多組元高熵合金是近些年來金屬材料領(lǐng)域的重大發(fā)現(xiàn)之一。與傳統(tǒng)金屬材料單一主元的設(shè)計(jì)理念不同,高熵合金通常包含至少四種比例相近的合金元素。多種組元的集體效應(yīng)體現(xiàn)在高熵效應(yīng)、遲緩擴(kuò)散效應(yīng)、較大的晶格畸變以及雞尾酒效應(yīng)上。高熵合金往往具有新穎的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能,已經(jīng)在汽車、船舶、核能、電子、以及航空航天等關(guān)鍵領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。目前,立方結(jié)構(gòu)高熵合金是研究最多的合金體系,但仍有很多問題亟待解決。首先,文獻(xiàn)中多以單相面心立方（FCC）結(jié)構(gòu)合金為基體進(jìn)行組織調(diào)控和性能研究,關(guān)于雙相FCC結(jié)構(gòu)高熵合金的研究卻少有報(bào)道;其次,體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)高熵合金通常具有很高的強(qiáng)度和較差的塑性,這大大限制了該類合金的應(yīng)用。關(guān)于提高BCC結(jié)構(gòu)高熵合金室溫塑性的研究仍十分匱乏。本文以CrFeNi系多組元合金為基礎(chǔ),從不同角度對(duì)FCC結(jié)構(gòu)和BCC結(jié)構(gòu)高熵合金的組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能進(jìn)行了調(diào)控。本文以雙相FCC結(jié)構(gòu)高熵合金CrFeNiCuCo為基體合金展開研究。首先,系統(tǒng)地研究了Gd元素在CrFeNiCuCo合金中的合金化作用,發(fā)現(xiàn)Gd元素的添加導(dǎo)致CrFeNiCuCo合金由雙相FCC結(jié)構(gòu)變?yōu)榱剑℉S）相（CaCu<... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

合金化學(xué)復(fù)雜性隨時(shí)間的上升趨勢圖（IMs：金屬間化合物或金屬化合物）

熵合金至少含有四種主要元素，且每種元素的原子百分比相等或近似相等，該類合金沒有溶質(zhì)與溶劑之分[1]�，F(xiàn)有的物理冶金原理和相圖表明這類多主元合金可能會(huì)產(chǎn)生許多復(fù)雜相和金屬間化合物，從而降低該類合金的實(shí)用價(jià)值[26]。但是，大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，這些合金中較高的混合熵增強(qiáng)了簡單結(jié)構(gòu)固溶相的形成，如面心立方（FCC），體心立方（BCC）結(jié)構(gòu)和密排六方（HCP）結(jié)構(gòu)[2, 27]。從那時(shí)起，新的合金設(shè)計(jì)策略開啟了一個(gè)巨大的，未開發(fā)的多組元合金領(lǐng)域。高熵合金的設(shè)計(jì)理念取得了很大的成功。許多具有優(yōu)異性能的高熵合金在很多領(lǐng)域得到了開發(fā)和應(yīng)用，例如，高強(qiáng)度和高硬度[2]，高耐磨性[28]，優(yōu)異的高溫強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性[29]，優(yōu)異的低溫強(qiáng)韌性[30]等。目前，關(guān)于高熵合金的文章已發(fā)表了數(shù)千篇之多。然而，我們對(duì)高熵合金的研究和理解只是冰山一角，更多未知還需要我們探索。高熵合金獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有很大的應(yīng)用潛力，隨著不斷的深入研究，高熵合金必將具有廣闊的應(yīng)用前景。1.3 高熵合金的制備方法

主要包括機(jī)械合金化和隨后的固化過程。第二種途徑是液相混合，熔煉、電阻熔煉、高頻感應(yīng)熔煉、激光重熔、激光熔覆和激光近凈成形（LE第三種途徑是氣相混合，包括磁控濺射沉積、脈沖激光沉積（PLD）、原子ALD）、分子束外延生長（MBE）和氣相沉積等。下面對(duì)高熵合金的幾種常用的制備方法進(jìn)行簡介。1 機(jī)械合金化法機(jī)械合金化是通過高能球磨工藝使粉末經(jīng)受反復(fù)的變形、冷焊、破碎，而化粉末的一種粉末制備技術(shù)。圖 1-3 給出了兩種常見的球磨機(jī)示意圖[32]。材料都可以通過這種方法生產(chǎn)，包括韌性金屬合金、脆性金屬間化合物和等。機(jī)械合金化通常在室溫或低于室溫的溫度下進(jìn)行，避免了熔煉和鑄造產(chǎn)生的元素?fù)]發(fā)。因此，它可以合成具有不同熔點(diǎn)或蒸汽壓組元的合金，凝固加工是很困難的。經(jīng)過研磨得到的材料通常是細(xì)晶或納米晶材料，機(jī)是制備納米晶材料的重要途徑之一。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]高熵合金材料研究進(jìn)展（英文）[J]. 張蔚冉,Peter K.Liaw,張勇.  Science China Materials. 2018(01)
[2]Mg-2Zn-0.5Y鎂合金半固態(tài)等溫處理過程中的微觀組織演變（英文）[J]. 劉偉,楊豆豆,權(quán)高峰,張英波,姚丹丹.  稀有金屬材料與工程. 2016(08)
[3]稀土元素Gd、Nd對(duì)AZ80鎂合金組織和力學(xué)性能的影響[J]. 朱瓊,房燦峰,李乃樸,孟令剛,王宇,吳友芳,張興國.  稀有金屬材料與工程. 2013(04)



本文編號(hào)：3003298