Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Модель атомной структуры ГЦК CoCrFeMnNi [1]

Сплавы с высокой энтропией ( ВЭА ) - это сплавы , которые образуются путем смешивания в равных или относительно больших пропорциях (обычно) пяти или более элементов . До синтеза этих веществ типичные металлические сплавы состояли из одного или двух основных компонентов с меньшими количествами других элементов. Например, в железо можно добавлять дополнительные элементы для улучшения его свойств, тем самым создавая сплав на основе железа, но обычно в довольно низких пропорциях, таких как доли углерода , марганца и т.п. в различных сталях . [2] Следовательно, высокоэнтропийные сплавы представляют собой новый класс материалов. [1][2] Термин «высокоэнтропийные сплавы» был придуман, потому что энтропия при перемешивании значительно выше, когда в смеси присутствует большее количество элементов, а их пропорции более близки. [3]

Эти сплавы в настоящее время находятся в центре внимания материаловедения и инженерии, поскольку они обладают потенциально желательными свойствами. [2] Кроме того, исследования показывают, что некоторые HEA имеют значительно лучшее отношение прочности к весу , с более высокой степенью сопротивления разрушению , прочности на разрыв , а также стойкостью к коррозии и окислению, чем обычные сплавы. Хотя HEA изучаются с 1980-х годов, исследования значительно ускорились в 2010-х. [2] [4] [5] [6] [7] [8]

Раннее развитие [ править ]

Хотя ВЭА рассматривались с теоретической точки зрения еще в 1981 [9] и 1996, [10] и на протяжении 1980-х годов, в 1995 году Цзян-Вэй Йе высказал свою идею способов фактического создания высокоэнтропийных сплавов в 1995 году, тогда как проезжая через Синьчжу , Тайвань , сельскую местность. Вскоре после этого он решил начать создавать эти специальные металлические сплавы в своей лаборатории. Поскольку Тайвань является единственной страной, исследующей эти сплавы более десяти лет, большинство других стран Европы , СШАи другие части мира отставали в развитии HEA. Значительный исследовательский интерес со стороны других стран проявился только после 2004 года, когда Цзян-Вей Йе и его команда тайваньских ученых изобрели и построили первые в мире высокоэнтропийные сплавы, которые могут выдерживать чрезвычайно высокие температуры и давления. Возможные применения включают использование в современных гоночных автомобилях, космических кораблях, подводных лодках, ядерных реакторах, реактивных самолетах, ядерном оружии, гиперзвуковых ракетах большой дальности и так далее. [11] [12]

Несколько месяцев спустя, после публикации статьи Цзян-Вей Йе , другая независимая статья о высокоэнтропийных сплавах была опубликована другой группой из Соединенного Королевства, в состав которой вошли Брайан Кантор , ITH Чанг , П. Найт и AJB Винсент. Йе также был первым, кто ввел термин «сплав с высокой энтропией», когда он приписал высокую конфигурационную энтропию как механизм, стабилизирующий фазу твердого раствора . [13]Кантор выполнил первую работу в этой области в конце 1970-х - начале 1980-х годов, хотя публиковался только в 2004 году. Не зная о работе Йе, он не называл свои новые материалы «высокоэнтропийными» сплавами, предпочитая термин «многокомпонентный». сплавы ». Разработанный им базовый сплав, эквиатомный FeCrMnNiCo, был предметом значительных исследований в этой области и известен как «сплав Кантора» с аналогичными производными, известными как сплавы Кантора. [14]

До классификации высокоэнтропийных сплавов и многокомпонентных систем как отдельного класса материалов ученые-ядерщики уже изучили систему, которую теперь можно классифицировать как высокоэнтропийный сплав: в ядерном топливе частицы Mo-Pd-Rh-Ru-Tc образуются на границах зерен и в пузырьках газа деления. [15] Понимание поведения этих «5 металлических частиц» представляло особый интерес для медицинской промышленности, поскольку Tc-99m является важным изотопом для медицинской визуализации .

Определение [ править ]

Не существует общепринятого определения HEA. Первоначально определяемые HEA как сплавы, содержащие не менее 5 элементов с концентрациями от 5 до 35 атомных процентов. [13] Однако более поздние исследования показали, что это определение можно расширить. Отто и др. предположил, что только сплавы, которые образуют твердый раствор без интерметаллических фаз, следует рассматривать как истинные высокоэнтропийные сплавы, так как образование упорядоченных фаз снижает энтропию системы. [16] Некоторые авторы описали 4-компонентные сплавы как сплавы с высокой энтропией [17], в то время как другие предположили, что сплавы, отвечающие другим требованиям HEA, но только с 2–4 элементами [18] или энтропией смешения между Rи 1,5R [19] следует считать сплавами со «средней энтропией». [18]

Дизайн сплава [ править ]

В традиционной конструкции из сплава выбирается один первичный элемент, такой как железо, медь или алюминий, исходя из его свойств. Затем добавляются небольшие количества дополнительных элементов для улучшения или добавления свойств. Даже среди бинарных систем сплавов, существует несколько общих случаев обоих элементов, используемых в почти-равных пропорциях , таких как Pb - Sn припоев . Таким образом, из экспериментальных результатов много известно о фазах вблизи краев бинарных фазовых диаграмм и углов тройных фазовых диаграмм, и гораздо меньше известно о фазах вблизи центров. В системах более высокого порядка (4+ компонента), которые не могут быть легко представлены на 2-мерной фазовой диаграмме, практически ничего не известно. [14]

Фазообразование [ править ]

