WikiDer > Сплавы с высокой энтропией

High entropy alloys
Модель атомной структуры ГЦК CoCrFeMnNi[1]

Высокоэнтропийные сплавы (HEA) находятся сплавы которые образуются путем смешивания в равных или относительно больших пропорциях (обычно) пяти или более элементы. До синтеза этих веществ типичные металл Сплавы состояли из одного или двух основных компонентов с меньшим количеством других элементов. Например, дополнительные элементы могут быть добавлены в утюг для улучшения его свойств, тем самым создавая сплав на основе железа, но обычно в довольно низких пропорциях, таких как пропорции углерод, марганец, и тому подобное в различных стали.[2] Следовательно, высокоэнтропийные сплавы представляют собой новый класс материалов.[1][2] Термин «высокоэнтропийные сплавы» был придуман, потому что увеличение энтропии перемешивания значительно выше, когда в смеси больше элементов, а их пропорции более близки.[3]

Этим сплавам в настоящее время уделяется большое внимание. материаловедение и инженерное дело, потому что они обладают потенциально желательными свойствами.[2]Кроме того, исследования показывают, что некоторые HEA значительно лучше отношения прочности к весу, с более высокой степенью сопротивление разрушению, предел прочности, а также коррозия и окисление сопротивление, чем у обычных сплавов. Хотя HEA изучаются с 1980-х годов, исследования значительно ускорились в 2010-х.[2][4][5][6][7][8]

Ранняя разработка

Хотя с теоретической точки зрения HEA рассматривались еще в 1981 г.[9] и 1996 г.[10] и на протяжении 1980-х, в 1995 г. Цзянь-Вей Йе придумал свои способы создания высокоэнтропийных сплавов в 1995 году, когда Синьчжу, Тайвань, сельская местность. Вскоре после этого он решил начать создавать эти специальные металлические сплавы в своей лаборатории. С Тайвань будучи единственной страной, исследующей эти сплавы более десяти лет, большинство других стран Европа, то Соединенные Штаты и другие части мира отставали в развитии HEA. Значительный исследовательский интерес со стороны других стран проявился только после 2004 г., когда Цзянь-Вей Йе и его команда Тайваньский ученые изобрели и создали первые в мире высокоэнтропийные сплавы, способные выдерживать чрезвычайно высокие температуры и давления. Возможные применения включают использование в современных гоночных автомобилях, космических кораблях, подводных лодках, ядерных реакторах, реактивных самолетах, ядерном оружии, дальнемагистральном гиперзвуковой ракеты и так далее.[11][12]

Спустя несколько месяцев после публикации Цзянь-Вей Йееще одна независимая статья о высокоэнтропийных сплавах была опубликована другой командой из объединенное Королевство состоит из Брайан Кантор, И. Т. Х. Чанг, П. Найт и А. Дж. Б. Винсент. Йе также был первым, кто ввел термин «сплав с высокой энтропией», когда он приписал высокую конфигурационную энтропию как механизм, стабилизирующий Твердый раствор фаза.[13] Кантор выполнил первую работу в этой области в конце 1970-х - начале 1980-х годов, хотя публиковался только в 2004 году. Не зная о работе Йе, он не называл свои новые материалы «высокоэнтропийными» сплавами, предпочитая термин «многокомпонентный». сплавы ». Разработанный им базовый сплав, эквиатомный FeCrMnNiCo, был предметом значительных исследований в этой области и известен как «сплав Кантора» с аналогичными производными, известными как сплавы Кантора.[14]

До классификации высокоэнтропийных сплавов и многокомпонентных систем как отдельного класса материалов ученые-ядерщики уже изучили систему, которую теперь можно классифицировать как высокоэнтропийный сплав: ядерное топливо Частицы Mo-Pd-Rh-Ru-Tc образуются на границах зерен и в пузырьках газа деления.[15] Понимание поведения этих «пяти металлических частиц» представляло особый интерес для медицинской промышленности, поскольку Тс-99м это важный медицинская визуализация изотоп.

Определение

Не существует общепринятого определения HEA. Первоначально определяемые HEA как сплавы, содержащие не менее 5 элементов с концентрациями от 5 до 35 атомных процентов.[13] Однако более поздние исследования показали, что это определение можно расширить. Отто и др. предположил, что только сплавы, образующие твердый раствор без интерметаллид фазы следует рассматривать как истинные высокоэнтропийные сплавы, так как образование упорядоченных фаз снижает энтропию системы.[16] Некоторые авторы описывают 4-компонентные сплавы как высокоэнтропийные.[17] в то время как другие предположили, что сплавы, отвечающие другим требованиям HEA, но только с 2–4 элементами[18] или энтропия смешения между р и 1.5R[19] следует считать «среднеэнтропийные» сплавы.[20]

Дизайн сплава

В традиционной конструкции из сплава выбирается один первичный элемент, такой как железо, медь или алюминий, исходя из его свойств. Затем добавляются небольшие количества дополнительных элементов для улучшения или добавления свойств. Даже среди бинарных систем сплавов существует несколько распространенных случаев, когда оба элемента используются в почти равных пропорциях, таких как Pb-Sn припои. Таким образом, из экспериментальных результатов многое известно о фазах вблизи краев бинарные фазовые диаграммы и углы тройные фазовые диаграммы и гораздо меньше известно о фазах вблизи центров. В системах более высокого порядка (4+ компонента), которые не могут быть легко представлены на 2-мерной фазовой диаграмме, практически ничего не известно.[14]

