多主元合金中普遍存在的短程有序
材料科学
2024-02-26 v1
摘要
近期关于多主元合金 (MPEAs) 的研究日益聚焦于探索和利用短程有序 (SRO) 以提升材料性能。然而，对于 MPEAs 中 SRO 的形成机制及其精确调控的理解仍然不足，限制了对其对材料性能影响的认知，并阻碍了 SRO 工程的进展。在此，我们利用先进的增材制造技术制备了具有宽范围冷却速率（高达 10^7 K/s）的样品，并结合改进的定量电子显微镜方法，表征了三种基于 CoCrNi 的 MPEAs 中的 SRO，以揭示加工路径和热历史对 SRO 的作用。令人惊讶的是，无论施加何种加工和热处理，所有样品均表现出相似水平的 SRO，这表明普遍的 SRO 可能在凝固过程中形成。凝固过程的原子模拟证实，即使在 10^11 K/s 的极端冷却速率下，局部化学有序也会出现在液 - 固界面（凝固前沿）。这种现象源于过冷液体中原子的快速扩散，其速率匹配甚至超过了凝固速率。因此，SRO 是大多数 MPEAs 的固有特征，对实验中通常可用的冷却速率变化和退火处理不敏感。将热处理与其他策略（如机械变形和辐照）相结合，可能是利用 SRO 实现可控材料性能的更有效途径。
引用
@article{arxiv.2402.15305,
title = {Ubiquitous short-range order in multi-principal element alloys},
author = {Ying Han and Hangman Chen and Yongwen Sun and Jian Liu and Shaolou Wei and Bijun Xie and Zhiyu Zhang and Yingxin Zhu and Meng Li and Judith Yang and Wen Chen and Penghui Cao and Yang Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.15305},
year = {2024}
}
备注
27 pages, 5 figures