高熵合金 近期突破汇总!!!
2023-10-30 11:14:47 作者:材料人 来源:材料人 分享至:

1、原子级可控高熵合金登上最新Nat. Commun.


日本东北大学环境研究院Yoshihiro Chida团队提出了一个实验研究平台,可以在真空中合成原子级可控的单晶高熵合金表面,并评估其催化性能。该平台提供了对电催化的微观结构基础至关重要的基本信息,即多组分合金表面微结构与其催化特性之间的详细关系。在低指数单晶Pt基衬底(Pt/Cr-Mn-Fe-Co-Ni/Pt(hkl))上合成了纳米厚的Pt和等原子比Cr-Mn-Fe-Co-Ni外延堆垛层,即所谓的Cantor合金,作为氧还原反应(ORR)电催化的Pt基单晶合金表面模型。与Pt-Co二元表面相比,高熵合金表面具有更优异的氧还原反应性能,从而证明了该平台的实用性。该研究以题为“Experimental study platform for electrocatalysis of atomic-level controlled high-entropy alloy surfaces”发表在知名期刊Nature Communications上。

2、名古屋大学Yusuke Yamauchi团队Nat. Commun.: 介孔高熵合金


名古屋大学Yusuke Yamauchi团队通过表面活性剂自组装的方法首次合成了形貌规整的介孔高熵合金PtPdRhRuCu,所得到的介孔PtPdRhRuCu合金具备均匀的纳米孔道以及高密度外暴露的高熵活性位点。由于高熵效应和介孔结构效应,PtPdRhRuCu在电解水产氢(HER)中获得了极佳的催化活性以及稳定性,并同时适用于碱性(1 M KOH)、中性(1 M PBS)、酸性(0.5 M H2SO4)。近期,该研究成果以题为“Mesoporous multimetallic nanospheres with exposed highly entropic alloy sites”发表在Nature Communications上。第一作者为日本国立物质材料研究所康运卿博士。

 

3、名古屋大学Yusuke Yamauchi团队Nat. Commun.: 介孔高熵合金


据中国科学院官网介绍,力学研究所戴兰宏研究团队前期工作研发了一种具有剪切自锐(self-sharpening)特性的钨高熵合金,首次在铸态钨合金中实现了自锐性的突破,使高速穿甲侵彻能力获得显著提高。近期,戴兰宏团队联合美国加利福尼亚大学伯克利分校、北京航空航天大学、香港理工大学和香港城市大学,在超高强钨高熵合金的研究中又取得重要进展。科研人员提出了逐级可控有序纳米沉淀强韧化的新策略。该策略在高温(900℃)和中温(650℃)分级时效,实现了纳米片层状δ相和纳米颗粒状γ"相差异性可控的双共格纳米沉淀相析出,使所制备钨高熵合金材料具有2.15GPa的超高室温强度和15%的拉伸塑性。同时,该钨高熵合金在800℃高温环境下仍可保持1GPa以上的高屈服强度。与已报道相关钨合金和难熔高熵合金相比,所研制钨高熵合金强塑性目前在国际上处于最优水平。研究人员对不同拉伸变形阶段的微观结构进行系统表征分析,揭示了位错滑移切过两种共格沉淀相并保持完美的共格结构,实现了材料晶体结构“切过而不断”,这是该合金材料具有超高强塑性的主要原因。位错切过δ片层沉淀后,片层出现了显著的局部高应变,同时保持了晶体结构连续,有效释放由位错塞积产生的应力集中,避免了裂纹提前萌生诱致的脆性破坏。位错切过共格γ"沉淀后,发生共格强化和有序强化,使材料强度进一步提高。两种不同形态纳米沉淀相的协同强韧化,实现了该合金强度和塑性的同步提升。逐级可控的沉淀结构实现了钨高熵合金的超高强塑性,为高性能先进合金材料研发提供了新思路。?相关研究成果以Ultra-strong tungsten refractory high entropy alloy via stepwise controllable coherent nanoprecipitations为题,发表在Nature Communications上。

4、香港城市大学Adv. Mater.综述:利用晶格畸变实现高熵合金的多功能性


香港城市大学杨勇教授团队对表现出严重晶格畸变的多功能HEA进行了系统性综述,涵盖了为理解晶格畸变而开发的理论模型、用于表征晶格畸变的实验和计算方法、晶格畸变对合金性能的影响,以及畸变高熵合金的数据驱动设计。通过这篇综述文章,作者希望能够促进对晶体固体中扭曲晶格的进一步研究。


相关研究工作以“Multifunctional High Entropy Alloy Enabled by Severe Lattice Distortion”为题发表在Advanced materials上。

5、Acta Materialia: 3D打印高熵合金的加工-结构-性能关系研究


南京理工大学曹阳教授联合马萨诸塞大学陈文教授通过激光定向能量沉积(L-DED)和激光粉末床融合(L-PBF)两种不同的打印工艺制备了多组分CoCrFeMnNi合金,并对该AM HEAs的微观结构、力学行为和变形机制进行了比较研究。两种样品中,都形成了高度不均匀的微观结构,由柱状晶粒、凝固单元和位错胞状结构组成。然而,在晶体学织构、单元尺寸和元素分布方面却存在巨大差异。L-DED样品中更深的熔池有助于形成<101>/<111>的混合织构,而L-PBF样品具有较浅熔池,沿着堆叠方向形成<001>织构。尽管L-DED工艺中冷却速率低得多,但是该样品中的<101>/<111>织构促进了泰勒强化,导致其屈服强度与L-PBF样品相当。在L-DED样品中,<101>/<111>织构提高了流变应力,促进了变形孪晶的激活。此外,L-DED样品中更大的凝固单元尺寸和跨越胞壁的元素偏聚增加了位错存储能力和对位错运动的阻碍作用,诱导塑性变形过程中出现大量的平面滑移带和微带。与L-PBF样品相比,L-DED样品中增强的塑性变形能力产生了更持久的应变硬化,从而产生了更高的延展性。


相关研究成果以题为“ Microstructure and mechanical behavior of additively manufactured CoCrFeMnNi high-entropy alloys: Laser directed energy deposition versus powder bed fusion”发表在国际期刊Acta Materialia上。

 

 

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