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铌合金表面(Ta,Mo,W,Zr/Ti)Si_(2)高熵硅化物涂层的微观结构与抗氧化性能
1
作者 李智 张平 +3 位作者 郭喜平 陈长玖 何业增 冯培忠 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第8期2751-2762,共12页
以单质金属(Ta,Mo,W,Zr,Ti)粉和Si粉为原料,采用先机械合金化合成高熵合金粉再放电等离子烧结的方法,在铌合金表面反应烧结制备了(Ta,Mo,W,Zr)Si_(2)、(Ta,Mo,W,Ti)Si_(2)和(Ta,Mo,W,Zr,Ti)Si_(2)三种高熵硅化物涂层,对比分析涂层的微... 以单质金属(Ta,Mo,W,Zr,Ti)粉和Si粉为原料,采用先机械合金化合成高熵合金粉再放电等离子烧结的方法,在铌合金表面反应烧结制备了(Ta,Mo,W,Zr)Si_(2)、(Ta,Mo,W,Ti)Si_(2)和(Ta,Mo,W,Zr,Ti)Si_(2)三种高熵硅化物涂层,对比分析涂层的微观结构及其在1600℃下的抗氧化性能。结果表明:在相同工艺条件下,(Ta,Mo,W,Zr)Si_(2)涂层中存在明显的成分偏析,由(Ta,Mo,W,Zr)Si_(2)和(Mo,W,Ta,Zr)Si_(2)组成,(Ta,Mo,W,Ti)Si_(2)和(Ta,Mo,W,Zr,Ti)Si_(2)涂层则主要由单相高熵硅化物构成;Zr元素的添加显著增加了涂层/基体界面处互扩散区的厚度,且高亲氧性使其在涂层中主要以ZrO_(2)的形式存在,而Ti元素完全参与单相硅化物的形成。三种涂层试样经1600℃、20 h氧化后均保持结构完整,氧化动力学曲线呈现抛物线规律,其中(Ta,Mo,W,Ti)Si_(2)涂层表现出最小的氧化增重。 展开更多
关键词 铌合金 高熵硅化物涂层 抗氧化性能 反应烧结
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TiZrTa_(x)NbMo难熔高熵合金组织及其力学性能
2
作者 董福宇 郭子鹤 +2 位作者 张悦 申向阳 袁晓光 《沈阳工业大学学报》 北大核心 2025年第4期524-529,共6页
【目的】难熔高熵合金作为一种新型的高温材料,因其优异的高温性能而具有广泛的应用前景。然而,较差的室温塑性成为了限制其发展的主要因素。在众多的难熔高熵合金成分体系中,TiZrTaNbMo因具有较好的生物相容性而引起了学者们的广泛关注... 【目的】难熔高熵合金作为一种新型的高温材料,因其优异的高温性能而具有广泛的应用前景。然而,较差的室温塑性成为了限制其发展的主要因素。在众多的难熔高熵合金成分体系中,TiZrTaNbMo因具有较好的生物相容性而引起了学者们的广泛关注,但是该合金的室温塑性较差,其未来发展受到了限制。Ta作为组元中熔点最高的元素,截止到目前关于该元素对合金体系的微观组织与力学性能的影响机制尚不明确。【方法】本文探明了Ta元素含量的降低对TiZrTaNbMo难熔高熵合金组织及性能的影响规律。Ta元素摩尔比取值为0.8、0.9与1.0,其余元素摩尔比不变。采用非自耗高真空电弧炉熔炼制备了TiZrTa_(x) NbMo(x=0.8,0.9,1.0)难熔高熵合金,并对合金基体进行了1000℃/6 h的退火处理,之后随炉冷却。利用X射线衍射仪(XRD)确定合金的相结构,使用扫描电子显微镜(SEM)以及附带的能谱仪(EDS)表征了合金的微观组织形貌及元素分布,并使用显微硬度计检测了合金的维氏硬度。【结果】TiZrTa_(x) NbMo难熔高熵合金由主要BCC 1相和次要BCC 2相组成,呈现典型的枝晶结构。Ta元素含量的增加使得枝晶间区域变小,其中Ta、Nb与Mo元素富集于枝干部分,Ti与Zr元素富集于枝晶间区域,Ta元素含量的减少降低了Nb与Mo元素在枝干部分的偏析。在力学性能上,提升Ta元素含量使得合金硬度从433 HV提高至501 HV。Ta元素含量变化不会导致合金晶体结构发生变化,仍为双相BCC结构;Ta元素含量下降会导致金属树枝晶体组织的晶间区域变大;减少Ta元素含量有助于降低元素偏析,尤其对熔点较低的Ti和Zr元素影响较大。【结论】优化了摩尔比难熔高熵合金的原有设计,对其成分进行了优化。元素含量的调整对合金的微观组织与力学性能均有一定的改善,研究结果将有助于推动TiZrTaNbMo难熔高熵合金体系的进一步应用。 展开更多
关键词 难熔高熵合金 晶体结构 热力学 相形成 微观组织 硬度 固溶强化 二元合金
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钴铬钼基高熵合金薄膜的耐腐蚀性与耐磨性
3
