التعريف:

انتروبيا عالية سبائك (عالي الانتروبيا سبائك) يشار إليها باسم Heas، تتكون من 5 عناصر رئيسية أو أكثر، والكسر الذري لكل حساب عنصر أساسي للحصول على 5٪ -35٪. انتروبيا عالية السبائك لديها العديد من المثالي خصائص. في المفهوم السابق، إذا تمت إضافة المزيد من أنواع المعادن إلى السبائك، فسيتم تنصيب المواد، ولكن Entropy عالية تختلف السبائك عن السبائك السابقة، وهناك العديد من المعادن التي لا تستخدم

تمثل Entropy درجة الفوضى في النظام، وأكثر فوضوية أعلى انتروبيا، كلما كان ذلك منطقيا أقل انتروبيا. وفقا للقانون الثاني من الديناميكا الحرارية، ستتطور جميع الأنظمة المعزولة نحو اتجاه متزايد من انتروبيا في الطبيعة.

على الرغم من انتروبيا عالية على السبائك لديها العديد من العناصر، هم يمكن أن تشكل في كثير من الأحيان هيكل مرحلة بسيطة نسبيا بعد التصلب. حلول صلبة مأهولة عشوائيا هي هياكل نموذجية عالية الانتروبيا سبائك، بما في ذلك FCC، BCC، و HCP الهياكل. علاوة على ذلك، سوف يشكل السبائك جزءا من الطور الأبخري

الآثار الأساسية عالية الانتروبيا سبائك:

تأثير انتروبيا العالي

تأثير انتروبيا العالي هو المفهوم الأيقوني هاي سي. الانتروبيا التكوين المثالي والمعادن النقية enthalpy (تم اختياره enthalpy formation of the im كمبوند) يمكن أن يكون معروفا أنه في تقريبا equimolar سبيكة مع 5 عناصر أو أكثر، إنها أكثر تفضيلا إلى تكوين مرحلة SS بدلا من IM مجمع. في هذا الوقت، لا يتم اعتبار أي مزيج خاص، يستخدم فقط مستوى انتروبيا وإنهالبي لتحليل مرحلة SS التقليدية و IM المرحلة. قيمة Entropy أيضا تعتبر فقط توليد انتروبيا. على الرغم من تؤثر الاهتزاز والإلكترونات والمغناطيسية أيضا على الانتروبيا الخاص بها، فإن العامل الأكثر أهمية لا يزال هو بنية من السبائك.

شعرية تشويه

يحدث تشويه شعرية شديدة عن الأحجام الذرية المختلفة في Entropy عالية المرحلة. يعتمد إزاحة كل موقف شعرية على الذرات التي تشغل هذا المنصب ونوع الذرات في البيئة المحلية . هذه التشوهات أكثر خطورة التقليدية سبائك. عدم اليقين من موقع هؤلاء الذرات المتغيرة تؤدي إلى أعلى من تكوين من سبيكة على الرغم من جسديا، هذا يمكن أن يقلل من شدة قمم حيود الأشعة السينية، وزيادة صلابة، والحد من الموصلية الكهربائية، وتقليل الاعتماد على درجة الحرارة في سبائك . ومع ذلك، لا يزال هناك نقص في التجارب المنهجية وصف التغييرات في هذه خصائص. for . مثال، قد تسهم عدم تطابق معامل القص بين الذرات المكونة أيضا في تصلب؛ قد تؤدي التغييرات في السندات المحلية أيضا إلى تغيير الموصلية الكهربائية والموصل الحراري والهيكل الإلكتروني ذي الصلة

انتشر ببطء

في هيز، DIFFUTION هو بطيء. هذا يمكن ملاحظتها في التكوين و المجهرية من Nanocrystalline وغير متبلور سبائك.

"كوكتيل" تأثير

الأول "كوكتيل" كان التأثير عبارة يستخدمها الأستاذ S. رانجاناثان. كانت النية الأصلية "أ لطيف وممتعة خليط". في وقت لاحق، هذا يعني خليط تآزري، والنتيجة النهائية لا يمكن التنبؤ بها وأكبر مجموع الأجزاء. هذا توضح العبارة ثلاثة سبائك مختلفة الفئات: السائبة الزجاج المعدني، و superplastic المعادن، و Heas. هذه السبائك هي متعدد المدير عنصر سبائك. "كوكتيل" يتميز التأثير بالخصائص الهيكلية والوظيفية للمعدني غير المورو الأسود الزجاج.

