【摘要】：高熵合金憑借新穎的合金化策略和自身的四大效應(yīng),使其具有化繁為簡的獨(dú)特功效。無論其組元成分多么復(fù)雜繁瑣,其組織仍只具有單相或兩相結(jié)構(gòu)。這在世界范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域掀起了研究這種新材料設(shè)計(jì)的熱潮,人們都想探究這匹“黑馬”在合金體系性能大賽中脫穎而出、拔得頭籌的秘訣。越來越多的新的合金元素組成被證明在某領(lǐng)域內(nèi)具有優(yōu)異的性能。這也為今后的合金設(shè)計(jì)研究帶來了新的思路。本文采用真空電弧熔煉和SPS燒結(jié)方法制備了AlFeCuNiCrTi和FeCoNiCrAlCuSi合金靶材,以不銹鋼片和玻璃基片為襯底,通過直流磁控濺射法制備高熵合金薄膜。借助XRD、FESEM、VSM、極化曲線、納米壓痕等分析測試手段,探究其在不同濺射時(shí)間和功率條件下,薄膜微觀組織結(jié)構(gòu)變化規(guī)律及對性能影響。研究結(jié)果得出以下結(jié)論:(1)AlFeCuNiCrTi高熵合金薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌:受濺射時(shí)間和功率的影響,薄膜的晶體結(jié)構(gòu)不同于其靶材。隨著濺射時(shí)間和功率的增加,薄膜的晶體結(jié)構(gòu)由非晶態(tài)結(jié)構(gòu)向FCC固溶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。薄膜的表面形貌隨濺射時(shí)間和功率的增加趨于平整致密,薄膜厚度不斷增加最大可達(dá)2.98μm。(2)AlFeCuNiCrTi高熵合金薄膜性能:薄膜的顯微硬度和楊氏模量隨濺射時(shí)間和功率的增加呈上升趨勢,并在功率150W,濺射時(shí)間120min時(shí)達(dá)到最大值,分別為11.659GPa、154.354GPa。薄膜在3.5%NaCl、5%NaOH和10%H_2SO_4溶液中的耐蝕性均優(yōu)于201不銹鋼。(3)FeCoNiCrAlCuSi高熵合金薄膜的晶體結(jié)構(gòu)和微觀形貌:受濺射時(shí)間和功率的影響,薄膜的晶體結(jié)構(gòu)由非晶態(tài)結(jié)構(gòu)向FCC固溶體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。在功率100W,濺射時(shí)間60min得條件下,薄膜的表面形貌最為均勻致密。薄膜厚度不斷增加最大可達(dá)5.52μm。(4)FeCoNiCrAlCuSi高熵合金薄膜性能:薄膜的顯微硬度和楊氏模量隨濺射時(shí)間的增大而增大,其力學(xué)性能在較長濺射時(shí)間下受薄膜厚度的影響較大。隨著濺射功率的增大而減小,其力學(xué)性能在較大濺射功率下受晶粒尺寸、表面形貌的影響較大,顯微硬度和楊氏模量最大值分別為6.211GPa、116.933GPa。濺射時(shí)間過長或?yàn)R射功率較大條件下制備的薄膜,其耐蝕性不如304不銹鋼。在低濺射時(shí)間和功率條件下,其耐蝕性要優(yōu)于304不銹鋼。薄膜在室溫下的飽和磁化強(qiáng)度較高,最大值為16.78emu/g,矯頑力較小,是良好的軟磁材料。
【圖文】：

第 1 章 緒論個(gè)數(shù) N=13 時(shí)，合金的混合熵的增速放緩。這一現(xiàn)象也變相的告訴我的個(gè)數(shù)在一定范圍內(nèi)，，具有高的混合熵。當(dāng)元素個(gè)數(shù)超過 13 個(gè)后，混合熵變化趨于平緩。此時(shí)元素個(gè)數(shù)對體系中混合熵的影響不大。表 1.1 元素個(gè)數(shù)與混合熵的關(guān)系e 1.1 The relationship between the number of elements and entropy of m數(shù)目 N 1 2 3 4 5 6 7 … Sconf/R 0 0.69 1.10 1.39 1.61 1.79 1.95 …

第 1 章 緒論堆積在一起使原本規(guī)整的晶格內(nèi)部出現(xiàn)了錯(cuò)位和大范圍的扭曲變形。這種高晶格畸變會(huì)在晶格周圍產(chǎn)生較大的應(yīng)力場，使得位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)變得困難。從而影響合金的抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能。但是這種晶格畸變不可能沒有極限，根據(jù) Hume-Rothery 定律，當(dāng)合金體系中組元原子尺寸差大于 15%時(shí)，不利于合金體系形成固溶體[27]。因此晶格畸變效應(yīng)也為設(shè)計(jì)新的高熵合金體系提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TB383.2

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2 方昭訓(xùn);鄭文凱;賴思宇;戴明滙;;共o鷵M沉zM堼P檼7-

本文編號：2650671