高熵合金历史简述

2023-03-24

18世纪末,德国化学家弗兰兹?卡尔-阿沙德发明了一套含有5-7个主要元素的合金体系,但是该研究结果并未引起冶金界和材料学界的关注。

一九六三年,英国冶金学家CyrilStanleySmith指出了该研究的结果,并在学术界发表了报告。

上世纪90年代,剑桥大学的坎托尔教授与清华大学的叶均蔚教授同时进行了对等原子比合金的研究,成功地制备了具有FCC单相固溶结构的FeCoNiCrMn高熵合金。

2004年,叶均蔚教授正式提出了高熵合金(HEA)的概念和定义,通常由五个或更多主要元素组成,每个主元素的原子百分比在5at.%到35at.%之间,可形成高熵固溶体的合金。

这种设计思想的独特性,使高熵合金具有较好的性能,如热力学高熵效应、结构晶格畸变效应、动力学慢扩散效应和组织内高稳定性。

随着人们对高熵合金研究的深入,高熵合金的定义已经从5元—等原子—单相固溶体转变为4.5元-非等原子比-多相合金,进而扩展了高熵、高熵陶瓷,发展出适用于各种复杂环境的高熵合金体系。难熔高熵合金、高相态稳定PdbMoTa和WNbMoTaV难熔高熵合金、CrFeFeCoNi高熵合金、低超导转变温度Ta34Nb3Hf8Zr14Ti11高熵合金。

到目前为止,对高熵合金的研究主要集中在相态形成与稳定性的研究,其中包括单相固溶体成因.形成单相固溶体条件.材料设计与制备含合金化.结构性能优化.制备工艺参数的选择等;形变机理与力学性能;物化性质,如阻性、抗腐蚀、催化等;极端环境下的使用性能等。所以,高熵合金在金属材料领域有着广阔的应用前景,还有很多问题尚不清楚,尚需进一步深入研究。

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