具有增强烧结性的高温稳定难熔高熵纳米合金
材料科学
2022-12-22 v1
摘要
纳米晶合金（纳米合金）易发生晶粒长大。已知晶界偏析与析出可稳定纳米合金，但该稳定在高温下效果减弱，且添加晶粒长大抑制剂常降低烧结性。在此，我们针对一类 MoNbTaTiW 基难熔高熵纳米合金（RHENs）同时实现了改善的烧结性与优异的高温稳定性。通过行星式球磨与放电等离子烧结制备 RHENs 块体压坯，三种成分均达到 93–96% 相对密度，晶粒尺寸为 50–100 nm。例如，Mo17.8Nb17.8Ta17.8Ti17.8W17.8Ni6Zr5 在 1300 {\deg}C 烧结达到约 96% 相对密度，平均晶粒尺寸约 55 nm。此外，这些 RHENs 在 1300 {\deg}C 表现出异常稳定性。Ti17.8Nb17.8Mo17.8Ta17.8W17.8Ni6Zr5 与 Mo18.8Nb18.8Ta18.8Ti18.8W18.8Ni6 在 1300 {\deg}C 退火五小时后，晶粒尺寸仍小于 150 nm，理论密度保持率大于 96%。值得注意的是，在 MoNbTaTiW 高熵合金中添加 Ni（已知的 W、Mo 等难熔金属活化烧结助剂）可在促进烧结的同时维持抗快速晶粒长大的高温稳定性，这可用假定的高熵晶界效应解释。这些 RHENs 具备纳米合金与超细晶金属中所实现的最高温度稳定性之列。
引用
@article{arxiv.2212.10932,
title = {High-temperature stable refractory high-entropy nanoalloys with enhanced sinterability},
author = {Mingde Qin and Sashank Shivakumar and Jian Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.10932},
year = {2022}
}