本文關(guān)鍵詞：高熵合金的制備及合金元素對(duì)組織與性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：自從高熵合金的概念提出之后，引起了人們對(duì)高熵合金研究的重視。大多數(shù)的高熵合金具有較高的強(qiáng)度和硬度以及抗高溫氧化和耐腐蝕等性能，但是高熵合金還沒有得到廣泛的應(yīng)用，還處于研究階段。本論文主要通過合金元素的選擇，進(jìn)行高熵合金及高熵合金薄膜的制備及組織和性能研究。 通過在純氬氣的氣氛下利用真空熔煉爐成功的制備出AlFeCoNiCrSn_x、FeCoNiCuTiV_x和AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金系列以及AlFeCoNiCuZrV高熵合金靶材，然后利用磁控與離子束復(fù)合濺射沉積系統(tǒng)根據(jù)不同的氣體成分制備出相應(yīng)的AlFeCoNiCuZrV高熵合金薄膜。結(jié)果表明：(1)在AlFeCoNiCrSnx高熵合金系列中，Sn元素含量較低時(shí)，合金為單一的體心立方結(jié)構(gòu)(BCC)，具有較好的強(qiáng)度和塑性；但是隨著Sn元素含量的增加，在晶界處出現(xiàn)了Co3Sn2的金屬間化合物，而這種金屬間化合物的出現(xiàn)降低了合金的塑性；合金的最大強(qiáng)度和應(yīng)變分別約為2180MPa和11.5%。(2)在AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金系列中，Sn元素的加入并沒有使合金的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，而是固溶到相應(yīng)的固溶體中，并且合金中有大量的納米顆粒析出，納米顆粒的彌散分布阻礙了位錯(cuò)的運(yùn)動(dòng)，使得合金強(qiáng)度得到增加；而適當(dāng)?shù)腟n元素加入能夠提高合金的強(qiáng)度和塑性，合金的最大強(qiáng)度和應(yīng)變約為1580MPa和13%。(3)在FeCoNiCuTiV_x合金系列中，，當(dāng)V元素含量為0時(shí)，合金并沒有形成單一的固溶體，而是存在較多的復(fù)雜相，但是隨著V元素的加入，使得合金的結(jié)構(gòu)成為體心立方(BCC)和面心立方(FCC)的結(jié)構(gòu)；并且隨著V元素的增加，合金的強(qiáng)度得到加強(qiáng)，主要是由于V元素的原子半徑較大，晶體發(fā)生晶格畸變，使得合金的強(qiáng)度得到增加，合金的強(qiáng)度最高能達(dá)到約2480MPa。(4)根據(jù)不同的氣體成分R(O_2/Ar)制備出相應(yīng)的AlFeCoNiCuZrV高熵合金薄膜，并且得到的薄膜均為非晶態(tài)，說明薄膜的非晶形成能力較好；制備的薄膜具有良好的硬度和楊氏模量，當(dāng)O_2含量為零時(shí)，薄膜的硬度和楊氏模量分別為11.331GPa和182.614GPa，但是O_2濃度為10%時(shí)，薄膜的硬度和楊氏模量降低，這可能是因?yàn)楸∧さ姆蔷Т刈兇�，并且薄膜的致密度降低；然而�?dāng)O_2濃度進(jìn)一步增加時(shí)，薄膜的硬度和楊氏模量增大，這是由于強(qiáng)的金屬氧化物(Me-O)鍵形成而導(dǎo)致。隨著O_2濃度的增加，薄膜的表面粗糙度也隨著增大，而薄膜的厚度卻隨之降低，這是因?yàn)镺_2濃度的增加，形成的相應(yīng)金屬氧化物也越多，使得薄膜表面粗糙度隨著增大，電離時(shí)候部分能量被O離子分?jǐn)偅⑶倚纬傻难趸锍练e在襯底上，濺射時(shí)候的反應(yīng)和摻雜增加了內(nèi)應(yīng)力，抑制了薄膜的生長(zhǎng)，所以薄膜的厚度降低。
【關(guān)鍵詞】：高熵合金 合金元素 晶體結(jié)構(gòu) 顯微組織 性能
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TG139
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-25
• 1.1 引言11-12
• 1.2 高熵合金的理論依據(jù)12-14
• 1.3 高熵合金的特性14-15
• 1.4 高熵合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展15-23
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容23-25
• 第2章 ：實(shí)驗(yàn)方法25-33
• 2.1 高熵合金原材料的選擇26
• 2.2 高熵合金的熔煉及制備26-29
• 2.3 高熵合金薄膜的制備29-31
• 2.3.1 高熵合金靶材的制備29-30
• 2.3.2 高熵合金薄膜的制備30-31
• 2.4 高熵合金的組織結(jié)構(gòu)和性能的測(cè)試31-33
• 2.4.1 XRD 衍射實(shí)驗(yàn)31
• 2.4.2 微觀組織觀察和成分分析31-32
• 2.4.3 合金的硬度測(cè)試32
• 2.4.4 合金壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)試32
• 2.4.5 合金薄膜的粗糙度實(shí)驗(yàn)32-33
• 第3章 高熵合金的組織與性能33-55
• 3.1 引言33
• 3.2 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金的組織與性能33-41
• 3.2.1 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金成分33-34
• 3.2.2 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金的晶體結(jié)構(gòu)34-35
• 3.2.3 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金的微觀組織35-37
• 3.2.4 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金的硬度測(cè)試37-38
• 3.2.5 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金的壓縮性能38-40
• 3.2.6 AlFeCoNiCrSn_x高熵合金小結(jié)40-41
• 3.3 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金的組織與性能41-49
• 3.3.1 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金成分41
• 3.3.2 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金的晶體結(jié)構(gòu)41-42
• 3.3.3 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金的微觀組織42-45
• 3.3.4 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金的硬度測(cè)試45-46
• 3.3.5 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金的壓縮性能46-48
• 3.3.6 AlFeCoNiCuVSn_x高熵合金小結(jié)48-49
• 3.4 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的組織結(jié)構(gòu)與性能49-55
• 3.4.1 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的成分49
• 3.4.2 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的晶體結(jié)構(gòu)49-50
• 3.4.3 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的微觀組織50-51
• 3.4.4 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的硬度51-53
• 3.4.5 FeCoNiCuTiV_x高熵合金的壓縮性能53-54
• 3.4.6 FeCoNiCuTiV_x高熵合金小結(jié)54-55
• 第4章 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金薄膜的制備及組織性能55-67
• 4.1 引言55
• 4.2 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金靶材的制備55-56
• 4.3 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金靶材及薄膜的晶體結(jié)構(gòu)56-59
• 4.4 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金氧化薄膜的形貌59-61
• 4.5 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金薄膜的力學(xué)性能61-63
• 4.6 AlFeCoNiCuZrV 高熵合金薄膜的粗糙度分析63-65
• 4.7 本章小結(jié)65-67
• 第5章 結(jié)論67-69
• 參考文獻(xiàn)69-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文和參加的科研課題77-79
• 致謝79

【共引文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

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本文編號(hào)：255039