難熔金屬高熵合金的制備工藝和性能研究開題報(bào)告

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1、畢業(yè)論文開題報(bào)告論文題目難熔金屬高熵合金的制備工藝和性能研究選題方向工程材料學(xué)生姓名劉永強(qiáng)專業(yè)物理學(xué)（師范）年級(jí)、班級(jí)10級(jí)物教（1）班一、選題的來源、目的、意義和基本內(nèi)容1、題目由學(xué)院老師提供。2、主要目的是用工業(yè)的方法怎樣冶煉難熔金屬高熵合金和對(duì)性能的研究。3、意義：國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)高熵合金的顯微組織與性能的研究，取得了一定的成果，但是一些基本的理論問題還是擺在人們的面前，本文研究的目的就是解決這些問題。研究這些問題有利于揭示高熵合金的合金化過程的機(jī)理，為建立科學(xué)的高熵合金選擇合金元素理論、熔鑄理論、熱處理理論等奠定基礎(chǔ)。4、主要內(nèi)容：合金元素的選擇、合金的微觀組織進(jìn)行分析合、金性能特點(diǎn)

2、的分析。二、國(guó)內(nèi)外研究綜述目前，高熵合金的研究正處于起步階段，我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)的研究處于國(guó)際領(lǐng)先水平，特別是臺(tái)灣國(guó)立清華大學(xué)和臺(tái)灣工研院。與此同時(shí)，我國(guó)內(nèi)地的多所高校和研究單位也取得了重要成果，哈爾濱工業(yè)大學(xué)等研究了Mn、Ti、V合金化對(duì)AlCrFeCoNiCu高熵合金的組織結(jié)構(gòu)的影響[11]；劉源等人對(duì)AlCoCrCuFeNi[9,10]高熵合金的微觀組織和力學(xué)性能作了研究；北京科技大學(xué)新金屬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張勇等人發(fā)現(xiàn)AlCoCrFeNiTix系高熵合金普遍具有很好的屈服和抗拉強(qiáng)度，而且具有比塊體金屬玻璃明顯優(yōu)異的塑性變形能力。臺(tái)灣學(xué)者葉均蔚研究發(fā)現(xiàn)NiCoFeCrSiAlTi高熵合

3、金表現(xiàn)出罕見的高溫析出硬化現(xiàn)象和優(yōu)異的耐高溫氧化能力，可與噴氣機(jī)渦輪片的Ni-22Cr-10Al-1Y相媲美[1,2]。對(duì)于高熵合金抗腐蝕及電化學(xué)性能的研究也有報(bào)道[6,7]。三、參考文獻(xiàn)[1]劉源,李言祥,陳祥,陳敏.多主元高熵合金研究進(jìn)展.材料導(dǎo)報(bào).2006，20(4)：4~6.[2]史鵬飛.高強(qiáng)度鋁合金及高熵合金的組織性能特點(diǎn).吉林大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文.2006,5.[3]孫慶軍.鐵基大塊非晶合金的玻璃形成能力及斷裂行為.哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文.2006,3.[4]陳國(guó)良,林均品.有序金屬間化合物結(jié)構(gòu)材料.冶金工業(yè)出版社.1999:51~52.[5]何獎(jiǎng)愛,王玉瑋.材料磨損

4、與耐磨材料.東北大學(xué).2001:50.四、指導(dǎo)教師意見指導(dǎo)教師簽名：年月日五、院（系）畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組審核意見領(lǐng)導(dǎo)小組組長(zhǎng)簽名：年月日畢業(yè)論文開題報(bào)告題目：難熔金屬高熵合金的制備工藝和性能研究學(xué)院：物理電氣信息學(xué)院專業(yè)：物理學(xué)（師范）年級(jí)：2010級(jí)學(xué)號(hào)：12010245509姓名：劉永強(qiáng)指導(dǎo)教師：汪燕青郵箱：874322801@qq.com開題報(bào)告幾千年來，合金的發(fā)展都是以一種金屬元素為主的(一般都超過50%)，隨著添加各種不同的合金元素而產(chǎn)生不同的合金，以滿足所需的性能要求，例如以鋁為主的鋁合金，以鐵為主的鋼鐵材料，以銅為主的銅合金，以鎳為主的高溫合金，以鈦為主的鈦合金等等。盡管如此

5、，合金系的數(shù)量還是很有限的，目前人類已開發(fā)使用的合金系共有30余種。一、難熔金屬及高熵合金的定義、基本原理難容金屬一般指熔點(diǎn)高于1650℃并有一定儲(chǔ)量的金屬（鎢、鉭、鉬、鈮、鉿、鉻、釩、鋯和鈦），也有將熔點(diǎn)高于鋯熔點(diǎn)（1852℃）的金屬稱為難熔金屬。以這些金屬為基體，添加其他元素形成的合金稱為難熔金屬合金。制造耐1093℃（2000°F）以上高溫的結(jié)構(gòu)材料所使用的難熔金屬主要是鎢、鉬、鉭和鈮。在難熔金屬合金中鉬合金是最早用作結(jié)構(gòu)材料的合金，Mo-0.5Ti-0.1Zr-0.02C合金具有良好的高溫強(qiáng)度和低溫塑性，在工業(yè)上廣泛應(yīng)用。鈮合金的出現(xiàn)遲于鉬合金，但發(fā)展很快，已有30余種牌號(hào)。航天

6、工業(yè)中使用的主要是中強(qiáng)合金和低強(qiáng)高塑性的鈮合金。高熵合金是1995年臺(tái)灣學(xué)者葉均蔚提出的一個(gè)新的合金設(shè)計(jì)理念[1-3]。與傳統(tǒng)合金設(shè)計(jì)理念不同的是，高熵合金是由五個(gè)主要元素（簡(jiǎn)稱為主元）構(gòu)成的合金體系，且每個(gè)主元的原子百分比應(yīng)介于5%到35%之間，而原子百分比小于5%的元素則稱之為次要元素。根據(jù)傳統(tǒng)合金設(shè)計(jì)觀念，合金中的組元數(shù)越多，形成金屬間化合物的傾向也就越大。然而脆性金屬間化合物的出現(xiàn)會(huì)惡化合金的性能，如變脆等，同時(shí)金屬間化合物的晶體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，也不利于材料的組織和成分分析。因此傳統(tǒng)合金都是以一種元素為主，添加少量次要元素改進(jìn)其性質(zhì)。但是物極必返，葉均蔚指出，當(dāng)主元數(shù)盡可能的增大后，所

7、帶來的高熵效應(yīng)卻可以化繁為簡(jiǎn)，令合金形成一個(gè)或多個(gè)簡(jiǎn)單的固溶相，不僅便于分析，而且具有巨大的應(yīng)用價(jià)值。之所以有這種現(xiàn)象發(fā)生，主要是混合熵超過一定臨界后，固溶體的生成自由能小于金屬間化合物的生成自由能的結(jié)果[4]。根據(jù)Gibbs自由能表達(dá)式：式中，、和分別為固溶體相的混合熵、混合焓和生成自由能。從公式中不難看出，越大，也就越正，固溶體相的生成自由能也就越負(fù)。在高溫，也就是較大的情況下，固溶體的生成自由能比金屬間化合物的自由能更負(fù)，就不