导读:本文包含了强流脉冲离子束论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:离子束,脉冲,硬质合金,耐磨性,硬度,损伤,奥氏体。
强流脉冲离子束论文文献综述
张勤,朱小鹏,雷明凯[1]（2019）在《强流脉冲离子束辐照金属表面残余应力的热-力耦合形成机制研究》一文中研究指出研究强流脉冲离子束(HIPIB)与材料表面相互作用的热学和力学耦合响应行为,以高熔点金属W为对象分析HIPIB辐照金属材料表面残余应力形成规律。建立了HIPIB辐照金属W的热-力耦合模型,充分考虑了温度、应变和应变率对材料流变应力的影响,采用热-弹-塑性完全耦合法计算了相同能量密度4.2 J/cm~2下,3种不同脉冲宽度70 ns、7μs、70μs辐照的热-力耦合效应,分析了辐照金属材料的温度场、温度梯度场的时空演变过程及其耦合的力学响应规律,基于能量传递、转换和耗散过程揭示了金属表面残余应力的产生机制。研究结果表明:脉冲宽度70μs辐照的传热时间最长,热影响区最深、大于200μm,表面峰值温度仅约501 K,只发生了弹性变形,冷却后弹性变形完全回复,未形成残余应力;脉冲宽度7μs辐照表面峰值温度为978 K,冷却开始时热应力σ=671 MPa,低于该时刻的材料动态屈服强度,只在加热阶段发生塑性变形,最终表面塑性应变量为2.4×10~(-3),残余应力为1.2 GPa;脉冲宽度70 ns辐照的极短脉冲作用下,热能主要被材料近表层吸收,导致表层约1μm发生熔化,凝固冷却表层的塑性应变最大值处于2.5～10.0μm深度,冷却阶段还存在与升温阶段不同方向的塑性变形现象,最终塑性应变约3.0×10~(-3),残余应力为1.5 GPa。HIPIB辐照短脉冲作用过程中,离子动能转换为热能,快速加热材料并伴随着弹性或弹塑性热变形,且塑性变形过程中约96%的塑性功以热能形式耗散,HIPIB辐照金属W发生塑性变形的临界条件为热应力高于动态屈服强度,即σ(T)≥σ_y(T),材料缺陷中存储的弹性应变能是表面残余应力形成的主要原因。(本文来源于《材料保护》期刊2019年09期）
武志平,徐芳泓,王岩[2]（2019）在《强流脉冲离子束表面改性奥氏体不锈钢分子动力学的研究》一文中研究指出用分子动力学方法(MD)研究了高能离子束辐照奥氏体不锈钢表面,并采用热尖峰模型模拟了辐照条件下的能量传递过程。通过对能量分布和原子运动的分析,确定了能量消耗的机理:一部分能量通过蒸发和热传导被表面的原子消耗,另一部分以激波的形式在基体中传播。热传导缓慢造成的高强度蒸发和表面原子的再吸附共同作用,导致了表面的光滑过程。(本文来源于《太原理工大学学报》期刊2019年04期）
张琪[3]（2018）在《强流脉冲离子束辐照Fe基、Ni基金属玻璃的结构热稳定性研究》一文中研究指出金属玻璃具有短程有序、长程无序的原子排列方式。与传统的晶体结构材料相比,金属玻璃没有晶界、位错等材料内部缺陷,且含有大量的自由体积。金属玻璃有可能成为聚变装置中耐辐照材料的候选材料。然而,金属玻璃的结构热稳定性是制约其应用的关键,其热辐照损伤机理尚不清楚,对金属玻璃进行结构热稳定性的研究很有必要。强流脉冲离子束技术具有高能量、短脉冲等特点,不仅能达到核聚变装置中的离子束辐照效果,而且能很好地模拟聚变装置中的瞬态热负荷效应,非常适合用来研究材料的辐照损伤,特别是对非晶材料结构热稳定性的研究。本文采用加速电压为200-240kV,脉冲宽度90ns,离子束流成分为85%C~(n+)(主要为C~+)和15%H~+的HIPIB辐照金属玻璃Fe_(80)Si_(7.43)B_(12.57)、Ni_(62)Ta_(38),并与目前最具有前景的面向等离子体材料钨进行对比。