多主元高熵合金基复合材料的研究进展

总结了近年来国内外在高熵合金复合材料领域取得的研究成果,并对其制备工艺的优缺点和材料性能特点进行探讨,对其以后可能的发展方向进行了展望。     

共晶高熵合金形成的热力学基础研究

通过收集并总结已报道的18种共晶高熵合金的整体成分和各相成分等信息分别计算了反映其性质的一些参数,包括混合焓、混合熵、吉布斯自由能、原子尺寸失配度、电负性差和价电子数,并从热力学角度分析了这些参数对合金结构的影响规律.发现共晶高熵合金整体成分计算出的混合熵等值均基本满足传统高熵合金形成单相固溶体的结构判据要求(即ΔSm...     

多主元高熵合金的研究进展

多主元高熵合金突破了以1种或2种金属元素为主的传统合金的设计理念,是一种有5种以上主元且每种主元原子百分数不超过35％的新型合金。高熵合金显现出许多不同于传统合金的组织和性能特点,是一个具有学术研究价值和工业应用潜力的材料领域。本文重点介绍了高熵合金的定义、组织和性能特点与研究状况。     

Al0.5CoCrFeNi高熵合金高温腐蚀行为研究

采用真空电弧熔炼炉制备了Al0.5CoCrFeNi高熵合金(下标表示摩尔比).研究了高熵合金在800、900℃的75wt％Na2SO4+25wt％NaCl熔盐中抗高温腐蚀性.利用带有能谱仪的扫描电镜和X射线衍射仪分析高熵合金的腐蚀层形貌、成分和组织结构.结果表明:高熵合金在熔盐中的腐蚀质量损失较严重,随腐蚀温度升高,抗腐蚀性下降;腐蚀层出现明显分层,合金表面生成了疏松多孔的NaFeO2等多种混合氧化物;合金腐蚀过程发生内氧化和内硫化,内层生成Al2O3、CrO3混合氧化物及Cr5S6硫化物.     

高熵合金显微结构的热力学分析(英文)

对高熵合金系的液相与晶态相、金属间化合物相及非晶相之间的吉布斯自由能之差这几个热力学参数进行了分析,发现ΔSrΔHh(sol.)值的大小对高熵合金的显微结构有重要影响。结果表明:ΔSrΔHh(sol.)值较低的高熵合金倾向于形成单相fcc或bcc固溶体,而ΔSrΔHh(sol.)值较大的高熵合金通常形成相对复杂的结构。     

多主元高熵合金涂层的研究进展

综述了高熵合金涂层的设计理念、制备方法和性能研究的进展。 介绍了高熵合金金属涂层、化合物涂层和复合涂层的性能特点。 高熵合金涂层表现出高强度、高硬度、耐高温、耐磨性和耐腐蚀等优异性质,有望在工具、刀具、模具等方面得到应用。     

Al-Ti-V基轻质高熵合金研究现状

近年来,高熵合金凭借其新颖的设计理念和优异的各类物化性能成为金属结构材料领域的研究热点。随着轻量化合金设计理念的不断普及,“熵调控”的概念也被广泛应用于开发新型轻质合金。轻质高熵合金是基于合金轻量化设计的一类低密度的新型高熵合金,其开发与设计主要利用经验参数准则、相图计算以及第一性原理计算相结合的方法。其中,Al-Ti-V基轻质高熵合金凭借其优异的力学性能、良好的高温抗氧化性及耐腐蚀性等优点,受到了广泛关注。本文基于Al-Ti-V基轻质高熵合金的研究现状,从成分设计、制备方法、结构特征以及各类物化性能特点等方面进行了综述,并指出了Al-Ti-V基轻质高熵合金所面临的问题与挑战。     

AlCoCrFeNi高熵合金中Al原子的扩散行为

高熵合金是近几年发展起来的新型金属材料,高熵合金的扩散迟滞效应使其具有较好的热稳定性及高温抗氧化性,对其扩散行为的研究对理解高熵合金的相形成、组织和性能演化有重要意义。以AlCoCrFeNi系高熵合金为研究对象,将纯Al和Al_(6.97)Co_(23.26)Cr_(23.26)Fe_(23.26)Ni_(23.26)高熵合金制成扩散偶,研究不同温度下Al在AlCoCrFeNi高熵合金中的扩散行为。利用电子探针检测扩散层的形貌和成分分布,计算了扩散系数和扩散激活能。结果表明:当温度低于723K时,Al与Al_(6.97)Co_(23.26)Cr_(23.26)Fe_(23.26)Ni_(23.26)高熵合金间的元素扩散速率非常慢,在扩散偶的界面处未发现新相的形成;当温度在773～873 K时,在Al与高熵合金的界面处形成明显的扩散反应层,扩散反应层内有新相形成;Al在Al_(6.97)Co_(23.26)Cr_(23.26)Fe_(23.26)Ni_(23.26)高熵合金的扩散激活能为(50.9±6.8) k J/mol;扩散距离随温度的升高而增大。     

