强流脉冲电子束是近几十年发展起来的新兴表面改性技术，处理过程中，材料表面经历快速加热和冷却过程（108～109K/s），形成远离平衡态的非平衡凝固组织，包括非晶、纳米晶、过饱和固溶体等，并对材料性能产生明显影响。本书在总结电子束相关研究成果基础上，结合作者课题组十多年的研究，对强流脉冲电子束处理镁铝及其合金产生的非平衡凝固组织进行了详细分析，并结合性能检测分析了相关改性机理。
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《博士后文库》序言前言
1 强流脉冲电子束表面改性研究进展 1
1.1 铝及铝合金体系 2
1.2 镁及镁合金体系 3
1.3 钛及钛合金体系 5
1.4 铜及铜合金体系 6
1.5 铬及铬合金体系 8
参考文献 9
2 强流脉冲电子束技术及其工艺 13
2.1 电子束与材料表面相互作用机理 13
2.1.1 电子束与固体的相互作用 13
2.1.2 电子束能量在作用区的分配（能量转换）14
2.2 实验装置的结构 19
2.2.1 强流脉冲电子束装置 20
2.2.2 本装置的特点 22
2.3 实验装置的工作参数 24
2.4 工艺参数及实验测试 26
2.4.1 工艺参数 26
2.4.2 实验测试 26
参考文献 28
3 强流脉冲电子束处理纯镁诱发的非平衡凝固研究 31
3.1 引言 31
3.1.1 镁的性质 31
3.1.2 镁的晶体结构 33
3.2 实验方法 33
3.2.1 实验参数的选择 33
3.2.2 实验测试设备及试样处理 33
3.3 纯镁原始表面形貌 34
3.4 纯镁强流脉冲电子束处理后表面形貌变化 34
3.4.1 脉冲次数对形貌的影响 34
3.4.2 强流脉冲电子束处理后纯镁表面形成的熔坑 36
3.5 纯镁强流脉冲电子束表面处理温度场模拟 37
3.5.1 温度场的物理模型 37
3.5.2 计算结果 40
3.6 纯镁强流脉冲电子束处理前后的微观组织及性能测试 47
3.6.1 纯镁表面处理后塑性变形 47
3.6.2 纯镁表面强流脉冲电子束处理前后TEM分析 48
3.6.3 纯镁强流脉冲电子束处理前后截面显微硬度分析 52
3.6.4 纯镁XRD分析 53
3.6.5 纯镁强流脉冲电子束处理前后抗腐蚀性能的研究 54
3.7 纯镁强流脉冲电子束表面改性结构模型 56
参考文献 57
4 强流脉冲电子束处理镁合金AZ31诱发的非平衡凝固研究 61
4.1 引言 61
4.2 实验参数 62
4.3 能量密度、脉冲次数对表面形貌的影响 64
4.4 镁合金AZ31强流脉冲电子束处理后截面微观组织 65
4.5 镁合金AZ31强流脉冲处理前后XRD分析 66
4.6 镁合金AZ31强流脉冲电子束处理前后截面显微硬度分布 68
4.7 镁合金AZ31强流脉冲电子束表面处理对耐磨性的影响 69
4.7.1 强流脉冲电子束对摩擦系数的影响 69
4.7.2 强流脉冲电子束磨损量的变化 70
4.8 镁合金AZ31强流脉冲电子束表面处理对耐腐蚀性能的影响 71
4.8.1 镁合金AZ31强流脉冲电子束表面处理前后表面成分分析 72
4.8.2 镁合金AZ31强流脉冲电子束表面处理后截面成分分析 73
4.8.3 镁合金AZ31强流脉冲电子束表面处理前后电化学测试 74
参考文献 76
5 强流脉冲电子束处理镁合金AZ91HP诱发的非平衡凝固研究 78
5.1 引言 78
5.2 镁合金AZ91HP的原始显微组织 78
5.3 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束处理后表面形貌分析 80
5.4 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束处理后表面成分分析 81
5.5 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束处理后截面微观组织分析 82
5.6 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束处理前后XRD分析 83
5.7 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束处理前后电化学性能测量 84
5.8 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束表面处理对耐磨性的影响 87
5.9 镁合金AZ91HP强流脉冲电子束表面处理前后TEM分析 90
5.9.1 原始样品TEM分析 90
5.9.2 处理样品TEM分析 90
参考文献 92
6 强流脉冲电子束作用下过共晶铝硅合金表面形貌及微观组织分析 93
6.1 引言 93
6.2 原始组织形貌 94
6.3 强流脉冲电子束处理后初生硅特征形貌 95
6.3.1 典型“晕圈”结构 95
6.3.2 “晕圈”结构成分分析 99
6.3.3 “晕圈”结构形成机理 102
6.4 改性表面铝基体形貌 103
6.4.1 纯Al颗粒形貌与分布 103
6.4.2 (Al)枝晶细化 106
