难熔高熵合金研究进展

高熵合金是近年来的新兴领域,与传统合金不同,其一般是由五种或者五种以上主要元素组成,每种主元的含量在5％～35％(原子分数)之间,多种元素混乱排列却拥有简单的相结构,高熵合金的优点显著,发展空间巨大.以难熔金属元素为基础的难熔高熵合金近年来大受关注,含有3种及以上的难熔金属组成的高熵合金称为难熔高熵合金,由于难熔金属的...     

激光熔覆NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的高温氧化行为

难熔高熵合金涂层是近年来高熵合金领域的研究热点,有望成为未来重要的高温结构和功能材料。本工作采用激光熔覆技术制备了NbMoTaWV难熔高熵合金涂层,研究了其在800℃下的高温氧化行为,重点分析了不同氧化时间(10、20、30、50、100 h)的NbMoTaWV难熔高熵合金涂层组织结构演变、显微硬度变化及界面元素扩散行为。实验结果表明：NbMoTaWV难熔高熵合金涂层主要由Fe₇Ta₃型HCP固溶体相、(Fe, Ni)基体相及未熔高熵合金粉末相组成,而经不同时间氧化处理后,涂层表面生成了以Fe₂O₃和Fe₃O₄为主的氧化物相。800℃高温氧化处理后,NbMoTaWV高熵合金涂层内部组织结构变化不大,仅部分氧元素扩散进入到涂层内部。高温氧化导致NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度有所提升,但随着氧化时间的延长,NbMoTaWV难熔高熵合金涂层的显微硬度呈现出先增加后降低的趋势,且当氧化时间为20 h时,其显微硬度达到最大,这与高温扩散所导致的固溶强化有...     

Ta-10W合金高温抗氧化涂层的制备

主要讲述Ta10W合金高温抗氧化涂层的制备方法、性能检测方法及显微组织分析以及合金和涂层的性能及应用领域。     

难熔高熵合金制备及性能研究进展EI北大核心CSCD

本文简述了难熔高熵合金的含义与特点,归纳了各类难熔高熵合金(块体、薄膜、涂层)的制备方法,重点阐述了难熔高熵合金的综合性能。建议通过构建专门的难熔高熵合金数据库优化成分设计,并着重于不同制备方法的工艺性研究。针对目前难熔高熵合金存在室温脆性大、密度大、成本高等不足,提出可根据所需难熔高熵合金的性能而选择不同的制备方法,以便未来工业化应用。     

激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究进展

高熵合金是由五种或五种以上元素按照等物质的量比或近等物质的量比进行混合形成的合金,具有杰出的力学性能、物理及化学性能,应用潜力巨大。作为一种新型的表面处理技术,激光熔覆与高熵合金相结合,为高熵合金的应用开辟出了又一空间。介绍了目前国内外采用激光熔覆技术制备高熵合金涂层的研究现状,并展望了其发展前景。     

高熵合金熔覆涂层的研究进展

高熵合金熔覆涂层以其简单的结构、优异的性能、较大的应用潜力在材料表面工程中受到广泛关注。综述了高熵合金熔覆涂层的研究进展,探讨了热处理工艺等对高熵合金熔覆涂层的影响,总结了高熵合金熔覆涂层的应用研究,展望了高熵合金熔覆涂层的发展方向。     

难熔高熵合金的研究进展及应用

高熵合金不同于传统工程合金,是由多种元素以等摩尔或近等摩尔的比例混合,形成的以简单固溶体结构为基体的系列成分复杂合金。其中含高熔点元素的难熔高熵合金具有较高的高温强度和优异的高温抗氧化性能及耐蚀性能等突出特点,其潜在的高温应用价值引起了广泛关注。详细阐述了难熔高熵合金的研究现状及应用,根据晶体结构类型将难熔合金体系进行了分类,并对各类体系中的微观组织特征进行了概述;进而归纳总结了难熔高熵合金的各种性能,包括高强度、耐磨性、高温抗氧化性、耐蚀性能等;最后对难熔高熵合金的发展及应用前景进行了展望。     

高熵合金涂层制备及其应用的研究进展

高熵合金涂层又称多主元合金涂层,是一种新型合金涂层。受高熵效应的影响,涂层的组织结构主要由单一的BCC、FCC或者HCP固溶体相构成,且易于形成非晶、纳米晶和纳米复合物,呈现出优异的综合力学性能、抗高温氧化性能、耐辐射性能和生物兼容性能等,具有重要的研究价值和应用前景。分别从涂层的主元数量和位形熵值两方面对高熵合金涂层的概念进行了阐述,比较分析了热喷涂、激光熔覆以及物理气相沉积等几类常用的高熵合金涂层制备工艺的优点和不足,总结了高熵合金涂层的工业应用现状,最后指出了高熵合金涂层在目前的研究中存在的问题并展望了其未来的发展方向。     

