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高熵非晶合金耐腐蚀性能研究进展

2021-01-19张舒研高洋洋张志彬梁秀兵王立忠

材料工程 2021年1期

张舒研,高洋洋,张志彬,梁秀兵,王立忠

(1 浙江大学 海洋学院,浙江 舟山 316021;2 军事科学院 国防科技创新研究院,北京 100071)

高熵非晶合金(high-entropy metallic glasses, HE-MGs)是近年来发展起来的一种新型材料,中科院物理所汪卫华院士课题组于2011年首次提出了高熵非晶合金的概念,同时制备出具有无序结构并能在室温下表现出类似于高分子热塑性变形行为的块体高熵非晶合金Zn20Ca20Sr20Yb20(Li0.55Mg0.45)20[1]。随后不久,日本东北大学的Takeuchi等制备出同时含有金属元素与非金属元素的高熵非晶合金Pd20Pt20Cu20Ni20P20[2]。它综合利用了高熵合金与非晶合金的设计理念,兼具两类合金各自的性能特点,所以其开发与应用备受瞩目。近10年来,国内外学者对该类材料进行了初步探究,加深了对其基本性能的理解,拓宽了高熵非晶合金作为一种功能材料的使用范围。本文重点阐述了高熵非晶合金的耐腐蚀性,旨在提出面向海洋极端环境服役的耐腐蚀性材料的成分设计理论及制备方法,以满足国家实施海洋发展战略对高性能大型装备防护材料的需求。

1 高熵非晶合金的含义与体系概述

非晶合金(metallic glasses, MGs)在20世纪60年代由美国的Duwez教授通过熔体旋淬法首次获得[3],这种材料是在超急冷凝固条件下形成的;其原子排列呈现长程无序、短程有序的特点,表现为宏观各向同性,不存在晶态材料中常见的位错、晶界等缺陷,普遍具有超高的断裂韧度和优异的耐腐蚀性能以及独特的自修复能力等特点[4-5]。高熵合金(high-entropy alloys, HEAs)的概念由叶均蔚于2004年正式提出:由5种或5种以上元素按等原子比或近等原子比构成的固溶体合金,其中各主元的原子分数在5%~35%之间[6];……

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