① 高熵合金為什麼叫高熵
高熵合金(High-Entropy Alloys)簡稱HEAs,是由5種或5種以上主要元素構成的,且每種主要元素的原子分數>5%並<35%。
但納米高熵合金觀念可產生許多合金系統,產生許多有趣的特性。 所謂多元(納米)高熵合金就是多種元素的合金,其中每個主要元素皆具有高的原子百分比,有人定義高熵合金的主要元素數目大於等於5,但其原子百分比都不超過35%。
也就是說,高熵合金不像傳統合金一樣,含有一個50%以上的主要元素。
② 高熵合金是什麼有什麼用途
高熵合金是由五種或更多元素按照等原子比或接近等原子比形成的特殊合金材料,打破傳統合金設計局限,展現出高強度、高溫抗氧化性、耐腐蝕能力、可塑性和加工性等性能。
多種方法可用於制備高熵合金,包括機械合金化、真空熔煉、電弧熔煉、等離子噴塗等,可根據需求與條件選擇,以獲得性能優良的材料。
高熵合金在航空航天、能源、化工、汽車等領域有廣泛應用,如製造渦輪葉片、核反應堆構件、化學反應器及管道等。其優異性能使其成為耐磨、耐腐蝕材料的首選。
此外,高熵合金在更多領域展現應用潛力,包括耐磨塗層、高頻交流材料、光傳輸材料、生物醫用材料、氫儲存材料、船舶及海洋工程材料、熱電材料、超導材料、電磁材料等。
盡管高熵合金市場飽和度低,應用前景廣闊,但其制備工藝復雜、成本控制與性能優化仍是挑戰。未來研究需深入探索以滿足不同領域需求。
總體而言,高熵合金作為新型材料,其獨特性能為眾多領域發展提供可能,推動產業創新與進步。
③ 未來極端環境及軍工領域材料——高熵合金
未來極端環境及軍工領域材料——高熵合金
高熵合金是一種新型合金材料,其設計思想打破了傳統合金以單一元素為主的設計理念,採用了多種主要元素作為基本組元,具有諸多傳統合金難以比擬的性能優勢。自2004年台灣學者葉均蔚提出高熵合金的概念以來,這種材料在學術界引發了廣泛的關注和討論。
高熵合金具有以下優勢:
1. **性能極限突破**:在力學性能、摩擦磨損性能、耐腐蝕性、耐高溫等方面表現出色,是未來最有發展潛力的新型材料之一。
2. **廣泛適用性**:在找不到功能合適的傳統合金時,高熵合金能提供有效解決方案,適用於多種應用場景。
3. **制備方法多樣**:包括機械合金化、電弧熔煉、等離子噴塗、激光熔覆等,適用於不同需求和條件下的材料制備。
4. **應用領域廣泛**:從焊接和釺焊填料、核工業到耐熱或耐磨塗層、生物醫學塗層、刀具材料等,高熵合金展現出在各種工程環境下的應用潛質。
在高熵合金的制備方法中,機械合金化、電弧熔煉、等離子噴塗和激光熔覆各有特點和適用條件,其中機械合金化適用於高溫條件下的合金制備,電弧熔煉則是一種常用且高效的合金制備方法,而等離子噴塗和激光熔覆則提供了快速、均勻的塗層解決方案。
在腐蝕行為的影響因素上,合金元素如銅、鋁、硼、鉬和鈦等的含量和分布對高熵合金的耐腐蝕性有顯著影響。例如,適量的銅和鋁可以改善合金的耐腐蝕性,而過量或不均勻分布可能導致腐蝕行為的惡化。此外,元素偏析度、激光輸入能量和激光掃描速度等也會影響合金的耐腐蝕性。
高熵合金在腐蝕行為方面的表現優於傳統合金,如在質量分數為3.5%的NaCl溶液中,AlCrFeNiCoCu高熵合金的自腐蝕電流密度降低了一個數量級,自腐蝕電位更正。定向凝固下的微觀組織和腐蝕行為研究也表明,隨著凝固速率的增加,合金的耐腐蝕性會得到改善。
綜上所述,高熵合金作為新型材料,憑借其獨特的設計思想、優異的性能和廣泛的適用性,在未來極端環境及軍工領域展現出巨大的應用潛力。隨著制備技術的不斷改進和合金元素的優化,高熵合金將在更多的領域展現出其價值。
④ 什麼是高熵合金,有什麼特點
高熵合金(HEAs)和非晶態合金(也稱為金屬玻璃或非晶金屬)在某些方面具有相似之處,但它們之間也存在明顯的差異。這兩種類型的合金都在材料科學領域受到廣泛關注,因為它們展示出與傳統金屬材料不同的性能和特點。
相似之處:
1. 組成復雜性:高熵合金和非晶態合金都是由多種元素組成的復雜合金。在高熵合金中,五個或更多的主要元素以接近等原子比例混合。非晶態合金則是由多種元素組成,但它們通常包含一種或幾種主要元素,其他元素以較低的濃度存在。
2. 非晶態結構:在某些情況下,高熵合金和非晶態合金都可能呈現非晶態結構。對於非晶態合金,其特點是具有無序的原子排列,沒有長程的晶格結構。在某些高熵合金中,也可能出現類似的非晶態結構。
差異:
1. 結構:盡管高熵合金和非晶態合金在某些情況下都可能呈現非晶態結構,但它們之間在結構上存在顯著差異。高熵合金通常以固溶體形式存在,具有單一或多相的晶格結構。非晶態合金則表現為無序的原子排列,沒有明確的晶格結構。
2. 制備方法:高熵合金和非晶態合金的制備方法有所不同。高熵合金主要通過熔煉、機械合金化、燒結等方法制備。非晶態合金通常採用快速淬火技術,如濺射、電子束熔化和單輥熔融旋鑄等。
3. 性能差異:高熵合金和非晶態合金在性能上有明顯的差異。高熵合金通常具有良好的力學性能、耐腐蝕性和熱穩定性。非晶態合金則表現出高強度、高硬度、良好的耐磨性和耐腐蝕性,但韌性較低。