作者 王波 戴铭成 +2 位作者 张丽霞 齐艳飞 汤云晖 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1024-1032,共9页
钴铬钼合金在作为人工关节应用于人体时会产生磨粒降低使用寿命以及影响人体健康的金属离子,为了寻找性能更为优异的医用材料,延长人工关节的使用寿命,采用扇形复合靶,通过磁控溅射技术在硅片上制备了钴铬钼基高熵合金薄膜,并对其微观... 钴铬钼合金在作为人工关节应用于人体时会产生磨粒降低使用寿命以及影响人体健康的金属离子,为了寻找性能更为优异的医用材料,延长人工关节的使用寿命,采用扇形复合靶,通过磁控溅射技术在硅片上制备了钴铬钼基高熵合金薄膜,并对其微观结构以及耐腐蚀性和耐磨性进行了深入研究。结果表明:随着组成元素的增加,混合熵与原子半径相对标准差呈增大趋势,混合焓一直处于较低水平,其中七元高熵合金薄膜具有最优的耐磨性和耐腐蚀性。混合熵的增加降低了合金的吉布斯自由能,提高了合金薄膜的化学稳定性,导致更强的非晶倾向、更低的体系自由能,所以合金薄膜表现出更优良的耐腐蚀性、耐磨性以及相关力学性质。另外,添加的Zr、Nb元素有助于减小晶体颗粒尺度,降低表面的粗糙度,从而增强了合金薄膜的耐腐蚀性与耐磨性。该研究可为高熵合金薄膜在人工关节领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 磁控溅射 高熵合金 薄膜 非晶 耐腐蚀性 耐磨性
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TiZrNiCoNbSn高熵钎料钎焊Ti_(2)AlNb合金接头微观组织与性能
4
作者 李鹏 王景宽 +7 位作者 秦志伟 丁志杰 马雄 姚佳 孙华为 程亚芳 常云峰 董红刚 《精密成形工程》 北大核心 2025年第4期217-225,共9页
目的针对传统Ti基钎料钎焊Ti_(2)AlNb合金时易形成大量Ti-Cu、Ti-Ni等脆性金属间化合物进而导致接头性能恶化的共性难题,明晰钎焊温度对接头组织与力学性能的影响规律。方法自主设计并制备了TiZrNiCoNbSn高熵钎料用于Ti_(2)AlNb合金的... 目的针对传统Ti基钎料钎焊Ti_(2)AlNb合金时易形成大量Ti-Cu、Ti-Ni等脆性金属间化合物进而导致接头性能恶化的共性难题,明晰钎焊温度对接头组织与力学性能的影响规律。方法自主设计并制备了TiZrNiCoNbSn高熵钎料用于Ti_(2)AlNb合金的真空钎焊连接,同时选取4个温度梯度(1150、1175、1200、1225℃)进行钎焊实验,采用EPMA方法对界面元素分布情况和特征相进行定性与定量分析,分别借助SEM和XRD观察接头微观组织与断口形貌、鉴定断口物相,并评定不同钎焊温度下接头的剪切强度。系统研究了不同钎焊温度下接头的微观组织形貌和力学性能,构建了“工艺参数-微观组织-力学性能”之间的映射关系。结果不同钎焊温度下的接头均获得了冶金结合良好的界面,钎缝主要由B2、Ti_(2)(Ni,Co)、Zr_(5)Sn_(3)、(Ti,Nb)_(ss)和(Ti,Zr)(Ni,Co,Al)相组成。随着钎焊温度的升高,钎缝中脆性金属间化合物Zr_(5)Sn_(3)相逐渐减少,但同时过高的钎焊温度会促使接头组织粗大。在1200℃/10 min的工艺条件下,接头平均剪切强度达到222.7 MPa,断裂模式为脆性断裂。结论采用TiZrNiCoNbSn高熵钎料能够实现Ti_(2)AlNb合金的可靠连接,升高钎焊温度可以减少钎缝中脆性金属间化合物的数量、改变其分布位置,但过高的钎焊温度会对接头产生不利影响,削弱接头的力学性能。 展开更多
关键词 Ti_(2)AlNb合金 真空钎焊 高熵钎料 微观组织 力学性能
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SLM制备块体Al_(0.5)CoCrFeNi高熵合金的成形质量及微观组织
5
作者 葛亚琼 宋月 +4 位作者 畅泽欣 侯庆玲 徐海军 乔建福 侯敏 《焊接学报》 北大核心 2025年第3期89-95,共7页
