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浙大&北科大&港城大聯手發表材料頂級期刊：提升高熵合金延展性新思路！

2021-04-19 11:47:26 作者：材料科學與工程來源：材料科學與工程分享至：

近年來，由多種主要組成元素組成的高熵合金設計理念的提出打破了傳統單一或兩主元合金設計空間狹隘的限制，一系列具備優異力學性能的高熵合金相繼涌現。高熵合金中復雜化學成分對其力學行為，尤其是對本征脆性體心立方結構合金塑性的影響一直是金屬結構材料領域前沿熱點問題。

近日，浙江大學交叉力學中心楊衛院士團隊聯合北京科技大學呂昭平教授團隊和香港城市大學陸洋教授團隊，對等原子比的體心立方結構的HfNbTiZr高熵合金中由于局部成分起伏引起的韌化機制進行了深入研究。相關工作以題為Local chemical fluctuation mediated ductility in body-centered-cubic high-entropy alloys發表在材料科學領域頂級期刊《Materials Today》上（影響因子26.4）。浙江大學和北京科技大學開展了長期合作，浙江大學劉嘉斌副教授和王宏濤教授、香港城市大學陸洋教授和北京科技大學呂昭平教授為論文通訊作者。更多精彩專業視頻請抖音搜索：材料科學網。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.mattod.2021.02.022

研究團隊利用三維原子探針層析技術和原子級分辨率的掃描透射電子顯微技術觀察到了高熵合金中存在原子尺度范圍的化學成分漲落。進一步地，研究人員利用原位透射電子顯微技術捕捉到了HfNbTiZr在變形過程中，內部位錯與這些局部化學漲落之間的動態交互作用。局部化學漲落引起局部位錯運動阻力的漲落，進而觸發交滑移、位錯釘扎和增殖等多種位錯機制。位錯釘扎對于合金屈服強度的提升具有重要意義，但是單一的釘扎導致材料塑性下降。

在高熵合金中由于局部化學漲落帶來的位錯釘扎還同時伴隨位錯增殖，使材料具有高密度的可動位錯，顯著提升了塑性。此外，由于局部化學漲落帶來的局部位錯滑移勢壘的變化，引起位錯在合金中不同位置上滑移時傾向的最易滑移面也會隨之變化，這使得HfNbTiZr中的位錯頻繁地發生局部雙交滑移。局部雙交滑移可以將位錯線分布在空間中的各個原子平面上，避免了由于在某一原子平面上位錯塞積導致局部應力集中等問題，提高了高熵合金塑性變形的均勻性，延緩了斷裂。