Obstinaj altaj entropiaj alojoj (RHEA) estas nova speco de alojo kunmetita de gamo da obstinaj elementoj. Ili havas bonegajn alt-temperaturajn mekanikajn trajtojn, alt-temperaturan oksidiĝan reziston, frotadon kaj eluziĝon, korodan reziston kaj radian reziston. Ili estas atenditaj esti uzitaj en aviado, aerospaco, nuklea energio, petrolkemiaĵoj, kaj medicinaj aparatoj. Limigitaj per tradicia aloja fandteknologio, la alt-fandpunktoj obstinaj alt-entropiaj alojoj nuntempe preparitaj havas problemojn kiel ekzemple malgranda muldgrandeco, severa elementapartigo kaj alta denseco, kiuj multe limigas la evoluon kaj aplikon de obstinaj alt-entropiaj alojoj. Lazera aldonaĵa fabrikada teknologio uzas alt-energi-densecan laseran radion kiel hejtfonton. Per komputila desegnado kaj kontrolo, la "diskrete-akumula" formadprocezo de metalaj materialoj povas esti realigita, kiu disponigas efikan manieron trarompi la esploran botelon de obstinaj alt-entropiaj alojoj. Ĉi tiu artikolo revizias la pretigkarakterizaĵojn, mikrostrukturon kaj agadokarakterizaĵojn de obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj (RHEACs) preparitaj per lasera tegaĵoteknologio en la lastaj jaroj. La efikoj de aloja komponado kaj pretiga teknologio sur la faza komponado, mikromorfologio, mikromalmoleco, eluziĝo-rezisto, koroda rezisto kaj oksigenado-rezisto de obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj estis detale diskutitaj. La esplora stato, mankoj kaj defioj de lasera tegaĵo obstinaj altaj entropiaj alojoj estis atentigitaj, celante provizi teorian gvidon por posta esplorado kaj antaŭĝoji ĝian estontan evolutendencon.

Metalaj materialoj suferos evidentan strukturan moliĝon ĉe servotemperaturo pli alta ol 0.6Tm (Tm estas la frostopunkto de la alojo) [1,2]. Tradiciaj alt-temperaturaj alojoj kiel Fe-bazitaj, Co-bazitaj kaj Ni-bazitaj alojoj estas emaj al trofrua fiasko sub ekstremaj medioj kiel ekzemple alta temperaturo, frotado, oksigenado kaj korodo. Plibonigi la alttemperaturan eluziĝoreziston, korodan reziston kaj oksidiĝan reziston de alojoj sub ekstremaj medioj havas gravan praktikan signifon por plibonigi la servodaŭron de strukturaj materialoj. Alojado estas la plej ofta kaj efika metodo por plibonigi la agadon de metalaj materialoj. Tradiciaj alojoj estas kutime bazitaj sur unu aŭ du elementoj, kaj la servoprezento de la alojoj estas plibonigita aldonante multoblajn spurelementojn. Ĝis nun, esploristoj evoluigis grandan nombron da alt-efikecaj tradiciaj alojoj uzante alojajn metodojn. Tamen, la kunmetaĵo de tiuj alojoj estas kutime situanta ĉe la rando de la fazdiagramo, kiu tre limigas la liberecon de materiala dezajno. En 2004, profesoro Ye Junwei de Nacia Universitato Tsing Hua en Tajvano [3] preparis novan alojon kunmetitan de 10 ekvimolaraj elementoj kaj trovis, ke la alojo ne nur havas simplan fazan strukturon, sed ankaŭ havas pli bonan rendimenton ol tradiciaj unuelementaj alojoj. Li formale proponis la dezajnokoncepton de "altaj entropia alojo".

La alt-temperaturaj mekanikaj propraĵoj de alojoj estas tre tuŝitaj de ilia frostopunkto. Kiam la temperaturo estas  0.6Tm, la dislokgrimpmekanismo estas aktivigita, la deforma mekanismo de la alojo ŝanĝiĝas de ne-difuza deformado al disvastiga deformado, kaj la rendimentforto malaltiĝos akre. Sekve, aldoni alt-fandpunktojn por pliigi la sojlan temperaturon de difuza deformado estas la plej simpla kaj efika maniero plibonigi la alt-temperaturajn mekanikajn ecojn de alojoj. Surbaze de tio, en 2011, profesoro Senkov de la Laboratorio de la Aera Forto de Usono [4,5] uzis obstinajn elementojn kun altaj frostopunktoj por prepari MoNbTaW kaj MoNbTaWV altajn entropiajn alojojn. Estis trovite ke la du alojoj daŭre konservis ultra-altajn rendimentfortojn de 405 kaj 477 MPa je 1600 °C, kaj proponis la koncepton de "refractaj altaj entropiaj alojoj (RHEAoj)". Kompare kun la tradicia fcc-fazo Cantor-alojo, RHEA-oj kunmetitaj de bcc-fazo ĝenerale havas pli altan altan temperaturforton kaj mikromalmolecon [6]. En la lastaj jaroj, akademiuloj de diversaj landoj faris ampleksan esploradon pri la alttemperaturaj mekanikaj trajtoj [7-9], fazstabileco [10,11], radiadrezisto [12,13] kaj oksigenadrezisto [14,15] de RHEA-oj. Kiel alttemperatura materialo, RHEAoj montras pli bonajn alttemperaturajn mekanikajn trajtojn ol tradiciaj nikel-bazitaj altaj temperaturaj alojoj [5] kaj estas atenditaj iĝi la venonta generacio de alttemperaturaj strukturaj materialoj. Tamen, la plej multaj RHEAoj montras evidentan fragilecon ĉe ĉambra temperaturo kaj havas malbonan maŝinkapablon. La komunaj V kaj VI subgrupkomponentoj de RHEAoj havas altajn frostopunktojn. La vakua arka fandado-metodo nuntempe uzita estas limigita per la grandeco de la fornejkamero kaj povas nur produkti buton-grandajn alojingotojn [16]. Krome, la alojaj ingotoj havas problemojn kiel kruda strukturo kaj severa komponentapartigo. Krome, obstinaj elementoj kiel Mo, W, Nb, Ta kaj Hf havas altan densecon, kaj la pretaj alojoj kutime havas altan densecon. Ĉi-supraj problemoj multe limigas la aplikon de RHEA-oj en strukturaj materialoj, kaj urĝas serĉi pli altnivelajn formajn kaj fabrikajn teknologiojn.