激光选区熔化(selective laser melting,SLM)是实现高性能高熵合金零部件快速制造的热点技术之一,然而在SLM成形过程中,多参数制造空间会直接影响材料的微观结构,进而影响高熵合金的性能.文中探究了SLM制备Al_(0.5)CoCrFeNi块体高熵合... 激光选区熔化(selective laser melting,SLM)是实现高性能高熵合金零部件快速制造的热点技术之一,然而在SLM成形过程中,多参数制造空间会直接影响材料的微观结构,进而影响高熵合金的性能.文中探究了SLM制备Al_(0.5)CoCrFeNi块体高熵合金的多参数制造空间—致密度—微观结构—显微硬度的综合关系,为SLM制备多参数组合的高熵合金提供理论参考和技术支持.结果表明,SLM成形工艺参数为激光功率P=100 W、扫描速度v=1500 mm/s、层间旋转角α=67°及体积能量密度VED=44.4 J/mm^(3)时试样成形质量最好,内部孔隙度最低,为1.8%.较低或较高的VED对宏观成形质量均有负面影响,VED对相分布、晶粒形态和平均粒径均有影响:SLM成形的Al_(0.5)CoCrFeNi块体高熵合金由FCC和BCC双相构成,随着VED值的增加,FCC相含量从99.73%增加到99.98%;晶粒以柱状晶为主,平均晶粒尺寸先减后增;低角度晶界呈现先增后减趋势,高角度晶界变化趋势相反;其显微硬度先降后升至最高244.3 HV,这一变化趋势与平均晶粒尺寸随VED变化的趋势符合Hall-Petch关系.创新点:(1)研究多参数制造空间对SLM成形Al_(0.5)CoCrFeNi块体高熵合金的影响.(2)探讨Al_(0.5)CoCrFeNi高熵合金的SLM工艺-致密度-微观结构-硬度的综合关系. 展开更多
关键词 高熵合金 选区激光熔化 工艺参数 微观组织
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高熵合金磨屑形成机理与微观组织的研究
6
作者 陶林 温雪龙 +1 位作者 于兴晨 张莹 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第8期140-143,148,共5页
高熵合金具有优异的机械加工性能,这里针对FeCoNiCrMo高熵合金进行磨削实验,通过对磨削加工过程中产生的磨屑进行观察分析,并利用扫描电镜对高熵合金的晶相进行观察,研究高熵合金磨削加工的磨屑形成机制,揭示不同磨削工艺对高熵合金显... 高熵合金具有优异的机械加工性能,这里针对FeCoNiCrMo高熵合金进行磨削实验,通过对磨削加工过程中产生的磨屑进行观察分析,并利用扫描电镜对高熵合金的晶相进行观察,研究高熵合金磨削加工的磨屑形成机制,揭示不同磨削工艺对高熵合金显微结构的影响规律。通过实验研究发现,高熵合金磨削加工产生的磨屑主要以块状、带状和“C”型磨屑三种形式存在,且均具有较强的塑性去除特征。磨削加工后的高熵合金样品亚表面晶界处出现显著的塑性滑移现象,并结合磨屑与晶界的演变规律,确定高熵合金的去除模式是塑性去除。在高熵合金的磨削加工中,伴随着磨削深度增大,加工硬化现象显著,且会出现亚表层的损坏,其损伤程度与磨削深度、线速度有关。 展开更多
关键词 高熵合金 磨屑 晶相结构 微观组织
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基于元学习和集成学习的高熵合金相预测算法
7
作者 侯帅 李玉娇 +2 位作者 白梅娟 孙梦玥 石修志 《计算机应用与软件》 北大核心 2025年第6期302-310,共9页
准确预测高熵合金的相,有利于减少材料设计的工作量和研发周期,并提高材料的性能,因此提出一种基于元学习和集成学习的高熵合金相预测算法。该算法由关系映射模型和优化模型两个部分组成。前者建立了结合材料知识的元特征与选择性集成... 准确预测高熵合金的相,有利于减少材料设计的工作量和研发周期,并提高材料的性能,因此提出一种基于元学习和集成学习的高熵合金相预测算法。该算法由关系映射模型和优化模型两个部分组成。前者建立了结合材料知识的元特征与选择性集成学习性能的映射关系,来推荐合适的集成算法;后者采用基于单体精度约束的人工蜂群算法来提高集成学习的准确率。实验结果表明,该算法的预测性能要优于其他选择性集成学习算法。 展开更多
关键词 高熵合金 相预测 元学习 集成学习 人工蜂群算法
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Q345钢表面激光熔覆高熵合金涂层及其耐蚀耐磨性能研究
8
作者 付娅琦 杨林 +2 位作者 孟伟娜 罗芷晴 安熙偌 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第9期54-60,共7页
