浅谈高熵合金

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1、文献综述1•高爛合金发展及研究现状随着现代经济，科技，军事的发展，人们对于材料的性能提出了更高的要求，传统合金已经不能满足社会的要求，而传统合金的合成理念是以一种或两种元素为主要元素.同时添加适量的其他元素来改善或增加合金性能，从而获得所需具有特殊性能的合金。这种合成方式带来了问题，一，金属的结构变得越来越复杂,使我们难以分析和研究；过多添加其他元素，使组织屮出现了脆性金属间化合物，使合金性能下降；三，限制了合金成分的自由度，从而限制了材料的特殊微观结构及性能的发展。高爛合金的概念由台湾学者叶均

2、蔚捉出，高嫡合金的概念为含冇多种主耍元素，其中毎种主元均具有较高摩尔分数，但不超过35%,因此没有一种元素含量能占有50%以上，这种合金是由多种元素共同表现特色。这个观点摆脱了传统合金以一种金属元索为主的观念。高爛合金的主要元索种类n$5且以W13。对于每一种多主元合金系统可设计成简单的等原了摩尔比合金，也可设计为非等原子摩尔比合金，以及添加次耍元素来改良合金性能。高爛合金易形成简单结构列如：面心立方、休心立方相。并非形成复杂的金属间化合物。这是由于多种主要元素形成固溶体合金的高混合爛加强了元素

3、间的相溶性，从而避免发牛相分离以及金属间化合物或复杂相的形成。当然在某些合金体系中高爛效应并不能完全抑制金屈间化合物的生成，但是这些金属间化合物数量少并且化合物一般貝有简单的品体结构，或者这些金屈间化合物相包含很多英他元素而使得其冇序度大为降低。高爛合金具有良好的发展前景,AIFeCuCoNiCr、AlTlFeNlCuCr、AlCoCrCuFeNi等系列的高爛合金系列都被广大的学者研究。对于高爛合金，现阶段还可以高爛合金的微观组织结构，进行相分析及电化学性能、磁性能的测定，以建立合金元素选择理论

4、、凝同结品理论以及热处理理论等进行更进一步的研究。目前,制备高爛合金的方法有用传统的熔铸、锻造、粉末冶金、喷涂法及镀膜法来制作块材、涂层或薄膜。除了上述几种传统的制作加工方法外，高爛合金还可通过快速凝固、机械合金化获得，利用这两种方法获得的高爛合金，其组织更倾向于形成纳米晶体，甚至非晶体。由于高爛合金的优异性能，随着研究的深入，我们可以研发出更多新型的金屈材料，为社会发展创造价值，因此这是一个很有价值的研究，无论对于学术研究还是工业发展。2.高爛合金的组织特点和性能特点2.1组织特点1）高爛合金

5、易于形成结构简单的BCC或FCC固溶体。由吉布斯自由能公式AGmix=AHmix-TASmix,其111Gmix为吉布斯自由能，Hmix为混合焙，T为热力学温度，Smix为混合爛。通过公式得知，可看出，合金的自由能是混合焙与混合炳相互影响而得到的产物，混合爛与混合焰是对立的，形成简单结构的BCC或FCC同溶体需要的较低的自由能，由于高嫡的原因，这使得合金的由能变得较低，最终易形成简单固溶体。2）当高爛合金在铸态或完全冋火态吋，高爛合金会以纳米结构或者非晶质结构析出。其原因是，合金熔炼时，合金中各

6、元素的原子溶化后，各原子在液相屮混乱排列，凝固过程中，由于各元素的扩散和元素再分配，使得其形核和长大变得怵I难，而这有利于完全回火态下的高爛合金析出纳米结构和非晶质结构。3）合金自曲能越低，合金系统越稳定。我们知道自曲能G、恰H、绝对温度T以及炳S的关系为G=H-T*So从由玻尔兹曼的嫡和合金系统复朵度Z间的关系假设可得知，爛值随着合金屮所含元素数目捉高而增加。从吉布斯自由能公式可知：合金中的焙值会随嫡值得增大而减小。由此我们可以得知，当爛值得增加会使合金自由能增加，从而使合金稳定。2.2性能特

7、点1）耐高温一高爛合金具有较高的混乱度，且其混乱度会随着温度的增加而增加。我们知道自由度越低，合金越稳定。由丁在高温状态下，高爛合金依旧冇着高的爛值，因此高爛合金在高温下依旧稳定，固溶强化依然存在，着就有了高爛合金在高温吋依I口保持着较高的强度。2）高驶度一高爛合金的结构一般是简单的面心立方结构（FCC）和体心立方结构（BCC）的固溶体。合金组成元素Z间的原了半径和晶体结构等方面有着不同，合金的固溶强化效应也使得合金屮的位错运动也难以进行。故此，高嬌合金由着较高的硕度与强度；当高爛合金处于无位错

8、存在的非晶态时，其强度将会变得更高。3）耐蚀性一高爛合金在凝固时，冇些元索如AL可使高爛合金形成致密的氧化膜，并且合金还貝有微晶、非晶、单相及低门由焙等多种结构，所以高爛合金的耐腐蚀性能极好。4）高爛合金还有高耐磨性、耐冋火软化、高电阻率等其他优异的性能。由于高爛合金的组织和性能特点，从研发至今已经被广泛的应用，如焊接材料、电子器械、化学仪器、船舶材料。2.金相显微镜、扫描电镜、能谱分析、X射线衍射3.1金相一金相样品的制备：先将金相试样在100#砂布上进行粗磨，接着再用320#、600#、10