Lasera tegaĵo (LC) estas altnivela teknologio, kiu rapide disvolviĝis en la lastaj jaroj kaj baziĝas sur cifereca kontrolo por prepari tegaĵojn kaj atingi surfacan plifortigon de metalaj materialoj. Kompare kun tradiciaj surfacaj plifortigaj teknologioj, LC-teknologio havas la karakterizaĵojn de alta energia denseco, rapida pretiga rapideco, malpli da materiala malŝparo kaj ekologia procezo, kiu helpas formi fortan metalurgian ligon inter la tegaĵo kaj la baza alojo, kaj la tegaĵo havas unuforma kaj fajna mikrostrukturo [17~19]. Studoj montris ke LC-formitaj obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj (RHEACoj) estas atenditaj trarompi la nunan esploran proplempunkton de RHEAoj. Unue, altenergi-densecaj laserfontoj povas rapide fandi obstinajn elementojn kiel ekzemple Mo, Nb, Ta, W, Hf, Zr, Cr kaj V, kaj precize formi la fanditan metalon per rapida malvarmiga demetado, kiu efike venkas la mankojn de RHEA-oj. kiel malalt-temperatura fragileco, malfacila prilaborado kaj malgranda formanta grandeco. Krome, simplaj "dudimensiaj" tegaĵoj povas efike solvi la alt-densecan problemon de RHEA-oj kiel strukturaj materialoj [20], kaj plibonigi la surfacajn trajtojn de la baza alojo, realigante malaltkostan kaj alt-efikecajn RHEA-aplikojn.

Nuntempe, hejmaj kaj eksterlandaj esploristoj uzis LC-teknologion por prepari iujn RHEAC-ojn, plibonigante la eluziĝoreziston, korodan reziston kaj oksigenadon de bazaj alojoj kiel M2-ŝtalo, 316L-ŝtalo, IN718 kaj TC4. Ĉi tiu artikolo ĉefe revizias la esplorprogreson de la prilaboraj trajtoj de LC-teknologio, la mikrostrukturo de RHEAC-oj, kaj la mikromalmoleco, eluziĝo-rezisto, koroda rezisto kaj oksigena rezisto. La problemoj kaj defioj de nuna esplorado estas resumitaj, kaj la estonta evolutendenco estas perspektiva, por disponigi valoran referencon kaj referencon por la posta esplorado de LC-RHEACs.

1. Kunmetaĵdezajno de obstinaj alt-entropiaj alojoj per lasera tegaĵo
Multi-ĉefa elemento estas la plej grava trajto de altaj entropiaj alojoj, kiu distingas ĝin de tradiciaj alojoj. Ĝi disponigas larĝan kunmetaĵdezajnan spacon por la evoluo de alt-efikecaj materialoj. Tamen, ĝia konsisto estas kompleksa kaj ĝia organizo estas ŝanĝebla, kio ankaŭ alportas certajn defiojn al la elemento kaj kompona kribrado de alojoj. En la frua stadio de esplorado, homoj emas dizajni alojojn kun ekvimolara kunmetaĵo por akiri la maksimuman miksan entropian valoron, por plibonigi la formablecon kaj stabilecon de unufaza solida solvaĵo en la alojo. Kun la profundiĝo de esplorado, homoj trovis, ke miksado de entropio ne havas sufiĉan movan forton por malhelpi la formadon de intermetalaj kunmetaĵoj en la plej multaj alojsistemoj, kaj la ŝanĝo de miksa entalpio kaŭzita de konsistoŝanĝo determinas la formablecon kaj servofaradon de solidaj solvaj alojoj. certagrade. Sekve, la celo de lasera tegaĵo refractaria alta entropia aloja kompona dezajno estas simila al tiu de tradiciaj refractaj altaj entropiaj alojoj, kiu estas ĉefe optimumigi la fazan komponadon kaj mikrostrukturon por atingi la atendatan agadon de la alojo. La diferenco estas, ke la tegaĵo-konsisto estos diluita de la elementoj en la baza alojo dum lasera tegaĵo, kaj la fokuso de tegaĵa komponaĵo estas studi la influon de la tipo kaj enhavo de la ĉefa elemento sur la solida solvformado kaj alojaj propraĵoj. . Krome, la lasera tegprocezo implikas rapidan hejton kaj malvarmigon. Dum desegnado de la komponado, necesas elekti alojajn elementojn kun taŭgaj termikaj ekspansiaj koeficientoj, termika kondukteco kaj frostopunktoj por eviti grandajn termikajn streĉojn ene de la tegaĵo kaj inter la tegaĵo kaj la substrato dum rapida hejtado kaj malvarmigo, kio povas kaŭzi krakadon. aŭ forĵetado de la tegaĵo. Lasera tegaĵo bezonas certigi, ke la tegaĵo-tavolo havas bonan metalurgian ligon kun la substrato. Dum desegnado de la komponado, necesas konsideri la kongruon inter la elementoj por certigi bonan interfacon ligon inter la du kaj eviti la formadon de fragilaj fazoj aŭ interfacaj difektoj. HEACoj kutime enhavas multekostajn metalelementojn kiel ekzemple Ta, Zr kaj Hf. La tradicia "kuirstila" kompona dezajno ne nur havas longan eksperimentan ciklon, sed ankaŭ altajn esplorkostojn. Surbaze de tio, esploristoj evoluigis diversajn teoriajn modelojn kaj simulajn kalkulmetodojn por la dezajno de RHEAoj.

