Al0.1CoCrFeNi高熵合金力学性能的分子动力学研究

通过分子动力学方法研究了Al_0.1CoCrFeNi单晶高熵合金在室温（300 K）下沿轴向拉伸后的组织和力学性能变化。通过改变模拟应变速率和温度,分析了单晶高熵合金的拉伸性能;通过模拟室温拉伸实验,研究了含表面小裂纹单晶的显微组织和抗拉伸性能。结果表明,当应变速率在一定范围内时,抗拉伸强度随应变速率增大而增大;当应变速率为10¹⁰ s^-1时,杨氏模量和抗拉伸强度随温度降低而增大。表面有贯穿小裂纹的单晶高熵合金在拉伸一段时间后出现颈缩现象,随着大量滑移位错的快速发展,裂纹尖端出现应力集中,导致快速断裂。     

TiZrNbTaMo高熵合金表面化学气相沉积制备多晶金刚石膜EI北大核心CSCD

本文以亲碳元素组成的TiZrNbTaMo高熵合金作为基材,通过化学气相沉积的方法在其表面沉积金刚石膜。结果表明:金刚石能够在TiZrNbTaMo高熵合金表面快速形核,形核密度高达7.53×109cm^(-2),且在30 min内形成连续的金刚石膜;金刚石在TiZrNbTaMo高熵合金表面的形核密度及生长速率远高于在组成高熵合金的单质金属表面的形核密度及生长速率。这是由于在金刚石形核及生长初期,高熵合金表面能够快速形成混合碳化物层,阻碍碳原子向合金基材扩散,使其富集在碳化物层表面,促进金刚石的形核和生长。沉积金刚石后的Ti ZrNbTaMo高熵合金在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的抗腐蚀能力显著提升。本文结果为金属材料表面高效率沉积高形核密度的金刚石以及改善高熵合金表面硬度和耐腐蚀性能提供了新的思路和方法。     

CoCrFeNiNbx高熵合金的研究进展

近十几年来,作为一种研究热门的新型合金,高熵合金已获得了材料界广泛的关注.其中,以等原子比CoCrFeNiMn合金为原型,已报道大量力学性能优异的fcc结构的高熵合金.近几年,由于其优异的铸造成形性能与综合力学性能,共晶高熵合金也逐渐得到科研人员的重视.本工作选取CoCrFeNiNbx合金体系,以析出强化型高熵合金和共...     

高熵合金薄膜研究现状与展望

高熵合金是一种由五种或者五种以上的元素以(近)等原子比组成的新型多主元合金材料,拥有众多优异的力学、物理和电学方面的性能,引起了科技工作者的极大关注.高熵合金薄膜是一种低维度形态(微米级)的高熵合金材料,不仅展现出与块体高熵合金相似的优异性能,而且在某些性能(如硬度)上甚至优于块体高熵合金,在诸多领域里展现出良好的应用...     

高熵合金焊接技术研究现状与展望

高熵合金是近年来新兴的一类合金材料,将其用于工程装备领域的同种或异种结构材料焊接,能充分发挥出高熵合金的特性和性能优势,具有广阔的应用前景。本文首先就高熵合金的特点及焊接性进行了分析,然后综述了高熵合金同种或异种材料连接常见的焊接技术研究现状,包括电弧焊、激光焊、电子束焊、扩散焊、搅拌摩擦焊和其他。最后总结了不同焊接技术在相同或不同材料的高熵合金焊接过程中存在的问题,并针对存在的问题提出了以后高熵合金焊接的重点研究方向,以期对高熵合金在焊接领域的应用发展提供参考。     

焊缝高熵化研究现状与展望

高熵合金是近年来快速发展的一种新型合金,其成分设计突破了传统合金的设计理念,是合金理论发展的一个新方向.高熵合金所具有的高熵效应、晶格畸变效应、缓慢扩散效应和鸡尾酒效应在焊接领域表现出独特的应用价值,前景十分广阔.文中总结了国内外利用高熵合金四大效应开发焊接材料与工艺的研究现状和存在的问题,并对未来发展方向进行了展望.     

