《表8 图5中各区域的EDS结果》

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《铝合金表面激光沉积AlCrFeCoNiCu高熵合金组织与工艺优化》


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表8为涂层的EDS分析结果,DR为晶内区域,ID为晶间区域。由表可知,各元素含量偏离了原始配比,Cu在晶间产生偏析,Fe,Cr,Co,Ni在晶内的含量略高于晶间,Al在晶内与晶间的含量相对平衡。Cu偏析主要是因为Cu与Fe,Cr,Co,Ni有较高的正混合焓,如表9所示。高的混合焓不仅增加了合金系统的吉布斯自由能,而且使Cu与其他元素之间的结合力降低,使Cu元素在热力学上不利于与其他元素大量固溶,导致在结晶过程中,只有少量的Cu能与其他元素在晶内凝固,多余的Cu在晶间析出。此外,Cu的熔点低于Fe,Cr,Co,Ni,根据凝固原理可知,先凝固的晶内相容易富集高熔点元素,后凝固的晶间相容易富集低熔点元素,因此进一步造成Cu在晶间富集。在以往的研究中,铜偏析现象也出现在真空电弧熔炼法[30]、磁控喷溅法[31]制备高熵合金的实验中,与本文结论相一致。Fe,Co,Cr,Ni元素之间的混合焓相差较小,说明元素间的互溶性较好,且熔点相似,但远高于Cu的熔点,最终使各元素的晶内含量略高于晶间。Al与Fe,Co,Ni,Cr具有负的混合焓,可以降低合金系统的吉布斯自由能,所以部分Al可以在晶内与其他元素构成固溶体,又由于Al熔点低,易于在枝晶间析出,二者竞争关系使Al含量在晶内与晶间达到平衡。