1.1 Empiria parametra metodo
La empiria parametrometodo apartenas al la teoria paradigmo de esplorado per modeloj aŭ indukto. La karakterizaĵo de la empiria parametrometodo estas ke ĝi povas rapide kaj facile antaŭdiri la fazan strukturon de la alojo per fizikaj kaj kemiaj parametroj. Zhang Yong et al. [21] trovis per la analizo de granda kvanto de eksperimentaj datumoj, ke la solida solvforma kapablo de la alojo rilatas al la miksa entalpia valoro ΔH miksaĵo kaj la atomgrandecdiferenco δ en la sistemo. La absoluta valoro de la miksa entalpio reprezentas la reziston al la formado de malorda solida solvstrukturo inter elementoj. Pli pozitiva miksa entalpio indikas ke la forpuŝa forto inter elementoj estas pli granda, kaj la alojo emas sperti spinodan putriĝon aŭ formi ordigitan strukturon; pli negativa miksa entalpio indikas ke la elementoj altiras unu la alian, kaj la alojo emas formi intermetalan kunmetaĵon; kaj ju pli proksima la miksa entalpio estas al nulo, des pli facile estas por la alojo formi malordan solidan solvaĵon. Krome, ju pli malgranda estas la atomgranda diferenco, des pli facile estas por la elementoj anstataŭigi unu la alian por formi senfinan solidan solvon. Tial, Zhang Yong et al. [21] proponis ke la miksa entalpio en la alojsistemo estas −15 kJ/mol ≤ΔH miksaĵo ≤5 kJ/mol kaj la atomgrandecdiferenco δ ≤ 6.5% estas la kondiĉo por la alojo por formi simplan solidan solvstrukturon. Kun la profundiĝo de esplorado, Yang kaj Zhang [22] kredis, ke la simpla ΔH miksa-δ kriteriokondiĉo ignoris la influon de miksa entropio sur la stabileco de la solida solvaĵo, kaj proponis novan kriterioparametron Ω por reprezenti la solidan solvforman kapablon. de altaj entropiaj alojoj dum solidiĝo: vidu formulon (1) en la figuro. En la formulo, Tm estas la fandpunkto de la alojo, kaj ΔSmix estas la miksa entropio de la alojo. Kiam Ω < 1, la miksa entalpia valoro dominas la solidan solvforman kapablon de la alojo dum solidiĝo, kaj la alojo estas facile formi intermetalajn kunmetaĵojn kaj sperti spinodan putriĝon. Kiam Ω > 1, la miksa entropia valoro determinas la solidan solvforman kapablon de la alojo, kaj la alojo prefere formas simplan malordan solidan solvstrukturon. Surbaze de tio, Yang kaj Zhang [22] proponis ke kiam la alojsistemo kontentigas la kondiĉojn de Ω≥1.1 kaj δ≤6.6%, la strukturo de la alojo tendencas formi solidan solvon dum solidiĝo. Ĝis nun, la plej multaj esplorlaboroj sukcese atingis la antaŭdiron de la solida solvstrukturo de altaj entropiaj alojoj uzante la supran empirian modelon. Tamen, kvankam la empiria parametrometodo estas simpla kaj rapida, ĝia aplika precizeco por certaj alojsistemoj bezonas plian konfirmon [11].

1.2 Komputila simuladmetodo
Komputila simuladmetodo apartenas al la komputila paradigmo de uzado de komputiloj por simuladesplorado. La komputilaj simuladmetodoj nuntempe uzataj en lasera tegaĵa komponaĵdezajno estas plejparte dividitaj en unuaj principoj kaj fazaj diagramaj kalkulmetodoj. La unua-principa kalkulmetodo baziĝas sur la interago inter atomoj kaj elektronoj. Tra proksimumaj supozoj kiel denseca funkcia teorio, la ekvacio de Schrödinger estas solvita por akiri la fizikajn, kemiajn kaj mekanikajn ecojn de la materialo[23]. La unuaprincipa kalkulo unue konstruas kristalan modelon bazitan sur la aloja krado. Sur ĉi tiu bazo, la kristala modelo estas strukture optimumigita por akiri la plej stabilan strukturon de la alojsistemo en la komputila medio. La strukturo ĉefe enhavas la ondfunkcion de la aloja sistemo. Finfine, la aloj-rilataj trajtoj estas akiritaj per ekstraktado de la ondofunkciaj informoj.
Nuntempe, la esplora kampo de lasera tegaĵo ĉefe uzas unuaprincipan kalkulon por ekzameni la elementojn kaj optimumigi la konsiston de la tegaĵo. Mu Yongkun [24] uzis la unuaprincipan metodon por kalkuli la influon de Cr kaj Al-elementoj sur la termofizikaj parametroj kiel ekzemple liga energio, formantalpio, elasta modulo kaj groca modulo de TiVMoNb RHEAs. La rezultoj montras ke TiVMoNb-X (X = Cr, Al, CrAl) RHEAoj estas ĉiuj ununuraj bcc-strukturoj, kaj la Cr-elemento igas la formantalpion de la alojo pli proksime al nulo, dum la Al-elemento igas la formantalpion de la alojo pli. negativa, indikante ke la Al-elemento stabiligos la bcc-fazon de la alojo, kaj la Cr-elemento igos la bcc-fazon iĝi malstabila. Krome, la elasta modulo de la alojo malpliiĝas kiam Al kaj Cr-elementoj estas aldonitaj aparte, dum la elasta modulo de la alojo pliiĝas kiam Al kaj Cr-elementoj estas aldonitaj samtempe, indikante ke alojado influas la rigidecon de la materialo certagrade.
Kvankam unuaprincipaj kalkuloj povas observi kaj akiri la internajn kristalstrukturajn informojn de alojaj sistemoj je la atomskalo, kaj analizi kaj kompreni la naturon de materio kaj rilatajn mekanismojn el la perspektivo de elektronika strukturo, iliaj kristalstrukturaj modelaj metodoj kaj denseca funkcia teorio uzas granda nombro da proksimumaj supozoj, rezultigante certajn erarojn en la simulaj rezultoj [25]. Krome, la unuoĉelo estas la bazo por unuaprincipaj kalkuloj. Studante la influon de komponado sur la fizikaj kaj kemiaj propraĵoj de alojoj, necesas establi grandegan datumbazon de kristalstrukturaj modeloj. Unu-principaj kalkuloj estas kutime malefikaj kiam temas pri plur-atoma superĉela strukturo-optimumigo, kaj estas malfacile renkonti la alt-produktajn postulojn en la kampo de materiala dezajno [25]. Fazdiagramkalkulo estas metodo por parametrigado de fazekvilibro kaj termodinamikaj informoj. La esenco de ĉi tiu metodo estas optimumigi la malalt-ordajn termodinamikajn parametrojn de la celsistemo per ripeta alĝustigo de eksperimentaj kaj teoriaj kalkuldatenoj, kaj establi termodinamikan priskribon de la alt-orda sistemo per ekstrapolo. Ĉi tiu termodinamika priskribo povas rapide establi la rilaton inter alojokonsisto, faza strukturo kaj temperaturo [26]. La preciza aloja kunmetaĵdezajno per fazdiagramkalkulo postulas sufiĉajn malaltordajn termodinamikajn informojn kaj grandan kvanton da ŝlosila eksperimenta informkontrolo. Tial, la fazdiagramo kalkulmetodo estas uzata por ripete konveni la termodinamikan informon kaj eksperimentajn datumojn de la unuaprincipa kalkulo por konstrui kompletan termodinamikan kaj kinetan datumbazon de alt-entropiaj alojoj. Ĉi tio estas realigebla solvo por la rapida optimumigo de la komponado kaj materiala disvolviĝo de laseraj tegaĵoj kun alt-entropiaj alojaj tegaĵoj.