高熵合金强化机制的研究进展

高熵合金是一种多主元合金, 相比于传统单一主元合金具有不同的变形机制和强韧化机制。现有的研究结果表明,高熵合金的强韧化潜力明显优于传统合金,是一种极具应用前景的新型结构材料。本文综述了近年来高熵合金在强化机制领域的研究进展,对高熵合金的多种强化机制进行了讨论分析,并指出了影响高熵合金强化的因素,最后给出了高熵合金强韧化研究的方向。     

高熵合金的热处理综述

高熵合金由于其优异的性能逐渐成为了广大学者的研究热点,而热处理可以有效地消除铸态高熵合金内部的结构缺陷及残余应力从而有效地改善其性能。本文综述了国内外有关高熵合金热处理的研究现状,从析出物、相结构、显微组织等多个方面,讨论了热处理对高熵合金的力学性能、耐磨性能和耐腐蚀性能等方面的影响,提出了高熵合金在热处理过程中需要注意的问题,以期为高熵合金的研究提供参考。     

机械合金化制备高熵合金研究进展

高熵合金作为一种新型合金逐渐被人们所关注,机械合金化是一种制备先进材料的固态加工工艺,利用机械合金化制备高熵合金也为高熵合金的发展及应用开拓了广阔的领域。本文介绍了高熵合金的简单概念,并从机械合金化中的元素选择、高熵合金粉末的后处理工艺及机械合金化制备高熵合金的研究方向三个方面综述了其研究进展。     

高熵合金的发展及工业应用展望

高熵合金是近十几年来出现的一类新型金属材料,通常由5种或5种以上的元素以等原子比或近等原子比构成,形成以固溶体相为主的组织结构.高熵合金概念的提出,突破了传统合金的设计理念,极大拓展了合金设计的空间.由于具有大晶格畸变、高混合熵、原子缓慢扩散和"鸡尾酒"效应等多重效应,高熵合金显示出高强度、高韧性、高硬度、异常优异的低...     

高熵合金涂层在压力容器腐蚀与防护的应用展望

腐蚀防护是压力容器在生产使用中的重要关注点,也是材料腐蚀防护的重要研究方向。目前压力容器使用的腐蚀防护方法,在使用过程中具有局限性。高熵合金涂层具有良好的综合性能和耐腐蚀性能,在金属材料腐蚀与防护方面具有优势。文章综述了不同元素添加高熵合金涂层的腐蚀性能研究现状,基于其优异的防腐蚀性能,展望了高熵合金涂层在压力容器腐蚀防护方面发展方向。     

高熵合金制备方法进展

多主元高熵合金对传统的多元合金设计理念是一种新的突破,具有不同于传统合金的组织和性能。阐述了高熵合金的特性,介绍了近年来国内外关于高熵合金制备方法的研究现状及特点,以提高高熵合金的优良性能,拓宽其应用领域。     

基于第一性原理计算的高熵合金研究现状

介绍了第一性原理计算模拟理论,重点综述了近年来第一性原理计算模拟在高熵合金力学性能、相稳定性及耐腐蚀性方面的研究进展,并进行了总结与展望,为高熵合金的设计提供参考。     

高熵合金中的晶格畸变

传统上,晶格畸变被认为是高熵合金区别于普通合金的结构特征.然而如何理解和表征在高熵合金中的晶格畸变还是一个悬而未决的问题.本文以最近发表的理论工作(包括理论模型和第一性原理计算)和实验工作为基础,主要探讨在高熵合金(乃至成分复杂合金)中晶格畸变(以及伴生的内禀残余应力或应变场)的物理来源以及实验特征.     

高熵合金抗高温氧化机理研究展望

近年来高熵合金因具有许多优于传统合金的性能备受瞩目,而高温氧化问题大大限制了其发展应用。多元组成使高熵合金的高温氧化过程不同于单一金属,不同氧化阶段的动力学规律有很大不同。氧化前期多种元素发生氧化反应,氧化物种类和氧化膜结构随时间发生变化,直到稳定氧化阶段氧化产物才固定存在。本文从初期选择性氧化、过渡态氧化和稳定氧化期3个阶段深入剖析高熵合金高温氧化各个过程的详细机理,并总结相应的改善高温抗氧化性能的方法,为高熵合金材料设计和性能调控提供重要的理论依据。     

高熵合金在电解水催化中的应用研究

高熵合金被认为是最近几十年合金化理论的重大突破之一,其具有独特的合金设计理念和显著的混合熵效应,使得该材料在很多领域有着潜在应用价值。本文主要总结了近年来高熵合金催化剂在电解水中应用研究进展,分别介绍高熵合金的定义和特性、电解水的原理、高熵合金作为催化剂的催化机理以及高熵合金在电解水氢析出和水氧化方面的研究进展,最后展望了高熵合金未来的发展趋势和应用前景。     

