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高熵合金CoCrFeMnNi纳米Al2O3增强复合材料
高熵合金CoCrFeMnNi纳米AlO增强复合材料是一种通过添加纳米级AlO颗粒来增强高熵合金CoCrFeMnNi性能的复合材料,其主要特点和优势如下:增强材料:纳米AlO颗粒是高熵合金CoCrFeMnNi基复合材料的有效增强相。
采用MA和SPS方法制备了新型纳米Al2O3增强CoCrFeMnNi基复合材料,并研究了其微观组织演变和性能。合成过程包括基体粉末共混和Al2O3粉末增强,使用纯度高于95wt%、粒径小于48μm的Co、Cr、Fe、Mn和Ni粉末,以及尺寸为20-30nm、纯度为98wt%的Al2O3粉末。
类似地,增材制造制造的原位纳米氧化物增强CoCrFeMnNi HEA基体纳米复合材料在低温下伸长率降低。高熵合金的低温变形机理有待进一步研究。陶瓷颗粒被认为是提高屈服强度的优秀候选者。然而,关于MEA / HEA基复合材料在低温性能和增强机制的研究未见报道。
TOF-SIMS确定了三种Ni30-xCo30Cr10Fe10Al18W2Bx EHEAs中硼的分布,B2相表现出比FCC相更高的硼浓度,且随着合金中硼含量的增加,B2相中的硼含量呈上升趋势。1拉伸测试 单相铸造的CoCrFeMnNi合金的弹性模量为193GPa,拉伸强度为603MPa、屈服强度为234MPa和伸长率为66%。
最后,单相CoCrFeMnNi合金展现了惊人的性能:193GPa的弹性模量,603MPa的拉伸强度,234MPa的屈服强度和66%的伸长率,充分证明了其在力学性能上的卓越表现(图未给出)。
高熵合金性质
〖壹〗、高熵合金是一种引人注目的材料,其独特的性质和特点主要体现在以下几个效应上:首先,热力学上的高熵效应显著。相比于传统金属合金,如由两种元素组成的合金熔体混合熵为0.69R,五种元素的等原子比合金已提升至61R。
〖贰〗、高熵合金的定义与特性高熵合金(High-Entropy Alloys, HEAs)是具有优异性能的新型合金,以其独特的力学性能、耐腐蚀性、热稳定性等特点备受瞩目。高熵合金的“高熵”概念,源于合金原子排列混乱度高,处于无序状态,这与传统合金设计理念形成鲜明对比。高熵合金的发展历程高熵合金的发展历程充满波折。
〖叁〗、已有的研究报道发现,高熵合金具有一些传统合金所无法比拟的优异性能,如高强度、高硬度、高耐磨耐腐蚀性、高热阻、高电阻等,从而成为在材料科学和凝聚态物理领域中继大块非晶之后一个新的研究热点。
〖肆〗、目前,高熵合金一般可以被定义为由五个以上的元素组元按照等原子比或接近于等原子比合金化,其混合熵高于合金的熔化熵,一般形成高熵固溶体相的一类合金。简言之,五元合金相图中,在中间位置存在固溶体相区,这种固溶体目前认为是混合熵稳定的固溶体。
〖伍〗、具有优异的高温强度、抗氧化性能、抗热腐蚀性能等。这些合金通常用于航空航天、能源、化工等领域。- 高熵合金:高熵合金在近年来引起了广泛的研究兴趣。由于其特殊的组成和结构,高熵合金表现出良好的力学性能、耐腐蚀性能、抗辐射性能等。这使得高熵合金在材料科学领域及其他领域中具有广泛的应用潜力。
一文了解高熵合金
高熵合金被广泛应用于各种材料,包括氧化物、硫族化合物和卤化物。它们的高熵态改善了热电性能、磁热效应和催化效应等。高熵合金在多个领域得到应用。在高温性能方面,它们的屈服强度在1600℃时超过400MPa,远高于Inconel 718 Ni基高温合金在1000℃的屈服强度。
