Mo-Nb-Ta-W 难熔高熵合金的温度依赖相稳定性
材料科学
2021-03-16 v1
摘要
本研究针对 Mo-Nb-Ta-W 难熔高熵合金(R-HEAs)在宽温度范围(100 K 至 2000 K)内的相稳定性进行了研究。平衡热力学相由焓与熵的变化决定。任意温度下的焓变通过基于嵌入原子法(EAM)势的混合蒙特卡洛分子动力学(MC/MD)模拟来仿真。构型熵由准化学方法计算。EAM 势均基于元素的物理输入参数(如原子体积、内聚能、弹性常数等)计算。研究发现,MC/MD 演化的平衡结构以及局域化学短程有序/团簇(SRO/SRC)的程度在很大程度上取决于不同温度下的有序焓。有序转变温度接近 700 K,这也得到了同步辐射光束下实验粉末 X 射线衍射的证实。观察到 Mo-Ta 对的次近邻 B2 型有序程度大幅增加,而 Nb-W 对的该程度减小。这也与文献中基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理模拟趋势一致,并在本工作中进行了讨论。研究了由化学 SRO 和 SRC 引起的模拟衍射图案及散射强度变化。衍射趋势借助演化纳米结构形貌的特征进行了解释。所开发的方法可通过减少昂贵实验的数量,有助于多元素合金长期相稳定性的预先预测。
引用
@article{arxiv.2103.07951,
title = {Temperature dependent phase stability of Mo-Nb-Ta-W refractory high-entropy alloys},
author = {Varnita Bajpai and Soumyadipta Maiti and Shashank Mishra and Beena Rai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.07951},
year = {2021}
}
备注
19 pages, 7 figures