为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和... 为了提升Q345钢的表面耐蚀性和耐磨性,采用激光熔覆的方法在Q345钢基体表面制备了不同x值的AlCoCrFeNiMo_(x)(TiC)_(1.6–x)(x=0、0.4、0.8、1.2和1.6)高熵合金涂层。研究了不同x值时激光熔覆涂层的物相组成、显微形貌、硬度、耐蚀性和耐磨性能。结果表明:x值会对激光熔覆涂层的物相组成和显微形貌造成明显影响,x=0.8时激光熔覆涂层中Al_(2)O_(3)相和TiC相细小且分布均匀,x=1.2时激光熔覆涂层中会出现σ(Fe_(3)Mo)相。Q345钢基体表面激光熔覆涂层的硬度明显高于Q345钢基体,x=1.2时激光熔覆涂层的平均显微硬度最大(1167.6 HV);摩擦系数、磨痕宽度-深度和磨损率的测试结果表明x=0.8时激光熔覆涂层具有最小的平均摩擦系数、磨痕深度和磨损率。极化曲线和电化学阻抗谱的测试结果保持一致,即激光熔覆涂层的耐蚀性从高至低顺序为:x=0.8>x=1.2>x=0.4>x=0>x=1.6>基体,激光熔覆涂层的耐蚀性都优于Q345钢基体。x=0.8时Q345钢基体表面激光熔覆涂层具有最佳的耐蚀性和耐磨性。 展开更多
关键词 激光熔覆 高熵合金涂层 x值 显微组织 耐蚀和耐磨性能
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高熵合金腐蚀行为研究进展 被引量：1
9
作者 马艺 杜晓懿 +4 位作者 王明亮 曹志强 王同敏 李廷举 卢一平 《中国材料进展》 北大核心 2025年第1期49-60,123,共13页
高熵合金独特的成分设计和多组元间协同作用,赋予了其许多特殊的物理、化学和力学性能,如在多种腐蚀介质中展现出优于传统合金的耐腐蚀性,在现代工业和高技术领域展现出巨大的应用潜力。从高熵合金成分、制备方法和热机械处理工艺对其... 高熵合金独特的成分设计和多组元间协同作用,赋予了其许多特殊的物理、化学和力学性能,如在多种腐蚀介质中展现出优于传统合金的耐腐蚀性,在现代工业和高技术领域展现出巨大的应用潜力。从高熵合金成分、制备方法和热机械处理工艺对其晶粒尺寸、元素分布、相结构、晶体缺陷的影响出发,阐明了在多种腐蚀介质中高熵合金表面钝化膜组成成分、形成过程和稳定性的差异化原因,进一步对腐蚀发生的具体形式、腐蚀产物和腐蚀机理进行梳理,准确评估了高熵合金的腐蚀性能。最后,对突破传统合金的应用限制,解决极端服役环境下的“卡脖子”难题,开发高强塑耐腐蚀高熵合金,推进高熵合金新材料工业化应用过程中面临的挑战进行了总结与展望。 展开更多
关键词 高熵合金 成分设计 耐蚀性 钝化膜 腐蚀机理
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Al和Cu共添加对FeCoNiAlCu高熵合金微观组织与腐蚀行为的影响 被引量：1
10
作者 李旭 袁嘉驰 +3 位作者 张志彬 鲁凯举 蒋斌 梁秀兵 《材料工程》 北大核心 2025年第2期28-38,共11页
在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少。为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵... 在高熵合金中添加适量的Al,Cu原子可以显著提升合金的力学性能,但是关于Al,Cu原子对高熵合金耐腐蚀性能的研究报道较少。为揭示Al,Cu原子对高熵合金腐蚀行为的影响规律,本工作以具有优异力学性能的FeCoNi基中熵合金为研究对象,通过高熵合金成分设计经验公式设计了FCC单相Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(10)Cu_(15)(Al10Cu15)合金以及BCC+FCC双相Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(15)Cu_(10)(Al15Cu10)和Fe_(25)Co_(25)Ni_(25)Al_(20)Cu_(5)(Al20Cu5)合金。XRD物相分析表明,随着Al含量的增加,FCC相占比逐渐降低,BCC占比逐渐提高,与理论计算结果一致。SEM微观组织和EDS分析表明,增加Al的添加量,减少Cu的添加量,晶粒的形貌由树枝晶(Al10Cu15,Al15Cu10)转变为等轴晶(Al20Cu5),枝晶间相的成分也会发生显著变化。Al10Cu15枝晶间的组织为富Cu的FCC相,Al15Cu10枝晶间的组织为富Al,Ni,Cu的BCC相,Al20Cu5晶界的组织为富Fe,Co的FCC相。动电位极化(potentiodynamic polarization,PDP)实验表明,Al含量较高的合金为两相结构,在长周期浸泡过程中容易发生电偶腐蚀,钝化膜的完整性易遭到破坏,导致合金的耐腐蚀性较差。电化学阻抗谱(electrochemical impedance spectroscopy,EIS)测试表明,随着浸泡时间的延长,Al添加量较高的合金反应电阻会出现显著的下降,与PDP分析结果一致。室温静态浸泡实验表明,与Al10Cu15合金相比,Al15Cu10与Al20Cu5合金在长时间的浸泡下,更容易发生电偶腐蚀。由此可得,过量添加Al原子诱发的第二相,会显著恶化材料的耐腐蚀性能。保证合金组织成分的均匀性,是提升材料耐腐蚀性能的有效手段。 展开更多
