激光生成的CuPdAgPtAu高熵合金纳米颗粒——热偏析阈值与元素偏析

通过液相激光烧蚀合成的高熵合金纳米颗粒因其在化学复杂性下仍能形成简单固溶体的能力而在催化领域具有前景。在本研究中，从等摩尔以及富Cu或富Ag的块体靶材制备了贵金属HEA纳米颗粒(CuPdAgPtAu)。使用先进电子显微镜、XRD和原子模拟进行结构和成分分析。等摩尔靶材和纳米颗粒呈现单一面心立方相。相反，富Cu或富Ag的靶材显示出相分离为两个fcc相，这在合成的纳米颗粒中并未观察到。模拟预测了偏析趋势，包括由于表面能差异导致的Ag表面富集和Pt核心富集。然而，实验上，单个纳米颗粒在成分上是均匀的。热稳定性研究表明，相分离可以在合成后诱导产生。加热时，发生Cu-Ag偏析，形成类似于块体靶材的第二个fcc相。这些发现表明，激光烧蚀过程中的快速淬火抑制了热力学驱动的偏析，并在动力学控制下稳定了亚稳态固溶体。随后的缓慢加热克服了动力学势垒，使得在更高温度下能够形成平衡相。这些纳米颗粒的热稳定性及其可调成分（包括超出平衡极限的Cu富集）使其有望用于高温催化应用，同时减少贵金属的使用。