Фазообразование

Правило фаз Гиббса, , можно использовать для определения верхней границы количества фаз, которые будут образовываться в равновесной системе. В своей статье 2004 года Кантор создал 20-компонентный сплав, содержащий 5 ат.% Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, W, Mo, Nb, Al, Cd, Sn, Pb, Bi, Zn, Ge. , Si, Sb и Mg. При постоянном давлении правило фаз допускает до 21 фазы в состоянии равновесия, но фактически образуется гораздо меньше. Преобладающей фазой была гранецентрированная кубическая фаза твердого раствора, содержащая в основном Fe, Ni, Cr, Co и Mn. В результате был разработан сплав FeCrMnNiCo, который образует только фазу твердого раствора.[14]

В Правила Юма-Розери исторически применялись для определения того, будет ли смесь образовывать твердый раствор. Исследования высокоэнтропийных сплавов показали, что в многокомпонентных системах эти правила имеют тенденцию немного ослабляться. В частности, правило о том, что растворитель и растворенные элементы должны иметь одинаковую кристаллическую структуру, по-видимому, неприменимо, поскольку Fe, Ni, Cr, Co и Mn имеют 4 разные кристаллические структуры как чистые элементы (и когда элементы присутствуют в равных количествах). концентрации, не может быть значимого различия между «растворителями» и «растворенными элементами»).[16]

Термодинамические механизмы

Многокомпонентные сплавы, разработанные Йе, также состояли в основном или полностью из фаз твердых растворов, в отличие от того, что ожидалось от более ранних работ в области многокомпонентных систем, прежде всего в области металлические очки.[13][21] Йе приписал этот результат высокой конфигурации, или смешивание, энтропия случайного твердого раствора, содержащего множество элементов. Потому что , а фаза с наименьшим Свободная энергия Гиббса образования (ΔG) будет фазой, образованной при равновесии, увеличение ΔS (энтропия) увеличит вероятность того, что фаза будет стабильной. Энтропию перемешивания для случайного идеального твердого раствора можно рассчитать следующим образом:

где R - постоянная идеального газа, N - количество компонентов, cя атомная доля компонента i. Из этого видно, что сплавы, в которых компоненты присутствуют в равных пропорциях, будут иметь самую высокую энтропию, и добавление дополнительных элементов увеличит энтропию. Пятикомпонентный эквиатомный сплав будет иметь энтропию смешения 1,61R.[13][22]

ПараметрРекомендации по дизайну
∆SсмешиваниеРазвернутый
∆Hсмешивание> -10 и <5 кДж / моль
Ω≥ 1.1
δ≤ 6.6%
VEC≥ 8 для ГЦК, <6,87 для ОЦК
Эмпирические параметры и рекомендации по проектированию формирования твердых растворов HEA

Однако одной энтропии недостаточно для стабилизации фазы твердого раствора в каждой системе. Также необходимо учитывать энтальпию смешения (ΔH). Это можно рассчитать с помощью:

куда - бинарная энтальпия смешения для A и B.[23] Zhang et al. эмпирически установлено, что для образования полного твердого раствора ΔHсмешивание должно быть от -10 до 5 кДж / моль.[22] Кроме того, Otto et al. обнаружили, что если сплав содержит любую пару элементов, которые имеют тенденцию образовывать упорядоченные соединения в их бинарной системе, многокомпонентный сплав, содержащий их, также может образовывать упорядоченные соединения.[16]

Оба термодинамических параметра можно объединить в один безразмерный параметр Ω:

где Tм - средняя температура плавления элементов сплава. Ω должно быть больше или равно 1,1, чтобы способствовать развитию твердого раствора.[24]

Кинетические механизмы

В атомные радиусы компонентов также должны быть аналогичными, чтобы образовался твердый раствор. Zhang et al. предложил параметр δ, представляющий разницу в атомных радиусах:

где rя атомный радиус элемента i и . Для образования фазы твердого раствора требуется δ≤6,6%, но некоторые сплавы с 4% <δ≤6,6% действительно образуют интерметаллиды.[22][24]

Другие свойства

Для тех сплавов, которые действительно образуют твердые растворы, был предложен дополнительный эмпирический параметр для прогнозирования Кристальная структура что сформируется. Если средний валентный электрон концентрация (VEC) сплава ≥8, сплав будет образовывать гранецентрированную кубическую (ГЦК) решетку. Если средний VEC <6,87, он сформирует объемно-центрированный кубический (ОЦК) решетка. Для промежуточных значений он образует смесь ГЦК и БЦК.[25] VEC также использовался для прогнозирования образования σ-фаза интерметаллиды (которые обычно являются хрупкими и нежелательными) в HEA, содержащих хром и ванадий.[26]

Синтез

Высокоэнтропийные сплавы трудно производить с использованием существующих технологий по состоянию на 2018 год., и обычно требуют как дорогих материалов, так и специальных технологий обработки.[27]

Сплавы с высокой энтропией в основном производятся с использованием методов, которые зависят от металлической фазы - если металлы объединяются в жидком, твердом или газообразном состоянии.

