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更新時(shí)間：2023-08-02 
瀏覽次數(shù)：523作為保溫鋼管的核心效應(yīng)之一，緩慢擴(kuò)散效應(yīng)是非常重要的。高熵合金優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、高溫相穩(wěn)定性以及納米晶的產(chǎn)生都是緩慢擴(kuò)散效應(yīng)的作用，并且已利用此效應(yīng)進(jìn)行擴(kuò)散膜、高熵合金涂層包覆等的研究。盡管高熵合金的緩慢擴(kuò)散效應(yīng)具有重要的科學(xué)價(jià)值和科研意義，但是關(guān)于這方面的直接研究十分有限。關(guān)于高熵合金擴(kuò)散系數(shù)和激活能的研究成果鮮有報(bào)道，有關(guān)高熵合金擴(kuò)散機(jī)制的研究仍缺乏數(shù)據(jù)。雖然已有數(shù)據(jù)證明元素在高熵合金的擴(kuò)散系數(shù)小于在傳統(tǒng)合金中的擴(kuò)散系數(shù)，但是與吉布斯-杜亥姆方程和愛因斯坦-斯托克斯方程的分析結(jié)果相反。目前，很多研究學(xué)者提出了對(duì)高熵合金遲滯擴(kuò)散現(xiàn)象的質(zhì)疑。有研究表明高熵合金具有緩慢擴(kuò)散效應(yīng)，該效應(yīng)導(dǎo)致合金中原子在動(dòng)力學(xué)上遲滯，并通過(guò)研究擴(kuò)散系數(shù)在高熵合金和傳統(tǒng)合金的差異證明了高熵合金的遲滯擴(kuò)散效應(yīng)。但是，對(duì)于高熵合金的遲滯擴(kuò)散效應(yīng)仍存在爭(zhēng)議，如按照吉布斯-杜亥姆方程和爰因斯坦-斯托克斯方程，合金中熵值高會(huì)導(dǎo)致原子高速擴(kuò)散，這就與高熵合金的緩慢擴(kuò)散效應(yīng)相悖。盡管高熵合金領(lǐng)域已碩果累累，研究深度和系統(tǒng)性也在增加，僅有的關(guān)于高熵合金擴(kuò)散系數(shù)與傳統(tǒng)合金及純金屬擴(kuò)散系數(shù)的對(duì)比的報(bào)道是葉均蔚課題組在2013年發(fā)表的。由于高熵合金有至少5種主要元素，原子周圍的元素種類較傳統(tǒng)合金復(fù)雜，很難區(qū)分合金中的溶劑與溶質(zhì)，故對(duì)高熵合金擴(kuò)散系數(shù)及激活能的測(cè)定難度很大，這也是其擴(kuò)散機(jī)制了解不透徹且存在爭(zhēng)議的原因所在。葉均蔚教授和張勇教授認(rèn)為，包括保溫鋼管擴(kuò)散機(jī)制在內(nèi)的幾個(gè)問題是亟待解決的重要理論問題，這些問題的解決將能更充分地從理論方面來(lái)解釋高熵合金異于（優(yōu)于）傳統(tǒng)合金的原因。高熵合金被認(rèn)為是近幾十年來(lái)的合金設(shè)計(jì)理論三大突破之一。
由于高熵合金的組分較多，并且可以通過(guò)對(duì)元素的適當(dāng)調(diào)節(jié)即可開發(fā)大量、新的合金體系，是個(gè)可合成、可分析與控制的新領(lǐng)域。同時(shí)，高熵合金的特點(diǎn)也在許多方面影響其物理冶金的過(guò)程，在熱力學(xué)方面高熵效應(yīng)促進(jìn)固溶相的形成，影響微觀結(jié)構(gòu)和組織。緩慢擴(kuò)散效應(yīng)降低了擴(kuò)散速度和相轉(zhuǎn)化率，從而影響相變動(dòng)力學(xué)。嚴(yán)重的晶格畸變效應(yīng)不僅影響高熵合金的變形過(guò)程，也與其微觀組織、結(jié)構(gòu)、各種性能之間有密切聯(lián)系，但也影響了熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。雞尾酒效應(yīng)是考慮元素組成、結(jié)構(gòu)和微觀組織對(duì)性能整體效果的影響。通過(guò)傳統(tǒng)熔煉、鍛造、粉末冶金等方法制備塊體、涂層和薄膜，從而獲得高硬度、耐高溫、抗氧化和抗腐蝕等綜合性能優(yōu)異的高熵合金材料。具體來(lái)說(shuō)，高熵合金可應(yīng)用于以下方面。高熵合金具有很高的耐高溫性、耐蝕性及耐磨性，可用于制造渦輪葉片。保溫鋼管良好的塑性使其易于制成渦輪葉片，而其優(yōu)良的耐蝕性、耐磨性、高加工硬化率及耐高溫性能，可保證渦輪葉片長(zhǎng)期、穩(wěn)定地工作，提高服役安全性，減少葉片的磨損和腐蝕失效。高熵合金在獲得高硬度的同時(shí)，具有較好的塑性、韌性。
例如，o。Feconicrcu經(jīng)50%壓下率冷壓（即冷壓合金時(shí)的塑性變形量達(dá)到50%）后，非但沒有出現(xiàn)任何裂紋，反而在枝晶內(nèi)部出現(xiàn)了納米結(jié)構(gòu)，大小約數(shù)納米到數(shù)十納米，合金硬度得到進(jìn)一步提升，故而高熵合金應(yīng)用于高速切削刀具的制造具有明顯的優(yōu)勢(shì)。高熵合金具有軟磁性及高電阻率，因而在高頻通信器件中有很大的應(yīng)用潛力。可用于制作高頻變壓器、發(fā)動(dòng)機(jī)的磁芯以及磁屏蔽、磁頭、磁光碟、高頻軟磁溥膜以及喇叭等。隨著航空航天領(lǐng)域的發(fā)展以及對(duì)高性能材料的迫切需求，以及手機(jī)、電腦等3C產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，關(guān)于輕質(zhì)高熵合金的研究需要投入更多的關(guān)注。難熔高熵合金以其優(yōu)異的耐高溫性能作為耐熱涂層已經(jīng)吸引了科研工作者的投入研究，目前關(guān)于難熔高熵合金的報(bào)道相對(duì)較少。未來(lái)需要建立起難熔高熵合金的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，系統(tǒng)地研究其在高溫時(shí)的變形機(jī)制。
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