《表4 MgxTiAlFeNiCr (x=0.6～2.0) 合金的热力学参数》

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《Mg_xTiAlFeNiCr(x=0.6～2.0)高熵合金微结构演变及耐蚀性》

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根据上述公式计算的MgxTi AlFeNiCr合金的热力学参数见表4。由表可见，随Mg含量增加，合金的逐渐增大，表明晶格畸变越来越严重；ΔSmix逐渐减小，表明合金体系混合度减小而自由能增加；ΔHmix逐渐增大，表明各组元间的相互作用逐渐减弱。3个参数的变化趋势都显示随合金中Mg含量增加，形成固溶体的难度增大。研究[22]认为，Ω?1时，TΔSmix的影响超过ΔHmix，此时高熵合金形成固溶体相；Ω?1时，ΔHmix是决定因素，此时高熵合金中形成金属间化合物。MgxTiAlFeNiCr（x=0.6～2.0）合金的Ω＞1（表4），相结构的主要决定因素应为d，ΔSmix和ΔHmix。x=0.6~1.4，δ=8.68%~9.77%，ΔSmix=14.78~14.82 J/（mol·K），ΔHmix=-14.13~-6.76 kJ/mol时，合金为单相BCC1结构；x=1.6～1.8，δ=10.0%~10.1%，ΔSmix=14.65~14.74 J/（mol·K）和ΔHmix=-5.40~-4.19 kJ/mol时，合金为双相BCC结构（BCC1+BCC2）；x=2.0时，原子固溶引起的点阵畸变和体系自由能均超过了固溶体相的承受能力，此时合金的相结构为BCC1+BCC2+Mg+金属间化合物。Zhang等[3]认为过渡族元素组成的高熵合金的ΔSmix>13.38 J/（mol·K），ΔHmix=-10~5kJ/mol，δ<4%时，合金为单相固溶体结构。虽然引入原子半径大的Mg显著增加了δ值，但机械合金化非平衡方法所制MgxTiAlFeNiCr合金展示了良好的固溶体形成能力，与五元Mg-Al-Cu-Fe-Cr合金[13，17]基本一致，ΔSmix比五元合金[13.15 J/（mol·K）][17]高，这可能是本体系引入了原子半径较大的Ti所致。本研究表明，尽管Mg元素具有明显不同于过渡族元素的原子半径、晶体结构、价电子结构和电负性，若采用合理的制备方法，仍能获得较大固溶度的固溶体高熵合金，固溶体形成应基本遵守ΔSmix和ΔHmix等热力学判据。以此为基础，探索制备新的轻质高熵合金体系具有重要的意义。