辐照参数分为两组:A.能量密度为0.2-0.3J/cm~2,脉冲次数为3次、10次、100次、300次;B.脉冲次数为3次,能量密度为0.2-0.3J/cm~2、0.8-1.3J/cm~2、1.6-2.5J/cm~2。分析辐照前后金属玻璃和钨的表面形貌、微观结构和性能的变化,研究Fe基、Ni基金属玻璃的结构热稳定性。X射线衍射表明,不同参数的HIPIB辐照后Fe_(80)Si_(7.43)B_(12.57)金属玻璃仍然保持非晶结构。不同脉冲次数辐照后,金属玻璃的表面形貌没有明显改变,只有当脉冲次数为300次时,Fe基金属玻璃表面出现大量的圆形孔洞及少量的“凸点”。不同能量密度辐照后,表面没有出现明显的辐照损伤。高分辨透射电镜(HRTEM)表明,HIPIB辐照对Fe基金属玻璃近表面原子排列的影响较大;辐照会诱导金属玻璃内部原子的剧烈迁移和聚集,使原子排列变得不均匀;虽然局部存在有序的原子排列,金属玻璃仍然保持非晶结构。辐照后,金属玻璃表面的反射率只有轻微地下降。不同脉冲次数的HIPIB辐照后Ni_(62)Ta_(38)金属玻璃仍然保持非晶结构不变。辐照后在距离金属玻璃表面约700nm深度范围内的原子结构排列更加无序。当脉冲次数增加到300次时,Ni基金属玻璃表面出现少量的“凸点”,没有出现裂纹等辐照损伤现象。“凸点”的形成是由偶然发生的二极管阴极烧蚀现象造成的。随着脉冲次数的增加,钨表面由于抛磨留下的微小凹坑变大。随着能量密度的增加,钨表面出现了大量的裂纹、“火山状”熔坑,甚至脱落现象。不同参数的HIPIB辐照后,钨的衍射峰均向高角度偏移,钨内部存在残余压应力的积累。辐照后钨的表面反射率和纳米硬度均有不同程度的下降。对于金属玻璃,脉冲次数对其结构和性能的影响比能量密度的大;对于晶体材料钨,能量密度比脉冲次数对其结构和性能的影响明显。Fe基、Ni基金属玻璃具有良好的抗热辐照性能和结构热稳定性。这将对聚变装置中耐辐照材料的选择有非常重要的参考价值。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-30）
韩昆霖[4]（2018）在《强流脉冲离子束升温辐照WC-Ni硬质合金涂层的表面强化机制研究》一文中研究指出本文采用超音速火焰喷涂技术在17-4PH不锈钢基体上制备涂层厚度为200μm的WC-12Ni硬质合金涂层。然后用TEMP-6型强流脉冲离子束装置对WC-12Ni硬质合金涂层进行辐照实验。辐照次数为1、5、10次,辐照时的初始温度分别为室温25℃、200℃、400℃,其中200℃和400℃的初始温度通过加热炉控制升温台来加热试样表面得到。完成实验后,分析检测了辐照前后WC-12Ni硬质合金涂层的表面形貌及粗糙度、横截面形貌、表层相结构、表面显微硬度、显微硬度-深度分布和孔隙率,并研究了试样在辐照后随辐照次数的变化规律。目的是从中探究强流脉冲离子束在升温条件下辐照WC-Ni硬质合金涂层的表面强化机制。用以石墨为阳极的自磁绝缘离子二极管产生能量密度为7 J/cm~2、脉冲宽度70 ns的强流脉冲离子束在室温25℃条件下对涂层厚度200μm的WC-12Ni硬质合金涂层试样进行辐照,辐照次数为1、5、10次。经过1次辐照后,WC-12Ni硬质合金涂层的表面出现蚀坑和裂纹,粗糙度Ra值从原始的0.035μm增加到0.516μm,原始的表面硬度表面硬度为10.1 GPa基本不变,少部分WC相发生脱碳现象转变为WC_(1-x)相和W_2C相,而Ni相则发生选择性烧蚀。