研究目的
研究高功率二极管激光与大脉冲电子束复合处理对降低AISI 304不锈钢点蚀敏感性的影响。
研究成果
混合HPDL-LPEB辐照有效减少了非金属夹杂物、凹坑形成和表面粗糙度,同时提高了AISI 304不锈钢的点蚀和一般耐蚀性。形成由耐腐蚀γ-奥氏体相和铬氧化物组成的稳定钝化重熔层是耐蚀性提高的关键。
研究不足
该研究在环境条件下进行,HPDL辐照时未使用?;て澹饪赡芪薹ù硭胁捎帽;て盏墓ひ涤τ贸【?。HPDL处理的最优进给速率需严格控制,以避免过度熔化和形成鱼鳞纹。
1:实验设计与方法选择
提出了一种结合高功率二极管激光器(HPDL)与大脉冲电子束(LPEB)辐照的复合表面改性方法。采用不同扫描速率的HPDL对AISI 304不锈钢表面进行辐照以诱导基体表面熔化,从而消除非金属夹杂物。随后对HPDL处理后的表面进行LPEB辐照以进一步改善表面特性。
2:样品选择与数据来源
使用AISI 304不锈钢样品(40×40 mm2)。通过X/Y平移台对基体表面区域进行完整扫描以实现HPDL与LPEB处理。
3:实验设备与材料清单
高功率二极管激光器(Directprocess 900;Directphotonics)、大脉冲电子束装置、白光干涉显微镜(NV-3000;Nanosystem)、二维轮廓仪(SV-C3100;Mitutoyo)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM;Nova Nano 230;FEI)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD,D8 Advance;Bruker)、三电极电化学系统(IVIUMnStat;IVIUM Technologies)。
4:实验流程与操作步骤
在无?;て寤肪诚乱?50、300和600 mm/min扫描速率进行HPDL辐照。LPEB辐照参数为阴极电压0-30 kV、螺线管电压0-1.5 kV、脉冲持续时间2 μs,脉冲间隔停留时间10 s。复合处理流程为先行HPDL辐照后进行LPEB辐照。
5:数据分析方法
采用白光干涉显微镜和轮廓仪评估表面质量及熔坑生成情况。通过SEM、EDS和XRD进行微观组织表征。利用动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)评估腐蚀行为。
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Field-emission scanning electron microscope
Nova Nano 230
FEI
Microstructural characterization
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X-ray diffractometer
D8 Advance
Bruker
Phase analysis
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High-power diode laser
Directprocess 900
Directphotonics
Surface melting of substrates to eliminate non-metallic inclusions
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Large pulsed electron beam
Surface modification through rapid melting and resolidification
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White-interference microscopy
NV-3000
Nanosystem
Evaluation of crater generation and surface textures
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Two-dimensional profilometer
SV-C3100
Mitutoyo
Measurement of surface roughness
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Three-electrode electrochemical system
IVIUMnStat
IVIUM Technologies
Assessment of corrosion behavior
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