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高熵合金(High Entropy Alloy)

2013 年 01 月 31 日 by Willy Chen

高熵合金(High Entropy Alloy)

傳統合金都是在一種或兩種主要元素的基礎上加入合金元素從而得到性能不同的合金主,元素鮮少超過三個。如鐵基合金、鈷基合金、鋁基合金等,一種原子百分比大於50 % 的主要元素,目前為人類所用的傳統合金系統有30 多種。

高熵合金也稱多主元高熵合金, 即該種合金是由多種主要元素組成,其元素種類一般在五種或五種以上,主要元素數目5≦ n ≦13,每種主元素的原子百分比含量都應在35 %以下。與傳統合金相比,具有優良的性能。比如:耐高溫、耐腐蝕、高強度、高硬度等。可以這樣說,高熵合金的發現大大提高了合金的性能,與此同時,也擴大了金屬的選擇範圍。

高熵合金(High Entropy Alloy)

高熵合金特性:

目前的高熵合金的研究發現,高熵合金因為具有很高的合金熵,且原子不易擴散的性能,比較容易獲得熱力學穩定性高的固溶相以及納米結構,甚至非晶體結構。不同的合金顯示出不同的力學特性。

  • 高熵合金的強度高
  • 耐熱度很高,高熵合金亂度較大,1000℃退火12小時,不俱回火軟化
  • 抗腐蝕性強,易形成緻密的氧化膜及非晶質特性,有助於極佳耐腐蝕性
  • 高熵合金可以形成單一相的BCC或FCC結構相
  • 高熵合金熔化時在鑄態和完全回火態都會析出納米相結構甚至非晶質結構
  • 高硬度值,在鑄造狀態可達Hv800
  • 抗氧化性好,高溫退火後,表面仍俱有金屬光澤

高熵合金應用:

高熵合金具有高強度、高加工硬化耐高溫軟化、耐高溫氧化、耐磨性、耐腐蝕、高電阻率等性能,其特性優於傳統合金,應用層面多彩多姿。例如:模具、刀具刀具鍍層、高爾夫球頭打擊面、油壓氣壓杆、鋼管及輥壓筒的硬面、高頻變壓器、馬達的磁心、磁屏蔽、磁頭、磁盤、磁光盤、高頻軟磁薄膜;化學工廠、船艦的耐蝕高強度材料、超高大樓的耐火骨架…

資料來源:網路彙整

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