Другие HEA были произведены термальный спрей, лазерная наплавка, и электроосаждение.[24][31]

Моделирование и симуляция

Сложность атомного масштаба представляет дополнительные проблемы для компьютерного моделирования высокоэнтропийных сплавов. Термодинамическое моделирование с использованием КАЛЬФАД Метод требует экстраполяции из двоичных и троичных систем.[32] Большинство коммерческих термодинамических баз данных разработаны и могут быть действительными только для сплавов, состоящих в основном из одного элемента. Таким образом, они требуют экспериментальной проверки или дополнительных ab initio расчеты, такие как теория функционала плотности (ДПФ).[33] Однако моделирование сложных случайных сплавов методом ДПФ имеет свои проблемы, поскольку метод требует определения ячейки фиксированного размера, которая может вносить неслучайную периодичность. Обычно это преодолевается с помощью метода «специальных квазислучайных структур», разработанного для наиболее точного приближения функция радиального распределения случайной системы,[34] в сочетании с Венский пакет имитационного моделирования для начинающих. Используя этот метод, было показано, что результаты 4-компонентного эквиатомного сплава начинают сходиться с ячейкой размером всего 24 атома.[35][36] В точная орбиталь для маффинов метод с приближение когерентного потенциала также использовался для моделирования HEA.[35][37] Другие методы включают в себя случайно заселенная суперячейка, который лучше описывает случайную популяцию истинного Твердый раствор (хотя требует гораздо больше вычислений).[38] Этот метод также использовался для моделирования стеклянный/аморфный (включая объемные металлические очки) системы без кристаллическая решетка.[39][40]

Кроме того, методы моделирования используются для предложения новых HEA для целевых приложений. Использование методов моделирования в этом «комбинаторном взрыве» необходимо для целенаправленного и быстрого обнаружения и применения HEA.

Симуляции подчеркнули предпочтение местного упорядочения в некоторых высокоэнтропийных сплавах и, когда энтальпии образования совмещены со сроками конфигурационная энтропияможно оценить температуры перехода между порядком и беспорядком.[41] - позволяя понять, когда такие эффекты возрастное упрочнение и деградация сплава механические свойства может быть проблемой.

Температура перехода для достижения твердого раствора (зазор смешиваемости) недавно была рассмотрена с помощью термодинамической модели Ледерера-Тохера-Веккио-Куртароло.[42]

Свойства и потенциальное использование

Механический

Было обнаружено, что кристаллическая структура HEA является доминирующим фактором при определении механических свойств. ОЦК HEA обычно имеют высокий предел текучести и низкую пластичность, и наоборот, для HEA с ГЦК. Некоторые сплавы особенно известны своими исключительными механическими свойствами. А огнеупорный сплава VNbMoTaW сохраняет высокий предел текучести (> 600МПа (87 ksi)) даже при температуре 1400 ° C (2550 ° F), что значительно превосходит обычные суперсплавы Такие как Инконель 718. Однако пластичность при комнатной температуре низкая, о других важных высокотемпературных свойствах, таких как слизняк сопротивление и плотность сплава выше, чем у обычных суперсплавов на основе никеля.[24]

CoCrFeMnNi обладает исключительными низкотемпературными механическими свойствами и высокой вязкость разрушения, с повышением как пластичности, так и предела текучести при снижении температуры испытания с комнатной до 77 К (-321,1 ° F). Это было связано с началом наномасштабной двойная граница формирование, дополнительная механизм деформации это не действует при более высоких температурах. При сверхнизких температурах сообщалось о неоднородной деформации зубцов.[43] Как таковой, он может найти применение в качестве конструкционного материала при низких температурах или, из-за его высокой прочности, в качестве материала, поглощающего энергию.[44] Однако более поздние исследования показали, что сплавы с более низкой энтропией с меньшим количеством элементов или неэквиатомным составом могут иметь более высокую прочность.[45] или более высокая прочность.[46] Нет переход от пластичного к хрупкому наблюдалась в ОЦК сплаве AlCoCrFeNi при испытаниях при температуре 77 К.[24]

Al0.5CoCrCuFeNi имеет высокий усталость жизнь и предел выносливости, возможно, превосходит некоторые обычные стали и титановые сплавы. Но результаты значительно различались, что позволяет предположить, что материал очень чувствителен к дефектам, возникшим во время производства, таким как оксид алюминия частицы и микротрещины.[47]

Однофазный нанокристаллический Al20Ли20Mg10Sc20Ti30 сплав был разработан плотностью 2,67 г / см3.−3 и микротвердость 4,9 - 5,8 ГПа, что дает расчетное отношение прочности к весу, сравнимое с керамическими материалами, такими как Карбид кремния,[28] хотя высокая стоимость скандий ограничивает возможные использования.[48]

В отличие от объемных HEA, мелкомасштабные образцы HEA (например, микростолбы из NbTaMoW) демонстрируют чрезвычайно высокий предел текучести 4-10 ГПа - на порядок выше, чем у его объемной формы - и их пластичность значительно улучшена. Кроме того, такие пленки HEA демонстрируют существенно повышенную стабильность в высокотемпературных, длительных условиях (при 1100 ° C в течение 3 дней). Малогабаритные HEA, сочетающие эти свойства, представляют собой новый класс материалов в устройствах малых размеров, потенциально предназначенных для применения в условиях высоких напряжений и высоких температур.[30][49]

