今日最新Nature: 短程有序结构影响CrCoNi中熵合金性能

【引言】

过渡金属合金是一种元素混合物，其中少数组分的原子倾向于随机分散或者聚集形成第二相—取决于他们的溶解极限。然而，多主元合金的出现为合金设计提出了全新的概念，因为不同于传统过渡金属合金，这类材料能够形成以金属元素等原子混合物为主要成分的单相固溶体。由于这种固溶体表现出了优异的力学性能，近年来是颇受关注的新型金属材料。

【成果简介】

美国加州大学伯克利分校的Andrew M. Minor（通讯作者）团队在Nature发文报道了关于此类多主元合金的最新研究成果。根据构型熵（configurational entropy）水平的不同，多主元合金在三元系统中被称为中熵合金，而在四元或五元系统中被称为高熵合金。而Minor团队围绕“这类固溶体的元素随机分布程度有多高以及如何实验性地测定短程有序对材料的影响”的问题对多主元合金展开了研究。研究人员利用能量过滤透射电子显微学手段成功地观测了CrCoNi中熵合金中的短程有序结构，并发现随着短程有序结构的增加，堆垛层错能和材料硬度也在不断增加。这些发现表明，热机械加工可以改变纳米尺度的局部有序状态，为调控中熵/高熵合金的机械性能提供了新的思路。2020年05月20日，相关成果以题为“Short-range order and its impact on the CrCoNi medium-entropy alloy”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1 中熵合金的TEM表征

图2 中熵合金中畴的三维结构及其尺寸分布

图3 中熵合金中的位错分析

图4 利用纳米压痕和块体拉力测试检测中熵合金的机械性能

文献链接：Short-range order and its impact on the CrCoNi medium-entropy alloy（Nature, 2020, DOI: 10.1038/s41586-020-2275-z）