高熵合金可克达拉高熵合金材料厂家
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高熵合金(High-Entropy Alloys)简称HEAs.是一类具有性能的新型材料,以其的力学性能、耐腐蚀性能、的热稳定性等特点受到科学界广泛关注.高熵合金是由五种以上元素,每种元素的原子分数在5%到35%之间,各元素原子随机占据一个晶格点位的晶体.已经报道的典型合金有:叶均蔚等发现的以CoCrCuFeNi为代表的面心立方固溶体结构的合金;张勇等发现的以A1CoCrFeNi为代表的体心立方固溶体结构的合金.如今,高熵概念被广泛应用于各种材料,如氧化物、硫族化合物和卤化物.高熵态产生了多种改进功能:如热电性能、磁热效应、催化效应等
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
常做高熵合金组分:
CoCrFeNi CoCrFeNiAl CoCrFeNiCu CoCrFeNiMo FeNiCrCuAl
CoCrFeNiMn CoCrNiAl FeMnCoCr TiVAlCrZr TiNbMoTaW
CuAlTiWV Al_xCrFeNiTi TiZrHfVNb
对于各种含Mn、Mg等易挥发元素、Nb、Ta等高熔点元素的较高难度高熵合金我们均可配合实验生产。
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。
高熵合金通常含有较高原子比例的铬、铝等元素,与传统的高温合金相比,从理论上具有更的抗氧化性。Tsao等研究了基于Al-Ti-Cr-Fe-Co-Ni体系的高温高熵合金的900~1100℃/5~200h高温氧化和腐蚀性能,并与CM247LC镍基高温合金进行了比较。该研究观察到高熵合金由于不同的溶质形成了复杂的氧化物,并认为含量较高的铬和铝促进了保护性铬和氧化铝层的形成,表现出的热腐蚀和抗氧化性。
难熔高熵合金主要是由铌、钼、钽、钨、锆、钒等抗氧化性较差的高熔点元素作为主元,在高温氧化过程中难以生成致密的氧化物来阻碍氧内扩散。对于难熔高熵合金通常研究钨、钼等在氧化过程中的作用。针对高熵合金的实际开发需求,可以从涂层、热处理工艺和制备方法等方面优化高熵合金的氧化性能。