关键词 高熵合金 腐蚀行为 微观组织 动电位极化 电化学阻抗 电偶腐蚀
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多相高熵合金的组织结构调控及高温性能的研究进展 被引量：1
11
作者 姚惠文 马庆爽 +3 位作者 余黎明 李会军 于驰 高秋志 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第2期368-394,共27页
多相高熵合金具有灵活且多样的多相组织结构,在高温下表现出良好的组织热稳定性,并能有效平衡高温强度和塑性,使其在高温结构材料方面具有显著的研究价值和广阔的应用前景。目前的研究主要集中在室温性能领域,其高温性能,尤其是多相组... 多相高熵合金具有灵活且多样的多相组织结构,在高温下表现出良好的组织热稳定性,并能有效平衡高温强度和塑性,使其在高温结构材料方面具有显著的研究价值和广阔的应用前景。目前的研究主要集中在室温性能领域,其高温性能,尤其是多相组织结构与高温性能之间的关系尚需进一步系统分析和阐明。本文整理了近期国内外多相高熵合金的组织结构调控和高温性能方面的研究成果,系统总结了合金的相组成、微观结构、高温性能等方面的研究现状及调控手段,深入探讨了其热变形行为和强化机制,并对多相高熵合金在高温环境应用的发展进行了展望。 展开更多
关键词 多相高熵合金 双相高熵合金 高温性能 相组成 相稳定性
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热喷涂高熵合金涂层的研究现状与展望 被引量：1
12
作者 张志彬 种凯 +2 位作者 何鹏飞 邹勇 梁秀兵 《中国材料进展》 北大核心 2025年第4期349-359,共11页
近年来热喷涂涂层技术发展迅猛,已成为表面工程领域不可替代的材料表面改性技术,并在诸多工业应用中发挥着关键作用。高熵合金,因其独特的成分设计和微观结构而备受关注,展现出比传统材料更为优越的性能。在热喷涂领域,高熵合金具有极... 近年来热喷涂涂层技术发展迅猛,已成为表面工程领域不可替代的材料表面改性技术,并在诸多工业应用中发挥着关键作用。高熵合金,因其独特的成分设计和微观结构而备受关注,展现出比传统材料更为优越的性能。在热喷涂领域,高熵合金具有极大的学术研究价值和工程应用潜力。简要介绍了高熵合金的概念及其所具备的“四大效应”。同时,结合不同的热喷涂涂层技术(包括等离子喷涂、超音速火焰喷涂、冷喷涂、高速电弧喷涂等),详细阐述了热喷涂高熵合金涂层制备工艺的研究现状,旨在为该领域的进一步发展提供有益的参考和理论基础。详细总结了热喷涂高熵合金涂层结构(孔隙率、物相组成)、性能(硬度、耐磨性、耐腐蚀性)等方面的研究进展,并对未来热喷涂高熵合金涂层的发展方向进行了展望,凭借热喷涂技术的特点与高熵合金的性能优势,热喷涂高熵合金涂层具有巨大的工业应用潜力。目前热喷涂高熵合金涂层的材料体系受限,热喷涂材料设计制备有待研究,基于模拟计算与机器学习技术的热喷涂高熵合金涂层材料体系设计将会发挥重要作用。此外,探索涂层制备工艺、后处理工艺与性能协同评价机制对提升涂层性能具有重要意义。 展开更多
关键词 高熵合金涂层 热喷涂 硬度 耐磨损性能 耐腐蚀性能
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Al含量对TiZrNbMoAl_(x)难熔高熵合金薄膜高温抗氧化的影响 被引量：1
13
作者 王林青 蒲春林 +1 位作者 张艳 王军军 《表面技术》 北大核心 2025年第1期53-61,73,共10页
目的探讨Al含量对TiZrNbMoAl_(x)难熔高熵合金(Refractory High-entropy Alloys,RHEAs)薄膜结构和高温抗氧化性能的影响,并讨论TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的氧化机理。方法利用双靶磁控共溅射技术,以90°扇形的Ti、Zr、Nb、Mo靶拼接... 目的探讨Al含量对TiZrNbMoAl_(x)难熔高熵合金(Refractory High-entropy Alloys,RHEAs)薄膜结构和高温抗氧化性能的影响,并讨论TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的氧化机理。方法利用双靶磁控共溅射技术,以90°扇形的Ti、Zr、Nb、Mo靶拼接而成的靶材和Al靶材作为溅射靶材,通过调节Al靶溅射功率,制备不同Al含量(原子数分数0%、14%、18%、24%、28%)的TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜,并将这些薄膜置于600℃大气环境中进行氧化试验。