本论文以316 L不锈钢、热障涂层和铁基体表面粘涂铝粉后形成的双层材料为改性材料,讨论了强流脉冲电子束对材料的热效应作用规律。建立了柱坐标系下的三维温度场模型。沿电子束入射方向,给出了重熔层深度(1～2μm),温度梯度(约10~8 K/m),升、降温速率(10~8～10~9 K/s)等模拟结果。随后的实验结果表明:重熔层厚度与模拟结果吻合;极高的温度梯度使材料表层出现强烈的塑性变形,甚至诱发出微裂纹;快速的升、降温速率使表层发生晶粒细化现象;垂直于电子束方向上,由于脉冲电子束束斑能量具有高斯分布形式,对材料表面的径向改性并不均匀。进一步发展了冲击热应力模型。当强流脉冲电子束轰击靶材时,材料亚表层能量沉积最大,亚表层附近亚稳态第二相(或第二相晶界附近)首先熔化;迅速膨胀的液滴不断向周围挤压,使底部产生塑性挤压变形;随后表层受到迅速膨胀液滴的挤压,很快失去抵抗力;液滴瞬间突破表层,喷发出去;同时,熔坑底部得到一个瞬间反冲力,使得熔坑底部被急速挤压,形成了冲击热应力,实现材料的深层改性。