В 2018 году появились новые типы ВОА, основанные на тщательном размещении упорядоченных кислородных комплексов. упорядоченные межузельные комплексы, были произведены. В частности, сплавы титан, полгода, и цирконий было показано, что они улучшили упрочнение и пластичность характеристики.[50]

Bala et al. исследовали влияние высокотемпературного воздействия на микроструктуру и механические свойства высокоэнтропийного сплава Al5Ti5Co35Ni35Fe20. После горячей прокатки и закалки на воздухе сплав выдерживали в диапазоне температур 650-900 ° C в течение 7 дней. Закалка на воздухе вызывает осаждение γ ', равномерно распределенное по микроструктуре. Высокотемпературное воздействие привело к росту частиц γ ′, а при температурах выше 700 ° C наблюдалось дополнительное осаждение γ ′. Наивысшие механические свойства были получены после выдержки при 650 ° C с пределом текучести 1050 МПа и пределом текучести при растяжении 1370 МПа. Повышение температуры еще больше снижает механические свойства.[51]

Лю и др. исследовали серию четверных неэквимолярных высокоэнтропийных сплавов AlxCo15Cr15Ni70-x с x от 0 до 35%. Структура решетки перешла от ГЦК к ОЦК по мере увеличения содержания Al, а при содержании Al в диапазоне от 12,5 до 19,3 ат.% Γ'-фаза образовывала и упрочняла сплав как при комнатной, так и при повышенных температурах. При содержании Al 19,3 ат.% Сформировалась пластинчатая эвтектическая структура, состоящая из γ 'и B2 фаз. Благодаря высокой доле γ'-фазы, составляющей 70 об.%, Сплав имел предел текучести при сжатии 925 МПа и деформацию разрушения 29% при комнатной температуре и высокий предел текучести при высоких температурах, а также значения 789, 546 и 129 МПа. при температурах 973, 1123 и 1273 К.[52]

В целом тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы обладают исключительной прочностью при повышенных температурах, но хрупкими при комнатной температуре. Исключением является сплав HfNbTaTiZr с пластичностью более 50% при комнатной температуре. Однако его прочности при высоких температурах недостаточно. С целью повышения высокотемпературной прочности Chien-Chuang и др. Модифицировали состав HfNbTaTiZr и исследовали механические свойства тугоплавких высокоэнтропийных сплавов: HfMoTaTiZr и HfMoNbTaTiZr. Оба сплава имеют простую структуру ОЦК. Их эксперименты показали, что предел текучести HfMoNbTaTiZr имел предел текучести в 6 раз больше, чем HfNbTaTiZr, при 1200 ° C с деформацией разрушения 12%, сохраняющейся в сплаве при комнатной температуре.[53]

Электрический и магнитный

CoCrCuFeNi - это сплав с ГЦК-решеткой, который оказался парамагнитным. Но при добавлении титана образует сложный микроструктура состоящий из твердого раствора с ГЦК, аморфных областей и наночастиц Фаза Лавеса, в результате чего суперпарамагнитный поведение.[54] Высоко магнитная коэрцитивность был измерен в сплаве BiFeCoNiMn.[31] Сверхпроводимость наблюдалась в сплавах TaNbHfZrTi с температурой перехода от 5,0 до 7,3 К.[55]

