高熵合金制备及其性能研究进展

基于高熵合金优异的性能,近年来,越来越多的学者对高熵合金开展了研究,由于各个领域对高熵合金的分类不统一,这也使人们对高熵合金的制备方法及性能研究并不深入。鉴于此,本文对高熵合金的主要合金成分组成、不同状态的材料制备方法进行了分析,并对高熵合金的相关性能进行了研究,以期能为高熵合金的应用提供一定的指导。     

高熵合金的制备方法研究现状

由5～13种主要金属制备的高熵合金近年来被广泛关注.高熵合金由于其高熵效应,其结构通常为简单的FCC或BCC结构,与传统合金相比,高熵合金有更好的塑性、强度、热稳定性和耐蚀性.由于其优异的性能,高熵合金被广泛应用于航天航空材料,耐火耐高温材料以及防蚀涂层材料等领域.高熵合金的制备方法有很多种,不同的方法都有其优点和劣势...     

FeNiCrCo-X系高熵合金的研究进展

概述了明显有别于传统合金高熵合金的基本概念、典型的四大效应及目前主要制备方法。重点分析了具有优异性能的Fe Ni Cr Co-(Al、Cu、Mn、Ti、Si)系高熵合金的国内外的研究动态、制备方法中存在的关键问题。深入探讨了高熵合金微观组织的特征、元素含量对其各项性能的影响,并展望了高熵合金在未来的发展方向和应用潜力。     

FeNiCrCo-X系高熵合金的研究进展

概述了明显有别于传统合金高熵合金的基本概念、典型的四大效应及目前主要制备方法。重点分析了具有优异性能的Fe Ni Cr Co-(Al、Cu、Mn、Ti、Si)系高熵合金的国内外的研究动态、制备方法中存在的关键问题。深入探讨了高熵合金微观组织的特征、元素含量对其各项性能的影响,并展望了高熵合金在未来的发展方向和应用潜力。     

高熵合金涂层的研究现状

综述了高熵合金的概念与特性,介绍了高熵合金涂层的设计和制备手段。重点讨论了激光熔覆、磁控溅射和热喷涂这3种制备高熵合金涂层的技术手段的原理、特点及国内外的研究现状,展望了高熵合金涂层的研究和应用前景。     

激光熔覆工艺参数对高熵合金涂层性能的影响及其优化

采用同步送粉激光熔覆技术在Q235钢表面制备了CoCrFeNiMo高熵合金涂层。采用单因素试验研究了工艺参数对涂层形貌及性能的影响,并分析了其作用机理。通过正交试验得到最优工艺参数为:激光功率1000 W,进给速率4.5 mm/s,搭接率35%。此时涂层的平整度标差为0.036 mm,显微硬度为308.98 HV,平均腐蚀速率为0.0178 g/(m²·h)。结果表明,在试验范围内,涂层的平整度随着激光功率、进给速率和搭接率的提升得到改善,显微硬度和耐蚀性的变化趋势相同,它们与工艺参数对显微组织的影响相关。     

高熵合金在电催化领域的研究进展

高熵合金具有高度无序的结构和广泛的成分调制范围,在力学性能、磁性等方面展示出优异的性能,近来研究结果表明,高熵合金在电催化反应中有望成为理想的催化材料。本文总结了近期高熵合金催化剂的前沿研究进展。从高熵合金的定义,制备方法以及在不同电化学反应中的研究进展等方面进行阐述;并对其在电催化领域的未来发展趋势进行了展望。     

