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熵合金的四个核心效应
(1)高熵效应
高熵效应是HEA的标志性概念。比较理想的形成熵与纯金属的焓(选定IM化合物的形成焓)可以得知,在具有5个或更多元素的近等摩尔合金中,其更有利于形成SS相而不是IM化合物。这时不考虑特殊组合,仅熵和焓的高低来分析常规的SS相和IM相。熵值也只考虑生成熵。虽然振动、电子和磁性也影响其熵值,但是最主要的因素仍然是合金的结构。
(2)晶格畸变
严重的晶格畸变是因为高熵相中的不同原子尺寸导致的。每个晶格位置的位移,取决于占据该位置的原子和局部环境中的原子类型。这些畸变比传统合金严重的多。这些变原子位置的不确定性导致合金的形成焓较高。虽然在物理上,这可以降低X射线衍射峰的强度,增加硬度,降低电导率,降低合金的温度依赖性。但是,仍然缺少系统的实验来定量描述这些性能的变化值是多少。例如,组成原子之间的剪切模量不匹配,也可能有助于硬化;局部键的变化也可能改变电导率、热导率和相关的电子结构。
(3)缓慢的扩散特点
在HEAs中,扩散是缓慢的。这可以在纳米晶和非晶合金的形成和其显微结构中观察到。
(4)“鸡尾酒”效应
***“鸡尾酒”效应是S. Ranganathan教授使用的短语。最初的意图是“一种愉快,愉快的混合物”。后来,它意味着一种协同混合物,最终结果是不可预测,且大于各部分的总和。这个短语描述了三种不同的合金类别:大块金属玻璃、超弹性和超塑性金属以及HEAs。这些合金都是多主元素合金。“鸡尾酒”效应表征了无定形大块金属玻璃的结构和功能特性。
与其他“核心效应”不同,“鸡尾酒”效应不是假设,也不需要证明。“鸡尾酒效应”的意思是特殊的材料特性,通常源于意想不到的协同作用。其他材料也可以这样描述,包括物理性质,例如接近零的热膨胀系数或催化响应;功能特性,如热电响应或光电转换、有超高强度,良好的断裂韧性;抗疲劳性或延展性等结构特性。这时材料的性质主要依赖材料成分,微观结构,电子结构和其他特征。“鸡尾酒”效应揭示MPEAs的多元素组成和特殊的微观结构,进而产生非线性的意外结果。易金新材 FeCrCoAlTi高熵合金粉末购买成份均匀定制加工