على عكس أخرى "الأساسية آثار"، "" كوكتيل " التأثير ليس فرضية ولا يتطلب إثبات. "كوكتيل تأثير" يعني خصائص المواد الخاصة، وعادة ما تكون غير متوقعة تآزر. يمكن أيضا وصف المواد الأخرى بهذه الطريقة، بما في ذلك الخصائص الفيزيائية، مثل قريبة من معامل الصفر للتوسع الحراري أو الحفاز خصائص وظيفية، مثل الاستجابة الحرارية أو التحويل الكهروضوئي، عالية القوة، كسر جيد صلابة؛ الخصائص الهيكلية مثل التعب مقاومة أو ليونة. في هذا الوقت، تعتمد خصائص المواد بشكل أساسي على تكوين المواد والجنيات والهيكل الإلكتروني والهيكل الإلكتروني وغيرها من الخصائص. "كوكتيل" تأثير يكشف عن متعدد العناصر التركيب والخاص المجهرية من إم بي إس، والتي بدورها تنتج غير متوقع غير خطي النتائج.

التطبيقات:

بغض النظر عن النوع، تزداد كفاءة محرك الحرارة عند درجة الحرارة يرتفع. في صناعات توليد الطاقة مثل الطاقة النووية وحرق الفحم وإطلاق النفط، يمكن أن تقلل درجات حرارة التشغيل المتزايدة من استهلاك الوقود والتلوث والتشغيل في صناعة المحركات النفاثة، يمكن أن تؤدي الزيادة في درجة حرارة التشغيل إلى تحسين الأداء، مثل الحمولة الأثقل، وسرعة أكبر، ومجموعة أكبر من مجموعات. في الوقت الحاضر، لا يزال تطوير المكونات الرئيسية للمحرك يتركز على NI- القائمة سوبرالوي . المواد، ولكن بسبب نقطة الانصهار الأولي لها حوالي 1300 درجة مئوية، درجة الحرارة المناسبة النيكل سوبرالوي . هو فقط بين 1160 ~ 1277 ℃. لذلك، تطوير مواد مكون المحرك أكثر ممتازة درجة حرارة عالية الأداء يصبح حاسمة. الاختبارات تبين أن قوة العائد هذه اثنين من الحراريات حلقي في 1600 ℃ يتجاوز 400mpa، وهو أعلى بكثير قوة العائد Inconel 718 NI- سوبرالوي . في 1000 ℃ (أقل من 200mpa). يحتاج تطوير المحركات الحرارية إلى زيادة تحسين درجة الحرارة العالية أداء مكون المحرك المواد. مقارنة مع NI- القائمة Superalloys، Heas لديهم ثبات أعلى، وانخفاض التكلفة والكثافة، ولا تطابق شعرية إيجابي في درجات حرارة عالية، مما يدل على ذلك هذه من المرجح أن تحل السبائك محل NI بسبب جذابة ارتفاع في درجة الحرارة ميكانيكي خصائص. مقرها سوبرالوكم تستخدم الجيل التالي ارتفاع في درجة الحرارة المواد.

غالبا ما تتعلق كسر المواد بالسلامة القضايا. بشكل عام، يمكن تقسيمها إلى كسور هشة و Ductile وفقا للفشل سلالة. الكسر الهش ليس لديه علامات تشوه البلاستيك ويحدث عادة كارثية. من أهمية كبيرة تطوير مواد معدنية جديدة مع ممتازة خصائص. وأفيد أن متى انخفاض درجة الحرارة من 298k إلى 77K، صلة الكسر Crmnfeconi انتروبيا عالية لا يزال سبائك ثابتة تقريبا، في حين أن صلة الكسر Crconi انتروبيا عالية يزيد سبيكة قليلا. في هذه نسج، لا يوجد حاد الدكتايل هشة الانتقال مثل العديد من السبائك التقليدية مثل الفولاذ والسبائك غير المتبلورة، وسبائك المغنيسيوم، والمعادن المسامية، والمعادن النانوية، والتي تشير إلى أن هذه قد يكون السبائك مرشحا ممتازا للتطبيقات في ظل ظروف باردة للغاية، مثل، يستخدم كمواد لأدوات السفن والطائرات والتخزين المبردة الدبابات.