激光熔覆MoNbTaVW难熔高熵合金涂层微动磨损性能

研究了采用激光熔覆技术制备的MoNbTaVW难熔高熵合金涂层在不同载荷(10N、20N、30N)、不同微动磨损幅值(50μm、150μm、250μm)、不同循环次数(5 000、10 000、15 000)下的微动磨损性能及微动磨损机制。结果表明:所制备的MoNbTaVW难熔高熵合金涂层由Fe₇Ta₃型HCP固溶体相、FCC固溶体相及(Fe,Ni)基体相组成,其中FCC相为未熔的高熵合金粉末。根据正交实验极差分析可知,微动磨损幅值对磨损体积的影响最大,微动磨损载荷对磨损体积的影响次之,微动磨损循环次数对磨损体积的影响最小,其中MoNbTaVW难熔高熵合金涂层在15 000次、20N、250μm微动磨损条件下的磨损体积达到最大值;微动磨损载荷对摩擦系数的影响最大,微动磨损幅值对摩擦系数的影响次之,微动磨损循环次数对摩擦系数的影响最小,其中MoN bTaVW难熔高熵合金涂层在10 000次、30 N、150μm微动磨损条件下的摩擦系数达到最大值。MoNbTaVW难熔高熵合金涂层的微动磨损机制主要为氧化磨损和黏着磨损,磨损产生的磨损碎片主要为Ta、...     

Nb-Si基合金表面Mo-Si-B涂层制备及抗氧化性能

为提高Nb-Si合金的抗高温氧化性能,在其表面制备Mo-Si-B涂层。通过Thermo-Calc计算的方法,从热力学角度分析NaF和AlF_3两种激活剂对Si-B二元共渗的影响。结果表明:以NaF为激活剂时可以实现Si-B的二元共渗,而以AlF3为激活剂时,难以实现Si-B的二元共渗。通过爆炸喷涂结合包埋渗的方法在Nb-Si合金表面成功制备Mo-Si-B涂层,涂层主要由有弥散硼化物分布的MoSi2外层和未反应的Mo内层构成。涂层在1250℃氧化100h后涂层的氧化增重仅为1.52mg/cm~2,良好的抗高温氧化性能是由于涂层在高温氧化过程中形成了一层具有保护性的硼硅酸盐层。     

镁合金蓝色微弧氧化膜的制备及其耐蚀性能

过去,将微孤氧化着色用于材料装饰的研究较少。采用微孤氧化技术在ZM5镁合金表面制备了蓝色的微弧氧化层,研究了主盐Na2SiO3、着色剂CoSO4浓度和氧化时间对蓝色膜层的影响。结果表明：在70g／LNa2SiO3,2g／LCoSO4,电压440V,氧化时间20min条件下,能够获得膜层厚度为82μm的致密蓝色微弧氧化膜...     

镍基高温合金Pt/Si共改性铝化物涂层的制备及抗高温氧化性能

为研究Si元素对Pt改性铝化物涂层抗高温氧化性能的影响规律,利用电镀Pt和Al-Si共渗包埋法制备出一种Pt/Si共改性铝化物涂层,对涂层进行了1 000℃恒温氧化试验,并采用XRD、SEM、EDS分析了涂层氧化前后的组织结构。结果表明:在Pt改性铝化物涂层中添加Si元素可以降低涂层表面的孔洞,使涂层更加致密、均匀;2种涂层在1 000℃温度下氧化300 h后均有大量的β-(Ni,Pt)Al相残留,依然具备保护基体的作用;Si元素一方面可以降低涂层与基体的互扩散速率,另一方面却加剧了涂层表面氧化皮的剥落;综合看来Si对Pt改性铝化物涂层的抗高温氧化性能提高效果不明显。     

Lattice-Distortion-Enhanced Yield Strength in a Refractory High-Entropy Alloy

Severe distortion is one of the four core effects in single-phase high-entropy alloys (HEAs) and contributes significantly to the yield strength. However, the connection between the atomic-scale lattice distortion and macro-scale mechanical properties through experimental verification has yet to be fully achieved, owing to two critical challenges: 1) the difficulty in the development of homogeneous single-phase solid-solution HEAs and 2) the ambiguity in describing the lattice distortion and related measurements and calculations. A single-phase body-centered-cubic (BCC) refractory HEA, NbTaTiVZr, using thermodynamic modeling coupled with experimental verifications, is developed. Compared to the previously developed single-phase NbTaTiV HEA, the NbTaTiVZr HEA shows a higher yield strength and comparable plasticity. The increase in yield strength is systematically and quantitatively studied in terms of lattice distortion using a theoretical model, first-principles calculations, synchrotron X-ray/neutron diffraction, atom-probe tomography, and scanning transmission electron microscopy techniques. These results demonstrate that severe lattice distortion is a core factor for developing high strengths in refractory HEAs.     

