高熵合金抗辐照性能研究现状与展望

高熵合金结构简单但主元相对复杂,由于其具有迟滞扩散效应,可以阻碍由于原子运动引起的晶格畸变,并且存在的较高原子级别应力,使其具有自修复机制,因此高熵合金具有优异的抗辐照性能。辐照作用在材料内部产生的缺陷或缺陷团簇,在反应堆服役过程中还会发生迁移和聚集,形成大型缺陷并影响材料的微观结构和力学性能。为了更好地解释辐照缺陷的运动,通常还需要采用理论模拟的方法。从结构的角度将抗辐照高熵合金分为体心立方、面心立方和混合结构3类,分析探讨了辐照对材料结构和性能的影响,介绍了部分常用的理论模拟方法,最后针对高熵合金抗辐照性能研究发展的趋势以及对未来研究工作重点进行了总结与展望。     

高熵合金耐腐蚀性能研究进展

文章介绍了高熵合金块体材料和高熵合金涂层在常温环境中、高温条件下和一些特殊介质中的腐蚀行为,论述了合金元素、热处理、环境因素及制备工艺对高熵合金耐蚀性的影响,并简要分析了高熵合金耐蚀性研究面临的问题.     

高熵合金与非晶合金柔性材料

高熵合金与非晶合金作为新一代金属材料,具备许多优异的物理、化学及力学性能,在柔性电子领域展现出巨大的应用潜力。传统的块体高熵合金与非晶合金虽然性能优异,但由于材料本身的刚性特点无法满足可变形电子设备的柔性需求,因此需要通过一定方式如降低维度、设计微结构等赋予其柔性特征。在简述高熵合金柔性纤维的力学性能特点的基础上,介绍了高熵合金薄膜作为潜在柔性材料的制备方式与结构性能特点,总结了非晶合金薄膜应用于电子皮肤、柔性电极、微结构制作等柔性电子领域中的最新进展,最后讨论了现有工作的不足之处并对未来柔性电子的发展前景进行了展望。      

间隙原子对高熵合金组织及性能影响的研究现状

高熵合金作为一种新型的合金体系,虽然其组成元素复杂,但能形成简单的固溶体,具有许多异于传统合金的结构和性能特征,其研究近年来成为热点。间隙原子可以溶入基体晶格间隙产生固溶强化,与合金元素结合形成细小弥散强化相,以及降低层错能,改变位错运动方式等,从而改善高熵合金性能。文章在论述高熵合金组织结构特性的基础上,分析了间隙原子C、N、O、B对高熵合金相形成规律、强化机理、塑性变形机制的影响,总结了间隙原子含量及其产生的固溶强化、晶粒细化、第二相强化作用对高熵合金组织性能等方面影响的研究进展,最后提出了含间隙原子的高强高韧高熵合金组织结构设计研究的新方向。      

共晶高熵合金的研究进展

高熵合金具有高的混合熵、缓慢的扩散和严重的品格畸变等特性,合金具有简单的组织结构和优异的综合性能,这为开发新型合金体系提供了广阔的发展思路.共晶高熵合金具有流动性好、凝固组织成分相对均匀、铸造缺陷少、组织可调控性等优点,可制备大尺寸高熵合金锭,因此共晶高熵合金的研究促进了高熵合金的工业化发展.概述了共晶高熵合金的国内外...     

高熵合金研究进展

高熵合金突破了传统合金成分的限制,通过调配多种组元的排列组合和含量,赋予了高熵合金高强度、高韧性、高硬度、低温韧性、耐腐蚀和抗辐照等优异的力学性能和功能性能,在众多领域表现出了巨大的应用潜力。高熵合金目前主要有三个代表性的种类:以3d过渡族金属为主的Cantor合金（CoCrFeMnNi）;以难熔金属为主的Senkov合金（NbMoTaW）;以铝镁钛等轻质元素为主的低密度高熵合金（AlMgLiZnCu, AlMgZnCuSi, AlZrTiNbMo）。本文从高熵合金的概念出发,详细介绍了高熵合金的制备工艺,讨论了如何制备具有高强度?高塑形、优秀磁性能?力学性能以及高强度?高导电性、轻质?高强度等优异综合性能的高熵合金,并对高熵合金未来的发展趋势进行了展望。     

微波辅助燃烧合成FeCoNiCuAl高熵合金的组织与性能

基于高熵合金的成分设计理念,利用铝热反应机制,以氧化物粉末为原料,采用微波辅助燃烧合成法,制备了块体FeCoNiCuAl高熵合金,试验了一种高熵合金制备的新方法.研究了该合金的微观结构和性能,结果表明:该合金的组织是典型的树枝晶;该合金具有简单的体心立方和面心立方结构;Fe、Co、Ni、Al四种元素分布比较均匀,Cu倾...     