随着辐照次数的增加,WC-12Ni硬质合金涂层的表面粗糙度和硬度不断增加,但是表面更加致密,蚀坑也在慢慢的减少。WC-12Ni硬质合金涂层表层的硬质相WC相不断转变为W_2C相和WC_(1-x)相,粘结相Ni发生选择性烧蚀而逐渐减少。当辐照次数达到10次时,WC-12Ni硬质合金涂层的表面生成了小范围内光滑致密的波浪状起伏的烧蚀重熔形貌,粗糙度Ra值增加到3.137μm,表面硬度增加到13.6GPa,涂层的显微硬度-深度分布由于辐照次数的增加而变得更加均匀,硬化层深度先增加后减小,硬度-深度分布在近表面和亚表面处呈现双峰结构。辐照次数增加到10次的过程中孔隙率从初始的1.050%先减小至0.652%后减小至0.597%再降低至0.218%。在初始温度为200℃和400℃的条件下,分别对涂层厚度为200μm的WC-12Ni硬质合金涂层采用室温辐照时相同实验参数的强流脉冲离子束进行辐照实验,辐照次数为1、5、10次。表面形貌也出现了典型的由光滑疏松的原始形貌到出现烧蚀坑及裂纹再到形成起伏状的烧蚀重熔形貌这样一个变化过程,但是初始温度400℃下辐照10次后的试样涂层表面相对于室温下辐照10次后的试样涂层表面在微区内更加光滑致密。涂层表面粗糙化,200℃和400℃条件下表面粗糙度Ra值在辐照10次后分别达到2.760μm和3.806μm。涂层表层的相结构同样发生了随着辐照次数的增加WC相转变为W_2C相和WC_(1-x)相而减少,Ni相选择性烧蚀而减少,但是当辐照次数同为10次时,初始温度为400℃的条件下涂层表层中更多的WC相转变为W_2C相和WC_(1-x)相。试样涂层的表面显微硬度在初始温度为200℃和400℃的条件下辐照10次后分别增大到13.1 GPa和14.9 GPa。涂层的硬化层深度随着辐照次数的增加而逐渐增大,除了出现双峰结构外,亚表面处的第2个硬化峰随着辐照次数的增加而增大。初始温度为200℃下试样涂层的孔隙率先增大后减小,辐照10次后最终为0.0505%。初始温度为400℃下试样涂层的孔隙率先减小后增大再减小,辐照10次后最终为0.391%。(本文来源于《大连理工大学》期刊2018-05-01）
倪振飞[5]（2018）在《航空发动机机匣加工刀具的强流脉冲离子改性实验研究》一文中研究指出航空发动机机匣是发动机的重要零件,尽管可以通过使用先进机床和优化加工工艺的方法提高加工精度和效率,但是由于我国加工刀具切削性能差,造成机匣加工难度大,加工成本高昂。因此,如何提高国产刀具使用寿命,成为急需解决的问题。论文采用强流脉冲离子束辐照刀具表面,进行刀具表面改性实验研究。在TEMP-6型设备上分别使用1.5J/cm~2、2.3J/cm~2、4.7J/cm~2的强流脉冲离子束对M05刀具试样和YBG202刀具试样进行1次、5次、10次辐照实验。实验结果表明,试样被辐照后,表层产生烧蚀孔洞和龟裂,并且孔洞的尺寸会随着脉冲能量和辐照次数的增加而增加,孔洞的深度则会逐渐减小,试样表层逐渐变得平整、致密,但当试样表层沉积的能量过大后,试样表层将会出现微裂纹,特别是经过能量密度为4.7J/cm~2的强流脉冲离子束辐照10次后,裂纹缺陷尤为明显。经过不同能量密度的强流脉冲离子束辐照改性后,刀具的表面显微硬度均有了一定的提高,经过2.3J/cm~2的强流脉冲离子束辐照5次后,M05刀具试样的表面显微硬度由2101.0HV提高到了2396.7HV,相比于改性前提高了14.1%,YBG202刀具试样的表面显微硬度由1691.3HV提高到了2112.4HV,提高了24.9%。并且,随着试样表层沉积能量的增大,表面显微硬度会呈现出先增大后减小的规律。