2 Pretigaj karakterizaĵoj de laseraj tegaĵoj obstinaj alt-entropiaj alojoj
2.1 Prepara metodo kaj pulvora nutra sistemo de krudaĵoj de LC-RHEACs
LC estas esence pretiga teknologio apartenanta al la kategorio de pulvormetalurgio. La krudaĵoj por formado estas kutime regulaj sferaj metalaj pulvoroj. Por prepari tegaĵojn kun bona morfologio kaj kvalito, la pulvoro devas plenumi la postulojn de malalta oksigena enhavo, alta sfereco kaj alta pureco. Figuro 1 estas skema diagramo de la principo kaj pulvora morfologio de la kutime uzata metodo por prepari alojajn pulvorojn [27,28]. Figuro 1a [27] estas baza principdiagramo de la vakua plasma atomiga metodo. La fandita metalo estas rompita en fajnajn gutetojn sub la altprema gaso en la atomiga kamero, kaj estas senĉese malvarmetigita kaj sferoidita en metalan pulvoron. Kiel montrite en Figuro 1b[29], la metalaj pulvoraj partikloj preparitaj per vakua plasmo-atomizado estas regulaj sferaj kaj havas bonan fluecon, kiu taŭgas por samaksa pulvora nutrado de lasera aldonaĵfabrikado. Ĝi estas la tipo de metala pulvoro ofte uzata en la preparado de RHEACoj. Figuro 1c[30] estas baza principdiagramo de la ŝpruca granuladmetodo. Polivinila alkoholo aŭ distilita akvo estas uzataj por prepari neregulajn metalajn krudaĵojn en prefabrikitan alojan suspensiaĵon. La suspensiaĵo estas sekigita kaj aglomerata sub la ago de ŝprucaĵo varma aero por finfine akiri sferan alojan pulvoron. Kiel montrite en Figuro 1d[31], la ŝpruca granuladmetodo povas prepari neregulan puran metalan pulvoron en antaŭfabrikitan alojan pulvoron kun bona sfereco, en kiu la altaj fandpunkto-elementaj partikloj havas pli malgrandan grandecon kaj povas esti plene fanditaj sub la surradiado de la lasero. trabo. Ĉi tiu metodo taŭgas por aldona fabrikado de alojaj pulvoroj kun grandaj diferencoj en elementaj fandpunktoj. Studoj montris, ke la tega strukturo de alt-fandpunktoj RHEAC-oj formitaj per ŝprucaĵgranuliga pulvoro estas pli unuforma ol tiu preparita per plasma atomiga aloja pulvoro, kaj la alt-fandpunktoj W kaj Mo-elementaj partikloj en la tegaĵo estas tute fanditaj. Tamen, pro la malbona denseco de la aloja pulvoro preparita per ŝprucaĵgranulado kaj la poluado de malpuraj karbonelementoj en polivinila alkoholo, la preta tegaĵo havas evidentajn porojn kaj malpurajn ceramikajn fazdifektojn [31].

En la LC-pretigprocezo, aloja pulvoro estas kutime sendita al la lasera fokuso en la formo de antaŭ-metado aŭ coaxial pulvora nutrado por fandado kaj deponado. Inter ili, LC en la formo de antaŭmeta pulvoro taŭgas nur por prilaborado de bazaj alojoj kun simplaj ebenaj formoj, dum samaksa pulvora nutrado LC povas atingi tegaĵon sur la surfacoj de diversaj kompleksaj strukturalojoj kiel krankoŝaftoj kaj aviadiloj loke fandante la. pulvoro kaj deponi ĝin por formi fanditan naĝejon. Krome, coaxial pulvora nutrado LC-teknologio havas la avantaĝojn de alta efikeco kaj rapida depona indico, kaj estas pli taŭga por apliko en la kampo de industria produktado [32]. Ene de akceptebla gamo de pretigaj parametroj, coaxial pulvora nutrado povas iom post iom ŝanĝi la komponadon de la miksita pulvoro en la pulvora nutrilo por prepari komponajn gradientajn alojojn kun alta rendimento, tiel realigante rapidan kribradon de alt-efikecaj alojoj [33,34].

