高熵合金的四個(gè)核心效應(yīng)

1.高熵效應(yīng)

高熵效應(yīng)是HEA的標(biāo)志性概念.比較理想的形成熵與屬的焓(選定IM化合物的形成焓)可以得知，在具有5個(gè)或更多元素的近等摩爾合金中，其更有利于形成SS相而不是IM化合物.這時(shí)不考慮特殊組合，僅熵和焓的高低來(lái)分析常規(guī)的SS相和IM相.熵值也只考慮生成熵.雖然振動(dòng)、電子和磁性也影響其熵值，但是主要的因素仍然是合金的結(jié)構(gòu).

2.晶格畸變

嚴(yán)重的晶格畸變是因?yàn)楦哽叵嘀械牟煌映叽鐚?dǎo)致的.每個(gè)晶格位置的位移，取決于占據(jù)該位置的原子和局部環(huán)境中的原子類(lèi)型.這些畸變比傳統(tǒng)合金嚴(yán)重的多.這些變?cè)游恢玫牟淮_定性導(dǎo)致合金的形成焓較高.雖然在物理上，這可以降低X射線衍射峰的強(qiáng)度，增加硬度，降低電導(dǎo)率，降低合金的溫度依賴(lài)性.但是，仍然缺少系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)來(lái)定量描述這些性能的變化值是多少.例如，組成原子之間的剪切模量不匹配，也可能有助于硬化；局部鍵的變化也可能改變電導(dǎo)率、熱導(dǎo)率和相關(guān)的電子結(jié)構(gòu).

3.緩慢的擴(kuò)散特點(diǎn)

在HAs中，擴(kuò)散是緩慢的.這可以在納米晶和非晶合金的形成和其顯微結(jié)構(gòu)中觀察到.

4."雞尾酒"效應(yīng)

"雞尾酒"效應(yīng)是S.Ranganathan教授使用的短語(yǔ).初的意圖是"一種愉快，愉快的混合物".后來(lái)，它意味著一種協(xié)同混合物，終結(jié)果是不可預(yù)測(cè)，且大于各部分的總和.這個(gè)短語(yǔ)描述了三種不同的合金類(lèi)別；大塊金屬玻璃、超彈性和超塑性金屬以及HEAs.這些合金都是多主元素合金."雞尾酒"效應(yīng)表征了無(wú)定形大塊金屬玻璃的結(jié)構(gòu)和功能特性

高熵合金是一個(gè)全新的合金領(lǐng)域,它跳出了傳統(tǒng)合金的設(shè)計(jì)框架、是具有許多性能的、特殊合金系，調(diào)整其成分可以進(jìn)一步優(yōu)化性能，因而具有極為廣闊的應(yīng)用前景.國(guó)內(nèi)有關(guān)高熵合金的研究才剛剛起步，雖然有不少研究者開(kāi)始關(guān)注此類(lèi)合金的研究，但相關(guān)數(shù)據(jù)尚屬實(shí)驗(yàn)室階段，未真正進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段.若某一具體的高熵合金能夠獲得穩(wěn)定、可靠、具有工業(yè)參考價(jià)值的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將真正、快速地推動(dòng)高熵合金的研究和應(yīng)用，在工業(yè)應(yīng)用的各個(gè)領(lǐng)域?qū)⒛芸匆?jiàn)高熵合金的身影.

高熵合金通常含有較高原子比例的鉻、鋁等元素，與傳統(tǒng)的高溫合金相比，從理論上具有更的抗氧化性。Tsao等研究了基于Al-Ti-Cr-Fe-Co-Ni體系的高溫高熵合金的900~1100℃/5~200h高溫氧化和腐蝕性能，并與CM247LC鎳基高溫合金進(jìn)行了比較。該研究觀察到高熵合金由于不同的溶質(zhì)形成了復(fù)雜的氧化物，并認(rèn)為含量較高的鉻和鋁促進(jìn)了保護(hù)性鉻和氧化鋁層的形成，表現(xiàn)出的熱腐蝕和抗氧化性。