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金屬所盧磊最新Science: 高熵合金！

2021-11-19 11:54:43 作者：材料人來源：材料人分享至：

01 【引言】

高熵合金（HEAs），或含有多個主元素的合金，具有接近無限的多組分相空間，可以產(chǎn)生不尋常的力學性能。一些單相HEAs通過調(diào)整其化學復雜性而產(chǎn)生了內(nèi)在的濃度不均勻性，從而實現(xiàn)了良好的強度和延展性、高加工硬化和特殊的損傷容限。此外，設(shè)計由梯度晶粒尺寸、納米團簇、多相等組成的空間異質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)，也可以使HEAs獲得與傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)金屬材料類似的優(yōu)異性能。然而，大多數(shù)HEAs仍然存在傳統(tǒng)金屬材料的長久強度-延展性悖論。HEAs的強度和延展性存在權(quán)衡，因為迄今報道的HEAs的基本塑性變形特征和機制與傳統(tǒng)金屬相似。在傳統(tǒng)金屬中，完全位錯和與不同結(jié)構(gòu)缺陷相互作用，如高角度晶界（HAGBs）或?qū)\晶界（TBs）。由于化學短程有序（SRO）和空間可變堆積斷層能（SFE）在原子尺度上的局部不均勻性，在高濃度固溶體的HEAs中發(fā)現(xiàn)了一些不尋常的位錯行為。

02 【成果簡介】

今日，在中國科學院金屬研究所盧磊研究員團隊等人帶領(lǐng)下，在具有面心立方結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定單相HEA中可控地引入了梯度納米位錯胞結(jié)構(gòu)，從而在不明顯喪失延展性的情況下提高了強度。在施加應(yīng)變時，樣品級的結(jié)構(gòu)梯度誘導了高密度的微小堆垛層錯（SFs）和孿晶的逐步形成，從大量的低角度位錯胞成核。此外，SF誘導的塑性和由此產(chǎn)生的精細結(jié)構(gòu)，加上密集積累的位錯，有助于塑性、強度增加和加工硬化。這些發(fā)現(xiàn)為在納米尺度上用梯度位錯胞定制特性提供了一個有前景的范例，并促進了研究人員對HEAs內(nèi)在變形行為的基本理解。相關(guān)成果以題為“Gradient cell–structured high-entropy alloy with exceptional strength and ductility”發(fā)表在了Science。