高熵合金 :由五种以上等量金属形成的合金

更新时间:2024-09-20 12:08

高合金(High-entropy alloys)简称HEA,是利用五种或五种以上,等量或大约等量的金属形成的合金。

熵是热力学熵表示乱度的参数,系统乱度越大,熵就越大,而高熵合金的主要元素都不超过35%的原子百分比,次要元素小于5%,每个元素原子都随机分布,抑制了脆性化合物的生成,因此高熵合金的韧性很强。

与只以一种金属元素为主,添加少量其他元素的传统合金相比,高熵合金很可能拥有更多优异的性能,比如高硬度、高加工硬化、耐高温软化、耐腐蚀、高电阻器等,因此在工程上受到重视。

产品性能

研究发现有些高熵合金的比强度比传统合金好很多,而且抗断裂能力、抗拉强度、抗腐蚀及抗氧化特性都比传统的合金要好。高熵合金在2004年以前就已问世,但在2010年代才有许多相关的研究。

合金

合金,就是两种或两种以上物质(至少有一组分为金属)混合而成具有金属特性的物质,一般由各组分熔合成均匀的液体,再经冷凝而得。

合金至少会以下三种中的一种:元素形成的单一相固态溶液,许多金属相形成的混合物,金属形成的金属互化物。固态溶液的合金其微结构有单一相,部分为溶液的合金则是有二相或二相以上,其分布可能是匀相,也可能不是匀相,依材料冷却过程的温度变化而定。金属互化物一般会有一种合金或纯金属包在另一种纯金属内。

由于合金一些特性比纯金属元素要好,因此会用在特定的应用中。合金的例子包括钢、焊料、黄铜、白、磷青铜汞齐等。

合金的成分一般是以质量比例来计算。合金依其原子组成的方式,可以区分为替代合金或间质合金,又可以进一步区分为匀相(只有一相)、非匀相(不止一相)及金属互化物(两相之间没有明显的边界)。

参考资料

合金材料新技術高熵合金之簡介.www.bsmi.gov.tw.2023-12-23

高熵合金的出现.www.lib.nthu.edu.tw.2023-12-23

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