铁基非晶合金的辐照性能

铁基非晶合金由于成本低较、易制备、较好的温度稳定性等优点,并具优异的机械性能、磁性能和耐腐蚀性能而被广泛研究.并且其固有的无序结构有助于抵抗辐照导致的损伤,使得铁基非晶合金可作为抗辐照材料使用.辐照既可以试验铁基非晶合金的性能也是优化铁基非晶合金结构和性能的有效方法.本文综述了铁基非晶合金中子辐照、离子辐照和电子辐照性能的研究进展,探讨了铁基非晶合金的结构和性能与非晶合金的成分以及辐照粒子的类型、能量、注量之间的关系,以及辐照晶化的机制,为进一步促进高性能铁基非晶合金的研究提供了有价值的参考.     

高熵合金耐磨性能研究进展

磨损是机械失效的一种普遍形式,约占据机械零件失效的80%。摩擦磨损不仅增加了原料和能源的损耗,而且无法保证机械零件的安全可靠性。高熵合金由于其特殊的四大效应,使得它成为近年来有别于传统合金材料领域的研究热点,通过调整高熵合金元素种类及配比、选择合适的制造方法和热处理工艺可以在一定程度上减缓磨损速率、降低磨损量,起到提高耐磨性能的效果。归纳了耐磨高熵合金的类别,讨论了不同元素及配比对块体高熵合金磨损性能的影响,总结了采用不同制造方法、热处理工艺及表面化学改性制备的高熵合金的耐磨性能差异。最后,结合高熵合金在摩擦磨损方面的现状及存在的问题,对未来高熵合金在耐磨金属材料领域的研究进行了展望。     

非晶合金的性能与应用

非晶合金是利用快速凝固技术制备的一种新型金属材料,特殊的微观结构使非晶合金具有优良的性能.文章简要叙述了非晶合金在力学、电学、磁学性能、电化学等方面的性能,并介绍了非晶合金在变压器、高温材料、防腐材料、医学、航空航天以及军事等领域中的应用.介绍了我国近几年在非晶合金领域取得的研究成果,并对非晶合金的发展进行了展望.     

多主元高熵合金成相研究进展

多主元高熵合金是基于"多元高乱度"的设计思想而提出的新型多元合金,具有高强度、高硬度、耐腐蚀、抗磨损和良好的高温热稳定性等优点。阐述了高熵合金的定义及成相理论,介绍了最近几年来国内外在高熵合金成相理论的研究领域取得的实质性进展。     

铸态共晶高熵合金的研究进展

铸态共晶高熵合金在室温下的力学性能受到其化学成分、相组成和微观组织形貌的影响,是选用恰当的共晶高熵合金以适应于复杂服役环境的重要判据.文中通过调研近年来共晶高熵合金的相关文献,概述了共晶高熵合金的研究现状,按化学元素和共晶组织的相组成特点对共晶高熵合金进行了分类,即主要由FCC相+B2/BCC相组成的AlCoCrFeN...     

高熵合金激光选区熔化研究进展

近年来,高熵合金以其多主元成分、独特的组织和许多优异的性能在各个领域引起了极大关注。这种基于"构型熵"设计的新型合金,有望突破传统合金的性能极限,已经成为材料科学发展新的热点和方向之一。传统的电弧熔炼技术限制了高熵合金复杂结构件的制备及其工业化应用,新兴的增材制造技术已成为当前复杂金属构件制备中最具前景的制造方法之一。综述了高熵合金激光选区熔化技术的研究进展,包括工艺、优化和应用等,并对高熵合金未来的工业化应用提出了展望。     

难熔高熵合金:制备方法与性能综述

从加工方法、微观结构以及各类性能三方面介绍了难熔高熵合金(Refractory high-entropy alloys,RHEAs),最后对难熔高熵合金的发展和未来进行了展望。以MoNbTaVW为代表的难熔高熵合金在高温下表现出优于传统镍基高温合金的压缩屈服强度,且屈服强度随温度的变化更加缓慢,高温力学性能优异;以MoNbTaVW、MoNbTaTiZr、HfNbTiZr等为代表的难熔高熵合金,与商用高温合金、难熔金属、难熔合金以及工具钢相比,展现出更优的耐磨性能。以W₃₈Ta₃₆Cr₁₅V₁₁合金为代表的难熔高熵合金在辐照后,除了析出小颗粒第二相外,不存在位错环缺陷结构,抗辐照性能优异。提出了难熔高熵合金未来发展的两大方向:建立高通量的实验和计算方法继续探索更多的难熔高熵合金组成和结构模型;探索多场耦合环境下难熔高熵合金的服役行为。      

