本文利用“HOPE-Ⅰ”型强流脉冲电子束（HCPEB）装置对表面预置Pb和Sn粉末涂层的纯Al材料分别进行了表面合金化处理,其中Pb/Al体系的辐照次数为25次和35次,Sn/Al体系的辐照次数为15次、25次和35次。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、三维激光扫描电子显微镜（3D LSM）以及透射电子显微镜（TEM）详细分析了合金化处理后样品表面的相组成、形貌、粗糙度及微观结构变化。利用显微硬度计对合金化处理前后样品表面的硬度进行了测试,此外还利用摩擦磨损试验机对样品表面的摩擦系数及磨损率进行了测试,并结合微观表征的结果对样品表面性能变化机理进行了相应的探讨。HCPEB辐照合金化后,XRD分析结果表明Pb/Al和Sn/Al体系表面都没有新相的生成,但Al的衍射峰都向低角方向偏移,即Al晶格发生膨胀,显示出Pb和Sn在HCPEB辐照处理后在Al基体中固溶的可能性。进一步的表面表征分析结果显示,经HCPEB辐照后表面都形成了典型的熔坑形貌,并随辐照次数的增加而逐渐消失,表面粗糙度也显著减小,35次辐照后,Pb/Al、Sn/Al体系表面形成的合金化层厚度分别约为15μm和10μm。Pb/Al体系的TEM分析结果表明,合金化层中Pb颗粒尺寸随着辐照次数的增加而减小,Al晶粒尺寸也显著减小,35次辐照后形成了纳米Pb颗粒均匀弥散分布于Al基体中,Pb颗粒与Al基体之间具有良好的结合界面,且存在“立方-立方”的取向关系,即[011]_Al//[011]_Pb;（1^—1^—1）_Al//（1^—1^—1）_Pb;（2^—00）_Al//（2^—00）_Pb。此外,HCPEB辐照可在Al基体表面诱发密度极高的位错圈、位错墙等结构缺陷,为Pb原子提供了大量的扩散通道,促进Al和Pb的固溶。Sn/Al体系的TEM分析结果显示,15次辐照后Sn颗粒呈长条针状分布在Al基体中,随着辐照次数增加Sn颗粒显著细化,35次辐照后表层中弥散分布着平均尺寸仅为9 nm的Sn颗粒,呈现为规则的六边形及球状形貌,并与Al基体也存在着一定的取向关系,即[321]_Al//[010]_Sn;（11^—1^—）_Al//（200）_Sn;（1^—33^—）_Al//（101）_Sn。同时在辐照表层也发现了各种各样的结构缺陷如孔洞、位错胞、位错墙、高密度位错线等,为Sn原子提供大量快速扩散通道,有利于Al（Sn）固溶体的形成。显微硬度测试结果表明,Pb/Al及Sn/Al体系在HCPEB辐照35次后表面硬度与Al基体相比都有了显著提高,主要是由于细晶强化、第二相弥散强化、位错强化及固溶强化几种机制共同作用的结果。Sn/Al体系辐照15次后表面硬度的略微下降主要是因为表层长条针状Sn颗粒的不均匀分布起到了软化作用。摩擦磨损试验结果表明,利用HCPEB分别对Al表面合金化Pb和Sn后,辐照样品的摩擦系数及磨损率与原样相比都有了显著的减小,且表面摩擦磨损性能随着辐照次数的增加而逐渐改善,其原因主要是摩擦表面含Pb或Sn润滑膜的形成、表面硬度的提高以及表面粗糙度的降低共同作用的结果。35次辐照后,Sn/Al体系表面合金层的性能要好于Pb/Al体系。