Фазы правило Гиббса , может быть использовано для определения верхней границы числа фаз , которые образуют в равновесной системе. В своей статье 2004 года Кантор создал 20-компонентный сплав, содержащий 5 ат.% Mn, Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Ag, W, Mo, Nb, Al, Cd, Sn, Pb, Bi, Zn, Ge. , Si, Sb и Mg. При постоянном давлении правило фаз допускает до 21 фазы в состоянии равновесия, но фактически образуется гораздо меньше. Преобладающей фазой была фаза гранецентрированного кубического твердого раствора, содержащая в основном Fe, Ni, Cr, Co и Mn. В результате был разработан сплав FeCrMnNiCo, который образует только фазу твердого раствора. [14]

Эти правила Юма-Розрайте исторически были применены , чтобы определить , будет ли смесь образует твердый раствор. Исследования высокоэнтропийных сплавов показали, что в многокомпонентных системах эти правила имеют тенденцию немного ослабляться. В частности, правило о том, что растворитель и растворенные элементы должны иметь одинаковую кристаллическую структуру, по-видимому, неприменимо, поскольку Fe, Ni, Cr, Co и Mn имеют 4 разные кристаллические структуры как чистые элементы (и когда элементы присутствуют в равных количествах). концентрации, не может быть значимого различия между «растворителями» и «растворенными элементами»). [16]

Термодинамические механизмы [ править ]

Фазообразование HEA определяется термодинамикой и геометрией. Когда фазообразование контролируется термодинамикой, кинетика игнорируется. ΔG mix (свободная энергия Гиббса смешения) определяется как:

ΔG смесь = ΔH смесь - TΔS смесь

Где H mix определяется как энтальпия смешения, T - температура, а S mix - энтропия смешения соответственно. ΔH mix  и TΔS mix непрерывно конкурируют за определение фазы материала HEA. Другой фактор, который необходимо учитывать, включает атомный размер каждого отдельного элемента в HEA, где играют роль правило Юма-Ротери и три эмпирических правила Иноуэ для объемного металлического стекла.

Неупорядоченное твердое вещество образовывалось, когда разный размер атомов невелик, а смесь ΔH недостаточно отрицательна. Это связано с тем, что каждый атом примерно одинакового размера, поэтому он может легко замещать друг друга, а ΔH mix недостаточно низкое, чтобы образовать соединение. Более упорядоченные HEA образуются по мере того, как разница в размерах между каждым элементом становится больше, а ΔH mix становится более отрицательным. Когда размер каждого отдельного элемента становится слишком большим, вместо HEA образуются объемные металлические стекла. Высокая температура и высокая ΔS смесь также будут способствовать образованию HEA, поскольку она значительно снижает ΔG смеси , что облегчает образование HEA, поскольку она более стабильна, чем другие фазы, такие как интерметаллид. [20]

Многокомпонентные сплавы, разработанные Йе, также состояли в основном или полностью из фаз твердых растворов, в отличие от того, что ожидалось от более ранних работ в области многокомпонентных систем, прежде всего в области металлических стекол . [13] [21] Йе приписал этот результат высокой энтропии конфигурации или перемешивания случайного твердого раствора, содержащего множество элементов. Энтропию перемешивания для случайного идеального твердого раствора можно рассчитать следующим образом:

где R - постоянная идеального газа , N - количество компонентов, а c i - атомная доля компонента i. Из этого видно, что сплавы, в которых компоненты присутствуют в равных пропорциях, будут иметь самую высокую энтропию, и добавление дополнительных элементов увеличит энтропию. Пятикомпонентный эквиатомный сплав будет иметь энтропию смешения 1,61R. [13] [22]

ПараметрРекомендации по дизайну
∆S смесьРазвернутый
∆H смесь> -10 и <5 кДж / моль
Ω≥ 1,1
δ≤ 6,6%
VEC≥ 8 для ГЦК, <6,87 для ОЦК
Эмпирические параметры и рекомендации по проектированию формирования твердых растворов HEA

Однако одной энтропии недостаточно для стабилизации фазы твердого раствора в каждой системе. Также необходимо учитывать энтальпию смешения (ΔH). Это можно рассчитать, используя:

где - бинарная энтальпия смешения для A и B. [23] Zhang et al. эмпирически установлено, что для образования полного твердого раствора ΔH смеси должна составлять от -10 до 5 кДж / моль. [22] Кроме того, Отто и др. обнаружили, что если сплав содержит любую пару элементов, которые имеют тенденцию образовывать упорядоченные соединения в их бинарной системе, многокомпонентный сплав, содержащий их, также может образовывать упорядоченные соединения. [16]

Оба термодинамических параметра можно объединить в один безразмерный параметр Ω:

где T m - средняя температура плавления элементов сплава. Ω должно быть больше или равно 1,1, чтобы способствовать развитию твердого раствора. [24]

Кинетические механизмы [ править ]

В атомных радиусах компонентов также должны быть одинаковыми, чтобы образовать твердый раствор. Zhang et al. предложил параметр δ, представляющий разницу в атомных радиусах:

где r i - атомный радиус элемента i и . Для образования фазы твердого раствора требуется δ≤6,6%, но некоторые сплавы с 4% <δ≤6,6% действительно образуют интерметаллиды. [22] [24]

Другие свойства [ править ]

Для тех сплавов, которые действительно образуют твердые растворы, был предложен дополнительный эмпирический параметр для предсказания кристаллической структуры, которая будет образовываться. HEA обычно представляют собой FCC, BCC, HCP или смесь вышеуказанных структур, и каждая структура имеет свои преимущества и недостатки с точки зрения механических свойств. Существует множество методов прогнозирования структуры HEA. Концентрация валентных электронов (VEC) может использоваться для прогнозирования стабильности структуры HEA. Стабильность физических свойств HEA тесно связана с концентрацией электронов (это связано с правилом электронной концентрации из правил Юма-Ротери).