高熵合金粉体制备及应用研究进展

高熵合金是近几年发展起来的新型合金,由于其优异的性能,如高延展性、高强度、优异的耐磨性、优异的耐蚀性和优异的高温稳定性,已成为热点材料之一。高熵合金粉体作为制备块体、涂层、薄膜材料及其它功能材料的原料,有着广阔的应用前景,但目前对高熵合金粉体尤其是高熵合金纳米粉体的研究较少。本工作根据当前高熵合金的研究进展,对高熵合金相形成的判据进行了划分,主要包括混合熵判据、混合焓判据、Ω判据和Hume?Rothery固溶理论判据。通过对各判据的总结,阐述了高熵合金固溶体相的形成规律,综述了高熵合金超细粉体和纳米粉体的制备方法,主要包括机械合金化法、气/水雾化法、化学还原法、碳热震荡法、等离子电弧放电法和扫描探针光刻技术,分析比较了不同方法的优缺点和应用前景,指出了高熵合金领域当前存在的问题和相应的解决方法,并对未来的发展作了展望。     

MgxTiAlFeNiCr (x=0.6～2.0)高熵合金微结构演变及耐蚀性

通过机械合金化方法制备了轻质MgxTiAlFeNiCr(x=0.6?2.0)高熵合金,研究了Mg含量、热力学参数、合金相结构间的关系。结果表明,Mg在体心立方(BCC)相中的固溶度较大,x=0.6?1.4、合金的热力学参数原子半径错配度?=8.68%?9.77%、混合熵ΔSmix为14.78?14.82 J/(mol?K),混合焓ΔHmix为–14.13?–6.76 kJ/mol时,合金为单相体心立方结构(BCC1)。x=1.6~1.8, ?=10.0%?10.1%, ΔSmix=14.65?14.74 J/(mol?K), ΔHmix=–5.40?–4.19 kJ/mol时,合金由两种体心立方结构BCC1和BCC2组成。BCC2相比BCC1相的Mg含量更高,两相界面为半共格关系。MgxTiAlFeNiCr合金在3.5wt% NaCl溶液中具有良好的耐腐蚀性能。但随Mg含量增加,合金的耐蚀性下降。     

高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料的研究进展

高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料是一类由高熵合金与陶瓷组成的具有高密度和优异高温性能的共晶复合材料,兼顾高熵合金、陶瓷和共晶复合材料的性能优势,表现出优异的高温强度和良好的室温塑性,近年来得到广泛研究。本文总结了近年来高密度高温高熵合金与陶瓷共晶复合材料的研究现状,围绕共晶复合材料的成分组成、组织结构与材料性能的关系,从成分设计、元素组成、微观结构、室温和高温力学性能、高温抗氧化性、耐磨性和电化学腐蚀性能等方面综述了现有研究工作,并对其未来研发趋势进行了展望。     

高熵氧化物陶瓷的研究进展与展望

高熵氧化物陶瓷是具有独特结构和物理化学性能的新型材料,成为了国内外研究的热点之一。本文主要介绍了高熵氧化物陶瓷的分类;归纳了制备高熵氧化物陶瓷的方法;总结了高熵氧化物陶瓷在催化材料、锂电池电极材料、磁性材料以及介电材料等领域的应用。最后简述高熵氧化物陶瓷的发展现状,展望了高熵氧化物陶瓷未来的发展趋势。     

高熵氧化物的制备及应用研究进展

高熵氧化物作为近几年发展起来的新型氧化物体系,打破了传统掺杂氧化物的设计理念,由五种及以上氧化物以等摩尔或近等摩尔构成,因其具有简单的结构和优异的性能等受到国内外研究人员的广泛关注。高熵氧化物由于多主元且主元之间混乱排列,易形成岩盐型、氟化钙型、尖晶石型或钙钛矿等固溶体结构,从而表现出优异的性能,尤其在能源存储材料和磁性材料方面有十分广阔的应用前景,但目前对高熵氧化物应用研究较少。本工作介绍了国内外高熵氧化物的制备方法,主要包括固相法、热解法、共沉淀法、水热合成法和液相燃烧合成法等,比较了各方法的优缺点和发展前景;归纳了高熵氧化物作为锂离子电极材料、巨介电材料、磁性材料和催化材料等方面的应用;指出了高熵氧化物目前研究存在的问题,讨论了解决措施,展望了高熵氧化物未来的发展趋势。     

