间隙原子对高熵合金组织及性能影响的研究现状
2021-01-12洪达王和斌侯陇刚欧平赵鸿金
有色金属科学与工程 2020年6期
洪达 , 王和斌 , 侯陇刚 , 欧平 , 赵鸿金
(1.江西理工大学材料冶金化学学部,江西 赣州 341000; 2.北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京100083)
众所周知, 新材料的发展是一个国家发展的基石。 高熵合金作为近些年活跃起来的新型合金材料,受到了国内外研究学者的高度关注。高熵合金的概念首先由叶均蔚等提出,定义为由5 种或者5 种以上的合金元素以等摩尔比组成的新型固溶体合金[1]。 高熵合金的出现打破了传统合金以一种或者2 种元素为主元,其他合金元素为辅的设计思路,为新材料的发展提供了更为广阔的空间。高熵合金具有4 大显著特性,即热力学方面的高熵效应、动力学方面的缓慢扩散效应、 结构方面的晶格畸变效应以及性能方面的“鸡尾酒”效应[2]。 其特有的高熵效应,可使合金倾向于形成简单的过饱和固溶体,同时动力学上的迟滞扩散效应促进纳米相的形成,从而使合金表现出高强度、高硬度、良好的塑韧性以及优越的热稳定性能[3-8]。 基于上述独特的结构性能特点,高熵合金在高温[9]、抗辐照[10]、耐磨、耐蚀[11]等极端领域展现出广阔的应用前景。
当溶质与溶剂原子的半径差超过41%时,溶质原子倾向于进入溶剂原子晶格间隙形成间隙固溶体[12]。间隙原子通常是原子半径小于0.1 nm 的非金属元素,如碳、氮、氧、硼等。 在间隙固溶体中,由于间隙原子的半径通常都会比晶格间隙尺寸要大,所以间隙原子的固溶通常会引起一定程度的溶剂晶格畸变,从而提高合金强度[13]。……
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