Когда HEA производится с помощью литья, только структуры FCC образуются, когда VEC больше 8. Когда VEC составляет от 6,87 до 8, HEA представляет собой смесь BCC и FCC, а в то время как VEC ниже 6,87, материал представляет собой BCC. Чтобы создать определенную кристаллическую структуру HEA, могут быть добавлены определенные фазостабилизирующие элементы. Экспериментально добавление таких элементов, как Al и Cr, которые способствуют образованию BCC HEA, в то время как Ni и Co могут способствовать образованию FCC HEA. [20]

Синтез [ править ]

Сплавы с высокой энтропией трудно производить с использованием существующих на 2018 год технологий , и обычно для них требуются как дорогие материалы, так и специальные методы обработки. [25]

Сплавы с высокой энтропией в основном производятся с использованием методов, которые зависят от металлической фазы - если металлы объединяются в жидком, твердом или газообразном состоянии.

  • Большинство HEA было произведено с использованием жидкофазных методов, включая дуговую плавку , индукционную плавку и отверждение Бриджмена . [24]
  • Обработка в твердом состоянии обычно осуществляется путем механического легирования с использованием высокоэнергетической шаровой мельницы . Этот метод позволяет получать порошки, которые затем можно обрабатывать обычными методами порошковой металлургии или искровым плазменным спеканием . Этот метод позволяет изготавливать сплавы, которые было бы сложно или невозможно получить с помощью литья, например AlLiMgScTi. [24] [6] [26]
  • Газофазная обработка включает такие процессы, как распыление или молекулярно-лучевая эпитаксия (MBE), которые можно использовать для тщательного контроля различных элементных составов для получения высокоэнтропийных металлических [27] или керамических пленок. [24]

Другие HEA были произведены с помощью термического напыления , лазерной наплавки и электроосаждения . [24] [28]

Моделирование и симуляция [ править ]

Сложность на атомном уровне представляет дополнительные проблемы для компьютерного моделирования высокоэнтропийных сплавов. Термодинамическое моделирование с использованием метода CALPHAD требует экстраполяции из бинарных и тройных систем. [29] Большинство коммерческих термодинамических баз данных разработаны и могут быть действительны только для сплавов, состоящих в основном из одного элемента. Таким образом, они требуют экспериментальной проверки или дополнительных расчетов ab initio, таких как теория функционала плотности (DFT). [30]Однако моделирование сложных случайных сплавов методом ДПФ имеет свои проблемы, поскольку метод требует определения ячейки фиксированного размера, которая может вносить неслучайную периодичность. Обычно это преодолевается с использованием метода «специальных квазислучайных структур», разработанного для наиболее точного приближения функции радиального распределения случайной системы [31] в сочетании с пакетом моделирования Vienna Ab-initio . Используя этот метод, было показано, что результаты 4-компонентного эквиатомного сплава начинают сходиться с ячейкой размером всего 24 атома. [32] [33] точная сдоба-олово орбитальный метод с приближением когерентного потенциала был также использован для модели HEAS. [32][34] Другие методы включаютподход«множественные случайно заполненные суперячейки», который лучше описывает случайную популяцию истинного твердого раствора (хотя требует гораздо больше вычислений). [35] Этот метод также использовался для моделирования стеклообразных / аморфных (включая объемные металлические стекла ) систем без кристаллической решетки . [36] [37]

Кроме того, методы моделирования используются для предложения новых HEA для целевых приложений. Использование методов моделирования в этом «комбинаторном взрыве» необходимо для целенаправленного и быстрого обнаружения и применения HEA.

Моделирование выявило предпочтение локального упорядочения в некоторых сплавах с высокой энтропией, и, когда энтальпии образования объединены с членами для конфигурационной энтропии , можно оценить температуры перехода между порядком и беспорядком. [38] - позволяет понять, когда такие эффекты, как старение и ухудшение механических свойств сплава, могут быть проблемой.

Температура перехода для достижения твердого раствора (зазор смешиваемости) недавно была рассмотрена с помощью термодинамической модели Ледерера-Тохера-Веккио-Куртароло. [39]

Генерация фазовой диаграммы [ править ]

Метод CALPHAD (расчет фазовых диаграмм) с надежной базой термодинамических данных может быть эффективным инструментом при поиске однофазных HEA. Однако этот метод может быть ограничен, поскольку он требует экстраполяции из известной двоичной или тройной фазовой диаграммы, этот метод также не учитывает процесс синтеза материала. Также этот метод может предсказывать только равновесные фазы. [40]   Фазовую диаграмму HEA можно изучить экспериментально с помощью экспериментов с высокой пропускной способностью (HTE). Этот метод позволяет быстро получить сотни образцов, что позволяет исследователю исследовать область состава за один этап, что позволяет быстро составить карту фазовой диаграммы HEA. [41]  Другой способ предсказать фазу HEA - через концентрацию энтальпии. Этот метод учитывает конкретную комбинацию однофазного HEA и отклоняет аналогичные комбинации, которые были опробованы, чтобы показать, что они не являются однофазными. В этой модели для расчета энтальпий используется первый принцип теории функционала высокой производительности. Таким образом, не потребовалось никаких экспериментальных данных, и это показало превосходное согласие с зарегистрированным экспериментальным результатом. [42]

Свойства и потенциальное использование [ править ]

Механический [ править ]

Было обнаружено, что кристаллическая структура HEA является доминирующим фактором при определении механических свойств. ОЦК HEA обычно имеют высокий предел текучести и низкую пластичность, и наоборот, для HEA с ГЦК. Некоторые сплавы особенно известны своими исключительными механическими свойствами. Тугоплавкий сплав, VNbMoTaW сохраняет прочность высокого предела текучести (> 600  МПА (87  кг на квадратный дюйм )) , даже при температуре 1400 ° C (2550 ° F), что значительно превосходит обычные жаропрочные , такие как Inconel 718. Тем не менее, при комнатной температуре пластичности бедных, меньше известно о других важных высокотемпературных свойствах, таких как ползучестьсопротивление и плотность сплава выше, чем у обычных суперсплавов на основе никеля. [24]