Другой

Высокая концентрация нескольких элементов приводит к медленному распространение. В энергия активации для некоторых элементов в CoCrFeMnNi диффузия оказалась выше, чем в чистых металлах и нержавеющих сталях, что привело к более низким коэффициентам диффузии.[56]Сообщается также, что некоторые эквиатомные многокомпонентные сплавы демонстрируют хорошую стойкость к повреждению энергичным излучением.[57] Исследованы высокоэнтропийные сплавы для хранения водорода.[58][59]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Ван, Шаоцин (13 декабря 2013 г.). «Моделирование атомной структуры сплавов с несколькими основными элементами по принципу максимальной энтропии». Энтропия. 15 (12): 5536–5548. Bibcode:2013 Энтрп..15.5536Вт. Дои:10.3390 / e15125536.
  2. ^ а б c d Цай, Мин-Хунг; Йе, Цзянь-Вэй (30 апреля 2014 г.). «Сплавы с высокой энтропией: критический обзор». Письма об исследованиях материалов. 2 (3): 107–123. Дои:10.1080/21663831.2014.912690.
  3. ^ Ye, Y.F .; Wang, Q .; Lu, J .; Лю, C.T .; Ян, Ю. (июль 2016 г.). «Высокоэнтропийный сплав: проблемы и перспективы». Материалы сегодня. 19 (6): 349–362. Дои:10.1016 / j.mattod.2015.11.026.
  4. ^ Лавин, М. С. (4 сентября 2014 г.). «Металлический сплав, более прочный в холодном состоянии». Наука. 345 (6201): 1131. Bibcode:2014Научный ... 345Q1131L. Дои:10.1126 / science.345.6201.1131-b.
  5. ^ Шипман, Мэтт (10 декабря 2014 г.). «Новый« высокоэнтропийный »сплав легок, как алюминий, и прочен, как титановые сплавы». Phys.org.
  6. ^ Юсеф, Халед М .; Заддах, Александр Дж .; Ниу, Чаннин; Irving, Douglas L .; Кох, Карл С. (9 декабря 2014 г.). «Новый низкоплотный, высокотвердый, высокоэнтропийный сплав с плотноупакованными однофазными нанокристаллическими структурами». Письма об исследованиях материалов. 3 (2): 95–99. Дои:10.1080/21663831.2014.985855.
  7. ^ Яррис, Линн (4 сентября 2014 г.). «Металлический сплав, который является прочным и пластичным при криогенных температурах». Центр новостей.
  8. ^ Глудовац, Б .; Hohenwarter, A .; Catoor, D .; Chang, E.H .; Джордж, Э. П .; Ричи, Р. О. (4 сентября 2014 г.). «Устойчивый к разрушению высокоэнтропийный сплав для криогенных применений». Наука. 345 (6201): 1153–1158. Bibcode:2014Научный ... 345.1153G. Дои:10.1126 / science.1254581. PMID 25190791. S2CID 1851195.
  9. ^ Винсент AJB; Кантор B: диссертация по части II, Сассекский университет (1981).
  10. ^ Хуанг К. Х., Йе Дж. У. Исследование многокомпонентных систем сплавов, содержащих равномольные элементы [M.S. Тезис]. Синьчжу: Национальный университет Цин Хуа; 1996 г.
  11. ^ Вэй-хан, Чен (10 июня 2016 г.). «Тайваньский исследователь получает специальное освещение в журнале Nature - Taipei Times». Тайбэй Таймс.
  12. ^ Да, Цзянь Вэй; Чен Ю Лян; Линь Су Цзянь; Чен, Св Кай (ноябрь 2007 г.). «Высокоэнтропийные сплавы - новая эра эксплуатации». Форум материаловедения. 560: 1–9. Дои:10.4028 / www.scientific.net / MSF.560.1. S2CID 137011733.
  13. ^ а б c d Yeh, J.-W .; Chen, S.-K .; Lin, S.-J .; Gan, J.-Y .; Чин, Т.-С .; Shun, T.-T .; Tsau, C.-H .; Чанг, С.-Й. (Май 2004 г.). «Наноструктурированные сплавы с высокой энтропией с множеством основных элементов: новые концепции проектирования сплавов и результаты». Передовые инженерные материалы. 6 (5): 299–303. Дои:10.1002 / adem.200300567.
  14. ^ а б c Cantor, B .; Chang, I.T.H .; Knight, P .; Винсент, А.Дж. (Июль 2004 г.). «Развитие микроструктуры эквиатомных многокомпонентных сплавов». Материаловедение и инженерия: A. 375-377: 213–218. Дои:10.1016 / j.msea.2003.10.257.
  15. ^ Middleburgh, S.C .; King, D. M .; Лумпкин, Г. Р. (апрель 2015 г.). «Моделирование в атомном масштабе металлических сплавов продуктов деления с гексагональной структурой». Королевское общество открытой науки. 2 (4): 140292. Bibcode:2015RSOS .... 2n0292M. Дои:10.1098 / rsos.140292. ЧВК 4448871. PMID 26064629.
  16. ^ а б c Отто, Ф .; Ян, Й .; Bei, H .; Джордж, Э. (Апрель 2013). «Относительное влияние энтальпии и энтропии на фазовую стабильность эквиатомных высокоэнтропийных сплавов». Acta Materialia. 61 (7): 2628–2638. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.01.042.