电镀Ni-Co合金镀层耐腐蚀性能研究

电镀Ni-Co合金具有优良的高温耐腐蚀性能,被广泛的应用于生产实践中。研究了Co对Ni-Co合金镀层耐腐蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜对镀层的表面形貌进行表征。阳极极化、交流阻抗及浸泡试验结果表明,在10%硫酸、10%HCl及人工海水中,Ni-Co合金镀层耐腐蚀性随着Co含量的升高逐渐提高。说明Co含量的提高有利于提升镀层耐腐蚀性能。     

高熵硼化物陶瓷的研究进展

高熵硼化物陶瓷作为高熵陶瓷的一类,因其优异的力学性能和高温稳定性,受到越来越广泛的关注和研究。然而目前还没有针对高熵硼化物陶瓷研究的综述,因此,从高熵硼化物陶瓷的定义出发,概述了第一性原理计算在高熵硼化物研究中,对高熵硼化物材料合成预测以及对性能预测和理解方面的应用,综合评价了各种高熵硼化物陶瓷粉体及块体制备方法的优势和不足,并以力学性能为主,分析了高熵硼化物陶瓷的各类物化性能及其影响因素和机理,最后对理论计算,制备研究和性能探索等方面存在的不足进行总结,同时对未来可能的研究方向进行了分析和展望。     

凝固冷却方式对CoCrFeNiMn高熵合金的影响

高熵合金由于其独特的设计思路及优秀的性能。在表面技术领域有较强的应用前景。本文选用了三种不同的冷却方式(铸造凝固(Cast Solidification)、水淬凝固(Water Quenching Solidification)和雾化凝固(Atomization Solidification)对铝热反应制备的CoCrFeNiMn高熵合金熔体进行冷却,采用XRD、SEM和EDS技术对合金的相结构、微观组织进行了表征,同时采用HVS＿1000A维氏硬度仪测试了合金的硬度。结果表明：在不同的凝固冷却方式下,CoCrFeNiMn高熵合金的相结构主要由FCC+BCC两相组成,其中在水淬试样中产生了过渡的FCC相;合金的晶粒尺寸随着冷却速率的提高而减小,雾化试样的晶粒尺寸最小,为18.1μm²;合金硬度随着冷速的提高而逐步提高,雾化试样的硬度最高,达到了704.8HV。     

高熵过渡金属硼化物陶瓷的研究进展

高熵过渡金属硼化物陶瓷作为一种重要的高熵陶瓷,具有超高的硬度、优异抗氧化性能和电磁屏蔽与吸波性能,在航空航天、汽车工业、精密加工等领域具有潜在的广阔应用前景。基于近年相关研究,从理论设计、材料制备和性能研究三个方面综述了高熵过渡金属硼化物陶瓷的相关研究结果,并展望了高熵过渡金属硼化物陶瓷的未来前景和发展方向。     

等离子物理气相沉积高熵合金涂层及组织性能

采用等离子物理气相沉积的方法在316L不锈钢表面制备了AlCoCrFeNi高熵合金涂层,研究了喷涂距离和电流对高熵合金涂层物相组成、表面形貌、截面形貌、硬度、结合强度和耐磨性的影响。结果表明,不同喷涂距离和电流下,高熵合金涂层都主要由BCC、B2和FCC相组成;随着电流或者喷涂距离增加,涂层中BCC平均晶粒尺寸先增后减。当喷涂距离为460 mm时,随着电流从1600 A增加至2000 A,涂层平均摩擦系数逐渐增大,表面和截面硬度先减后增,涂层结合力和结合强度先增大后减小,涂层的磨损率先增加后减小;当电流为1800 A时,随着喷涂距离从420 mm增加至500 mm,涂层平均摩擦系数逐渐减小,表面硬度先减后增,截面硬度先增后减,涂层结合力和结合强度逐渐增大,涂层的磨损率逐渐减小。高熵合金涂层的磨损率与涂层表面硬度和内聚强度都有一定相关性。