【作 者】閆薛卉;張勇
高熵合金是一種新型復(fù)雜的多主元合金,又稱為多基元合金、多組元合金。作為一類“熵主導(dǎo)”合金,高熵合金相較于傳統(tǒng)合金具有較高的混合熵,這一概念的提出打破了傳統(tǒng)合金單一主導(dǎo)元素的設(shè)計思路,在相圖的中心區(qū)域開發(fā)了新的高無序的合金成分空間[1-3]。與傳統(tǒng)合金不同,高熵合金的設(shè)計不再基于單一的主要成分,而是具有多種主要元素,并傾向于形成無序且高濃度固溶的簡單結(jié)構(gòu),如以 CoCrFeMnNi為代表的面心立方高熵合金[4-6],NbMoTaW 和 ZrNbTiAl為代表的體心立方高熵合金[7-9],GdHoLaTbY 為代表的密排六方高熵合金[10]。近年來,高熵合金得到了廣泛關(guān)注,并表現(xiàn)出眾多的突破傳統(tǒng)材料性能極限的出色性能,如突破強度-塑性的此消彼長、優(yōu)異的低溫塑性、良好的高溫穩(wěn)定性、良好的耐腐蝕及抗輻照性能,在國防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、生物醫(yī)用及功能材料領(lǐng)域展現(xiàn)出了非常大的發(fā)展?jié)摿11-12]。
經(jīng)過十幾年的發(fā)展,高熵合金的概念被不斷完善和拓展,基于最早提出的高熵合金,隨之開發(fā)了新型的高熵陶瓷[13]、高熵絲材[14]、高熵薄膜[15-17]、高熵帶材[11]、高熵復(fù)合材料[18]、高熵粉末[19]等全新高熵材料概念。文中主要介紹了近幾年來高熵合金的主要制備技術(shù)及變形加工工藝,并對高熵合金的發(fā)展方向提出了展望。
【總 結(jié) 】
高熵合金作為一種新興的復(fù)雜多主元合金,其成分的開發(fā)主要聚焦于相圖中心的一個全新區(qū)域;其獨特的設(shè)計理念及優(yōu)異的理化性能,促生了許多具有優(yōu)異性能的新型高熵材料,在結(jié)構(gòu)材料、功能材料及生物醫(yī)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了非常大的發(fā)展?jié)摿?。?jīng)過十幾年的發(fā)展,高熵合金的定義及材料體系被不斷完善,從最初的合金塊體發(fā)展到了薄膜、涂層、薄帶、薄板、絲材及粉末等各個維度、尺度的高熵材料。如圖 8 所示,將高熵材料的主要制備方式從各個維度及尺度進行了匯總。雖然高熵材料取得了許多突破性進展,但由于合金成分固有的復(fù)雜性,為合金的成分設(shè)計、樣品制備以及性能機理分析提出了更高的難度。未來,高熵合金的發(fā)展除了聚焦于“性能驅(qū)動”,也需要從“工藝驅(qū)動”的角度,去開發(fā)新型的適用于變形、鑄造、制粉、粉冶等特殊工藝的高熵材料,這將對高熵合金更進一步的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展研究具有重要的意義。
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