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能量色散光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)等,对氧化前后薄膜的物相组成和微观结构进行分析。对比不同Al含量的TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的抗氧化性能,并分析其氧化机理。结果薄膜的微观结构和高温抗氧化性能与Al含量密切相关。不含Al时,薄膜呈现出(110)择优取向的BCC单相固溶体结构;Al原子数分数为14%~24%时,薄膜表现为无定形相结构;Al含量较高(原子数分数为28%)时,薄膜中出现了AlZr_(3)二次相。在600℃环境退火后,Al氧化生成了Al_(2)O_(3),这有效提升了TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的抗氧化性能。然而,过量的Al含量(原子数分数为28%)会导致应力集中并产生裂纹,降低薄膜的高温抗氧化性能。结论Al含量对TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的高温抗氧化性能具有重要影响,适量的Al含量可改善TiZrNbMoAl_(x)RHEAs薄膜的抗氧化性能。 展开更多
关键词 难熔高熵合金薄膜 高温抗氧化性能 AL含量 相组成 微观结构
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高熵合金磨损性能及海洋腐蚀行为研究进展 被引量：1
14
作者 王子豪 付俊伟 +1 位作者 冯勇 赵茂密 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第3期805-826,共22页
海洋工程设施及装备受到海浪的冲刷磨损,以及微生物和海水中溶解物的腐蚀,使用年限大大缩短。高熵合金突破了传统合金设计理念,其独特的多元素固溶体结构展现出优异的磨损性能、力学性能和耐腐蚀性,在海洋工程中具有巨大的应用潜力。本... 海洋工程设施及装备受到海浪的冲刷磨损,以及微生物和海水中溶解物的腐蚀,使用年限大大缩短。高熵合金突破了传统合金设计理念,其独特的多元素固溶体结构展现出优异的磨损性能、力学性能和耐腐蚀性,在海洋工程中具有巨大的应用潜力。本文综述了高熵合金的磨损性能及其在海洋环境中腐蚀行为的最新研究进展。首先介绍了高熵合金的基本特性,讨论了磨损性能及提高磨损性能的方法。随后分析了高熵合金在海洋环境中的腐蚀行为,简要讨论了合金元素对耐腐蚀性能的影响,特别关注了微生物腐蚀现象,介绍了海洋微生物对合金腐蚀的机理。最后,总结了当前高熵合金研究中存在的问题,提出了高熵合金在海洋工程中未来应用的发展方向。 展开更多
关键词 高熵合金 磨损性能 耐腐蚀性 海洋环境 微生物腐蚀
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纳米TiB_(2)对CoCrFeNiSi高熵合金涂层耐磨与耐蚀性能的影响 被引量：1
15
作者 张泽疆 李新梅 +2 位作者 朱春金 李航 杨定力 《材料导报》 北大核心 2025年第3期187-195,共9页
本工作在40Cr表面激光熔覆CoCrFeNiSi-xTiB_(2)(x=2.5%,5.0%,7.5%,10.0%,质量分数)高熵合金(High-entropy alloy,HEA)复合涂层,对涂层的物相、显微组织、硬度、摩擦磨损和电化学腐蚀性能进行分析,探讨纳米TiB_(2)陶瓷颗粒对HEA涂层的影... 本工作在40Cr表面激光熔覆CoCrFeNiSi-xTiB_(2)(x=2.5%,5.0%,7.5%,10.0%,质量分数)高熵合金(High-entropy alloy,HEA)复合涂层,对涂层的物相、显微组织、硬度、摩擦磨损和电化学腐蚀性能进行分析,探讨纳米TiB_(2)陶瓷颗粒对HEA涂层的影响。结果表明,x=2.5%,5.0%,7.5%时涂层物相由双相FCC和BCC组成;x=10.0%时在两相的基础上生成硼化物CrB,涂层显微组织由等轴晶转变为典型的柱状树枝晶。涂层的显微硬度随纳米TiB_(2)颗粒的增多而提高,x=10.0%时涂层平均硬度达到最高,为HV547.11,约为基体的2.72倍,其硬度提升的主要原因是固溶强化和弥散强化。随TiB_(2)含量的增加,复合涂层的磨损量明显减少,x=10.0%时磨损失重量仅为0.13 mg。总体来看,TiB_(2)含量的增加使复合涂层的主要磨损机制从严重磨粒磨损、氧化磨损转变成轻微磨粒磨损、氧化磨损,耐磨性能明显提高。在3.5%NaCl溶液中,x=7.5%时复合涂层的耐蚀性能最佳。 展开更多