2.2 Oftaj difektoj de LC-RHEACs
Dum lasera prilaborado, la fandita naĝejo havas altan hejtadon kaj malvarmigon, kaj la neevitebla termika interna streso kondukas al certa kvanto da makroskopaj kaj mikroskopaj difektoj en la tegaĵo. La frostopunktoj de la konsistigaj elementoj de RHEA-oj ĝenerale estas pli grandaj ol 1650 ℃, kaj la frostopunktoj de Ta kaj W-elementoj eĉ atingas ĉirkaŭ 3000 ℃, kio postulas pli altan energidenson esti enigo dum lasera prilaborado por certigi ke la elementoj estas plene. fandita. Ĉar la frostopunktoj de kelkaj elementoj estas eĉ pli altaj ol la bolpunktoj de aliaj elementoj, malalt-fandpunktoelementoj vaporiĝos aŭ alt-fandpunktoelementoj ne plene degelas dum la tegprocezo. Kiam la superflua indico de la supersaturita gaso generita per la vaporiĝo de malalt-fandpunkto-elementoj estas malpli ol la solidiĝorapideco, vezikoj estos retenitaj en la tegaĵo por formi difektojn kiel ekzemple truoj [35,36]. Krome, la neadekvata fandado de alt-fandpunkto-elementoj reduktos la fluecon de la fandado en la fandita naĝejo, malfaciligante ke vezikoj "eskapus" de la fandita naĝejo, kaj eĉ produktos difektojn kiel ekzemple fendoj ĉirkaŭ la nefandita pulvoro. sub la ago de interna streso [35,36]. Studoj montris [35,37] ke la ekstera helpkampo dum la tegaĵoprocezo povas efike plibonigi la forman kvaliton de la tegaĵo, kaj la tegaĵostrukturo post solidiĝo estas pli unuforma, kaj difektoj kiel ekzemple poroj kaj fendoj malaperas. Figuro 2 [35] montras la SEM-morfologion de MoNbTaW RHEACs preparitaj de LC kaj magneta kampo-LC. Kiel montrite en Figuro 2a [35], la tega strukturo preparita sen aldoni helpan magnetan kampon estas neegala, kaj estas evidentaj poroj kaj fendoj (Figuro 2b1~d1 [35]), dum la tega strukturo preparita per helpa magneta kampo fariĝas. uniformo, kaj la poroj kaj fendoj malaperas (Figuro 2a2~d2 [35]). Ĉi tio estas ĉefe pro la fakto, ke la ekstera helpkampo pliigas la flukvanton de la Marangoni-likvaĵo en la fandita naĝejo, kaj la supersaturita gaso povas rapide atingi la fandan surfacon kaj superflui la fanditan naĝejon. Krom la ekstera helpa kampo, racia optimumigo de prilaboraj parametroj ankaŭ povas efike plibonigi difektojn kiel nefandita metala pulvoro kaj poroj en la tegaĵo. La difektoj en la tegaĵo iom post iom malaperas kun la pliiĝo de lasera potenco [38]. Ĉi tio estas ĉefe atribuita al la fakto, ke pliigo de la lasera potenco pliigas la fandan temperaturon en la fandita naĝejo, kaj la alt-fandpunktoj-elementaj partikloj estas plene degelitaj. Krome, la pliiĝo en la fandita naĝejo-temperaturo efike plilongigas la solidigan tempon de la fandado, kaj la vezikoj generitaj de la fandado havas sufiĉan tempon por superflui la fanditan naĝejon. Aldone al optimumigo de la lasera potenco, akcelo de la lasera skanadrapido povas redukti la pulvorliverproporcion, kio ankaŭ reduktos la proporcion de nefandita pulvoro post tegaĵformado kaj reduktos difektojn en la tegaĵo [38].
Krom poroj kaj nefanditaj partikloj, RHEA-oj estas inklinaj al mikrofendoj dum la formadprocezo pro sia interna fragileco kaj la interna streso generita per kontinua hejtado kaj malvarmigo dum lasera prilaborado [39,40]. Figuro 3 [41] estas SEM-morfologio de laser-vestita MoFexCrTiWAlNby RHEACs. Kiel montrite en Figuro 3a kaj b [41], neniuj evidentaj fendoj estas generitaj en la Fe1Nb1 kaj Fe1.5Nb1-tegaĵoj montritaj en Figuroj 3a kaj b [41]. Kiam la enhavoj de Fe kaj Nb estas altaj (Figuro 3c~i[41]), granda kvanto de Laves_Fe2Nb malmola fazo estas generita en la tegaĵo, kiu pliigas la fend-sentemon de la tegaĵo kaj generas grandan nombron da mikrofendetoj. Tamen, post aldonado de Cu, la mikrofendoj en la tegaĵo signife malaperas [42]. Ĉi tio estas ĉefe atribuita al la fakto, ke Cu plibonigas la reziston de la tegaĵo al plasta deformado kaj efike malhelpas la komencon kaj disvastigon de fendoj. Krome, Cu havas pli malaltan fandpunkton, kiu povas plilongigi la solidigan tempon de la tegaĵo, permesante al la resta likvaĵo efike plenigi la interspacojn en la solidigita strukturo, tiel plu malhelpante la formadon de fendoj. Simile, redukti la enhavon de elementoj kiel Mo kaj W ankaŭ povas efike redukti la fragilan tendencon de la tegaĵo kaj plibonigi la fendetreziston de la tegaĵo. Sun et al.[31] laservestitaj 3 tavoloj de MoNbTaW RHEACoj sur Mo-matrica alojo. La rezultoj montras, ke la fendoj en la tegaĵo iom post iom malaperas kun la pliiĝo de la tega dikeco. Analizo de la kialoj montras, ke la redukto de fendetoj estas ĉefe pro la fakto, ke la dilua indico de la tegaĵo malpliiĝas kun pliiĝanta dikeco, kaj la redukto de la Mo-elementa enhavo malhelpas la generacion de mikrofendoj. En resumo, la procezaj parametroj de lasera prilaborado kaj la aloja komponado komune determinas la forman kvaliton de RHEACoj. Establi perfektan forman kontrolmekanismon estas de granda signifo por plibonigi la maŝineblecon de RHEAC-oj kaj atingi bonan preparon de la tegaĵo.

3 Strukturaj trajtoj de lasera tegaĵo obstinaj alta entropio alojaj tegaĵoj
La mikrostrukturo de la alojo, kiel faza komponado, grajna grandeco, grajna strukturo kaj disloka denseco, determinas la atendatan agadon kaj modifan metodon de la materialo. Tial, estas grave kompreni la mikrostrukturan evoluan konduton dum la lasera tegaĵo-forma procezo. La mikrostrukturo de RHEAC-oj estas plejparte determinita per la alojkonsisto kaj pretigteknologio. Ĉi tiu sekcio revizios la esplorprogreson de la mikrostrukturo de LC-RHEAC-oj kaj analizos la influmekanismon de aloja komponado kaj pretiga teknologio pri la faza komponado kaj mikrostrukturo de RHEAC-oj.

