摘要：高熵合金是近年来出现的一种全新的合金设计理念,该类合金通常由4种以上的合金元素以等原子比或近等原子构成,各元素间没有"溶质"与"溶剂"的区分,原子间的交互作用强烈,使其具有很多特殊的物理、化学及力学性能。但与传统合金类似,高熵合金也存在强度与塑性不容易匹配的难题——fcc结构高熵合金的塑性较好而强度不足,bcc结构高熵合金强度高但塑性差。因此有关高熵合金变形机制的研究及其强韧化途径的探索仍是高熵合金领域的研究重点。综述了第一性原理计算、分子动力学模拟、原位力学变形实验和晶体塑性有限元模拟等4种研究高熵合金强韧化机理的方法,介绍了细晶强化、第二相强化等常用强韧化方法在高熵合金中的应用,论述了形变强化法、热处理工艺等对高熵合金的强韧化效果,最后,从理论研究和工程应用两方面对高熵合金强韧化的研究进行了展望。

摘要：研究温度对新型体心立方(BCC)基Fe_(3.5)Cr_(1.5)NiAl_(0.8)多组元合金(MCA)中有序椭圆状B2-NiAl纳米析出相的显微组织稳定性和力学性能的影响。采用XRD、EBSD、EPMA和TEM等检测方法对该多组元合金的显微组织和物相组成进行表征。结果表明,所设计的高含量椭圆状B2纳米析出相与BCC基体完全共格且能在1073 K高温下保持稳定,平均粒径为245.509~251.328 nm。铸态和热处理态(873 K≤T≤1073 K)合金具有独特的共格结构,这是由于低错配度的共格析出强化机制可使合金具有较高的屈服强度(809.2~1164.1 MPa)。随着热处理温度的进一步提高(1173 K≤T≤1273 K),B2纳米析出相的平均粒径逐渐粗化,载荷传递强化机制对其屈服强度提高起主要作用。

摘要：传统反应堆结构材料性能已趋于极限,亟需开发新型材料。难熔高熵合金是以多种难熔元素作为主元的新型金属材料,具有独特的力学、物理和化学性质,尤其在高温力学、抗辐照等方面表现出优异的性能。难熔高熵合金在第4代核裂变反应堆包壳材料、核聚变堆面向第一壁材料等关键领域具有广阔的应用前景。本文结合具有代表性的文献,围绕难熔高熵合金的力学性能、抗辐照性能、抗氧化性能阐述了其强化机制与抗辐照机理,梳理了难熔高熵合金的发展脉络,在此基础上展望了难熔高熵合金在反应堆结构材料领域的应用前景。

摘要：作为一种能够同时制备具有相同化学成分的n型与p型热电材料,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)材料在开发设计性能优良的热电器件方面具有极大的应用潜力。但其电导率较低,热电性能较差,阻碍了进一步推广应用。因此,在保持较低热导率的前提下,提升BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电输运性能,对改善其热电性能具有重要意义。本研究结合封管熔炼和真空热压烧结,对n型BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)进行多次重复热变形。研究发现,热变形使样品产生大量具有择优排列方向和较大表面积的纳米层片,使其不但可以保持较高载流子浓度,而且具有高的载流子迁移率,从而有效提高了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的电导率。与此同时,热变形还可以在样品中引入多尺度缺陷,有效散射全尺度声子,极大地降低了BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热导率。因此,热变形实现了样品电输运和热输运之间的解耦,同时改善了电性能和热性能。在500 K时,BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)的热电优值由未变形样品的0.21提高至0.50,提升了约138%,热电性能得到显著改善。本工作为制备具有较高转换效率和均匀结构的BiSbSe_(1.50)Te_(1.50)热电器件提供了基础。

摘要：采用球磨和真空热压烧结结合的工艺制备石墨烯增强铝基(Gr/Al)复合材料,研究不同粒径铝粉混合对复合材料微观组织和力学性能的影响。结果表明,利用球体最密堆积原理设计的多粒径铝粉混合,M_(1)(1μm∶10μm按1∶1.5混合)和M_(2)(10μm与100μm按1∶1.5混合)的致密度均高于单一粒径的试样(S),M_(2)致密度达到96.2%。M_(1)试样抗拉强度和伸长率相较于S试样有所降低,M_(2)试样抗拉强度和伸长率均提高,其中伸长率提升31.8%。多粒径混合可促进分散小粒径铝粉和石墨烯,有效降低孔隙率,在减少原始颗粒界面的同时增加裂纹扩展路径,大尺寸粒径颗粒的加入使得复合材料的塑性大幅提升。

摘要：复杂黄铜凭借其较高的力学性能、优异的耐磨性被广泛用于航海、汽车工业的耐磨器件,尤其是汽车中的同步器齿环。综述了高强复杂黄铜的研究现状及其组织特点,并从基体组织结构,第二相的种类、形貌、分布以及体积分数等方面进行了深入探讨,列举了提高其综合性能的主要方法,旨在对复杂黄铜的成分设计和性能改进提供参考。

摘要：铁素体马氏体钢(FM钢)是高性能快堆燃料包壳的候选材料。设计了Si含量分别为0.6%、0.9%、1.2%和1.5%的11.5CrMoXSi铁素体马氏体钢,研究了Si元素在老化过程中对铁素体马氏体钢第二相组织的影响。结果表明,Si含量影响组织中M23C6和Laves相的数量和分布,进而影响材料的力学性能。Si含量为0.6%时,M23C6碳化物倾向于在晶粒内弥散析出,对材料基体的强度有很好的提升,但随着老化进行,M23C6互相吞并长大,逐渐失去弥散强化作用;当Si含量达到1.5%时,M23C6相倾向于在晶界处分布,随着老化进行其数量和分布保持相对稳定。此外,Si元素会在M23C6相附近的微晶界处聚集,促进Laves相的生成,且其数量、大小和体积分数不断增加,强化作用明显。老化之前,Si含量较低的材料,其硬度和抗拉强度更高,老化初期的50 h内,低Si含量FM钢的硬度和抗拉强度迅速降低;而Si含量为1.5%的FM钢硬度保持稳定,抗拉强度略有提升。

摘要：Half-Heusler(HH)合金由于其本身具有较为优异的力学性能和高温热稳定性,已成为目前最具有应用前景的中高温热电材料之一。然而,其本身较高的本征晶格热导率阻碍了热电性能的进一步提升。本文以P型Zr Co Sb0.85Sn0.15合金为研究对象,基于同构合金化具有优异P型热电性能的(Nb0.8Ta0.2)0.8Ti0.2Fe Sb,通过磁悬浮熔炼和放电等离子烧结设计并制备出一种(Zr Co Sb0.85Sn0.15)1-x[(Nb0.8Ta0.2)0.8Ti0.2Fe Sb]x(x=0,0.2,0.3,0.4,0.5)高熵HH合金。微观组织分析表明,同构合金化这一策略引入了大量多尺度多衬度的第二相,这将有效增强对声子的散射。其中,当同构合金化含量为0.3时,晶格热导率在923 K时从Zr Co Sb0.85Sn0.15的4.72 W·m-1·K-1降至3.07 W·m-1·K-1,降低了35%。然而,由于多位点合金化元素间存在较为复杂的掺杂效果,使其电导率和塞贝克系数同时降低,最终导致热电优值存在一定的降低。本研究工作表明,高熵合金设计思想是一种降低HH热电合金晶格热导率的有力措施。