关键词 高熵合金(HEA) 激光熔覆 纳米陶瓷 耐磨性 耐腐蚀性
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氢致固态相变对AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金力学性能的影响 被引量：1
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作者 郑文健 王宇 +5 位作者 余洋 冯道臣 俞臻 王文军 闫德俊 杨建国 《材料工程》 北大核心 2025年第2期152-159,共8页
AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具有优异的力学性能,在氢储存和运输等领域有着较好的应用前景。采用电化学充氢的方法对合金表面进行充氢,对充氢(H-charged)和未充氢(H-free)试样进行拉伸实验,对比两者的断口形貌特征,研究氢致析出相演... AlCoCrFeNi_(2.1)共晶高熵合金具有优异的力学性能,在氢储存和运输等领域有着较好的应用前景。采用电化学充氢的方法对合金表面进行充氢,对充氢(H-charged)和未充氢(H-free)试样进行拉伸实验,对比两者的断口形貌特征,研究氢致析出相演变对合金力学性能的影响。结果表明:与H-free试样相比,硫酸浓度为0.5 mol/L和1.0 mol/L充氢溶液试样的屈服强度分别降低14.60%和20.22%,抗拉强度分别降低15.50%和25.15%,且随着充氢溶液中氢离子浓度的增加力学性能进一步降低,断口近表层区域表现出更明显的脆性断裂特征。充氢后发生相变的析出相在断裂过程中留在BCC相表面,形成更高、更密的凸起结构,且相界处也发现区别于两相的结构。氢致纳米析出相演变导致合金整体力学性能降低。 展开更多
关键词 共晶高熵合金 电化学充氢 力学性能 析出相演变
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时效对激光重熔Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层组织及性能的影响
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作者 何吉 刘翠荣 +5 位作者 付华萌 李松涛 朱正旺 张龙 李正坤 李宏 《热加工工艺》 北大核心 2025年第3期65-70,共6页
研究了不同温度时效热处理对激光重熔Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层微观组织和维氏硬度的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)和维氏硬度机对重熔涂层和重熔热处理涂层进行微观组织和显微硬度测... 研究了不同温度时效热处理对激光重熔Mo_(0.5)NbTiVCr_(0.25)高熵合金涂层微观组织和维氏硬度的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射仪(EBSD)和维氏硬度机对重熔涂层和重熔热处理涂层进行微观组织和显微硬度测试。结果表明:重熔涂层经时效热处理后微观组织的变化不明显,仍以枝晶结构为主。该重熔涂层经时效热处理后晶粒的尺寸有所增加,在时效800℃及以上的温度,有含Ti析出相。经时效热处理后,涂层的硬度整体随温度升高呈下降趋势。 展开更多
关键词 激光重熔 高熵合金 时效 显微组织 硬度
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轻质高熵高温合金成分设计研究进展
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作者 沈鸿葵 林峰 +7 位作者 韩明亮 张英杰 吴渊 张晓宾 王辉 刘雄军 蒋虽合 吕昭平 《中国材料进展》 北大核心 2025年第1期40-48,123,共10页