3.1 Faza komponado
La enhavo de altaj entropiaj alojelementoj estas kutime ekvimola aŭ proksimume ekvimola. Laŭ la klasika Boltzmann-formulo [3], ju pli da komponentoj havas alta entropia alojsistemo, des pli alta la miksa entropio. Alta miksa entropio estas favora por redukti la liberan energion de la sistemo kaj antaŭenigi la formadon de solida solvfazo [43,44]. RHEAoj estas plejparte kunmetitaj de obstinaj elementoj de grupoj IV, V kaj VI. Grupo V kaj VI-elementoj estas ĉiuj bcc-strukturoj, dum la referenca stato de Ti, Zr kaj Hf-elementoj de grupo IV estas hcp-fazo, kiu spertos alotropan transformon ĉe alta temperaturo kaj tiel konvertiĝos en bcc-strukturon. Laŭ statistiko, la plej multaj el la pli ol 400 RHEA raportitaj ĝis nun estas ununuraj bcc-fazaj strukturoj [45], kaj foje sekundaraj fazoj kiel ekzemple hcp-fazo, B2-fazo kaj Laves-intermetala kunmetaĵo estas precipitaj. Male al grocaj alojoj, la kunmetaĵo de RHEACoj ankaŭ formos fazojn kiel ekzemple karbidoj kaj nitruroj pro diluo de matricelementoj. Tablo 1 listigas la tegspecojn kaj fazstrukturojn de LC-RHEA en la lastaj jaroj same kiel la specojn de matricaj alojoj.

Kiel povas esti vidita de Tabelo 1, la faza strukturo de la aloja tegaĵo kunmetita de obstinaj elementoj estas ununura bcc solida solvo. Kiam elementoj kiel ekzemple Al, Cr kaj Fe kun relative negativa miksa entalpio kun obstinaj elementoj estas aldonitaj, intermetalaj kunmetaĵoj kiel ekzemple Laves estas facile generitaj en la tegaĵo. Krome, kiam la metala tegaĵo estas preparita per LC-teknologio, la konsisto de la tegaĵo estas diluita de la matricaj alojaj elementoj por formi novajn fazojn. Guo et al. [47] kaj Kuang et al. [51] uzis LC por prepari CrTiMoWNbFeAl kaj MoFeCrTiWAlNb3 RHEAojn sur M2 altrapida ŝtalo, respektive. Rentgenfota difrakto (XRD) testrezultoj montras ke Nb kaj Ti-elementoj havas fortan ligan kapablon kun la C-elemento en la matrica alojo por formi (Nb, Ti)C fazon [64]. Simile, Liu et al. [42] trovis ke kiam lasera tegaĵo AlNbMoTaCux RHEAs sur la surfaco de TC4-alojo, granda kvanto de Ti en la TC4-matrico estis diluita en la tegaĵon, formante AlCu2Ti kaj Ti(Al, Cu)2-kunmetaĵojn kun Cu kaj Al en la tegaĵo. , kaj formante TiN malmolan fazon kun N en la atmosfero. Tial, por plibonigi la precizecon de tegaĵo-kompona dezajno, estas grave optimumigi la laseran pretigan teknologion por redukti ĝian diluan indicon.

3.2 Mikromorfologiaj trajtoj
En la procezo de lasera tegaĵo obstinaj altaj entropiaj alojoj, la lasera fasko fandas la metalan pulvoron en tre mallonga tempo, kaj la tegaĵo havas hejtadon kaj malvarmigon de ĝis 106 K/s, kiu estas multe pli alta ol la malvarmiga indico de tradiciaj vakuaj arkaj fandaj alojoj (10~102 K/s) [65]. La alta malvarmiga rapideco povas efike pliigi la solidigan nuklean indicon de la alojo, kio estas favora al la formado de ultrafajnaj nanoskalaj grajnoj en la alojo [66,67]. Li et al. [68] uzis elektron-retrodisvastdifrakton (EBSD) por kompari la mikrostrukturojn de lasera fandado demetaĵo kaj vakuarko fandanta MoNbTa alojojn. La rezultoj estas montritaj en Figuro 4 [68]. Kiel videblas el la figuro, la alojo preparita per laserdemetado en Figuro 4a [68] estas plejparte kunmetita de kolonaj kristaloj kun grajngrandeco de proksimume 13.18 μm, kiu estas signife pli malgranda ol la ekvaksaj grajnoj (112.52 μm) preparitaj per vakuo. arko fandado en Figuro 4b [68]. Guan et al. [50] preparis TiNbZr RHEACojn per lasera tegteknologio. La tegaĵo estas kunmetita de neregulaj ekvaksaj kristaloj kun meza grajngrandeco de 24.5 μm, dum la grajngrandeco de la alojo preparita per konvencia vakua arkfandado estas proksimume 100 μm [69]. Videblas, ke lasera pretiga teknologio havas grandan potencialon en la preparado de alt-efikecaj ultrafine-grajnaj tegaĵoj.
La lasera pretigprocezo implikas kompleksan varmecon, mason kaj movokvanton en la fandita naĝejo, do la tegaĵo havas riĉan mikrostrukturon en malsamaj spacaj distribuoj. Laŭ la klasika metala solidiĝoteorio, la temperaturgradiento estas la ĉefa mova forto por la solidiĝo de la fandado, kaj la temperaturgradiento kaj la solidiĝrapideco kune determinas la morfologion de la solidigita strukturo. Dum la lasera tegprocezo, la altenergia lasero rekte agas sur la surfaco de la fandita naĝejo. La temperaturo en la fandita naĝejo iom post iom malpliiĝas de la surfaco ĝis la fundo, kaj la temperaturgradiento iom post iom pliiĝas. Figuro 5a[60] estas skema diagramo de la strukturo de la lasera tegaĵo fandita naĝejo. La fandita naĝejlimo konsistas el la solidigfronto kaj la degelfronto. La solidiĝrapideco R de la fandado dependas de la lasera skanada indico vd kaj la solidiĝperspektivo θs: R = vd cosθs (2). La solidiĝa angulo iom post iom pliiĝas de la surfaco ĝis la fundo de la fandita naĝejo. Sub la kondiĉo, ke la lasera skanada indico vd estas konstanta, la solidiĝo-rapideco iom post iom malpliiĝos. Figuro 5b estas skema diagramo de la rilato inter la temperaturgradiento G, la solidiĝofteco R, kaj la grajngrandeco kaj morfologio de la solidigita strukturo dum la metalsolidiĝoprocezo. Estas konate, ke la kreskodirekto de la greno estas tuŝita de la temperaturgradiento, kaj la solidiĝgrandeco de la greno estas determinita de la solidiĝrapideco. Oni povas vidi el la konstruita solidigdiagramo ke G·R determinas la grajngrandecon de la solidigstrukturo, kaj G/R determinas la grajnformon de la solidigstrukturo. Kiam la temperaturgradiento ĉe la fundo de la fandita naĝejo estas sufiĉe granda, estas malfacile formi komponan supermalvarman zonon ĉe la fronto de la solid-likva interfaco, kaj la solidiga strukturo kreskos en formo de ebena kristala ĉelo kun glata interfaco kaj neniu soluta apartigo. Kun la kresko de la ebena kristalo, la latenta varmo liberiĝas ĉe la solidiga interfaco, G en la fandita naĝejo iom post iom malpliiĝas, dum R iom post iom pliiĝas, formante konstituan supermalvarmon ĉe la solidiĝfronto, kaj la solidiga strukturo kreskas epitakse en kolonajn grajnojn laŭlonge. la direkto de varmofluo. Kun la malkresko de la temperaturgradiento kaj la kontinua pliiĝo de la solidiĝorapideco, G/R ne sufiĉas por konservi la normalan kreskon de la kolona kristalo, kaj kolona dendrita strukturo kun etaj branĉoj formiĝos en la loka areo. Finfine, la solidigstrukturo formas ĉelajn kaj ekvaksajn kristalajn grajnojn movitajn per la solidiĝofteco.