  17. ^ Zou, Yu; Маити, Сумьядипта; Steurer, Уолтер; Споленак, Ральф (февраль 2014 г.). «Размерная пластичность тугоплавкого высокоэнтропийного сплава Nb25Mo25Ta25W25». Acta Materialia. 65: 85–97. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.11.049.
  18. ^ Гали, А .; Джордж, Э. (Август 2013). «Прочность на растяжение высоко- и среднеэнтропийных сплавов».. Интерметаллиды. 39: 74–78. Дои:10.1016 / j.intermet.2013.03.018.
  19. ^ Чудо, Даниэль; Миллер, Джонатан; Сеньков, Олег; Вудворд, Кристофер; Учич, Майкл; Тили, Джейми (10 января 2014 г.). «Исследование и разработка высокоэнтропийных сплавов для применения в конструкциях». Энтропия. 16 (1): 494–525. Bibcode:2014Энтрп..16..494м. Дои:10.3390 / e16010494.
  20. ^ Гали, А .; Джордж, Э. (Август 2013). «Прочность на растяжение высоко- и среднеэнтропийных сплавов».. Интерметаллиды. 39: 74–78. Дои:10.1016 / j.intermet.2013.03.018.
  21. ^ Грир, А. Линдси (декабрь 1993 г.). «Замешательство по замыслу». Природа. 366 (6453): 303–304. Bibcode:1993Натура.366..303Г. Дои:10.1038 / 366303a0. S2CID 4284670.
  22. ^ а б c Zhang, Y .; Чжоу, Ю. Дж .; Lin, J. P .; Chen, G.L .; Лиау, П. К. (июнь 2008 г.). «Правила фазообразования твердого раствора для многокомпонентных сплавов». Передовые инженерные материалы. 10 (6): 534–538. Дои:10.1002 / adem.200700240.
  23. ^ Такеучи, Акира; Иноуэ, Акихиса (2005). «Классификация объемных металлических стекол по разнице атомных размеров, теплоте смешения и периоду составляющих элементов и ее применение для характеристики основного легирующего элемента». Материалы Сделки. 46 (12): 2817–2829. Дои:10.2320 / matertrans.46.2817.
  24. ^ а б c d е ж грамм час Чжан, Юн; Цзо, Тин Тин; Тан, Чжи; Гао, Майкл С .; Дахмен, Карин А.; Liaw, Питер К .; Лу, Чжао Пин (апрель 2014 г.). «Микроструктуры и свойства высокоэнтропийных сплавов». Прогресс в материаловедении. 61: 1–93. Дои:10.1016 / j.pmatsci.2013.10.001.
  25. ^ Го, Шэн; Нг, Чун; Лу, Цзянь; Лю, К. Т. (15 мая 2011 г.). «Влияние концентрации валентных электронов на стабильность ГЦК или ОЦК фазы в высокоэнтропийных сплавах». Журнал прикладной физики. 109 (10): 103505. Bibcode:2011JAP ... 109j3505G. Дои:10.1063/1.3587228. HDL:10397/4976.
  26. ^ Цай, Мин-Хунг; Цай, Кун-Йо; Цай, Че-Вэй; Ли, Чи; Хуан, Цзянь-Чанг; Йе, Цзянь-Вэй (20 августа 2013 г.). «Критерий образования сигма-фазы в высокоэнтропийных сплавах, содержащих Cr и V». Письма об исследованиях материалов. 1 (4): 207–212. Дои:10.1080/21663831.2013.831382.
  27. ^ Джонсон, Дуэйн; Миллсапс, Лаура (1 мая 2018 г.). «Лаборатория Эймса исключает догадки при открытии новых высокоэнтропийных сплавов». Новости лаборатории Эймса. Департамент энергетики США. Получено 10 декабря 2018. Известно, что высокоэнтропийные сплавы сложно производить, требуя дорогих материалов и специальных методов обработки. Даже тогда попытки в лаборатории не гарантируют, что теоретически возможное соединение физически возможно, не говоря уже о потенциально полезном.
  28. ^ а б Юсеф, Халед М .; Заддах, Александр Дж .; Ниу, Чаннин; Irving, Douglas L .; Кох, Карл С. (9 декабря 2014 г.). «Новый низкоплотный, высокотвердый, высокоэнтропийный сплав с плотноупакованными однофазными нанокристаллическими структурами». Письма об исследованиях материалов. 3 (2): 95–99. Дои:10.1080/21663831.2014.985855.
  29. ^ Цзи, Вэй; Ван, Вэйминь; Ван, Хао; Чжан, Цзиньюн; Ван, Ючэн; Чжан, Фань; Фу, Чжэнъи (январь 2015 г.). «Легирование и новые свойства высокоэнтропийного сплава CoCrFeNiMn, полученного механическим легированием и искровым плазменным спеканием». Интерметаллиды. 56: 24–27. Дои:10.1016 / j.intermet.2014.08.008.
  30. ^ а б Zou, Yu; Ма, Хуан; Споленак, Ральф (10 июля 2015 г.). «Сверхпрочные пластичные и стабильные высокоэнтропийные сплавы в малых масштабах». Nature Communications. 6 (1): 7748. Bibcode:2015 НатКо ... 6.7748Z. Дои:10.1038 / ncomms8748. ЧВК 4510962. PMID 26159936.