CoCrFeMnNi обладает исключительными низкотемпературными механическими свойствами и высокой вязкостью разрушения , при этом пластичность и предел текучести увеличиваются при снижении температуры испытания с комнатной до 77 К (-321,1 ° F). Это было связано с началом образования наноразмерных границ двойников - дополнительного механизма деформации, который не действует при более высоких температурах. При сверхнизких температурах сообщалось о неоднородной деформации зубцов. [43] Таким образом, он может применяться в качестве конструкционного материала при низких температурах или, из-за его высокой прочности, в качестве материала, поглощающего энергию. [44]Однако более поздние исследования показали, что сплавы с более низкой энтропией и меньшим количеством элементов или неэквиатомный состав могут иметь более высокую прочность [45] или более высокую вязкость. [46] В ОЦК сплаве AlCoCrFeNi не наблюдалось перехода из пластичного в хрупкое состояние при испытаниях при температуре 77 К. [24]

Было обнаружено, что Al 0,5 CoCrCuFeNi имеет высокую усталостную долговечность и предел выносливости , возможно, превосходящие некоторые обычные стали и титановые сплавы. Но результаты значительно различались, что позволяет предположить, что материал очень чувствителен к дефектам, появившимся в процессе производства, таким как частицы оксида алюминия и микротрещины. [47]

Однофазный нанокристаллический сплав Al 20 Li 20 Mg 10 Sc 20 Ti 30 был разработан с плотностью 2,67 г см -3 и микротвердостью 4,9 - 5,8 ГПа, что дало бы его расчетное отношение прочности к весу, сравнимое с керамическим. материалы , такие как карбид кремния , [6] , хотя высокая стоимость скандия ограничивает возможности использования. [48]

В отличие от объемных HEA, мелкомасштабные образцы HEA (например, микростолбы из NbTaMoW) демонстрируют чрезвычайно высокий предел текучести 4-10 ГПа - на порядок выше, чем у его объемной формы - и их пластичность значительно улучшена. Кроме того, такие пленки HEA демонстрируют существенно повышенную стабильность в высокотемпературных длительных условиях (при 1100 ° C в течение 3 дней). Малогабаритные HEA, сочетающие эти свойства, представляют собой новый класс материалов в устройствах малых размеров, потенциально предназначенных для применения в условиях высоких напряжений и высоких температур. [27] [17]

В 2018 году были созданы новые типы ВЭД, основанные на тщательном размещении упорядоченных кислородных комплексов, типа упорядоченных межузельных комплексов . В частности, было показано , что сплавы титана , полуния и циркония обладают улучшенными характеристиками деформационного упрочнения и пластичности . [49]

Bala et al. исследовали влияние высокотемпературного воздействия на микроструктуру и механические свойства высокоэнтропийного сплава Al5Ti5Co35Ni35Fe20. После горячей прокатки и закалки на воздухе сплав выдерживали в диапазоне температур 650-900 ° C в течение 7 дней. Закалка на воздухе вызывает осаждение γ ', равномерно распределенное по микроструктуре. Высокотемпературное воздействие привело к росту частиц γ ′, а при температурах выше 700 ° C наблюдалось дополнительное осаждение γ ′. Наивысшие механические свойства были получены после выдержки при 650 ° C с пределом текучести 1050 МПа и пределом текучести при растяжении 1370 МПа. Повышение температуры еще больше снижает механические свойства. [50]

Лю и др. исследовали серию четверных неэквимолярных высокоэнтропийных сплавов AlxCo15Cr15Ni70-x с x от 0 до 35%. Структура решетки перешла от ГЦК к ОЦК по мере увеличения содержания Al, а при содержании Al в диапазоне от 12,5 до 19,3 ат.% Γ'-фаза образовывала и упрочняла сплав как при комнатной, так и при повышенных температурах. При содержании Al 19,3 ат.% Сформировалась пластинчатая эвтектическая структура, состоящая из γ 'и B2 фаз. Благодаря высокой доле γ'-фазы 70 об.% Сплав имел предел текучести при сжатии 925 МПа и деформацию разрушения 29% при комнатной температуре и высокий предел текучести при высоких температурах, а также значения 789, 546 и 129 МПа. при температурах 973, 1123 и 1273 К. [51]

В целом тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы обладают исключительной прочностью при повышенных температурах, но хрупкими при комнатной температуре. Исключением является сплав HfNbTaTiZr с пластичностью более 50% при комнатной температуре. Однако его прочности при высоких температурах недостаточно. С целью повышения жаропрочности Chien-Chuang et al. модифицировал состав HfNbTaTiZr и изучил механические свойства тугоплавких высокоэнтропийных сплавов: HfMoTaTiZr и HfMoNbTaTiZr. Оба сплава имеют простую структуру ОЦК. Их эксперименты показали, что предел текучести HfMoNbTaTiZr имеет предел текучести в 6 раз больше, чем HfNbTaTiZr при 1200 ° C, при этом деформация разрушения 12% сохраняется в сплаве при комнатной температуре. [52]

Электрический и магнитный [ править ]

CoCrCuFeNi - это сплав с ГЦК-решеткой, который оказался парамагнитным. Но при добавлении титана он образует сложную микроструктуру, состоящую из твердого раствора с ГЦК, аморфных областей и наночастиц фазы Лавеса , что приводит к суперпарамагнитному поведению. [53] Высокая магнитная коэрцитивность была измерена в сплаве BiFeCoNiMn. [28] Сверхпроводимость наблюдалась в сплавах TaNbHfZrTi с температурой перехода от 5,0 до 7,3 К. [54]