La mikrostrukturo de la metala tegaĵo preparita per lasera tegaĵo estas ĉefe determinita de la prilaboraj parametroj. Zhou et al. [60] studis la efikojn de LC, altrapida LC (HLC) kaj ultra-alt-rapida LC (EHLC) sur la temperaturkampo de TiNbTaZr RHEACoj. La rezultoj montras, ke kun la pliiĝo de skanada indico, la solidiĝorapideco de la fandita naĝejo estas signife akcelita. Figuro 6 [60] montras la mikrostrukturan morfologion de la tegaĵo preparita de LC ĉe malsamaj skanaj indicoj. Kiel videblas el la figuro, la supro (Figuro 6a~c[60]), mezo (Figuro 6d~f[60]) kaj fundo (Figuro 6g~i[60]) de la tegaĵo estas kunmetitaj de ĉelaj kristaloj, dendritoj kaj kolonaj kristaloj, respektive. Dum la malvarmiga procezo de la fandita naĝejo, la grajnoj nukleiĝas kaj kreskas absorbante la ĉirkaŭan fanditan metallikvaĵon. Kiam la solidiĝorapideco estas pli rapida, la grena kreskotempo iĝas pli mallonga, formante densajn kaj fajnajn grajnojn. Tial, kun la pliiĝo de skanado-rapideco, la ĉelaj kristaloj ĉe la supro de la tegaĵo havas signifan rafinan efikon, la grenlimoj iĝas pli mallarĝaj, kaj la sekundaraj dendritaj brakoj de la mezaj dendritoj iĝas pli mallongaj kaj pli densaj.

4 Agado-karakterizaĵoj de laseraj tegaĵoj obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj
La alojoj kaj tegaĵoj preparitaj per lasera aldonaĵteknologio kutime havas bonajn strukturojn, unuformajn strukturojn kaj bonegajn ampleksajn ecojn. Krome, bonegaj alt-temperaturaj mekanikaj trajtoj estas la ĉefaj avantaĝoj de RHEA-oj kompare kun aliaj alojoj. Tial, RHEACs preparitaj per LC-teknologio havas larĝajn aplikajn perspektivojn en la kampo de surfaca protekto de varmaj finaj komponantoj. Nuntempe, la esplorado pri RHEAC-oj hejme kaj eksterlande ankoraŭ estas en la prepara stadio de procezo kaj kompona optimumigo. Ĉi tiu sekcio analizos kaj resumos la mikromalmolecon, eluziĝoreziston, korodreziston kaj oksigenadreziston de raportitaj RHEACoj.

4.1 Mikromalmoleco de laseraj tegaĵoj obstinaj alojaj tegaĵoj de alta entropio
La alta miksa entropio de altaj entropiaj alojoj igas ĝian kradan kradon havi evidentan misprezenton, donante al la alojo grandan solidan solvfortigan efikon. Tial, alta mikromalmoleco estas la plej reprezenta agadokarakterizaĵo de altaj entropiaj alojoj. RHEAoj, kiel grava branĉo en la alta entropia alojsistemo, estas plejparte kunmetitaj de bcc-fazo. Kompare kun la fcc-fazo, la bcc krado estas pli densa, havas malpli moveblajn glitajn sistemojn, kaj la alojo havas pli evidentan laborhardigan efikon. Laŭ literaturaj raportoj [66-69], pro la rapidaj malvarmigaj kaj varmigaj trajtoj de lasera prilaborado, la mikrostrukturo de la alojo estas signife rafinita kaj riĉigita. Tial, la malmoleco de RHEAs preparitaj per lasera tegaĵo estas 2-3 fojojn tiu de tradicia fanda teknologio. Tablo 2 resumas la mikromalmolecon de RHEACoj nuntempe preparitaj per LC-teknologio.

