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浙大重磅Nature:揭开高熵合金的神秘面纱
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浙江大学 余倩 教授 Tuning element distribution, structure and properties by composition in high-entropy alloys 高熵合金中元素分布、结构和性能的组成调整 10.1038/s41586-019-1617-1 高熵合金是一类以近等原子比例包含五种或五种以上元素的材料。它们的非常规成分和化学结构有望实现前所未有的机械性能组合。 这种合金的合理设计取决于对近无限成分空间中成分-结构-性能关系的理解9,10。在这里,我们使用原子分辨率化学制图揭示了广泛研究的面心立方crmnfconi Cantor合金2和一种新的面心立方合金CrFeCoNiPd的元素分布。在康托合金中,五种组成元素的分布是相对随机和均匀的。相比之下,在CrFeCoNiPd合金中,钯原子的原子大小和电负性与其他元素明显不同,均匀性大大降低;所有这五种元素都倾向于表现出更大的聚集,初始浓度波的波长(11,12)小到1到3纳米。由此产生的纳米级交替拉伸和压缩应变场对位错滑动具有相当大的阻力。应变实验中的原位透射电子显微镜显示了塑性变形早期的大量位错交叉滑移,导致多个滑移系统之间存在强烈的位错相互作用。CrFeCoNiPd合金的这些变形机制与Cantor合金和其他面心立方高熵合金的变形机制明显不同,它们是由成分的显著波动和堆积断层能量的增加促进的,从而在不影响应变硬化和拉伸延展性的情况下获得更高的屈服强度。绘制原子尺度的元素分布为理解化学结构提供了机会,从而为调整成分和原子构型以获得出色的力学性能提供了基础 课题组网站: https://person.zju.edu.cn/yuqian/
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