Другое [ править ]

Высокая концентрация нескольких элементов приводит к медленной диффузии . Было обнаружено, что энергия активации диффузии для некоторых элементов в CoCrFeMnNi выше, чем в чистых металлах и нержавеющих сталях, что приводит к более низким коэффициентам диффузии. [55] Некоторые эквиатомные многокомпонентные сплавы также показали хорошую стойкость к повреждениям под действием энергетического излучения. [56] Высокоэнтропийные сплавы исследуются для хранения водорода. [57] [58]

См. Также [ править ]

  • Аморфный металл
  • Нанокристаллический материал
  • Правила Юма-Розери

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Ван, Шаоцин (13 декабря 2013 г.). «Моделирование атомной структуры многоэлементных сплавов по принципу максимальной энтропии» . Энтропия . 15 (12): 5536–5548. Bibcode : 2013Entrp..15.5536W . DOI : 10.3390 / e15125536 .
  2. ^ a b c d Цай, Мин-Хунг; Йе, Цзянь-Вэй (30 апреля 2014 г.). «Сплавы с высокой энтропией: критический обзор» . Письма о материаловедении . 2 (3): 107–123. DOI : 10.1080 / 21663831.2014.912690 .
  3. ^ Ye, YF; Wang, Q .; Lu, J .; Лю, Коннектикут; Ян, Ю. (июль 2016 г.). «Высокоэнтропийный сплав: проблемы и перспективы» . Материалы сегодня . 19 (6): 349–362. DOI : 10.1016 / j.mattod.2015.11.026 .
  4. ^ Lavine, MS (4 сентября 2014). «Металлический сплав, более прочный в холодном состоянии». Наука . 345 (6201): 1131. Bibcode : 2014Sci ... 345Q1131L . DOI : 10.1126 / science.345.6201.1131-b .
  5. ^ Шипман, Мэтт (10 декабря 2014). «Новый« высокоэнтропийный »сплав такой же легкий, как алюминий, такой же прочный, как титановые сплавы» . Phys.org .
  6. ^ a b c Юсеф, Халед М .; Заддах, Александр Дж .; Ниу, Чаннин; Irving, Douglas L .; Кох, Карл С. (9 декабря 2014 г.). «Новый низкоплотный, высокотвердый, высокоэнтропийный сплав с плотноупакованными однофазными нанокристаллическими структурами» . Письма о материаловедении . 3 (2): 95–99. DOI : 10.1080 / 21663831.2014.985855 .
  7. ^ Yarris, Линн (4 сентября 2014). «Металлический сплав, который является прочным и пластичным при криогенных температурах» . Центр новостей .
  8. ^ Gludovatz, B .; Hohenwarter, A .; Catoor, D .; Чанг, EH; Джордж, EP; Ричи, РО (4 сентября 2014 г.). «Устойчивый к разрушению высокоэнтропийный сплав для криогенных применений» . Наука . 345 (6201): 1153–1158. Bibcode : 2014Sci ... 345.1153G . DOI : 10.1126 / science.1254581 . PMID 25190791 . S2CID 1851195 .  
  9. ^ Винсент AJB; Кантор B: диссертация по части II, Сассекский университет (1981).
  10. ^ Хуанг KH, Yeh JW. Исследование систем многокомпонентных сплавов, содержащих равномольные элементы [Дипломная работа]. Синьчжу: Национальный университет Цин Хуа; 1996 г.
  11. ↑ Wei-han, Chen (10 июня 2016 г.). «Тайваньский исследователь получает специальное освещение в журнале Nature - Taipei Times» . Тайбэй Таймс .
  12. ^ Да, Цзянь Вэй; Чен Ю Лян; Линь Су Цзянь; Чен, Св Кай (ноябрь 2007 г.). «Высокоэнтропийные сплавы - новая эра эксплуатации». Форум по материаловедению . 560 : 1–9. DOI : 10,4028 / www.scientific.net / MSF.560.1 . S2CID 137011733 . 
  13. ^ a b c d Yeh, J.-W .; Chen, S.-K .; Lin, S.-J .; Gan, J.-Y .; Чин, Т.-С .; Shun, T.-T .; Tsau, C.-H .; Чанг, С.-Й. (Май 2004 г.). «Наноструктурированные сплавы с высокой энтропией с множеством основных элементов: новые концепции проектирования сплавов и результаты». Современные инженерные материалы . 6 (5): 299–303. DOI : 10.1002 / adem.200300567 .
  14. ^ a b c Cantor, B .; Чанг, ITH; Knight, P .; Винсент, AJB (июль 2004 г.). «Развитие микроструктуры эквиатомных многокомпонентных сплавов». Материалы Наука и техника: A . 375–377: 213–218. DOI : 10.1016 / j.msea.2003.10.257 .
  15. ^ Миддлбург, Южная Каролина; Король, DM; Лумпкин, Г. Р. (апрель 2015 г.). «Моделирование в атомном масштабе металлических сплавов продуктов деления с гексагональной структурой» . Королевское общество открытой науки . 2 (4): 140292. Bibcode : 2015RSOS .... 2n0292M . DOI : 10,1098 / rsos.140292 . PMC 4448871 . PMID 26064629 .  
