高熵合金的制备及其组织和力学性能的研究

【摘要】高熵合金是由5~13种元素按照等摩尔比或接近等摩尔比设计的新型合金。近年来高熵合金引起了材料领域的广泛关注。高熵合金由于具有优异的力学性能、摩擦磨损性能、耐腐蚀性、耐高温等性能，成为未来最有发展潜力的新型结构材料之一。但高熵合金还处于实验研究阶段，理论体系不够完善。本文制备了AlFeCoNiCrCuVx，Cu0.5FeAlNiCrMox，CuFeAlNiCrMn(M)0.5（M=V，Ti，Mo）系列高熵合金和FeCoNiCuVZrAl高熵合金薄膜。对合金及薄膜的组织和力学性能进行分析测试，研究合金元素对高熵合金及薄膜组织和力学性能的影响。得到了以下研究结果：(1)AlFeCoNiCrCuVx高熵合金：AlFeCoNiCrCuVx合金组织由FCC+BCC固溶体组成。合金组织为典型的树枝晶体结构。随着V的加入合金组织细化，合金硬度和强度逐渐增加，塑性降低。AlFeCoNiCrCuV1.0合金具有最高硬度和强度，分别为532HV和1707MPa。(2)Cu0.5FeAlNiCrMox高熵合金:Cu0.5FeAlNiCrMo0合金组织由单一BCC固溶体组成，Cu0.5FeAlNiCrMo0.5和Cu0.5FeAlNiCrMo1.0合金组织由BCC+有序BCC固溶体组成。合金的组织为典型的树枝晶体结构。由于Mo原子半径较大，随着Mo元素加入，两种BCC结构的晶格常数逐渐变大。Mo的加入使合金的组织明显细化，合金的强度、硬度和塑性均得到了改善。Cu0.5FeAlNiCrMo1.0合金的硬度最高，为823HV。Cu0.5FeAlNiCrMo0.5合金性能最好，硬度为717HV，抗压强度为2153Mpa，应变值为7%。(3)CuAlFeNiCrMn(M)0.5高熵合金:CuAlFeNiCrMn合金组织由BCC+有序BCC固溶体组成；CuAlFeNiCrMnV0.5合金组织为BCC+FCC固溶体；CuAlFeNiCrMnTi0.5合金组织为FCC+BCC+有序BCC固溶体；CuAlFeNiCrMnMo0.5合金组织为单一的有序BCC固溶体。合金元素的加入使得合金硬度和强度增加，但V对强度并没有增强作用，这是由于CuAlFeNiCrMnV0.5合金的晶粒粗大。综合性能最好的为CuAlFeNiCrMnMo0.5高熵合金，硬度为628HV，抗压强度为1800Mpa，应变值为4.7%，这是由于Mo元素的加入使合金的组织细化，加之较大的晶格畸变和固溶强化作用造成的。(4)FeCoNiCuVZrAl高熵合金薄膜：在不同的N2浓度下的薄膜组织皆为非晶结构。N2浓度为30%时，得到平整、致密的氮化膜，其硬度和杨氏模量也达到了最大值，分别为12和166GPa。总之，本文通过对三个系列高熵合金及合金薄膜的制备与研究，分析了合金元素对高熵合金及薄膜的显微组织和力学性能的影响，为高熵合金的研究和应用起到一定的作用。
【作者】孙昭媛；
【导师】李建忱；
【作者基本信息】吉林大学，材料学，2014，硕士
【关键词】高熵合金；合金元素；显微组织；力学性能；

【参考文献】
[1]罗瀚.基于ZigBee技术的温室无线传感器网络环境监测系统研究[D].吉林大学,农业生物环境与能源工程,2013,硕士.
[2]杨静.基于参与式感知的个体移动特征识别研究[D].燕山大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[3]周莉.中国东北样带土壤有机碳对环境变化响应的研究[D].中国农业大学,土壤学,2004,硕士.
[4]苗海芳.多源交通信息数据质量评价与控制方法研究[D].吉林大学,交通运输工程,2014,硕士.
[5]曾刚.电气化铁路负序与谐波的综合补偿研究[D].湖南大学,电气工程,2012,硕士.
[6]陈小军.多中心治理视角下我国劳动者职业安全治理研究[D].山东财经大学,社会保障,2013,硕士.
[7]张丹丹.科学发展观视阈下的食品安全监管研究[D].黑龙江省社会科学院,科学社会主义与国际共产主义运动,2012,硕士.
[8]张显亮.石油钻井绞车刹车轮的中频感应淬火仿真与实验研究[D].扬州大学,材料加工工程,2012,硕士.
[9]赵雁妍.LTE下行链路中的MIMO-OFDM传输系统关键技术的仿真研究[D].西南交通大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[10]李旭东.轻质砌体填充墙RC框架结构抗震性能试验研究[D].哈尔滨工业大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[11]张慧.《新安晚报》本地新闻消息来源研究（1997-2012）[D].安徽大学,出版,2014,硕士.
[12]丁明莉.面向知识创新的供应链企业知识共享研究[D].黑龙江大学,情报学,2013,硕士.