6.5 合金表面XRD分析 108
6.5.1 衍射峰的宽化及偏移 108
6.5.2 择优取向 112
6.6 HCPEB处理后合金截面组织研究 113
6.6.1 重熔层形貌特征 113
6.6.2 重熔层元素分布 117
参考文献 119
7 强流脉冲电子束处理过共晶铝硅合金诱发合金表层亚稳态结构的形成 121
7.1 引言 121
7.2 原始组织TEM显微观察 122
7.3 纳米硅 123
7.3.1 合金表层游离存在的纳米硅晶粒 123
7.3.2 合金表层析出的细小纳米硅晶粒 125
7.4 过饱和固溶体 128
7.4.1 铝硅置换固溶体 129
7.4.2 过饱和固溶体形成及固溶度计算 130
7.4.3 硅在铝中的过饱和固溶行为 134
7.5 非晶态固体 134
7.5.1 非晶氧化铝 135
7.5.2 非晶硅 137
7.6 铝基体位错结构 142
参考文献 146
8 强流脉冲电子束处理对过共晶铝硅合金表面性能的影响 148
8.1 引言 148
8.2 合金表面及截面硬度分析 149
8.2.1 维氏硬度测试原理及单位换算 149
8.2.2 合金表面显微硬度分析 150
8.2.3 合金截面显微硬度分析 158
8.3 合金表面摩擦磨损性能分析 161
8.3.1 磨损量变化 161
8.3.2 摩擦系数分析 165
参考文献 166
9 强流脉冲电子束对Al-20Si-5Mg截面改性的研究 168
9.1 引言 168
9.2 电子束改性后铝硅镁合金重熔层形貌特征 168
9.3 截面热影响区SEM形貌分析 170
9.4 电子束处理前后Al-20Si-5Mg合金EBSD分析 172
9.4.1 电子束处理前Al-20Si-5Mg合金EBSD分析 172
9.4.2 电子束处理后Al-20Si-5Mg合金截面EBSD分析 173
9.5 截面纳米硬度分析 174
参考文献 176
10 强流脉冲电子束对Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面改性的研究 178
10.1 引言 178
10.2 电子束处理前Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面微观组织 178
10.2.1 电子束处理前Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面形貌 178
10.2.2 电子束处理前Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面元素分布 180
10.3 电子束处理后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面组织形貌 181
10.3.1 电子束处理后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面形貌 181
10.3.2 电子束处理后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面纳米结构的形成 182
10.4 电子束处理前后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面XRD分析 183
10.5 电子束处理前后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面元素分布 184
10.6 电子束处理前后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面显微硬度 186
10.7 电子束处理前后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面耐磨性 187
10.8 电子束处理前后Al-20Si-5Mg-0.7Ce合金表面耐腐蚀性 189
参考文献 191
11 ZK60镁合金强流脉冲电子束表面改性 193
11.1 引言 193
11.2 结果分析 194
11.2.1 原始组织分析 194
11.2.2 改性后表面形貌分析 196
11.2.3 改性后截面微观组织 203
11.2.4 XRD物相分析 204
11.2.5 耐腐蚀性能分析 206
11.2.6 耐摩擦性能分析 212
参考文献 214
12 ZK60镁合金强流脉冲电子束与微弧氧化复合表面改性 216
12.1 引言 216
12.2 结果分析 218
12.2.1 微弧氧化处理后形貌分析 218
12.2.2 经微弧氧化处理后再经强流脉冲电子束处理的形貌及微观组织分析 220
12.2.3 经强流脉冲电子束处理后再经微弧氧化处理的形貌及微观组织分析 223
12.2.4 微弧氧化和复合处理后XRD分析 226
12.2.5 微弧氧化和复合处理后抗腐蚀性能分析 230
12.2.6 微弧氧化和复合处理后耐摩擦性能分析 231
参考文献 234
编后记 235
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