强流脉冲离子束改性体现出较为明显的长程硬化效应,试样在30μm~50μm的深度范围内显微硬度有着较明显的提高,经过4.7J/cm~2的强流脉冲离子束辐照10次后,试样的硬化层深度可达到150μm。经过辐照后,试样表面发生烧蚀重熔,晶粒细化、组织致密,试样的摩擦系数和磨损率均有较大幅度的降低。辐照改性后,M05刀具试样表层变得平整致密,表面显微硬度和耐磨性都有较大提高,刀具的切削性能得到了较大提升。YBG202刀具试样被辐照改性后,试样表层出现龟裂,刀具切削性能没有明显的提高。(本文来源于《中国民航大学》期刊2018-05-01）
梅显秀[6]（2017）在《Zr基金属玻璃的强流脉冲离子束辐照损伤研究》一文中研究指出核聚变装置中的材料要经受等离子体辐照、中子辐照和热辐照的作用,尤其是热辐照的影响对材料的性能是一个严苛的考验,研究材料耐瞬态高负荷的影响至关重要。金属钨被认为是最有前途的面向等离子体材料,在载能离子的轰击下,会出现表面开裂、起泡、表面形成绒毛、氚滞留以及反射率下降等问题。而金属玻璃具有各向同性,短程无序的结构,且没有位错、晶界等易引起材料性能恶化的缺陷,被认为有可能抵御聚变环境中辐照引起的损伤。本文利用强流脉冲离子束模拟核聚变装置中的瞬态高热负荷环境,对Zr基金属玻璃和金属钨进行辐照处理,比较辐照前后其结构、表面形貌及性能的变化。强流脉冲离子束成分为Cn+(70%)和H+(30%)、加速电压为250kV,选择不同的能量密度(0.25J·cm~(-2)、0.7J·cm~(-2)、1.4J·cm~(-2)、2.0J·cm~(-2))和不同的辐照次数(3次、10次、100次、300次)进行辐照。结果表明,Zr基金属玻璃均具有较好的非晶稳定性,在不同参数下的强流脉冲离子束辐照后均保持非晶为主要结构。只有当辐照次数较多(300次)时,Zr金属玻璃表面才出现少量的面心立方相Zr2Ni纳米晶结构。金属钨也具有稳定相结构,不同参数的强流脉冲离子束辐照后均未发生明显的相变。在辐照次数较低且能量密度较低时,钨表面没有出现明显的辐照损伤,当辐照次数达到100次后,金属钨表面晶界处出现了裂纹;当能量密度达到1.4J·cm~(-2)后,金属钨出现了裂纹和脱落等辐照损伤现象。相同参数下的两种Zr基金属玻璃材料表面则没有出现类似的辐照损伤现象。辐照后的金属玻璃和金属钨的纳米硬度随辐照次数和能量密度的增加逐渐降低。在本文的实验条件下,Zr基金属玻璃材料具有比金属钨更好的抗强流脉冲离子束辐照性能。(本文来源于《第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集》期刊2017-07-26）
张志超[7]（2016）在《几何聚焦强流脉冲离子束多脉冲稳定性及特性研究》一文中研究指出强流脉冲离子束(HIPIB)多次脉冲的稳定性是制约其在材料表面改性中的应用的关键,为了探究影响其空间分布稳定性的因素,实验中使用红外诊断方法在TEMP-6型HIPIB装置上进行了HIPIB空间分布稳定性的研究,此外改进了双极脉冲形成线(PFL)的结构,使用外部触发信号击穿反转开关,提高了PFL放电稳定性,并对HIPIB的产生、扩展与延迟时间的关系以及在其运动方向上的运动规律进行了测量分析。使用红外诊断测量能量密度分布的方法,研究了外磁绝缘二极管中几何聚焦的100纳秒级的强流脉冲离子束(HIPIB)的空间分布的稳定性。通常每次脉冲的能量密度范围在3-6 J/cm2,加速电压200-300 kV,脉冲持续时间120-150 ns。离子束的空间偏差为±1.5 mm时能够引起能量密度1-12%的波动。通过测量分析可以确定离子束在不同位置的位移不是同步发生的,这主要是受二极管阳极表面等离子体的产生和扩展以及离子束从阴阳极间隙的引出等过程的影响,而在离子束输送区域,外加磁场的影响可以忽略不计。