《表1 不同轻质高熵合金的密度、相组成及经验参数δr、Hmix、Smix、、VEC、Δχ数值》

  提示：宽带有限、当前游客访问压缩模式

本系列图表出处文件名：随高清版一同展现

《轻质高熵合金的研究进展与展望》

1. 获取 高清版本忘记账户？点击这里登录

1. 下载图表忘记账户？点击这里登录

式中：ΔHmix为系统的混合焓；T为开尔文温度；ΔSmix为体系混合熵。显然，在一个固定的合金系统中，当温度一定时，ΔSmix越大，ΔGmix越小，整个合金体系越稳定。因此，尽管高熵合金拥有多个主元，具有形成复杂相的趋势，但“高熵效应”与“迟滞扩散效应”导致高温下合金的固溶体相得以保留[7]。此公式被广泛用于阐释固溶体相形成的规律，如Du等[8]通过计算指出，MgCaAlLiCu高熵合金的固溶体相自由能比合金组元间化合物的自由能更负，合金倾向于形成单一相结构；Tong等[9]则指出高的混合熵促进组元间混合形成简单的固溶体相。根据Hume-Rothery规则，原子间的半径差δ、晶体结构、平均价电子浓度VEC及电负性Δχ均会影响合金中固溶体的形成，据此，一些研究者提出了高熵合金晶体结构的判别依据。Zhang等[10]提出了混合焓、原子半径差判别依据：当混合焓与混合熵的比值?≥1.1，平均原子半径差δ≤6.6%时，高熵合金优先形成单一固溶体；Guo等[11]提出了平均价电子浓度判别依据：当平均价电子浓度VEC≤6.87时，高熵合金形成单一的bcc结构；当平均价电子浓度VEC≥8时，高熵合金为fcc结构。Stepanov等[12]制备出单一bcc结构的AlNbTiV轻质高熵合金，其原子半径差δ、平均价电子浓度VEC以及热力学参数?分别为3.14%、4.25、1.38，均符合固溶体形成条件。在此基础上，Feng等[13]利用经验参数计算了AlCrFeMnTi系列轻质高熵合金，并对比研究了不同热力学参数的可靠性，进一步缩小了经验参数的范围，即δ≤4.7%，ΔHmix≥–16.25 kJ/mol。Yang等[14]通过热力学、HumeRothery计算分析了基于Al、Mg、Li的轻质高熵合金的相形成规律，指出可能由于轻质元素不含d轨道而导致无序固溶体相不易形成，并与传统高熵合金相形成规则对比，给出了合金形成简单固溶相的经验参数范围，即原子半径差：δ<4.5%；电负性差：0.15≤Δχ≤0.4；混合焓：–15 kJ/mol<ΔHmix≤5 kJ/mol；混合焓与混合熵的比值?>10。表1给出了不同轻质高熵合金的密度、相组成及经验参数δr、?Hmix、?Smix、?、VEC、Δχ数值，可以看出，不同的经验参数均具有一定的有限性，不能适用于所有系列的高熵合金。