论文摘要
采用TEMP-6型强流脉冲离子束（HIPIB）装置在束流密度100 A／cm2，辐照次数1-10次条件下辐照AZ31镁合金。利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析HIPIB辐照前后AZ31镁合金的表面相结构和形貌变化；利用阳极极化和电化学阻抗谱（EIS）测量技术研究HIPIB辐照前后AZ31镁合金的电化学腐蚀行为；利用显微硬度计、表面轮廓仪和摩擦磨损实验机研究HIPIB辐照前后AZ31镁合金的摩擦磨损性能。研究结果表明：HIPIB辐照后基体相α-Mg晶粒产生细化，有第二相β-Mg17Al12析出，表面划痕消失，表面实现光滑化，有烧蚀坑和大量沉降回流粒子出现。在pH12的0.01和0.1 mol／L NaCl溶液中，AZ31镁合金呈现典型的自钝化-点蚀击穿过程，HIPIB辐照1次、5次、10次后，合金的自腐蚀电位Ecorr和点蚀击穿电位Ept均升高，以5次辐照效果最佳，在两种溶液中分别提高约560 mV、630 mV和350 mV、420 mV，钝化区间变宽，表明辐照后镁合金的抗均匀腐蚀性能和抗点蚀性能均有显著提高。在pH12的0.1和0.5 mol／L NaCl溶液中，E-t曲线和EIS表明，在自然浸泡状态下，未辐照AZ31镁合金发生均匀腐蚀，HIPIB 5次辐照后镁合金呈现钝化的特征，自钝化能力提高。在pH12的0.1和0.5 mol／L NaCl溶液中，HIPIB 5次辐照后AZ31镁合金的EIS均呈现高频容抗弧和低频感抗弧，感抗弧由局部腐蚀引起，高频容抗弧直径接近，但与未辐照合金相比，容抗弧直径数值分别降低2个和1个数量级，说明在发生局部腐蚀的情况下，在较宽的频率域范围内，EIS的特征主要决定于孔核区域的电化学行为。HIPIB辐照后AZ31镁合金显微硬度提高，由未辐照的645 MPa增大到872 MPa；摩擦系数下降，5次辐照后由未辐照的0.38下降到0.35，磨损深度由未辐照的8.0μm降低到4.0μm，耐磨性能提高。