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高熵合金的四个核心效应

1.高熵效应

高熵效应是HEA的标志性概念.比较理想的形成熵与属的焓(选定IM化合物的形成焓)可以得知，在具有5个或更多元素的近等摩尔合金中，其更有利于形成SS相而不是IM化合物.这时不考虑特殊组合，仅熵和焓的高低来分析常规的SS相和IM相.熵值也只考虑生成熵.虽然振动、电子和磁性也影响其熵值，但是主要的因素仍然是合金的结构.

2.晶格畸变

严重的晶格畸变是因为高熵相中的不同原子尺寸导致的.每个晶格位置的位移，取决于占据该位置的原子和局部环境中的原子类型.这些畸变比传统合金严重的多.这些变原子位置的不确定性导致合金的形成焓较高.虽然在物理上，这可以降低X射线衍射峰的强度，增加硬度，降低电导率，降低合金的温度依赖性.但是，仍然缺少系统的实验来定量描述这些性能的变化值是多少.例如，组成原子之间的剪切模量不匹配，也可能有助于硬化；局部键的变化也可能改变电导率、热导率和相关的电子结构.

3.缓慢的扩散特点

在HAs中，扩散是缓慢的.这可以在纳米晶和非晶合金的形成和其显微结构中观察到.

4."鸡尾酒"效应

"鸡尾酒"效应是S.Ranganathan教授使用的短语.初的意图是"一种愉快，愉快的混合物".后来，它意味着一种协同混合物，终结果是不可预测，且大于各部分的总和.这个短语描述了三种不同的合金类别；大块金属玻璃、超弹性和超塑性金属以及HEAs.这些合金都是多主元素合金."鸡尾酒"效应表征了无定形大块金属玻璃的结构和功能特性

高熵合金的非晶形成能力较强,某些高熵合金能在铸态组织中形成非晶相.而传统合金要获得非晶组织，需要的冷却速度将液态原子无规则分布的组织保留到室温.非晶态金属的研究是近年来才兴起的，由于结构中无位错，具有很高的强度、硬度、塑性、韧性、耐蚀性及特殊的磁学性能等，应用也极为广泛.制备非晶态高熵合金无疑将进一步扩大高熵合金的应用领域.高熵合金的种类繁多，其显微结构和性能具有很高的研究价值.高熵效应是调控其显微组织和结构的主要因素.目前这一领域的关注点已经发展到了7个合金系列，每个合金系列包括6-7元素，已经产生了超过408种新合金.在这408种合金中含有648种不同的微观结构.研究发现，合金元素数量和加工条件对其显微结构有显着的影响.不同结构的高熵合金，呈现出不同的结构性能和功能特点.高熵合金特的结构和广泛合金种类，为其结构化应用和功能化应用提供了基础.

高熵合金中常含有多种合金成分，既有活泼的铝、钛、铬等元素，又有铌、钽、钨、钼等难熔金属，有些还会加入锆、硼、碳等微量元素。在高温环境下，合金元素容易发生选择性氧化或加速氧化，形成氧化物。高熵合金在高温下的抗氧化性能并没有显著优势。