Nature Commun：高熵合金组分异质性导致强度的异常变化

纳米技术

2022-05-20

虽然高熵合金以往被认为是元素随机排列的固溶体，最近人们发现高熵合金的多个元素的排列在纳米尺度产生改变。

有鉴于此，浙江大学余倩、西安交通大学丁俊等报道通过TEM表征原位压缩实验样品的变化情况，并且与分子动力学模拟结合，研究高熵合金的组分异质性变化对其机械性能的影响。

本文要点：

(1)

当逐步降低样品的尺寸，样品首先表现经典的与传统合金材料类似“尺寸降低-性能增强”效应。但是当将样品的尺寸降低至临界值180 nm，发现材料的平面滑移由均匀的变形转变为不均匀，这种变化是由于尺寸降低导致元素分布的异质性改变导致，并且呈现异常变化的“尺寸降低-性能降低”作用。

(2)

通过原子计算建模，发现这种现象是因为在个数纳米尺度上产生元素组分分布改变导致。研究结果说明，纳米尺寸元素组分的变化能够对高熵合金材料的机械性能产生影响，通过控制纳米尺寸局部元素分布将显著影响高熵合金材料的性能。

参考文献

Yan, J., Yin, S., Asta, M. et al. Anomalous size effect on yield strength enabled by compositional heterogeneity in high-entropy alloy nanoparticles. Nat Commun 13, 2789 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-30524-z

https://www.nature.com/articles/s41467-022-30524-z