热喷涂制备非晶合金涂层性能的研究进展

首先介绍了非晶合金的理论基础,然后从耐磨性和耐蚀性两个方面入手,详细地阐述了国内外对于热喷涂非晶合金涂层性能研究进展情况,并系统地总结了非金合金涂层在耐磨性和耐蚀性上的本质联系和根本矛盾,最后指出热喷涂非晶合金涂层性能研究上的局限性,提出三点问题:对于非晶合金基础理论的研究还处在起步阶段、热喷涂制备非晶合金涂层的合金体系种类少、制备非晶合金涂层的热喷涂技术有待开发,并针对以上三点问题提出热喷涂制备非晶合金涂层性能研究的未来发展方向。      

间隙原子掺杂高熵合金的研究进展

分析了间隙原子C、N、O、B对高熵合金组织和性能的影响;总结了四种间隙原子含量及其产生的固溶强化、晶粒细化、第二相强化作用对高熵合金组织及性能等方面影响,大量的研究表明,在高熵合金体系中掺杂间隙原子不仅可以调控相结构组成（促进/抑制相变,析出第二相颗粒）,还可以改变其形变机制（TWIP、TRIP效应）以实现材料的强韧化.其有效利用既可以拓宽高熵合金的设计思路,也可以有效降低航空材料的制备成本.最后提出了含间隙原子的高强高韧高熵合金组织结构设计研究的新方向：（1）了解不同类型高熵合金的掺杂机理,建立更适合高熵合金体系的固溶强化模型;（2）找出合适的间隙原子及其掺杂量来调节高熵合金微观结构和力学性能.研究设计掺杂不同间隙原子的高熵合金有望揭示不同间隙原子对其相结构、形变机制和力学性能的影响,具有重要的科学及工程实践意义.     

高熵合金的特点及研究现状

介绍了多主元高熵合金的定义、性能及应用,重点综述高熵合金的研究现状,并指出其发展方向.     

高熵合金复合涂层研究现状及展望

高熵合金涂层能在经济实用的基础上发挥高熵合金的优良综合性能,但其强化方式主要为固溶强化,强化效果有很大局限性,因此有必要在高熵合金涂层中引入硬质颗粒实现复合增强,从而得到性能更加优良的高熵合金复合涂层。综述了制备高熵合金复合涂层的主要技术,如激光熔覆技术、等离子熔覆技术和氩弧熔覆技术,重点介绍了直接添加和原位合成硬质颗粒增强高熵合金复合涂层的研究现状,分析了其组织与结构,并分别从硬度、耐磨性、耐腐蚀性和抗高温氧化性这几个方面论述了硬质颗粒对高熵合金复合涂层性能的影响,最后针对高熵合金复合涂层研究中存在的问题进行了总结和展望。     

CoCrFeNiCuTix高熵合金的微观组织与耐腐蚀性能研究

采用真空热压烧结法制备了CoCrFeNiCuTi_x (x为摩尔比, x=0.25, 0.50, 0.75, 1.00)六元高熵合金, 研究了Ti含量对该高熵合金微观组织和耐腐蚀性的影响。利用金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、HVS-1000B型数显显微硬度计和电化学工作站等设备测试和分析了CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的组织结构和耐腐蚀性能。结果表明: 不同Ti含量(摩尔分数)的CoCrFeNiCuTi_x高熵合金, 物相都为面心立方结构, 组织主要为树枝晶; 随着Ti摩尔分数的增加, 高熵合金树枝晶组织减少, 硬度先增加后减小, x=0.50时, 合金的硬度值最大, 为HV 755;CoCrFeNiCuTi_x高熵合金的自腐蚀电位都正于45#钢, 耐腐蚀性先增强后减弱, x=0.50时, 其耐腐蚀性最优。     

激光熔覆AlCoCrCu_(0.5)FeMoNiTi高熵合金涂层的组织与性能

通过真空激光熔覆制备了AlCoCrCu_(0.5) FeMoNiTi高熵合金涂层。用电阻炉对涂层进行500~900℃的退火处理。使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、显微硬度计对涂层的组织结构和硬度进行了分析。结果表明,涂层为BCC结构,晶格常数a为0.291 nm。涂层经过抛光和王水腐蚀后,形貌为树枝晶特征,结晶细密。合金在500~900℃退火处理后仍保持BCC结构,未见有其他析出相,说明合金的具有很好的热稳定性。熔覆态合金的硬度达到1080 HV。经500℃退火后,涂层硬度下降了100 HV,但再升高退火温度,硬度变化极小,在900℃退火后,硬度仍然达到943 HV,说明AlCoCrCu_(0.5) FeMoNiTi高熵合金涂层具有很好的抗高温软化性能。