相比于传统镍基高温合金,轻质高熵高温合金可同时具有高强度、低密度等特点,受到了广泛关注。综述了轻质高熵高温合金的研究进展,并依据相结构将其划分为4类:单相固溶强化合金、金属间化合物相强化合金、共晶组织强化合金和非金属元素... 相比于传统镍基高温合金,轻质高熵高温合金可同时具有高强度、低密度等特点,受到了广泛关注。综述了轻质高熵高温合金的研究进展,并依据相结构将其划分为4类:单相固溶强化合金、金属间化合物相强化合金、共晶组织强化合金和非金属元素强化合金。单相固溶强化合金通过元素调控实现性能优化,例如Al-Nb-V-Ti-Zr体系中Al元素的添加可显著提升其强度和硬度。金属间化合物相强化合金通过第二相的加入提升性能,但需注意某些金属间化合物可能导致脆化。共晶组织强化合金展现出良好的高温性能,但其室温塑性仍需改进。非金属元素强化合金通过多种机制进行强化,但元素添加量的精确控制至关重要。尽管在轻质高熵高温合金的成分设计和微观结构优化方面已取得一定成果,但仍面临成本高和工艺复杂等挑战。未来研究应聚焦于优化成分结构、深化理论研究、降低制备成本以及拓展应用与跨领域合作等方面,以促进轻质高熵高温合金的发展与广泛应用。 展开更多
关键词 轻质高熵合金 高温合金 高温性能 成分设计 相结构 强化机制
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高熵合金及高熵陶瓷在电解水中的应用进展
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作者 彭凯 赵新怡 +3 位作者 陈子茜 张旭海 曾宇乔 蒋建清 《无机化学学报》 北大核心 2025年第7期1257-1275,共19页
析氢、析氧的动力学过程迟缓,带来电解水制氢能效低、成本高的问题,给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料,是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来,高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广... 析氢、析氧的动力学过程迟缓,带来电解水制氢能效低、成本高的问题,给绿氢的大规模应用设置了严重障碍。开发具有低成本、高催化性能的催化材料,是突破这一瓶颈问题的关键环节。近年来,高熵材料因其优异的物理和化学性能在各领域受到广泛关注。高的混合熵可以赋予材料大的晶格畸变、显著的迟滞扩散效应和“鸡尾酒”效应,为催化剂的成分设计和性能提升提供了良好平台。高熵材料也因此开始在电解水制氢领域崭露头角,并迅速成为解决绿氢制备低能效问题的一种理想催化剂,是该领域当前的一个研究热点。鉴于此,本文综述了高熵合金和高熵陶瓷在电解水催化方面的研究现状。文章首先基于电解水反应机制,总结了高熵合金、高熵陶瓷催化剂的成分设计和结构调控策略,梳理了用于析氢和析氧催化的不同高熵合金、高熵陶瓷成分体系,介绍了高熵电解水催化剂的合成方法,并对其优缺点进行了评估,最后对该领域面临的挑战和未来发展方向进行了展望,以期为低成本、高性能高熵电解水催化剂的开发提供新思路,促进绿氢相关技术的研究和发展。 展开更多
关键词 高熵合金 高熵陶瓷 电解水 析氢反应 析氧反应
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FeCoNi基高熵磁性合金的力学与磁性能研究进展
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作者 董培林 李颉 +2 位作者 金立川 李晋锋 钟智勇 《功能材料》 北大核心 2025年第7期7044-7059,7069,共17页
金属磁性材料在航空航天、汽车工业和电子信息领域有着广泛的应用。随着科技发展,对金属磁性材料的力学性能提出了更高的要求,具有良好力学性能的磁性金属能够提高材料的使用可靠性,并且还能够降低材料的加工成本从而增加经济效益。传... 金属磁性材料在航空航天、汽车工业和电子信息领域有着广泛的应用。随着科技发展,对金属磁性材料的力学性能提出了更高的要求,具有良好力学性能的磁性金属能够提高材料的使用可靠性,并且还能够降低材料的加工成本从而增加经济效益。传统金属磁性材料一般为金属间化合物或者非晶态化合物,其力学性能表现为强度和塑性不可兼得。高熵合金具有优异的力学性能,并且其固溶体的本质允许其有更多的成分选择空间以及可以选择多种强化方式对力学性能进行优化。利用高熵合金设计理念可以选择高浓度的磁性元素(Fe、Co、Ni)为基底元素来提供磁矩,通过组织调控合金的力学性能和磁学性能,这有助于设计具有优异力学性能和磁学性能的新型磁性合金。首先简单介绍了目前常用的几种强化高熵合金力学性能的方式,然后介绍了FeCoNi基高熵磁性合金与磁性功能相关的研究进展。着重介绍了几种设计具有良好力学性能高熵软磁合金的方式;其次介绍了FeCoNi基高熵磁性合金在作为永磁材料、磁热材料、高频磁性材料方面的研究进展。着重讨论了高熵软磁合金现有研究存在的问题,展望了FeCoNi基高熵磁性合金未来的发展趋势。 展开更多
关键词 高熵合金 微观组织 力学性能 磁学性能
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