  16. ^ a b c Отто, F .; Ян, Й .; Bei, H .; Джордж, EP (апрель 2013 г.). «Относительное влияние энтальпии и энтропии на фазовую стабильность эквиатомных высокоэнтропийных сплавов» . Acta Materialia . 61 (7): 2628–2638. Bibcode : 2013AcMat..61.2628O . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.01.042 .
  17. ^ a b Zou, Yu; Маити, Сумьядипта; Steurer, Уолтер; Споленак, Ральф (февраль 2014 г.). «Размерная пластичность тугоплавкого высокоэнтропийного сплава Nb25Mo25Ta25W25». Acta Materialia . 65 : 85–97. Bibcode : 2014AcMat..65 ... 85Z . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.11.049 .
  18. ^ а б Гали, А .; Джордж, EP (август 2013). «Прочностные характеристики высокоэнтропийных и среднеэнтропийных сплавов» . Интерметаллиды . 39 : 74–78. DOI : 10.1016 / j.intermet.2013.03.018 .
  19. ↑ Чудо, Даниэль; Миллер, Джонатан; Сеньков, Олег; Вудворд, Кристофер; Учич, Майкл; Тили, Джейми (10 января 2014 г.). «Исследование и разработка высокоэнтропийных сплавов для конструкционных применений» . Энтропия . 16 (1): 494–525. Bibcode : 2014Entrp..16..494M . DOI : 10.3390 / e16010494 .
  20. ^ а б Гао, Майкл С. и др., редакторы (2018). ВЫСОКОЭНТРОПНЫЕ СПЛАВЫ: основы и применение . Springer. ISBN 9783319800578.
  21. ^ Грир, А. Линдси (декабрь 1993 г.). «Замешательство по замыслу». Природа . 366 (6453): 303–304. Bibcode : 1993Natur.366..303G . DOI : 10.1038 / 366303a0 . S2CID 4284670 . 
  22. ^ a b c Zhang, Y .; Чжоу, YJ; Lin, JP; Chen, GL; Лиав, ПК (июнь 2008 г.). «Правила фазообразования твердого раствора для многокомпонентных сплавов». Современные инженерные материалы . 10 (6): 534–538. DOI : 10.1002 / adem.200700240 .
  23. ^ Такеучи, Акира; Иноуэ, Акихиса (2005). «Классификация объемных металлических стекол по разнице атомных размеров, теплоте смешения и периоду составляющих элементов и ее применение для характеристики основного легирующего элемента» . Материалы Сделки . 46 (12): 2817–2829. DOI : 10,2320 / matertrans.46.2817 .
  24. ^ a b c d e f g h Чжан Юн; Цзо, Тин Тин; Тан, Чжи; Гао, Майкл С .; Дахмен, Карин А .; Liaw, Питер К .; Лу, Чжао Пин (апрель 2014 г.). «Микроструктуры и свойства высокоэнтропийных сплавов». Прогресс в материаловедении . 61 : 1–93. DOI : 10.1016 / j.pmatsci.2013.10.001 .
  25. ^ Джонсон, Дуэйн; Миллсапс, Лаура (1 мая 2018 г.). «Лаборатория Эймса исключает догадки при открытии новых высокоэнтропийных сплавов» . Новости лаборатории Эймса . Министерство энергетики США . Проверено 10 декабря 2018 . Известно, что высокоэнтропийные сплавы трудно производить, требуя дорогих материалов и специальных методов обработки. Даже в этом случае попытки в лаборатории не гарантируют, что теоретически возможное соединение физически возможно, не говоря уже о потенциально полезном.
  26. ^ Цзи, Вэй; Ван, Вэйминь; Ван, Хао; Чжан, Цзиньонг; Ван, Ючэн; Чжан, Фань; Фу, Чжэнъи (январь 2015). «Легирование и новые свойства высокоэнтропийного сплава CoCrFeNiMn, полученного механическим легированием и искровым плазменным спеканием». Интерметаллиды . 56 : 24–27. DOI : 10.1016 / j.intermet.2014.08.008 .
  27. ^ a b Zou, Yu; Ма, Хуан; Споленак, Ральф (10 июля 2015 г.). «Сверхпрочные пластичные и стабильные высокоэнтропийные сплавы в малых масштабах» . Nature Communications . 6 (1): 7748. Bibcode : 2015NatCo ... 6.7748Z . DOI : 10.1038 / ncomms8748 . PMC 4510962 . PMID 26159936 .  
  28. ^ а б Яо, Чен-Чжун; Чжан, Пэн; Лю, Мэн; Ли, Гао-Рен; Е, Цзянь-Цин; Лю, Пэн; Тонг, Е-Сян (ноябрь 2008 г.). «Электрохимическая подготовка и магнитное исследование высокоэнтропийного сплава Bi – Fe – Co – Ni – Mn». Electrochimica Acta . 53 (28): 8359–8365. DOI : 10.1016 / j.electacta.2008.06.036 .
  29. ^ Чжан, Чуань; Чжан, Фань; Чен, Шуанлинь; Цао, Вэйшэн (29 июня 2012 г.). "Вычислительная термодинамика с помощью дизайна высокоэнтропийных сплавов". JOM . 64 (7): 839–845. Bibcode : 2012JOM .... 64g.839Z . DOI : 10.1007 / s11837-012-0365-6 . S2CID 136744259 . 
  30. ^ Гао, Майкл; Алман, Дэвид (18 октября 2013 г.). «В поисках новых однофазных высокоэнтропийных сплавов» . Энтропия . 15 (12): 4504–4519. Bibcode : 2013Entrp..15.4504G . DOI : 10.3390 / e15104504 .