  31. ^ а б Яо, Чен-Чжун; Чжан, Пэн; Лю, Мэн; Ли, Гао-Рен; Е, Цзянь-Цин; Лю, Пэн; Тонг, Е-Сян (ноябрь 2008 г.). «Электрохимическая подготовка и магнитное исследование высокоэнтропийного сплава Bi – Fe – Co – Ni – Mn». Electrochimica Acta. 53 (28): 8359–8365. Дои:10.1016 / j.electacta.2008.06.036.
  32. ^ Чжан, Чуань; Чжан, Фань; Чен, Шуанлинь; Цао, Вэйшэн (29 июня 2012 г.). "Вычислительная термодинамика с помощью дизайна высокоэнтропийных сплавов". JOM. 64 (7): 839–845. Bibcode:2012JOM .... 64g.839Z. Дои:10.1007 / s11837-012-0365-6. S2CID 136744259.
  33. ^ Гао, Майкл; Алман, Дэвид (18 октября 2013 г.). «В поисках новых однофазных высокоэнтропийных сплавов». Энтропия. 15 (12): 4504–4519. Bibcode:2013 Энтрп..15.4504G. Дои:10.3390 / e15104504.
  34. ^ Зунгер, Алекс; Wei, S.-H .; Ferreira, L.G .; Бернард, Джеймс Э. (16 июля 1990 г.). «Особые квазислучайные структуры». Письма с физическими проверками. 65 (3): 353–356. Bibcode:1990ПхРвЛ..65..353З. Дои:10.1103 / PhysRevLett.65.353. PMID 10042897.
  35. ^ а б Niu, C .; Zaddach, A. J .; Они, А. А .; Пел, X .; Hurt, J. W .; LeBeau, J.M .; Koch, C.C .; Ирвинг, Д. Л. (20 апреля 2015 г.). «Спиновое упорядочение Cr в эквиатомном высокоэнтропийном сплаве NiFeCrCo». Письма по прикладной физике. 106 (16): 161906. Bibcode:2015АпФЛ.106п1906Н. Дои:10.1063/1.4918996.
  36. ^ Хун, Уильям Пол; Видом, Майкл (19 октября 2013 г.). «Прогнозирование фазового перехода A2 в B2 в высокоэнтропийном сплаве Mo-Nb-Ta-W». JOM. 65 (12): 1772–1779. arXiv:1306.5043. Bibcode:2013JOM .... 65l1772H. Дои:10.1007 / s11837-013-0772-3. S2CID 96768205.
  37. ^ Тиан, Фуянь; Делцег, Лоранд; Чен, Наньсянь; Варга, Лайош Кароли; Шен, Цзян; Витос, Левенте (30 августа 2013 г.). «Структурная стабильность NiCoFeCrAl.Икс высокоэнтропийный сплав из теории ab initio ». Физический обзор B. 88 (8): 085128. Bibcode:2013ПхРвБ..88х5128Т. Дои:10.1103 / PhysRevB.88.085128.
  38. ^ Миддлбург, Южная Каролина; King, D.M .; Lumpkin, G.R .; Cortie, M .; Эдвардс, Л. (июнь 2014 г.). «Сегрегация и миграция видов в высокоэнтропийном сплаве CrCoFeNi». Журнал сплавов и соединений. 599: 179–182. Дои:10.1016 / j.jallcom.2014.01.135.
  39. ^ King, D.J.M .; Миддлбург, Южная Каролина; Лю, A.C.Y .; Tahini, H.A .; Lumpkin, G.R .; Корти, М. (Январь 2015 г.). «Формирование и структура тонких пленок аморфного сплава V – Zr». Acta Materialia. 83: 269–275. Дои:10.1016 / j.actamat.2014.10.016. HDL:10453/41214.
  40. ^ Миддлбург, Южная Каролина; Burr, P.A .; King, D.J.M .; Эдвардс, Л .; Lumpkin, G.R .; Граймс, Р.В. (ноябрь 2015 г.). «Структурная устойчивость и поведение продуктов деления в U3Si». Журнал ядерных материалов. 466: 739–744. Bibcode:2015JNuM..466..739M. Дои:10.1016 / j.jnucmat.2015.04.052.
  41. ^ King, D. M .; Middleburgh, S.C .; Эдвардс, Л .; Lumpkin, G.R .; Корти, М. (18 июня 2015 г.). «Прогнозирование кристаллической структуры и фазовых переходов в высокоэнтропийных сплавах». JOM. 67 (10): 2375–2380. Bibcode:2015JOM ... tmp..273K. Дои:10.1007 / s11837-015-1495-4. HDL:10453/41212. S2CID 137273768.
  42. ^ Ледерер, Йоав; Тохер, Кормак; Vecchio, Kenneth S .; Куртароло, Стефано (октябрь 2018 г.). «Поиск высокоэнтропийных сплавов: высокопроизводительный ab-initio подход». Acta Materialia. 159: 364–383. Дои:10.1016 / j.actamat.2018.07.042. HDL:21.11116 / 0000-0003-639F-B. S2CID 119473356.
  43. ^ Наим, Мухаммад; Он, Хайян; Чжан, Фань; Хуанг, Хайлун; Харджо, Стефанус; Кавасаки, Такуро; Ван, Бинг; Лан, Си; У, Чжэндуо; Ван, Фэн; Ву, юань; Лу, Чжаопин; Чжан, Чжунву; Лю, Цепь; Ван, Сюнь-Ли (27 марта 2020 г.). «Кооперативная деформация в высокоэнтропийных сплавах при сверхнизких температурах». Достижения науки. 6 (13): eaax4002. Дои:10.1126 / sciadv.aax4002. ЧВК 7101227. PMID 32258390.
  44. ^ Отто, Ф .; Dlouhý, A .; Somsen, Ch .; Bei, H .; Eggeler, G .; Джордж, Э. (Сентябрь 2013). «Влияние температуры и микроструктуры на свойства при растяжении высокоэнтропийного сплава CoCrFeMnNi». Acta Materialia. 61 (15): 5743–5755. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.06.018.