在阳极无明显的老化进而引起不稳定离子束的条件下,HIPIB空间偏差对脉冲离子束稳定性起主要的作用。使用外部触发信号击穿反转开关的模式对脉冲形成线结构进行改进之后,输出开关击穿电压的变化率由16.3%降到1.20%,反转开关击穿电压由15.8%降低到1.20%,延迟时间由49.1%降到0.41%。二极管的两次脉冲的电压值和延迟时间也处于相对稳定的状态。在距阴极表面14 cm处的平面上测量多次脉冲HIPIB的能量密度波动,结果显示能量密度在6%的范围内波动。因此自磁绝缘离子二极管的放电稳定性得到了显着改善,HIPIB的可靠性极大地提升。由几何聚焦磁绝缘二极管产生的HIPIB在由加速电压引出阴极之后,在其运动方向上小于焦距的范围内,随着距离的增加,束斑面积逐渐减小,能量密度逐渐增大,说明HIPIB首先趋于在二极管焦平面上聚集,所以该处能量密度最大,分布最集中。在距离大于焦距的范围内,HIPIB继续向前运动的过程中,逐渐发散,能量密度逐渐降低。几何聚焦磁绝缘二极管产生的HIPIB的强度主要由石墨阳极表面等离子体的产生和扩展程度决定,而正负脉冲的延迟时间对等离子体的产生和扩展有着重要的影响。延迟时间较短时,等离子体的扩展不够充分,引出的离子束密度低,因此能量密度低；随着延迟时间的增加,等离子体得到充分扩展,能量密度逐渐增加,在延迟时间达到450 ns时达到最大值；延迟时间进一步增大,此时等离子体过度扩展导致二极管阴阳极导通短路,等离子体湮没,能量密度降低。(本文来源于《大连理工大学》期刊2016-05-01）
张锋刚,朱小鹏,雷明凯[8]（2016）在《强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金摩擦磨损行为》一文中研究指出利用束流密度50~200 A/cm2、脉冲宽度70 ns的强流脉冲离子束(HIPIB)对WC-Ni硬质合金进行表面辐照处理,测试了辐照WC-Ni硬质合金的微观组织和表面硬度,采用环-块式摩擦磨损试验机、SEM和EDS考察了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能及其磨损机理。结果表明,随束流密度增加,WC-Ni硬质合金表面发生重熔与Ni粘结相的选择性烧蚀,表面重熔致密化,表面硬度显着增加,摩擦系数降低、耐磨性提高,200 A/cm2辐照硬质合金表面熔层约1.6μm,组织明显细化,表面硬度可达14.86 GPa,摩擦系数和磨损率分别降低18%和58%。HIPIB辐照使硬质合金表面磨损机制从原始硬质合金的Ni粘结相优先去除引发WC颗粒剥落去除转变为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,这归因于HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面重熔致密化及晶粒细化。(本文来源于《材料热处理学报》期刊2016年03期）
张锋刚,朱小鹏,雷明凯[9]（2016）在《强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能》一文中研究指出用扫描电镜(SEM)、表面轮廓仪、X射线衍射仪(XRD)、电子探针(EPMA)和显微硬度计等方法,研究了强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能。结果表明,HIPIB辐照使硬质合金表面发生快速重熔和Co粘结相的优先烧蚀,导致六方α-WC相向立方β-WC_(1-x)相转变,形成丘状凸起重熔烧蚀形貌;硬质合金表面硬度随束流密度和辐照次数的增加先增加后减小,归因于辐照硬质合金表面重熔致密化、Co粘结相优先烧蚀、β-WC_(1-x)相转变以及表面微裂纹的产生。(本文来源于《金属热处理》期刊2016年03期）
