强流脉冲电子束改性纯Ti表层：性能提升与工艺优化

本研究聚焦于"强流脉冲电子束处理纯Ti表层性能"，由李刚、缑玥、邱星武和邱玲四位作者在辽宁工程技术大学材料科学与工程系开展。他们使用了先进的"Na-dezhda-2"型强流脉冲电子束装置，对纯度高达99%的钛进行实验，采用的加速电压为25.2kV，分别进行了5次、15次和25次脉冲处理。实验的核心在于探索电子束不同脉冲次数对钛表层的影响。 在处理过程中，强流脉冲电子束对纯钛表面施加高能量密度，导致材料表面瞬间高温并产生熔化、汽化现象，这引发巨大的温度梯度和热应力。随后，快速冷却阶段使得表面形成微晶、非晶结构，甚至是传统热处理难以达到的亚稳合金。这些特殊结构的变化显著提升了处理后的钛表层性能，包括晶粒细化、晶面取向降低、显微硬度增强以及耐蚀性增强。 实验开始前，对原始样品进行了细致的准备工作，包括切割成标准尺寸的15mm×15mm×2.5mm试样，表面粗糙度降低至1000号砂纸级别，并进行了化学抛光和清洗。使用强流脉冲电子束处理后，研究人员通过显微形貌和力学性能测试，深入研究了工艺参数对钛表层改性效果的影响，旨在找到最佳的工作参数组合，以优化纯钛的表面特性。 该研究的重要性在于，它不仅提供了对强流脉冲电子束表面改性技术的新见解，还展示了其在纯钛这种广泛应用材料上的潜在应用价值，可能拓展到航空航天、医疗设备等领域，尤其是在提高材料强度、耐磨性和耐腐蚀性方面的创新应用。通过对比不同脉冲次数下的处理结果，这项研究为工业界提供了精细控制材料表面性能的实用策略。这篇首发论文为强流脉冲电子束在材料表面改性领域的实践应用和发展奠定了基础。