[13]袁红楼.欧洲经济的变革和水产品市场的调整适应[J].现代渔业信息.1991(06)
[14]程艳.员工建言、组织承诺感知、绩效评价的关系[D].厦门大学,企业管理,2014,硕士.
[15]刘强.徐州地区仓储片烟主要霉变微生物调查及综合养护技术应用研究[D].湖南农业大学,作物学,2012,硕士.
[16]阳霖.论《广东省专利条例》的完善[D].暨南大学,法律（专业学位）,2013,硕士.
[17]孙雪梅.自蚀预处理剂与羟基磷灰石间化学吸附机理的研究[D].浙江大学,口腔临床医学,2004,硕士.
[18]刘娜.宗教视野下的道德困境[D].南京大学,比较文学与世界文学,2013,硕士.
[19]李文宇.唐钢高技能人才队伍建设体系研究[D].燕山大学,工商管理,2012,硕士.
[20]彭民.房地产企业运营战略管理[D].广西大学,工商管理,2004,硕士.
[21]黄毅.融合人血清白蛋白的白介素1受体拮抗剂的药效学和药代动力学研究[D].湖北大学,微生物与生化药学,2012,硕士.
[22]马艳玲.天津海河下游渡船、旅游船智能监管平台设计研究[D].大连海事大学,交通运输工程,2014,硕士.
[23]王怡蕾.基于信息融合的视觉跟踪算法研究[D].首都师范大学,通信与信息系统,2014,硕士.
[24]孙建伟路贺褚金奎.基于傅里叶级数的RCCC机构运动综合[J].中国机械工程,2014,21:.
[25]杨帆.知识密集型企业员工知识分享和创新绩效关系研究[D].成都理工大学,企业管理,2013,硕士.
[26]司洁.城市中等收入家庭住房承受能力研究[D].西安建筑科技大学,技术经济及管理,2013,硕士.
[27]杨玲玲.线粒体调节剂C2的发现及作用机制研究[D].华东师范大学,生物医学,2013,硕士.
[28]焦阳.O在TiAl表面及TiAl/TiO_2界面扩散特性的第一性原理研究[D].哈尔滨工业大学,材料学,2014,硕士.
[29]黄惠.双芯光子晶体光纤的结构设计与特性分析[D].燕山大学,检测技术与自动化装置,2014,硕士.
[30]漆倩.《瑶华传》研究[D].陕西理工学院,中国古代文学,2014,硕士.
[31]王少儿.鼻炎咳嗽方治疗肺脾气虚型小儿上气道咳嗽综合征的临床疗效观察[D].福建中医药大学,中医儿科学（专业学位）,2014,硕士.
[32]浩君.第二届智慧学习环境国际研讨会暨浙江省教育技术2012学术论坛10月在浙江工业大学举行[J].远程教育杂志,2012,05:107.
[33]陈剑钰.齐墩果酸抗瘢痕增生作用及其分子机制研究[D].福建中医药大学,中药学,2014,硕士.
[34]王欢.萘甲醛腙类分子开关的合成及其性能研究[D].华中科技大学,有机化学,2013,硕士.
[35]高鹤芸.宋玉作品的女性形象研究[D].渤海大学,中国古代文学,2014,硕士.
[36]王玉震.卫星海洋环境信息一体化组织与综合显示技术研究[D].国防科学技术大学,信息与通信工程,2012,硕士.
[37]谢开慧.百尺竿头更进一步——祝《中国物资再生》诞生[J].中国物资再生.1992(01)
[38]陈俊.太阳能热水系统建筑一体化应用关键技术与评价体系研究[D].安徽建筑大学,结构工程,2013,硕士.
[39]诸葛承祥.基于自组织理论的城市交通和土地利用动态演化机理研究[D].北京交通大学,2014.
[40]刘永强.基于六西格玛理论的吉林省药品公司业务流程改进研究[D].吉林大学,工业工程,2013,硕士.
[41]ParryPan.供应链融资模式及其风险管理研究[D].浙江大学,2013.
[42]雍娟.中央商务区产城融合规划研究[D].重庆大学,城市规划（专业学位）,2014,硕士.
[43]李茜.超微氧化镧颗粒制备及性能研究[D].天津科技大学,应用化学,2010,硕士.
[44]王晗.跨境破产的冲突法问题研究[D].吉林大学,法律,2013,硕士.
[45]谷聪.城乡一体化视域下我国家庭农场农业经营模式问题研究[D].河北师范大学,政治经济学,2014,硕士.
[46]梁锴.非接触式四轮定位测试系统的研究与开发[D].华南理工大学,车辆工程（专业学位）,2012,硕士.
[47]王燕.论利益衡量及其在司法裁判中的运用[D].西南政法大学,法律逻辑学,2012,硕士.
[48]朱林伟.社区居民需求、科层制要求与居委会的回应[D].华东理工大学,社会学,2013,硕士.
[49]李军舰.双酰腙和缩氨基硫脲类受体分子的合成及其识别性能研究[D].西北师范大学,有机化学,2013,硕士.
[50]刘利平.微扰下导数非线性薛定谔方程的孤子研究[D].湖北大学,凝聚态物理,2011,硕士.