香港城大、松山湖材料实验室《Scripta Materialia》：基于非传统氧化物掺杂效应设计高强、高韧、轻质中高熵合金

主要观点总结

文章介绍了高熵或中熵合金（M/HEAs）在材料科学领域的重要性及其潜在应用。文章强调了M/HEAs的突出机械性能、高耐腐蚀性和良好的热稳定性，但也指出了其较高的质量密度带来的局限性。文章还讨论了通过在合金中引入陶瓷颗粒来提高强度的策略，但这也可能导致合金变脆的问题。最后，介绍了一项关于通过氧化物掺杂效应提高轻质MEA强度和延展性的研究，相关成果已发表在《Scripta Materialia》上。

关键观点总结

关键观点1: M/HEAs的机械性能、耐腐蚀性和热稳定性

M/HEAs在材料科学领域受到广泛关注，具有潜在的突出性能。然而，其较高的质量密度限制了实际应用。

关键观点2: 陶瓷颗粒在合金中的应用

引入陶瓷颗粒是提高合金强度的有效策略之一，但可能导致合金变脆。大多数陶瓷颗粒本质上是坚硬和脆性的，且合金基体和陶瓷相之间可能存在塑性不相容性和结合弱的问题。

关键观点3: 消除陶瓷-金属材料界面的策略

香港城市大学和松山湖材料实验室联合领导的研究团队提出了一种消除陶瓷-金属材料界面的策略，通过ZrO2掺杂工艺成功提高了轻质MEA的强度和延展性。这一策略涉及到不同寻常的氧化物掺杂效应和ZrO2颗粒的完全溶解。

关键观点4: 研究成果的影响

相关成果发表在《Scripta Materialia》上，有助于更好地理解和优化轻质MEA的微观结构和机械性能，为其在各种应用中的实际应用奠定基础。

文章预览

研究背景： 高熵或中熵合金（ M/HEAs ）由于其潜在的突出机械性能、高耐腐蚀性和良好的热稳定性，在材料科学领域引起了广泛的关注。 例如， FeCoNiCr 基 M/HEAs 可以在低温或高温环境下表现出较好的强度。 然而，由于其较高的质量密度（通常高于 8.0g/cm 3 ），这种类型的 M/HEA 仍然具有一定的局限性，严重限制了其实际应用。 类似的， Ti30Zr30Hf16Nb24 HEA 表现出约 800 MPa 的相对较高的屈服强度和约 17% 的均匀应变。 然而，它的质量密度高达 9.4 g/cm 3 。 相比之下， Al17Ni34Ti17V32 合金的密度相对较低，仅为 6.2 g/cm 3 ，且在室温和高温下都具有良好的抗压强度。 然而，迄今为止，其拉伸性能仍不清楚。 如何在轻质 M/HEA 的延展性和强度之间实现令人满意的强韧性结合仍然是一个艰巨的挑战。 综上所述，开发具有低质量密度的高性能轻质 M/HEA 是提高能源利用 ………………………………