先進高熵合金技術(shù)

第1章緒論／001
1.1材料的發(fā)展001
1.1.1材料的定義及其分類001
1.1.2金屬材料的發(fā)展簡史003
1.1.3高熵合金的發(fā)現(xiàn)003
1.2高熵合金的發(fā)展007
1.2.1高熵合金的歷史背景007
1.2.2高熵合金的相關(guān)發(fā)展007
1.2.3高熵合金的研究成果009
1.3高熵合金的熱力學基礎(chǔ)010
1.4高熵合金及其定義013
1.5高熵合金的特性015
1.5.1高熵效應015
1.5.2晶格畸變效應016
1.5.3緩慢擴散效應018
1.5.4“雞尾酒”效應018
1.5.5熱穩(wěn)定性020
1.6高熵合金的制備023
1.6.1塊狀高熵合金024
1.6.2薄膜高熵合金026
1.6.3絲狀高熵合金027
1.6.4粉末高熵合金029
1.7高熵合金的研究熱點030
1.8對高熵合金現(xiàn)存問題的闡述041
1.8.1高熵合金定義問題041
1.8.2相形成問題042
1.8.3緩慢擴散效應問題044
1.9高熵合金的未來研究方向045
1.9.1理論研究045
1.9.2應用方向047
1.10高熵合金與“材料基因組”計劃048
參考文獻050

第2章高熵非晶合金及相關(guān)材料／054
2.1非晶合金概述054
2.1.1非晶合金形成判據(jù)及體系分類054
2.1.2非晶合金熱學性能和弛豫056
2.1.3非晶合金力學性能057
2.1.4非晶合金磁功能特性057
2.1.5非晶合金化學功能特性058
2.2高熵非晶合金概述和分類058
2.3高熵非晶合金的力學性能062
2.4高熵非晶合金的化學性能及生物相容性065
2.5高熵非晶合金的磁性能069
2.5.1高熵非晶合金的磁熱性能069
2.5.2高熵非晶合金的軟磁性能071
2.6小結(jié)與展望074
參考文獻074

第3章高熵合金的概念／076
3.1高熵合金的定義076
3.1.1高熵合金的狹義定義076
3.1.2高熵合金的廣義定義078
3.2高熵合金的表達方式079
3.3高熵合金的分類079
3.3.1按微觀結(jié)構(gòu)劃分079
3.3.2按元素組成劃分080
3.3.3按維度劃分080
3.4典型的高熵合金結(jié)構(gòu)模型080
3.4.1面心立方結(jié)構(gòu)080
3.4.2體心立方結(jié)構(gòu)080
3.4.3密排六方結(jié)構(gòu)081
3.4.4非晶結(jié)構(gòu)081
3.5高熵合金的四大效應081
3.5.1熱力學上的高熵效應081
3.5.2結(jié)構(gòu)上的晶格畸變效應083
3.5.3動力學上的遲滯擴散效應084
3.5.4性能上的“雞尾酒”效應085
參考文獻087

第4章第一性原理方法在高熵合金中的應用／089
4.1第一性原理方法的簡要介紹089
4.2第一性原理方法在高熵合金中的應用090
4.2.1高熵合金可計算模型090
4.2.2高熵合金的電子密度091
4.2.3高熵合金的相穩(wěn)定性094
4.2.4高熵合金熱學量預測094
4.2.5高熵合金的力學性質(zhì)094
4.2.6高熵合金層錯能計算098
4.3高熵合金的晶格畸變101
4.4高熵合金的緩慢擴散102
參考文獻104

第5章高熵合金的設計／106
5.1概述106
5.2多主元高熵固溶體合金的設計107
5.2.1多主元高熵固溶體合金設計依據(jù)理論107
5.2.2多主元高熵固溶體合金設計考慮因素109
5.2.3多主元高熵固溶體合金設計方法109
5.2.4多主元高熵固溶體合金的合金化理論111
5.2.5合金元素選擇與合金系設計113
5.3高熵合金設計研究實例118
參考文獻123

第6章高熵合金的制備方法／124
6.1高熵合金制備需要考慮的問題124
6.2熔鑄法制備高熵合金124
6.2.1高熵合金熔鑄方法124
6.2.2高熵合金液凝固技術(shù)方法124
6.2.3高熵合金真空電弧熔煉法124
6.2.4真空感應熔煉125
6.2.5定向凝固制備高熵合金單晶126
6.2.6真空熔體快淬法制備非晶高熵合金薄帶126
6.3機械合金化法制備高熵合金128
6.4制備高熵合金薄膜129
6.5“高通量法”制備高熵合金131
6.6高熵合金復合材料的制備131
6.6.1原位自生合成反應制備薄膜131
6.6.2機械合金化法制備陶瓷高熵合金復合材料132
6.7高熵合金的熱加工132
參考文獻132

第7章高熵合金的組織特征／133
7.1高熵合金的凝固原理133
7.2高熵合金的組織134
7.2.1單相單晶組織134
7.2.2單相多晶組織135
7.2.3單相非晶組織138
7.2.4多相共晶組織139
7.2.5多相其他組織143
參考文獻149

第8章高熵合金的性能特點／151
8.1力學性能151
8.1.1室溫力學行為151
8.1.2高溫力學性能152
8.1.3低溫力學性能154
8.1.4疲勞性能155
8.1.5斷裂韌性155
8.1.6鋸齒流變行為156
8.1.7影響力學性能的因素157
8.2耐磨性能159
8.3抗氧化性能159
8.4抗腐蝕性能160
8.5物理性能161
8.5.1電學性能161
8.5.2磁學性能163
8.6抗輻照性能165
參考文獻166

第9章高熵合金的相形成規(guī)律／169
9.1多主元合金的相平衡條件169
9.2多主元高熵合金的微觀結(jié)構(gòu)特征170
9.2.1高熵合金的相結(jié)構(gòu)170
9.2.2高熵合金的組織172
9.3影響多主元高熵合金相穩(wěn)定性的因素175
9.3.1混合熵175
9.3.2混合焓176
9.3.3原子尺寸176
9.3.4電負性差177
9.3.5價電子濃度177
9.3.6其他因素177
9.4多主元高熵合金的相形成規(guī)律177
9.4.1多主元固溶體形成準則178
9.4.2非晶形成能力判據(jù)185
參考文獻186

第10章高熵合金的抗輻照性能／188
10.1引言188
10.2高熵合金抗輻照性能研究初衷188
10.3高熵合金的抗輻照性能190
10.3.1堆外離子輻照是高熵合金抗輻照性能研究的重要課題190
10.3.2高熵合金輻照行為研究概述192
10.4傳統(tǒng)核結(jié)構(gòu)材料199
10.4.1鋯及鋯合金199
10.4.2不銹鋼及高鎳合金200
10.5未來高熵合金抗輻照材料展望200
10.5.1納米孿晶材料200
10.5.2SiC陶瓷202
10.5.3新型高熵合金復合材料展望203
參考文獻204

第11章高熵合金的應用前景／206
11.1高熵合金應用研究206
11.1.1高性能高熵合金涂層206
11.1.2高溫高熵合金210
11.1.3焊料或焊絲212
11.2高熵合金的發(fā)展趨勢213
11.2.1抗輻照材料213
11.2.2選擇性吸收涂層214
11.2.3低溫結(jié)構(gòu)材料215
11.2.4熱電材料215
11.2.5超導材料216
11.2.6大磁熵材料216
11.2.7高熵軟磁材料225
參考文獻226

索引228