  45. ^ Wu, Z .; Bei, H .; Отто, Ф .; Pharr, G.M .; Джордж, Э. (Март 2014 г.). «Восстановление, рекристаллизация, рост зерен и фазовая стабильность семейства многокомпонентных эквиатомных твердых растворов с ГЦК-структурой». Интерметаллиды. 46: 131–140. Дои:10.1016 / j.intermet.2013.10.024.
  46. ^ Zaddach, A.J .; Scattergood, R.O .; Кох, К. (Июнь 2015 г.). «Прочностные характеристики высокоэнтропийных сплавов с низкой энергией дефекта упаковки». Материаловедение и инженерия: A. 636: 373–378. Дои:10.1016 / j.msea.2015.03.109.
  47. ^ Hemphill, M.A .; Юань, Т .; Wang, G.Y .; Yeh, J.W .; Tsai, C.W .; Чуанг, А .; Ляу, П. (Сентябрь 2012 г.). «Усталостное поведение высокоэнтропийных сплавов Al0,5CoCrCuFeNi». Acta Materialia. 60 (16): 5723–5734. Дои:10.1016 / j.actamat.2012.06.046.
  48. ^ Шипман, Мэтт. «Новый« высокоэнтропийный »сплав легок, как алюминий, и прочен, как титановые сплавы». Phys.org. Получено 29 мая 2015.
  49. ^ Zou, Yu; Маити, Сумьядипта; Steurer, Уолтер; Споленак, Ральф (февраль 2014 г.). «Размерная пластичность тугоплавкого высокоэнтропийного сплава Nb25Mo25Ta25W25». Acta Materialia. 65: 85–97. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.11.049.
  50. ^ «Повышенная прочность и пластичность высокоэнтропийного сплава за счет упорядоченных кислородных комплексов». Phys.org.
  51. ^ Бала, Петр; Гурецкий, Камил; Беднарчик, Виктор; Вётроба, Мария; Лех, Себастьян; Кавалко, Якуб (январь 2020 г.). «Влияние высокотемпературного воздействия на микроструктуру и механические свойства Al5Ti5Co35Ni35Fe20 высокоэнтропийный сплав ». Журнал материаловедения и технологий. 9 (1): 551–559. Дои:10.1016 / j.jmrt.2019.10.084.
  52. ^ Лю, Дацзинь; Ю, Пэнфэй; Ли, Гонг; Liaw, P.K .; Лю, Рипинг (май 2018 г.). «Жаропрочные высокоэнтропийные сплавы AlИксCo15Cr15Ni70-х на основе двойной системы Al-Ni ». Материаловедение и инженерия: A. 724: 283–288. Дои:10.1016 / j.msea.2018.03.058.
  53. ^ Хуан, Цзянь-Чанг; Цай, Мин-Хунг; Цай, Че-Вэй; Линь, Чун-Мин; Ван, Воэй-Рен; Ян, Чжи-Чао; Чен, Све-Кай; Линь Су-Цзянь; Йе, Цзянь-Вэй (июль 2015 г.). «Повышенные механические свойства тугоплавких высокоэнтропийных сплавов HfMoTaTiZr и HfMoNbTaTiZr». Интерметаллиды. 62: 76–83. Дои:10.1016 / j.intermet.2015.03.013.
  54. ^ Wang, X.F .; Zhang, Y .; Qiao, Y .; Чен, Г.Л. (март 2007 г.). «Новая микроструктура и свойства многокомпонентных сплавов CoCrCuFeNiTix». Интерметаллиды. 15 (3): 357–362. Дои:10.1016 / j.intermet.2006.08.005.
  55. ^ Вртник, С .; Кожель, П .; Meden, A .; Maiti, S .; Steurer, W .; Фейербахер, М .; Долиншек, Й. (февраль 2017 г.). «Сверхпроводимость в термически отожженных высокоэнтропийных сплавах Ta-Nb-Hf-Zr-Ti». Журнал сплавов и соединений. 695: 3530–3540. Дои:10.1016 / j.jallcom.2016.11.417.
  56. ^ Tsai, K.-Y .; Tsai, M.-H .; Да, Ж.-В. (Август 2013). «Медленная диффузия в высокоэнтропийных сплавах Co – Cr – Fe – Mn – Ni». Acta Materialia. 61 (13): 4887–4897. Дои:10.1016 / j.actamat.2013.04.058.
  57. ^ Granberg, F .; Nordlund, K .; Ullah, Mohammad W .; Джин, К .; Lu, C .; Bei, H .; Wang, L.M .; Джурабекова, Ф .; Weber, W. J .; Чжан Ю. (1 апреля 2016 г.). «Механизм снижения радиационных повреждений в эквиатомных многокомпонентных однофазных сплавах».. Письма с физическими проверками. 116 (13): 135504. Bibcode:2016ПхРвЛ.116м5504Г. Дои:10.1103 / PhysRevLett.116.135504. PMID 27081990.
  58. ^ Зальберг, Мартин; Карлссон, Деннис; Злотя, Клавдия; Янссон, Ульф (10 ноября 2016 г.). «Превосходное хранение водорода в высокоэнтропийных сплавах». Научные отчеты. 6 (1): 36770. Bibcode:2016НатСР ... 636770С. Дои:10.1038 / srep36770. ЧВК 5103184. PMID 27829659.
  59. ^ Карлссон, Деннис; Эк, Густав; Седерваль, Йохан; Злотя, Клавдия; Мёллер, Каспер Транс; Хансен, Томас Кристиан; Беднарчик, Юзеф; Паскявичюс, Марк; Сёрби, Магнус Хельгеруд; Йенсен, Торбен Рене; Янссон, Ульф; Зальберг, Мартин (февраль 2018 г.). «Структура и гидрогенизирующие свойства высокоэнтропийного сплава HfNbTiVZr». Неорганическая химия. 57 (4): 2103–2110. Дои:10.1021 / acs.inorgchem.7b03004. PMID 29389120.