[00119578]高熵合金和非晶合金的成相规律和热物性研究

高熵合金通常由五个或五个以上元素组成,且每种元素含量相等或相近,与传统合金的设计思路完全不同,由此具有一些传统合金所没有的性能。不同成份的高熵合金有不同的物相,包括固溶体、金属间化合物和非晶相三种,由于高熵合金数量巨大,30种常见金属元素可组成14万种五元高熵合金,约60万种六元高熵合金,因此成份与物相的对应关系是高熵合金研究的首要问题。我们在国际上首先提出了用化学参数和拓扑参数来构建相图,根据合金成份在相图中的位置来判断和预测合金可能形成的物相,为设计新型高熵合金提供了有力的理论指导。该工作2013年发表在Intermetallics上,获得了期刊季度下载排名第一和年度下载排名第四的好成绩,现已被引用超过两百次（google scholar 数据）。我们进一步以92个TiZrHfM、TiZrHfMM、TiZrHfMMM（M=Fe, Cr, V, Nb, Al, Ag, Cu, Ni）高熵合金为研究对象,从元素晶体结构和原子半径修正值的角度深入研究了两类参数对成相规律的影响,相关结果发表在Nature集团出版的Scientific Reports上。 根据参数设计方法,我们开发出Hf0.5Nb0.5Ta0.5Ti1.5Zr体心立方难熔高熵合金,室温拉伸塑性近20%,是现有难熔高熵合金中塑性最好的成份,由于熔点超过1600度,且密度与镍基高温合金相当,非常有潜力作为新一代高温合金。另外我们还在国际首次报道了AlCoCrFeNi高熵合金的热电性能,为高温热电材料的研究提供了一个新的方向。这两项高熵合金性能方面的研究结果均发表在Journal of Applied Physics,现引用已达到五十多次。 另外我们还研究了稀土元素添加对Zr65Cu17.5Ni10Al7.5块体非晶合金热塑性和热稳定性的影响,开发出的（Zr65Cu17.5Ni10Al7.5）98Er2在过冷液相区具有很大的软化量,是不含有毒Be元素的锆基非晶中热塑成型性很好的一个新成份,该工作发表在Materials ＆ Design上,目前已被引用十余次。