  31. ^ Зунгер, Алекс; Wei, S.-H .; Феррейра, LG; Бернард, Джеймс Э. (16 июля 1990 г.). «Особые квазислучайные структуры» . Письма с физическим обзором . 65 (3): 353–356. Bibcode : 1990PhRvL..65..353Z . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.65.353 . PMID 10042897 . 
  32. ^ a b Niu, C .; Заддах, AJ; Они, AA; Пел, X .; Hurt, JW; LeBeau, JM; Koch, CC; Ирвинг, DL (20 апреля 2015 г.). «Спиновое упорядочение Cr в эквиатомном высокоэнтропийном сплаве NiFeCrCo». Письма по прикладной физике . 106 (16): 161906. Bibcode : 2015ApPhL.106p1906N . DOI : 10.1063 / 1.4918996 .
  33. ^ Хун, Уильям Пол; Видом, Майкл (19 октября 2013 г.). «Прогнозирование фазового перехода A2 в B2 в высокоэнтропийном сплаве Mo-Nb-Ta-W». JOM . 65 (12): 1772–1779. arXiv : 1306,5043 . Bibcode : 2013JOM .... 65l1772H . DOI : 10.1007 / s11837-013-0772-3 . S2CID 96768205 . 
  34. ^ Тянь, Фуян; Делцег, Лоранд; Чен, Наньсянь; Варга, Лайош Кароли; Шен, Цзян; Витос, Левенте (30 августа 2013 г.). «Структурная стабильность высокоэнтропийного сплава NiCoFeCrAl x по ab initio теории». Physical Review B . 88 (8): 085128. Bibcode : 2013PhRvB..88h5128T . DOI : 10.1103 / PhysRevB.88.085128 .
  35. ^ Миддлбург, Южная Каролина; Король, DM; Лумпкин, ГР; Cortie, M .; Эдвардс, Л. (июнь 2014 г.). «Сегрегация и миграция видов в высокоэнтропийном сплаве CrCoFeNi». Журнал сплавов и соединений . 599 : 179–182. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2014.01.135 .
  36. ^ Король, DJM; Миддлбург, Южная Каролина; Лю, ACY; Тахини, штат Гавайи; Лумпкин, ГР; Корти, МБ (январь 2015 г.). «Формирование и структура тонких пленок аморфного сплава V – Zr». Acta Materialia . 83 : 269–275. Bibcode : 2015AcMat..83..269K . DOI : 10.1016 / j.actamat.2014.10.016 . hdl : 10453/41214 .
  37. ^ Миддлбург, Южная Каролина; Burr, PA; Король, DJM; Эдвардс, Л .; Лумпкин, ГР; Граймс, RW (ноябрь 2015 г.). «Структурная устойчивость и поведение продуктов деления в U3Si». Журнал ядерных материалов . 466 : 739–744. Bibcode : 2015JNuM..466..739M . DOI : 10.1016 / j.jnucmat.2015.04.052 .
  38. ^ Король, DM; Миддлбург, Южная Каролина; Эдвардс, Л .; Лумпкин, ГР; Корти, М. (18 июня 2015 г.). «Прогнозирование кристаллической структуры и фазовых переходов в высокоэнтропийных сплавах». JOM . 67 (10): 2375–2380. Bibcode : 2015JOM ... tmp..273K . DOI : 10.1007 / s11837-015-1495-4 . hdl : 10453/41212 . S2CID 137273768 . 
  39. ^ Ледерер, Йоав; Тохер, Кормак; Vecchio, Kenneth S .; Куртароло, Стефано (октябрь 2018 г.). «Поиск высокоэнтропийных сплавов: высокопроизводительный ab-initio подход». Acta Materialia . 159 : 364–383. arXiv : 1711.03426 . Bibcode : 2018AcMat.159..364L . DOI : 10.1016 / j.actamat.2018.07.042 . hdl : 21.11116 / 0000-0003-639F-B . S2CID 119473356 . 
  40. ^ Гао, MC; Карни, CS; Доган, Ö. N .; Jablonksi, PD; Hawk, JA; Альман, DE (01.11.2015). «Дизайн тугоплавких высокоэнтропийных сплавов» . JOM . 67 (11): 2653–2669. Bibcode : 2015JOM .... 67k2653G . DOI : 10.1007 / s11837-015-1617-z . ISSN 1543-1851 . ОСТИ 1258464 . S2CID 137121640 .   
  41. ^ Руис-Йо, Бенджамин (2016). «Различные роли энтропии и растворимости в стабильности сплава с высокой энтропией». ACS комбинаторная наука . 18 (9): 596–603. DOI : 10.1021 / acscombsci.6b00077 . PMID 27494349 - через JSTOR. 
  42. ^ Тропаревский, М. Клавдия (2015). «Критерии прогнозирования образования однофазных высокоэнтропийных сплавов» . Physical Review X . 5 (1): 011041. Bibcode : 2015PhRvX ... 5a1041T . DOI : 10.1103 / PhysRevX.5.011041 .
  43. ^ Наим, Мухаммад; Он, Хайян; Чжан, Фань; Хуанг, Хайлун; Харджо, Стефанус; Кавасаки, Такуро; Ван, Бинг; Лан, Си; У, Чжэндуо; Ван, Фэн; Ву, юань; Лу, Чжаопин; Чжан, Чжунву; Лю, Цепь; Ван, Сюнь-Ли (27 марта 2020 г.). «Кооперативная деформация в высокоэнтропийных сплавах при сверхнизких температурах» . Успехи науки . 6 (13): eaax4002. Bibcode : 2020SciA .... 6.4002N . DOI : 10.1126 / sciadv.aax4002 . PMC 7101227 . PMID 32258390 .  
  44. ^ Отто, Ф .; Dlouhý, A .; Somsen, Ch .; Bei, H .; Eggeler, G .; Джордж, EP (сентябрь 2013 г.). «Влияние температуры и микроструктуры на свойства при растяжении сплава CoCrFeMnNi с высокой энтропией» . Acta Materialia . 61 (15): 5743–5755. Bibcode : 2013AcMat..61.5743O . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.06.018 .
