高熵合金的制备方法研究现状

王咏奇，李安敏，2（通讯作者），韦善军

（1广西大学资源环境与材料学院 广西 南宁 530004）（2广西铝产业生态协同创新中心<广西大学> 广西 南宁 530004）

1 引言

近代以来，由于科学技术的发展，人类相继开发出以铁、铝、铜、钛为基体的合金材料，合金材料有更好的塑性、韧性和耐蚀性等，但它的缺点也很明显，例如在制造过程中容易产生成分不均匀，在高温下容易发生结构或者相的改变，材料的高温稳定性差。1994年，叶均蔚教授[1]提出一种新的设计理念：将几种不同的金属元素等摩尔或近等摩尔比的熔炼在一起，获得的一种制备新型合金的制备方法，2004年将此合金命名为高熵合金[2]。高熵合金（HEA）是由几种元素（n＞5）等摩尔或近等摩尔比制备而成，且每一种元素的原子百分比在5%～35%之间，由于具有较高的混合度，其熵值一般在1.5R以上[3]。虽然HEA是由较多的元素混合制备而成，但其微观结构却相对简单，通常为BCC或FCC结构，较小的原子会溶解到较大的晶粒中形成固溶体；相同原子的晶格示意图如图1（a）所示，原子尺寸相接近的不同原子其晶格会发生严重的晶格畸变，如图1（b）所示。高熵合金具有四大效应：热力学上的高熵效应，结构上的晶格畸变效应，动力学上的迟滞扩散效应和性能上的鸡尾酒效应。这四大效应使其合金材料往往表现为较高的屈服强度、良好的塑性、耐蚀性和热稳定性。

图1 （a）单元素晶格和（b）高熵合金固溶体晶格示意图[3]

由于高熵合金有着优异的性质，近20年来被广泛研究，本文总结近几年高熵合金的制备方法，并展望未来高熵合金的研究和应用方向。……