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比利时鲁汶大学Nat. Commun.: 单相高熵合金的图谱

时间：2023-05-25 来源： 浏览：

比利时鲁汶大学Nat. Commun.: 单相高熵合金的图谱

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2023年5月19日，Nat. Commun.在线发表了 比利时鲁汶大学Geoffroy Hautier课题组及其合作者的研究论文，题目为《A map of single-phase high-entropy alloys》。

高熵合金（HEAs）表现出了不同寻常的材料特性。 五种或五种以上元素的等摩尔单相固溶体的稳定性被认为是罕见的 ，并且由于可能组合的巨大化学空间，识别这种合金的存在一直具有挑战性。在此研究中，基于高通量密度泛函理论（DFT）计算，作者 通过二元规则固溶体模型研究了658000多种等摩尔五元合金，构建了单相等摩尔高熵合金的化学图谱 。 研究确定了30201种主要以体心立方（BCC）结构形成的潜在单相等摩尔合金 （5%的可能组合）。研究揭示了可能形成高熵合金的化学成分，并确定了混合焓、金属间化合物（IMs）形成和熔点之间的复杂相互作用，这些相互作用驱动了这些固溶体的形成。通过预测确定了两种新的高熵合金的存在，即成功合成的 体心立方AlCoMnNiV 和 面心立方 CoFeMnNiZn ，证明了此方法的威力。

图1 二元固溶体的形成焓图
图2 预测二元固溶体的结构偏向
图3  主成分分析双图描述相稳定性、熔点、混合焓和竞争IMs之间的相关性

图4  二元体系中等摩尔固溶体的最低形成焓与混合焓

图5  每个组成元素的稳定五元固溶体的数量

图6  合成的BCC AlCoMnNiV和FCC CoFeMnNiZn的实验表征

【 论文链接 】
Chen, W., Hilhorst, A., Bokas, G. et al. A map of single-phase high-entropy alloys. Nat. Commun ., 2023 , 14, 2856. https://doi.org/10.1038/s41467-023-38423-7

【其他相关文献】

[1] George, E.P., Raabe, D. & Ritchie, R.O. High-entropy alloys. Nat. Rev. Mater ., 2019 , 4, 515–534. https://doi.org/10.1038/s41578-019-0121-4
[2]  Senkov, O., Miller, J., Miracle, D. et al. Accelerated exploration of multi-principal element alloys with solid solution phases. Nat. Commun ., 2015 , 6, 6529. https://doi.org/10.1038/ncomms7529

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