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来源：上海隆司新材料科技有限公司 时间：2024-04-25 13:20:36 [举报]

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

高熵合金的应用

1.高温性能的应用

无论何种类型,热机的效率随着温度的升高而增加.如核能、燃煤和燃油等发电行业中，工作温度的升高可以降低燃料消耗、污染和运行成本.在喷气发动机工业中，工作温度的增加可使性能改进，例如更重的有效载荷、更大的速度和更大的范围的组合等.目前发动机主要部件材料的开发还是集中在Ni基高温合金材料上，但由于其初始熔点大约在1300℃,镍基高温合金适用于温度仅在1160~1277℃之间.因此，开发具有更高温性能的发动机部件材料变得至关重要.试验表明这两种耐火HEAs在1600℃时的屈服强度超过400MPa,这远Inconel 718 Ni 基高温合金在1000℃的屈服强度(低于200MPa).热机的开发需要进一步改善发动机部件材料的高温性能.与Ni基高温合金相比，HEAs在高温下具有更高的稳定性、更低的成本和密度、正的晶格失配，这表明这些合金由于具有吸引人的高温机械性能，有可能取代Ni基高温合金作为下一代高温材料.

2.断裂韧性的应用

材料的断裂往往关乎着安全的问题,一般来说，根据失效应变可以分为脆性和韧性断裂.脆性断裂没有塑性变形的迹象，通常以灾难性方式发生，开发具有性能的新型金属材料具有重要意义.据报道，当温度从298K下降到77K时，CrMnFeCoNi高熵合金的断裂韧性几乎保持恒定，而CrCoNi高熵合金的断裂韧性略微增加.在这些HEAs中，没有出现像钢、非晶合金、镁合金、多孔金属和纳米金属等许多传统合金那样尖锐的韧脆转变，这表明这些合金可能是极端寒冷条件下应用的优良候选材料，例如，用于船体、飞机和低温储存罐的材料等.

3.耐腐蚀性的应用

我国每年因腐蚀而引起的材料浪费极其严重,研究和开发具有耐腐蚀性较好的材料对资源的节省具有重要意义.Zhang等通过激光表面合金化方法，在304不锈钢上制备了具有良好冶金结合性能的FeCoCrAlNi涂层，试验结果表明FeCoCrAlNi涂层的显微硬度是304不锈钢的3倍，在3.5%的NaCl溶液中，其抗空蚀性能是304不锈钢的7.6倍左右，电流密度比304不锈钢降低了一个数量级.Ye等采用激光表面合金化的方法制备了CrMnFeCoNi涂层，并在3.5%的NaCl和0.5mol/L H2SO4溶液中进行了电位动态极化试验，结果表明HEAs涂层的耐蚀性能均优于A36钢基体，腐蚀电流甚至低于304不锈钢.高熵合金作为一种新开发的多主元合金，了基于单一多数主体元素的传统合金的设计限制，具有提高耐腐蚀性的潜力.这表明这些具有的内在耐腐蚀性的新型合金，在恶劣环境的应用中具有的经济和安全益处.

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高熵合金（High-entropy alloys）简称HEA，是由五种或五种以量或大约等量金属形成的合金。由于高熵合金可能具有许多理想的性质，因此在材料科学及工程上相当受到重视。以往的合金中主要的金属成分可能只有一至两种。例如会以铁为基础，再加入一些微量的元素来提升其特性，因此所得的就是以铁为主的合金。过往的概念中，若合金中加的金属种类越多，会使其材质脆化，但高熵合金和以往的合金不同，有多种金属却不会脆化，是一种新的材料。

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

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