【引言】

    高熵合金通常希望具有高強(qiáng)度，高延展性，以及高斷裂強(qiáng)度等性能的組合。而其結(jié)構(gòu)與高熵合金設(shè)計(jì)有密切的關(guān)系，通過建立結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的關(guān)系進(jìn)而進(jìn)行高熵合金的設(shè)計(jì)。目前，大多數(shù)有關(guān)強(qiáng)度的模型都基于經(jīng)典固溶強(qiáng)度理論—Labusch模型。然而Labusch模型存在兩個(gè)問題沒有解決：一是基于溶質(zhì)原子的尺寸失配與系數(shù)失配導(dǎo)致的彈性相互作用，溶質(zhì)原子與位錯(cuò)的相互作用并不能解釋溶質(zhì)原子與位錯(cuò)核心的關(guān)系；二是雖然元素短程有序影響高熵合金的強(qiáng)度，但不應(yīng)考慮進(jìn)溶質(zhì)強(qiáng)度理論模型。

    【成果簡(jiǎn)介】

    今日，香港科技大學(xué)Xiang Yang 與香港城市大學(xué)David J.Srolovitz（共同通訊作者）在Acta Materialia上發(fā)表題為“The Effect of Randomness on the Strength of High-Entropy Alloys”的文章。研究人員提出隨機(jī)Peierls-Nabarro模型理解隨機(jī)占位對(duì)本質(zhì)強(qiáng)度的影響。隨機(jī)PN模型模型包括在位錯(cuò)滑移方向和沿位錯(cuò)線方向上的非均勻成分分布的影響，并考慮了組成中的隨機(jī)性，其特征在于晶面間電位擾動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和空間組成分布內(nèi)的相關(guān)長(zhǎng)度。該模型預(yù)測(cè)HEAs的內(nèi)在強(qiáng)度作為標(biāo)準(zhǔn)偏差和隨機(jī)性的相關(guān)長(zhǎng)度的函數(shù)，并發(fā)現(xiàn)與純金屬組合的高熵合金相比，成分隨機(jī)更有利于本質(zhì)強(qiáng)度。第一作者為香港科技大學(xué)Zhang Luchan。

    【圖文導(dǎo)讀】

    圖一 標(biāo)準(zhǔn)化位錯(cuò)核心尺寸概率分布

    ζ 為位錯(cuò)核心尺寸；Δ=0時(shí)，函數(shù)對(duì)應(yīng)經(jīng)典PN模型核心尺寸；隨著晶面間電位振幅隨機(jī)性的標(biāo)準(zhǔn)偏差增加，位錯(cuò)核心尺寸減小，而平均值增加。

    圖二 位錯(cuò)在外加應(yīng)力下的分布

    （a） 位錯(cuò)在施加的應(yīng)力下移動(dòng)的平均距離；Δ>0時(shí)，對(duì)于任何施加的應(yīng)力，位錯(cuò)只能行進(jìn)一段有限的距離移動(dòng)；

    （b） 外加應(yīng)力下位錯(cuò)的距離分布。

    圖三 不同λ/Δ的位錯(cuò)核心尺寸分布

    固定Δ，增加λ會(huì)擴(kuò)寬核心寬度ζ 分布。

    圖四 Peierls應(yīng)力分布函數(shù)

    固定Δ，空間相關(guān)長(zhǎng)度λ導(dǎo)致平均Peierls應(yīng)力增加，Peierls阻礙發(fā)生偏移。

    圖五 外加應(yīng)力（“σ” _“a” ） 對(duì)位錯(cuò)移動(dòng)平均距離的影響

    通過固定施加應(yīng)力時(shí)位錯(cuò)移動(dòng)更短的距離或位錯(cuò)移動(dòng)距離固定，施加更大的外界應(yīng)力可增加空間相關(guān)長(zhǎng)度λ。

    圖六 臨界應(yīng)力與標(biāo)準(zhǔn)偏差Δ和相關(guān)長(zhǎng)度λ的函數(shù)

    參考材料：BCC Mo0.2Nb0.2Ta0.2W0.2V0.2 HEA

    文獻(xiàn)鏈接：The Effect of Randomness on the Strength of High-Entropy Alloys（Acta Mater., 2018, DOI: 10.1016/j.actamat.2018.12.032）

更多關(guān)于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國(guó)內(nèi)外最新動(dòng)態(tài)，我們網(wǎng)站會(huì)不斷更新。希望大家一直關(guān)注中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)http://www.ecorr.org

責(zé)任編輯：殷鵬飛

《中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-62313558-806
郵箱：fsfhzy666@163.com
中國(guó)腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414