高熵合金的独特性能高熵合金凭借其独特的元素组成、排列及相互作用势场,展现出与传统合金显著不同的特性。这种特性包括热力学上的高熵效应、结构上的晶格畸变效应、动力学上的迟滞扩散效应和性质上的“鸡尾酒”效应。
高熵效应:多元素以接近等摩尔比例混合,形成的结构通常是简单的固溶体结构(如体心立方或面心立方),而非复杂的化合物相。这是由于在这种条件下,形成化合物相的自由能增加,而形成简单固溶体的排列方式则具有更多选择,即更大的熵。因此,这类合金被认为具有“高熵”效应。
轻质高熵合金是一种具有多种主元元素且混合熵较高的轻质合金,它倾向于生成简单固溶体相,并展现出独特的晶体结构和特性。以下是关于轻质高熵合金的简要说明:定义:轻质高熵合金的密度定义尚未统一,主要有三种观点,即密度低于3g·cm^低于5g·cm^3或低于7g·cm^3。
高熵合金,即五种或更多金属元素,每种占5-35%的合金,是高熵概念的起源。高熵陶瓷则由五种金属元素和一种非金属元素组成,晶体结构简单。高熵合金表现出独特的热力学效应,能够形成单相固溶体,而非分相或金属间化合物。
未来极端环境及军工领域材料——高熵合金 高熵合金是一种新型合金材料,其设计思想打破了传统合金以单一元素为主的设计理念,采用了多种主要元素作为基本组元,具有诸多传统合金难以比拟的性能优势。自2004年台湾学者叶均蔚提出高熵合金的概念以来,这种材料在学术界引发了广泛的关注和讨论。
轻质高熵合金简义
轻质高熵合金是一种具有多种主元元素且混合熵较高的轻质合金,它倾向于生成简单固溶体相,并展现出独特的晶体结构和特性。以下是关于轻质高熵合金的简要说明:定义:轻质高熵合金的密度定义尚未统一,主要有三种观点,即密度低于3g·cm^低于5g·cm^3或低于7g·cm^3。
这个高熵效应是高熵合金的一个重要基础,它控制着高熵合金的组织结构与性能。所以,我们称这种元素种类多,且元素按照接近等摩尔比例配比的合金为高熵合金。
高熵合金的应用与未来高熵合金的广泛应用前景令人期待,从核聚变反应堆、喷气飞机引擎到基础化学等众多领域,高熵合金正逐渐成为新材料宝藏中的一颗璀璨明星。科学家们对高熵合金研究的热情与日俱增,短短十几年间,高熵合金的概念已扩展至高熵陶瓷、薄膜、钢、高温合金、轻质合金、硬质合金等多个领域。
高熵合金在极端环境、硬质刀具涂层、光热转换材料、轻质合金材料、模具材料等领域都有应用。非晶形成能力较强的高熵合金能进一步扩大其应用领域。高熵合金的研究仍在起步阶段,若能获得稳定、可靠的实验数据,将推动高熵合金在工业应用的各个领域得到广泛应用。
高熵效应:多元素以接近等摩尔比例混合,形成的结构通常是简单的固溶体结构(如体心立方或面心立方),而非复杂的化合物相。这是由于在这种条件下,形成化合物相的自由能增加,而形成简单固溶体的排列方式则具有更多选择,即更大的熵。因此,这类合金被认为具有“高熵”效应。
高熵合金内部扩散缓慢,析出物尺度小,不易产生晶粒粗化和再结晶等现象。性能方面,高熵材料结合不同组元的特性及其相互作用,展现出复杂的特性。调整组元含量能调节材料性能,如轻质元素降低密度,Al、Si提高抗氧化性能。CERADIR 先进陶瓷在线B2B平台提供了高熵陶瓷固溶结构的透射电镜研究文章分享。
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