TiN涂层轴承钢电子束辐照过程电子行为及温度特性研究

• 作者: 吴厚朴 巩春志 王雪松 田修波 许建平
• 来源期刊: 精密成形工程
• 学科: 工学
• 关键词: 强流脉冲电子束 温度场 薄膜 数值模拟 9Cr18
• 年，卷（期）: 2018,（1）
• 所属期刊栏目: 先进焊接与连接国家重点实验室专栏
• 页码范围: 109-115
• 页数: 7页
• 分类号: TG174
• 字数: 3071字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-6457.2018.01.013

摘要

目的 研究辐照过程中电子行为及温度场的分布规律.方法 采用束斑直径为60 mm,平均能流密度为12 J/cm2,脉冲时间为3μs的电子束,对表面有2μm厚TiN涂层的9Cr18轴承钢进行强流脉冲电子束辐照模拟,通过建立Monte-Carlo仿真模型,揭示入射电子的平均分布特性及其辐照过程中不同时刻温度场形态.结果 通过仿真电子辐照行为,发现在入射电子能量大于25 keV时电子能够穿透TiN层,进入轴承钢基体中.由于两层物质密度差异,导致在二者交界处轴承钢一侧存在电子能量沉积曲线尖峰,入射电子能量大于35 keV时峰值已经超过涂层内部能量沉积系数最大值,形成特殊的能量沉积形式.结合对辐照温度场的模拟仿真,结果显示,由于交界线处钢一侧能量沉积量大,加热效率高.内部加热速度比表面更快,减小了二者间的温度梯度.同时由于两层物质存在熔点差异,在控制能量的情况下,可以达到两层交界处轴承钢发生少量熔化,TiN涂层不发生熔化的现象.结论 通过控制电子束能量,控制温度场分布形态,实现基体侧熔化,而涂层不发生熔化的特殊改性现象,这为提高涂层膜基结合力提供了新思路.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	巩春志	哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室	69	320	9.0	14.0
2	田修波	哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室	106	515	11.0	17.0
3	许建平	黑龙江工程学院材料与化学工程学院	26	57	4.0	5.0
4	王雪松	哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室	10	65	3.0	8.0
5	吴厚朴	哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室	3	1	1.0	1.0