FeCoNiAlCu_x多主元高熵合金组织与力学性能的研究

采用XRD、SEM、EDS、硬度测试和压缩试验等方法,研究了Cu含量对FeCoNiAlCu_x高熵合金组织与力学性能的影响。结果表明:FeCoNiAlCu_x合金均由fcc相和bcc相组成,但随着Cu含量的增加,fcc相增多,而bcc相减少;该合金为树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集,并且Cu含量的增加加剧了Cu元素在枝晶间的偏聚,但在枝晶内没有变化。同时,Cu含量的增加促进了合金塑性的提高,FeCoNiAlCu_(1.5)合金的压缩应变最大,为36.1%,但是降低了合金的屈服强度和显微硬度;FeCoNiAlCu_(0.5)合金的显微硬度最高,为569 HV;FeCoNiAlCu_(0.8)合金的屈服强度最大,为1256MPa。     

高熵合金的高通量制备与机器学习驱动高熵合金

高熵合金是近十几年发展起来的新型合金,其独特的设计理念和组织结构使之具有一系列优异的性能。而如何快速有效地进行核心成分的高效设计和筛选是研究高性能高熵合金面临的关键问题。目前高通量的设计、制备和表征技术,可促进材料的研究从传统的试错模式向低成本、高效快速响应模式的转变,从而实现新材料的筛选与研发的快速发展。通过机器学习对高通量实验获得的海量数据进行训练学习,可挖掘隐含在合金中的内在规律及优异性能,实现对具有目标性能的合金成分快速精准的预测。     

高熵CoCrMnNi-Fe合金实验研究

<正>Ibrahim Ondicho等人通过热力学计算和实验,对等原子和非等原子高熵CoCrMnNi-Fe进行研究。设计合金的出发点是,改变Fe_x(CoCrMnNi)_(100-x)合金(x=0,20,40及60)的Fe含量时,价电子浓度固定为8。XRD测定表明,900℃时合金为单相面心立方结构。拉伸试验表明,随Fe含量增高,屈服强度和抗拉强度均     

AlCrFeNiTi高熵合金热稳定性的研究

为了探讨AlCrFeNiTi高熵合金的热稳定性,采用氩气保护下真空电弧熔炼法制备铸态合金,在不同加热温度和保温时间下对合金进行热处理并测定其硬度变化曲线,研究合金的硬度与显微组织之间的关系;最后利用反向传播人工神经网络建立合金的加热温度时间-硬度关系网络,实现对合金硬度的预测。结果表明:铸态AlCrFeNiTi高熵合金由两个简单体心立方结构固溶体组成,显微组织是由枝晶、枝晶间和(α+β)共晶组织组成的典型高熵合金枝晶组织;合金经过400~900℃的加热和0.5~10h的保温处理后空冷,合金能在一定程度上保持原始铸态下的组织和枝晶相含量,硬度(HV)依旧保持在4000MPa以上,表现出良好的热稳定性;建立的AlCrFeNiTi高熵合金加热温度时间-硬度神经网络有着良好的精度和适用性,对工业应用具有指导作用。     

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。     

Al对Al-Cr-Cu-Fe-Ni高熵合金的组织与硬度的影响

利用真空电弧炉熔铸AlxCrCuFeNi(x=0.5,1.0,1.5,2.0)高熵合金.金相显微镜与X射线衍射分析表明,AlxCrCuFeNi高熵合金具有面心立方(fcc)和体心立方(bec)结构,合金的铸态组织是典型的树枝晶.Al促进AlxCrCuFeNi合金的bcc结构的形成,而bcc的形成使AlxCrCuFeNi合金的硬度得到提高.     

AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能

采用X射线衍射、扫描电镜和压缩试验等手段,研究了不同条件下AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能.结果表明,铸态合金为典型的树枝晶组织,枝晶间存在明显的Cu富集;随着Al含量的增多,FCC相含量减少,BCC相含量增多,从而导致AlxCoCrCuFeNi具有较高的屈服强度,而且塑性应变量超过5.8%.     

主元对高熵合金组织及性能影响的研究综述

在材料领域高熵合金被认为是合金化理论的创新。高熵合金以其结构简单、性能优越以及较大的应用潜力在材料表面工程方面日益受到人们的关注。综述了高熵合金的研究现状,介绍了主元对高熵合金组织及性能的影响。     

高铼Ni3Al基高温合金的显微组织

用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射技术和定量金相技术研究Ni-10Co-7．1W-1．7Mo-0．5Nb-6．9Ta-7．9Re-6．9Al-0．008CNi3Al基高温合金的显微组织。实验表明：该合金由y，y’，y＋y’共晶和Re3W相组成；Re是强负偏析元素，过量Re促使Re3W相的形成：合金中次生y’、共晶y’的固溶温度分别为1330和360℃。采用1290℃，2 h＋1330℃，6h＋1360℃，6h多级固溶处理实现y’完全固溶并避免初溶，但该处理不能消除Re3w相，也不能实现Re的完全均匀化，适当降低Al，Ta和Re含量可以消除Re3W相。