高熵合金(High-Entropy Alloys)简称HEAs.是一类具有性能的新型材料,以其的力学性能、耐腐蚀性能、的热稳定性等特点受到科学界广泛关注.高熵合金是由五种以上元素,每种元素的原子分数在5%到35%之间,各元素原子随机占据一个晶格点位的晶体.已经报道的典型合金有:叶均蔚等发现的以CoCrCuFeNi为代表的面心立方固溶体结构的合金;张勇等发现的以A1CoCrFeNi为代表的体心立方固溶体结构的合金.如今,高熵概念被广泛应用于各种材料,如氧化物、硫族化合物和卤化物.高熵态产生了多种改进功能:如热电性能、磁热效应、催化效应等
高熵合金的综合性能使得其适用范围宽广.高熵合金软磁性能,且在力学性能、加工性能上优于现有常规软磁材料;高熵合金高温稳定性、高温抗氧化性,可以应用在极端环境中;高熵合金具有高硬度、高强度特点,可用作硬质刀具涂层;除此之外,高熵合金还可以用作光热转换材料、轻质合金材料、模具材料等.高熵合金可广泛应用在电机、变压器、机床工具、消费电子、发动机叶片、喷气飞机引擎、核聚变等众多领域.
常做高熵合金组分:
CoCrFeNi CoCrFeNiAl CoCrFeNiCu CoCrFeNiMo FeNiCrCuAl
CoCrFeNiMn CoCrNiAl FeMnCoCr TiVAlCrZr TiNbMoTaW
CuAlTiWV Al_xCrFeNiTi TiZrHfVNb
对于各种含Mn、Mg等易挥发元素、Nb、Ta等高熔点元素的较高难度高熵合金我们均可配合实验生产。
高熵合金作为一种全新的合金设计理念,将合金设计的范围从传统合金设计所着眼的相图边角扩展到了相图中间广阔的区域,也造就了其特的性质。在众多高熵合金种类中,有一部分具有广阔的高温应用前景,有望成为新一代高温材料,如高温高熵合金和难熔高熵合金等
人们设计了各种同时包含软相与硬相的共晶高熵合金,其中软相通常为γ型高熵固溶体,可以为合金提供塑性;而硬相有β相、Laves相、CoMo2Ni相等,其与软相的界面可以阻碍位错运动,起到强化作用。双相高熵合金在凝固过程中直接形成同时具有软硬两相的原位复合材料,利用界面强化,共晶高熵合金通常具有的室温、中温强度以及塑性,并具有密度低、组织稳定性高等特点,使其在中温应用的结构材料领域具有发展潜力。
难熔高熵合金作为高熵合金中较为特的种类,由熔点1650 ℃的铌、钽、钨、锆等难熔金属元素组成。从其定义可知难熔高熵合金的熔点,因此具有较高的高温强度。除了高熔点之外,难熔高熵合金还具有特的高温强化机制