(Cr,Mo,Ta,V,W)C1-{\delta} 高熵碳化物陶瓷的晶粒生长动力学
材料科学
2026-04-13 v1
摘要
理解在放电等离子体烧结过程中晶界迁移，可实现对高熵碳化物晶粒结构的控制，但定量的晶粒生长动力学数据仍较稀缺。本文研究了单相稠密 (Cr,Mo,Ta,V,W)C1-{\delta} 高熵碳化物陶瓷的晶粒生长动力学和致密化行为。试样在1750至1950摄氏度下进行常定时10分钟的放电等离子体烧结，以孤立温度在晶粒结构演化中所起作用。结果显示，烧结温度升高导致晶粒生长和晶格参数增加，同时维持单相盐结构。元素映射显示，随着烧结温度升高，Ta 掺杂的程度逐渐减弱，表明在较高温度下化学均匀化程度增强。晶粒生长动力学采用假设生长指数n=3的正态晶粒生长模型进行分析，这在由溶质和空位固定影响的晶界控制生长时为合理。对生长因子的阿瑞希分析得到的显著活化能约为620 kJ mol-1，相当于稳定的稀有金属碳化物中的扩散控制过程。致密化曲线显示，在达到峰值温度之前，致密化迅速完成，随后转为受温度主导的晶粒粗化。这些结果在碳化物体系中建立了致密化温度、晶粒生长和扩散动力学之间的定量关系，为高熵、超高温碳化物陶瓷的晶粒结构稳定性提供了洞察。
引用
@article{arxiv.2604.08961,
title = {Grain Growth Kinetics in (Cr,Mo,Ta,V,W)C1-{\delta} High-Entropy Carbide Ceramics},
author = {Ali Sarikhani and Gregory E. Hilmas and David W. Lipke and Douglas E. Wolfe and Stefano Curtarolo and Shen J. Dillon and Ahmad Mirzaei and William G. Fahrenholtz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.08961},
year = {2026}
}