张锋刚,朱小鹏,雷明凯[10]（2016）在《强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能》一文中研究指出为进一步提高WC-Ni硬质合金的表面耐磨性,采用强流脉冲离子束(HIPIB)对其表面进行辐照处理。利用扫描电子显微镜、显微硬度计和环-块式摩擦磨损试验机研究了HIPIB辐照WC-Ni硬质合金的微观组织、硬度分布和摩擦磨损性能。结果表明:HIPIB辐照WC-Ni硬质合金表面发生快速重熔与烧蚀,组织显着细化、致密化;随着束流密度和辐照次数的增加,熔层厚度与硬化层深度增加、摩擦因数和磨损率降低,束流密度300A/cm~2辐照10次,熔层厚度约4μm,硬化层深度可达160μm,摩擦因数和磨损率分别降低45%和70%。辐照硬质合金表面重熔层的磨损主要表现为以均匀微观切削为主的磨粒磨损,近表层冲击硬化区的磨损仍以Ni粘结相的微观磨损和WC晶粒脱落为主,但辐照应力波的长程硬化作用使硬质合金中WC晶粒与Ni粘结相之间的结合力增强以及Ni粘结相自身强化有效抑制了这类磨损。(本文来源于《中国表面工程》期刊2016年01期）
强流脉冲离子束论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
用分子动力学方法(MD)研究了高能离子束辐照奥氏体不锈钢表面,并采用热尖峰模型模拟了辐照条件下的能量传递过程。通过对能量分布和原子运动的分析,确定了能量消耗的机理:一部分能量通过蒸发和热传导被表面的原子消耗,另一部分以激波的形式在基体中传播。热传导缓慢造成的高强度蒸发和表面原子的再吸附共同作用,导致了表面的光滑过程。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
强流脉冲离子束论文参考文献
[1].张勤,朱小鹏,雷明凯.强流脉冲离子束辐照金属表面残余应力的热-力耦合形成机制研究[J].材料保护.2019
[2].武志平,徐芳泓,王岩.强流脉冲离子束表面改性奥氏体不锈钢分子动力学的研究[J].太原理工大学学报.2019
[3].张琪.强流脉冲离子束辐照Fe基、Ni基金属玻璃的结构热稳定性研究[D].大连理工大学.2018
[4].韩昆霖.强流脉冲离子束升温辐照WC-Ni硬质合金涂层的表面强化机制研究[D].大连理工大学.2018
[5].倪振飞.航空发动机机匣加工刀具的强流脉冲离子改性实验研究[D].中国民航大学.2018
[6].梅显秀.Zr基金属玻璃的强流脉冲离子束辐照损伤研究[C].第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集.2017
[7].张志超.几何聚焦强流脉冲离子束多脉冲稳定性及特性研究[D].大连理工大学.2016
[8].张锋刚,朱小鹏,雷明凯.强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金摩擦磨损行为[J].材料热处理学报.2016
[9].张锋刚,朱小鹏,雷明凯.强流脉冲离子束辐照WC-Co硬质合金的组织与性能[J].金属热处理.2016
[10].张锋刚,朱小鹏,雷明凯.强流脉冲离子束辐照WC-Ni硬质合金的摩擦磨损性能[J].中国表面工程.2016
论文知识图