ال Wila سبائك سطح الليزرالطريقة التي أعدت FECOCRALNI طلاء بخصائص الترابط المعدنية جيدة على 304 غير القابل للصدأ الصلب. تظهر نتائج الاختبار أن Microhardness من fecocralni الطلاء هو 3 مرات من 304 غير القابل للصدأ الصلب. في 3.5٪ NACL . حل، مقاومته التجويف أداء التآكل يدور حول 7.6 مرات من 304 الفولاذ المقاوم للصدأ، والكثافة الحالية هي أمر واحد من حجم أقل ذلك من 304 غير القابل للصدأ الصلب. يي . et آل. استخدم طريقة السبائك في سطح الليزر لإعداد Crmnfeconi طلاء وأجرى اختبار الاستقطاب الديناميكي المحتمل في 3.5٪ NACL . و 0.5mol / L H2SO4 الحل. تظهر النتائج أن مقاومة التآكل Hea الطلاء أفضل من ذلك من A36. for . مصفوفة الصلب، تيار التآكل أقل من ذلك من 304 غير القابل للصدأ الصلب. كتطوير حديثا متعدد المدير سبيكة، Entropy عالية يتجاوز سبيكة الحد التصميمي من السبائك التقليدية بناء على غالبية واحدة من العنصر الرئيسي ولديه القدرة على تحسين التآكل المقاومة.

انتروبيا عالية الجمع بين السبائك بين العديد من الخصائص الممتازة ويمكن تطبيقها في مجموعة واسعة من الحقول الصناعية . انتروبيا عالية على السبائك لديها قدرة قوية على تشكيل غير متبلور، وبعض انتروبيا عالية يمكن أن تشكل السبائك مراحل غير متبلولة في As-Cast هيكل. إلى . الحصول على هيكل غير متبلور في السبائك التقليدية، وهو مطلوب معدل تبريد كبير للحفاظ على الهيكل بتوزيع غير منتظم من الذرات السائلة إلى الغرفة درجة الحرارة. بدأت أبحاث المعادن غير المبلورية فقط في السنوات الأخيرة. لأن . من عدم وجود خلع في الهيكل، لديها قوة عالية وصلابة، بلاستيك، صلابة، مقاومة التآكل، والخصائص المغناطيسية الخاصة، وهي على نطاق واسع إعداد غير متبلور Entropy عالية سيقوم السبائك بلا شك أيضا بتوسيع حقول تطبيق عالية الانتروبيا سبائك.

تطوير Entropy عالية سبائك:

من السبائك التقليدية إلى Enterpy عالية سبائك، تطوير المواد يمثلون اتجاها "Entropy زيادة". ومع ذلك، تظهر النتائج التجريبية أن هناك علاقة غير خطية بين الانتروبيا الخلط وخصائص المواد . باختصار، ليس كلما ارتفع الانتروبيا الخلط من مادة السبائك، وأفضل سبائك الأداء؛ لذلك، السعي الأعمى "عالية انتروبيا" ليس أداء المواد يمكن تحسينها بلا حدود. علاوة على ذلك، حيث تزداد انتروبيا من مواد السبائك، عدد العناصر المكونة من سبائك السبائك أيضا الزيادات. هذا يعني أن تكلفة السبائك ستزيد أيضا وفقا لذلك. لذلك، فإن متابعة عمياء إنتروبي الانتروبيا العالي لن يحسن أداء المواد، ولكنه سيزيد من تكلفة سبيكة. وفقا لسبائك "فعالة من حيث التكلفة" الخريطة التي تم الحصول عليها عن طريق الإحصاءات، يمكن العثور عليها أن المنطقة الأكثر فعالية من حيث التكلفة ليست هي Enterpy عالية منطقة سبيكة، ولكنها تقع عند تقاطع متوسط ​​الانتروبيا سبيكة و Entropy عالية سبيكة، مثل درجة حرارة عالية سبائك، سبائك غير متبلولة، الفولاذ المقاوم للصدأ، و متوسط ​​الانتروبيا سبائك. إلخ أكثر فعالة من حيث التكلفة. لذلك ستكون هذه المنطقة منطقة رئيسية للمواد المستقبلية تطوير.