界處發(fā)生燒蝕噴發(fā);經(jīng)過輻照后沒有新相產(chǎn)生，在入射離子及沖擊波作用下，靶材內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力;靶材表面發(fā)生細(xì)晶強(qiáng)化、彌散強(qiáng)化及位錯塞積，導(dǎo)致靶材表面顯微硬度增加。
　　HCPEB輻照結(jié)果表明:1060與2A12表面在選擇性燒蝕及燒蝕等離子體反沖動量作用下產(chǎn)生凹坑，2A12表面相界處發(fā)生嚴(yán)重?zé)g，形成網(wǎng)狀燒蝕帶形貌;靶材表面沒有新相產(chǎn)生，