高熵合金涂层制备工艺的研究现状

高熵合金涂层凭借其独特的设计理念,具有优于传统合金涂层的优异力学性能和物理化学性能,在多个领域的应用潜力较强,引起了研究者的广泛关注。本文主要综述了现阶段高熵合金涂层的主要制备工艺,激光熔覆技术、热喷涂技术、冷喷涂技术、磁控溅射技术、电化学沉积技术等的最新研究进展,详细分析了每种制备工艺的优缺点及其制备的高熵合金涂层的性能特点,并提出了现阶段高熵合金涂层研究过程中存在的问题,为后续高熵合金涂层的研究、应用及发展提供参考及指导。     

激光功率对激光熔覆FeCoNiCr高熵合金涂层组织结构及腐蚀性能的影响EI北大核心CSCD

针对激光熔覆高熵合金涂层的成分设计已有较多探究,但激光工艺参数对涂层结构与性能的影响尚缺乏系统研究。采用激光熔覆技术在316L不锈钢基体表面制备Fe Co Ni Cr高熵合金涂层,系统探究激光功率(1.2~2.0 kW)对Fe Co Ni Cr高熵合金涂层的组织结构以及耐腐蚀性能的影响规律。不同激光功率制备的Fe Co Ni Cr涂层均由典型的单一面心立方结构(FCC)组成,但随着激光功率的增大,涂层逐渐出现择优取向。Fe Co Ni Cr涂层呈现典型的双层组织结构特征,底部为柱状晶,顶部为等轴晶,但随着激光功率增加,顶部等轴晶逐渐向柱状晶转变。随着激光功率的增加,Fe Co Ni Cr涂层混合熵值逐渐下降。Fe Co Ni Cr涂层具有优异的耐腐蚀性能,但随激光功率的增加而逐渐减弱。其中,当功率为1.2 kW时,涂层的自腐蚀电流密度最小,自腐蚀电压最大且涂层表面无腐蚀坑,具有最佳的耐腐蚀性能,优于316L基体以及Stellite6和Ni60等常规激光熔覆涂层。通过优化激光功率获得具有良好耐腐蚀性能的激光熔覆Fe Co Ni Cr高熵合金涂层,可对该类涂层的开发、制备和应用提供一定的理论指导和技术支持。     

高熵合金的焊接研究综述

高熵合金具有热力学上的高熵效应、动力学上的迟滞扩散效应、晶格畸变效应、性能上的鸡尾酒效应,通过合理设计高熵合金体系,可以使高熵合金形成简单晶体结构的固溶体组织。研究者将其引入到焊接领域,扩大了高熵合金的应用范围。本文综述了高熵合金作为焊接母材以及中间层材料(钎料)的研究现状。通过对高熵合金在焊接领域的研究总结发现,高熵合金在焊接方面的研究是基于焊缝成分的设计使得焊缝组织为简单晶体结构,进而可以实现异种材料的有效连接。但目前的高熵合金体系有限,缺乏理论指导。针对异种材料连接存在的问题,需扩大合金体系的研究,不断对合金体系成分进行改进,为高熵合金在异种材料焊接中的应用提供理论指导。     

温度梯度下石墨烯薄片定向运动的分子动力学模拟EI北大核心CSCD

固体在具有温度梯度的表面会从高温区向低温区定向迁移。为解明这种热驱运动的机理及影响因素,采用分子动力学模拟方法研究不同温度梯度下石墨烯薄片在单层石墨烯表面上的定向运动,分析石墨烯薄片在运动过程中的速度、能量变化。研究观察到,在不同温度梯度下石墨烯薄片的定向运动,即从石墨烯表面的热端运动到冷端,温度梯度越高,石墨烯薄片的运动距离越远,运动速度越快,且石墨烯薄片的运动速度与当前接触表面的温度相关。最后,从功和自由能的角度对这种热驱运动的机理进行分析。研究发现,系统对石墨烯薄片做正功,并且随着温度梯度的增大,石墨烯薄片所受力做的功越大;石墨烯薄片在运动过程中自由能不断减小,且向着系统能量低的方向运动。