  45. ^ Wu, Z .; Bei, H .; Отто, Ф .; Pharr, GM; Джордж, EP (март 2014). «Восстановление, рекристаллизация, рост зерен и фазовая стабильность семейства многокомпонентных эквиатомных твердых растворов с ГЦК-структурой». Интерметаллиды . 46 : 131–140. DOI : 10.1016 / j.intermet.2013.10.024 .
  46. ^ Zaddach, AJ; Scattergood, RO; Кох, CC (июнь 2015 г.). «Прочностные характеристики высокоэнтропийных сплавов с низкой энергией дефекта упаковки». Материалы Наука и техника: A . 636 : 373–378. DOI : 10.1016 / j.msea.2015.03.109 .
  47. ^ Хемфилл, Массачусетс; Юань, Т .; Wang, GY; Ага, JW; Цай, CW; Чуанг, А .; Лиав, ПК (сентябрь 2012 г.). «Усталостное поведение высокоэнтропийных сплавов Al0,5CoCrCuFeNi». Acta Materialia . 60 (16): 5723–5734. Bibcode : 2012AcMat..60.5723H . DOI : 10.1016 / j.actamat.2012.06.046 .
  48. ^ Шипман, Мэтт. «Новый« высокоэнтропийный »сплав такой же легкий, как алюминий, такой же прочный, как титановые сплавы» . Phys.org . Дата обращения 29 мая 2015 .
  49. ^ "Повышенная прочность и пластичность в сплаве с высокой энтропией через упорядоченные комплексы кислорода" . Phys.org .
  50. ^ Бала, Петр; Гурецкий, Камил; Беднарчик, Виктор; Вётроба, Мария; Лех, Себастьян; Кавалко, Якуб (январь 2020 г.). «Влияние высокотемпературного воздействия на микроструктуру и механические свойства высокоэнтропийного сплава Al 5 Ti 5 Co 35 Ni 35 Fe 20 » . Журнал материаловедения и технологий . 9 (1): 551–559. DOI : 10.1016 / j.jmrt.2019.10.084 .
  51. ^ Лю, Дацзинь; Ю, Пэнфэй; Ли, Гонг; Liaw, PK; Лю, Рипинг (май 2018 г.). «Высокотемпературные высокоэнтропийные сплавы Al x Co 15 Cr 15 Ni 70-x на основе двойной системы Al-Ni». Материалы Наука и техника: A . 724 : 283–288. DOI : 10.1016 / j.msea.2018.03.058 .
  52. ^ Хуан, Цзянь-Чанг; Цай, Мин-Хунг; Цай, Че-Вэй; Линь, Чун-Мин; Ван, Воэй-Рен; Ян, Чжи-Чао; Чен, Све-Кай; Линь Су-Цзянь; Йе, Цзянь-Вэй (июль 2015 г.). «Повышенные механические свойства тугоплавких высокоэнтропийных сплавов HfMoTaTiZr и HfMoNbTaTiZr». Интерметаллиды . 62 : 76–83. DOI : 10.1016 / j.intermet.2015.03.013 .
  53. ^ Ван, XF; Zhang, Y .; Qiao, Y .; Чен, Г.Л. (март 2007 г.). «Новая микроструктура и свойства многокомпонентных сплавов CoCrCuFeNiTix». Интерметаллиды . 15 (3): 357–362. DOI : 10.1016 / j.intermet.2006.08.005 .
  54. ^ Вртник, С .; Кожель, П .; Meden, A .; Maiti, S .; Steurer, W .; Фейербахер, М .; Долиншек, Й. (февраль 2017 г.). «Сверхпроводимость в термически отожженных высокоэнтропийных сплавах Ta-Nb-Hf-Zr-Ti». Журнал сплавов и соединений . 695 : 3530–3540. DOI : 10.1016 / j.jallcom.2016.11.417 .
  55. ^ Цай, К.-Й .; Tsai, M.-H .; Да, Ж.-В. (Август 2013). «Медленная диффузия в высокоэнтропийных сплавах Co – Cr – Fe – Mn – Ni». Acta Materialia . 61 (13): 4887–4897. Bibcode : 2013AcMat..61.4887T . DOI : 10.1016 / j.actamat.2013.04.058 .
  56. ^ Granberg, F .; Nordlund, K .; Ullah, Mohammad W .; Джин, К .; Lu, C .; Bei, H .; Ван, Л. М.; Джурабекова, Ф .; Вебер, WJ; Чжан Ю. (1 апреля 2016 г.). «Механизм снижения радиационных повреждений в эквиатомных многокомпонентных однофазных сплавах» . Письма с физическим обзором . 116 (13): 135504. Bibcode : 2016PhRvL.116m5504G . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.116.135504 . PMID 27081990 . 
  57. ^ Зальберг, Мартин; Карлссон, Деннис; Злотя, Клавдия; Янссон, Ульф (10 ноября 2016 г.). «Превосходное хранение водорода в высокоэнтропийных сплавах» . Научные отчеты . 6 (1): 36770. Bibcode : 2016NatSR ... 636770S . DOI : 10.1038 / srep36770 . PMC 5103184 . PMID 27829659 .  
  58. ^ Карлссон, Деннис; Эк, Густав; Седерваль, Йохан; Злотя, Клавдия; Мёллер, Каспер Транс; Хансен, Томас Кристиан; Беднарчик, Юзеф; Паскявичюс, Марк; Сёрби, Магнус Хельгеруд; Йенсен, Торбен Рене; Янссон, Ульф; Зальберг, Мартин (февраль 2018 г.). «Структура и гидрогенизирующие свойства высокоэнтропийного сплава HfNbTiVZr». Неорганическая химия . 57 (4): 2103–2110. DOI : 10.1021 / acs.inorgchem.7b03004 . PMID 29389120 .