锆合金表面Cr基涂层的耐高温氧化性能

用磁控溅射法在锆合金基体表面制备Cr和CrAl层,并使其在1200℃/1 h水蒸汽中氧化,用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)等手段表征氧化前后涂层和Zr合金基体的微观结构,研究了两种涂层在(反应堆失水(LOCA)事故情况下的)高温蒸汽环境中的抗氧化性能。结果表明：在1200℃/1 h水蒸汽中氧化后没有涂层的锆合金基体表面生成厚度约为100 μm的氧化膜;而在Cr涂层表面生成的致密Cr₂O₃层其厚度约为4 μm,表明氧化速率显著降低。CrAl涂层氧化后表面生成致密的Cr₂O₃和Al₂O₃混合氧化层,其厚度只有0.8 μm,表明氧化速率进一步降低。这些结果表明: 用磁控溅射法在锆合金表面制备的Cr和CrAl涂层,在1200℃水蒸气环境中均表现出良好的耐氧化性能。在Cr涂层表面生成的氧化膜厚度约为未涂层锆合金氧化层的1/25,CrAl涂层氧化膜厚度低于锆合金表面氧化层的1/100。     

镁合金微弧氧化陶瓷膜的组织结构及耐腐蚀性能

为了提高镁合金的耐蚀性,采用氢氧化钠-六偏磷酸钠-醋酸钙电解液,利用微弧氧化技术在AZ91D镁合金表面原位生长含有钙、磷的陶瓷膜,研究了醋酸钙浓度对陶瓷膜的厚度、表面粗糙度、形貌、成分、相组成及其在模拟体液中耐蚀性的影响。结果表明:陶瓷膜主要为MgO相,且含有Ca和P;膜层表面具有多孔结构;增加电解液中醋酸钙浓度,膜层变厚,粗糙度先增大后减小,Ca含量增多;陶瓷膜使镁合金的耐蚀性提高;电解液加入醋酸钙后,制得的膜层耐蚀性下降,含0.4 g/L醋酸钙的电解液制得的膜层的耐蚀性在含Ca膜层中最好。     

高熵合金的制备成形加工工艺

高熵合金作为一类新型多组元的复杂合金材料,因其独特的优异性能引发了广泛的关注.与传统合金相比,高熵材料的制备工艺与传统材料具有相似性,但也有其特殊性.从不同维度出发,讨论与分析了各种形态高熵材料的制备成形加工工艺,主要包括三维块体材料、二维薄膜及薄板材料、一维纤维材料以及零维粉末材料.主要总结了电弧熔炼法、感应熔炼法、...     

铝合金表面杂化膜层的制备和耐蚀性研究

以γ-缩水甘油醚丙基三甲氧基硅烷(GPS)和双酚A(BPA)为主要原料,采用溶胶-凝胶工艺在铝合金表面制备了纳米GPS/BPA杂化膜层,通过动电位极化(PDS)法确定了制备较好防护性杂化膜层的GPS、BPA摩尔比,用反射吸收红外光谱(RA-IR)对AA2024-T3铝合金表面杂化溶胶交联前后的变化进行了表征,并用扫描电子显微镜(SEM)分析了交联后膜层中无机相的分布.采用盐雾试验和电化学阻抗谱(EIS)测试了这种杂化膜层的防腐蚀性能.结果表明,无机相呈颗粒状均匀分布在膜层中,颗粒平均大小45～80 nm,GPs和BPA摩尔比为1∶1时杂化膜层的防腐蚀保护性能最优.固化后的杂化膜层中仍有环氧基团剩余,膜层和基体界面处形成了铝硅氧烷(Al-O-Si)共价键网络.盐雾试验后未有明显腐蚀现象,但在0.5%NaCl溶液中浸蚀24 h后的EIS分析表明膜层和基体界面处发生了腐蚀.     

镁合金表面钼酸盐转化膜的制备及其耐蚀性能

钼酸盐毒性低,有良好的缓蚀性能,可代替有毒的铬酸盐用于镁合金表面的耐蚀处理。采用正交试验优选了钼酸盐转化工艺中的Na2MoO4.2H2O浓度、NaH2PO4.2H2O浓度、pH值、成膜温度和时间,考察了压铸AZ91D镁合金在优化工艺条件下所得钼酸盐转化膜的耐蚀性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和中性盐雾腐蚀试验(NSS)等手段研究了转化膜的组成和形貌。结果显示:钼酸盐转化膜主要由Mg,A l,Mo,P和O等元素构成,膜层较为平整、均匀、致密,并存在一些不规则的微裂纹;钼酸盐转化膜有效地提高了AZ91D镁合金的耐蚀能力。     

铝合金黄色微弧氧化膜的制备及其性能

目前,铝合金微弧氧化膜色泽单一,多为白色,影响了其装饰性和在光学仪器方面的应用.为此,以高锰酸钾为着色剂,通过控制电解液的组成及其浓度,在铝合金表面原位生成了黄色微弧氧化膜.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析、观察了氧化膜层的相结构和表面形貌.结果表明:陶瓷膜层致密,与基体结合紧密;膜层主要组成相为Al,Al2O3,Mn5O8,Mn3O4,MnWO4;黄色陶瓷膜色泽稳定,较铝合金基体腐蚀电位有所提高.