高熵合金（高混亂度合金）的設(shè)計(jì)與應(yīng)用
發(fā)布人：上海艾荔艾合金股份有限公司www.shailiai.cn
更新時(shí)間：2016-01-29
高熵合金又稱高混亂度合金，一般定義為由五個(gè)以上元素組元按照等原子比或接近于等原子比合金化，混合熵高于熔化熵，通常形成高熵固溶體相的一類合金。
?高熵合金又稱高混亂度合金，一般定義為由五個(gè)以上元素組元按照等原子比或接近于等原子比合金化，混合熵高于熔化熵，通常形成高熵固溶體相的一類合金。高熵合金具有一些特殊效應(yīng)：（1）高熵效應(yīng)：其混合熵要明顯高于傳統(tǒng)金屬合金。（2）晶格畸變效應(yīng)：存在著嚴(yán)重的晶格畸變，從而影響到材料的力學(xué)和物理性能。（3）遲滯擴(kuò)散效應(yīng)：嚴(yán)重的晶格畸變限制高熵合金中的有效擴(kuò)散速率。在其鑄造過(guò)程中，冷卻時(shí)的相分離在高溫區(qū)間通常被抑制而延遲到低溫區(qū)間。（4）多種元素的交互效應(yīng)：高熵合金多種元素之間的相互作用使其呈現(xiàn)復(fù)雜效應(yīng)。如使用較多的抗氧化元素（如鋁或硅），合金的高溫抗氧化能力就會(huì)提高。
由于上述效應(yīng)，高熵合金具有以下一些特點(diǎn)?：①高熵合金傾向于形成結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的體心立方或面心立方結(jié)構(gòu)固溶體。由于高熵合金的混合熵很高，使得合金的自由能極低，所以傾向于形成簡(jiǎn)單固溶體相。②高熵合金在鑄態(tài)或是完全回火態(tài)下就會(huì)析出納米晶顆粒。這是因?yàn)楦哽睾辖鹪谌蹮挄r(shí)，各元素熔化后的原子混亂排列，凝固時(shí)有利于形成納米晶顆粒。③高熵合金擁有極大的混亂度，特別是在高溫下，其混亂度將會(huì)變得更大。合金自由能越低，則合金系統(tǒng)越趨于穩(wěn)定，故高熵合金在高溫下的穩(wěn)定性依然極高，固溶強(qiáng)化依然存在，因此合金擁有極高的高溫強(qiáng)度。研究表明，高熵合金在1000℃的高溫下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間（如12h）的熱處理后，硬度不降反升，與傳統(tǒng)合金形成了鮮明的對(duì)比。④高熵合金以簡(jiǎn)單體心立方和面心立方結(jié)構(gòu)固溶體存在時(shí)，由于組成元素之間在原子半徑、晶體結(jié)構(gòu)等方面存在差異，高熵合金的固溶強(qiáng)化會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)效，因此合金硬度和強(qiáng)度都較高，耐磨性也明顯提高。例如FeNiTiAlCoCrCu系高熵合金涂層呈現(xiàn)高硬度和高耐磨性；當(dāng)高熵合金以非晶結(jié)構(gòu)存在時(shí)，合金更具優(yōu)異性能。⑤高熵合金的主要組成元素至少5種以上，其中總有一些元素，如鋁，會(huì)使合金產(chǎn)生致密氧化物，而高熵合金通常都具有納米晶、非晶、單相、低自由焓的特性，因此高熵合金的耐腐蝕性能比傳統(tǒng)合金更為優(yōu)秀。例如，在鋼鐵材料表面涂FeNiTiAlCoCrCu系高熵合金涂層后，耐腐蝕性能明顯提高。
據(jù)艾荔艾獲得的信息，用激光熔覆法制備AlCoCrMoNi高熵合金涂層，可獲得比傳統(tǒng)合金更高的硬度；用激光熔覆法制備FeCoNiCrA1Si高熵合金涂層，顯示良好的耐高溫性能；用激光熔覆法在Q235鋼表面制備A1FeCoCuCrNi高熵合金涂層，表面顯微硬度最高為952HV，是基體鋼的?3.5倍，且顯示良好的耐蝕性。AlCoCrFeNiTi系高熵合金的抗拉強(qiáng)度最高可超過(guò)3000MPa。這些初步的研究成果表明，高熵合金發(fā)展?jié)摿薮?，通過(guò)合理地調(diào)整合金成分及制備工藝，可制備出具有高硬度、高耐磨性、耐高溫氧化、耐蝕性的材料，其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛。
作為值得信賴的合作伙伴和高品質(zhì)金屬合金的半成品供應(yīng)商，艾荔艾擁有完善的服務(wù)體系和專業(yè)的團(tuán)隊(duì)。在同客戶交易的過(guò)程中，我們力求根據(jù)不同的應(yīng)用需求將我們的產(chǎn)品做到精益求精。針對(duì)當(dāng)前和未來(lái)的市場(chǎng)需求，艾荔艾致力于為客戶提供最佳的金屬材料解決方案。
AILIAI has been a reliable partner and supplier of sophisticated and high-quality semi-finished products maed of alloys. In dialogue with our customers, we optimise our products to meet the specific application requirements. AILIAI develops the best alloy material solutions for current and future challenges.
獲取更多我們供應(yīng)的合金和服務(wù)信息，請(qǐng)致電086-021-67660801或發(fā)電子郵件[email protected]聯(lián)系我們，您也可以通過(guò)微博，微信，領(lǐng)英和推特與我們互動(dòng)。
For more information on the alloys and services that we supply,?call us?at 086-021-67660801 or email us at [email protected]. You can also get in touch on social media, we are constantly active on?Weibo,?Weixin,?LinkedIn?and?Twitter.