La plifortiga mekanismo de LC-RHEACs inkluzivas plifortigon de fajna greno, plifortigon de solida solvaĵo, plifortigon de precipitaĵo kaj plifortigon de disperso. Inter ili, fajna grena plifortigo kaj solida solvfortigo estas la plej oftaj plifortigaj mekanismoj en laserpretaj alojoj. Chen et al. [54] komparis la mikromalmolecon de laser-vestitaj AlTiVMoNb RHEACoj kaj ark-fanditaj gisitaj alojoj. La rezultoj montris, ke la mikromalmoleco de RHEACoj estis 888.5 HV0.2, kio estis signife pli alta ol 536.6 HV0.2 de la gisita alojo. La analizrezultoj montras, ke RHEAC-oj havas pli malgrandan grajnan grandecon, kaj la fajna grena plifortiga efiko plibonigas la mikromalmolecon de la tegaĵo. Samtempe, la streĉa streĉiĝo generita de ofta hejtado kaj malvarmigo dum la lasera tegaĵo-procezo kaŭzas gravan distordon de la tega krado, generas certan kvanton da elasta streĉa kampo, kaj malhelpas la movadon de dislokiĝoj per alpinglado, kiu ludas gravan rolon. en solida solvfortigo. Krom la interna streĉa plifortiga efiko generita dum la prilaborado, la aldono de grandgrandaj elementoj kiel Zr kaj Ta ankaŭ plibonigos la solidan solvan plifortigan efikon de la tegaĵo [53,63,70], signife plibonigante la mikromalmolecon de la tegaĵo.

Kunmetaĵoj kiel ekzemple hcp, Laves kaj MC estas oftaj duaj fazoj en RHEACoj, kiuj produktos signifan precipitaĵofortigon en la tegaĵo. Kiam la tegaĵo enhavas elementojn kiel Ti, Zr kaj Hf, la hcp-fazo verŝajne ekzistos. Studoj montris, ke la mikromalmoleco de la aloja tegaĵo iom post iom pliiĝas kun la aldono de hcp-strukturaj elementoj kiel Zr [53]. La ĉefa kialo estas, ke la pliiĝo en Zr-enhavo plibonigas la stabilecon de la hcp-fazo [71,72], kaj pingloformaj hcp-fortigaj fazoj iom post iom precipitas en la bcc-fazo de la tega matrico. Krome, laŭ la binara fazdiagramo de obstinaj elementoj [73], la atomradiuso de Cr estas malgranda, kaj estas facile formi Laves-kunmetaĵojn kun grandaj atomradiaj elementoj kiel Zr, Ta kaj W. Laves-kunmetaĵoj (la kristalo strukturo estas dividita en MgZn2-tipa C15-faza strukturo kaj MgCu2-tipa C14-faza strukturo) estas tipa topologia proksime plenplena fazo kun alta mikromalmoleco, koroda rezisto kaj oksidiĝa rezisto [74]. Racia optimumigo de aloja komponado kaj pretiga teknologio kaj reguligo de la faza frakcio de Laves-fazo povas atingi la preparadon de alta mikromalmoleco RHEAC-oj. Wang et al. [48] ​​studis la efikon de Nb-enhavo sur la mikrostrukturo kaj mikromalmoleco de CrTiMoWNbxFe1.5Al RHEACoj. La rezultoj montras, ke kun la aldono de Nb-elemento, la surloke generitaj Laves_Fe2Nb-komponaĵoj en la tegaĵo iom post iom pliiĝas, kaj la mikromalmoleco iom post iom pliiĝas de 810 HV0.2 al 910 HV0.2. Post recocido je 650 ℃, la tegaĵo iom post iom precipitas Laves_Fe2W-kunmetaĵojn, kaj la mikromalmoleco atingas 954 HV0.2.

4.2 Eluziĝorezisto de lasera tegaĵo refractaria alta entropia aloja tegaĵo
La eluziĝorezisto de metalaj materialoj estas taksita per la ampleksaj propraĵoj de la materialoj. Bona eluziĝorezisto unue postulas, ke la materialo havas altan mikromalmolecon por rezisti la voluman tranĉan eluziĝon kaŭzitan de la alta malmoleca materialo premante en la metalan materialon. Krome, materialoj kun kaj forto kaj fortikeco havas bonegan deforman reziston, kiu povas efike redukti la lacecan senŝeliĝon kaŭzitan de elasta fiasko de la materialo. Metalaj materialoj produktos evidentan strukturan moliĝantan fenomenon ĉe alta temperaturo, kaj ilia forto malpliiĝos parabole. Tial, la eluziĝorezisto de metalaj strukturaj materialoj kutime ankaŭ estas proksime rilata al temperaturo. Kiel tipa bcc-struktura alttemperatura alojo, RHEA-oj kutime havas altan mikromalmolecon kaj bonegan reziston al alta temperatura moliĝo. La tegaĵoj preparitaj el ili montras bonegan eluziĝon ĉe ĉambra temperaturo kaj alta temperaturo. Tablo 3 resumas la eluziĝoreziston de LC-RHEACs raportitaj.

Ĝenerale, la eluziĝo-mekanismo de metalaj materialoj estas dividita en abrazivan eluziĝon, gluan eluziĝon, oxidativan eluziĝon kaj lacecan eluziĝon. Inter ili, abraziva eluziĝo kaj glua eluziĝo mekanismoj estas pli oftaj. Kiam la malgrandaj kaj akraj elstaraĵoj sur la frota paro surfaco kontaktas la tegan surfacon, la tega surfaco estos mikrotranĉita por kaŭzi abrazivan eluziĝon. Krome, kun la ripeta frikcio inter la frota paro kaj la tega surfaco, la temperaturo de la kontaktopunkto iom post iom pliiĝas por formi "veldan" reagon[75]. Sub la tonda forto generita de la ripeta movado de la frota paro kaj la specimeno, la veldaj punktoj sur la tega surfaco kun pli malalta forto disŝiros, formante lokan gluan eluziĝon. Videblas, ke ju pli alta estas la mikromalmoleco de la tegaĵo, des pli forta estas ĝia kapablo rezisti mikro-tranĉadon de la frota paro surfaco, kaj teorie havas pli bonan eluziĝoreziston[76]. Wang et al. [48] ​​uzis reciprokan eluztestilon por studi la ĉambratemperaturan eluziĝoreziston de CrTiMoWNbxFe1.5Al RHEACoj. La rezultoj montris, ke kun la pliiĝo de Nb-elementa enhavo (x = 1.5~3.0), la frota koeficiento de la tegaĵo malpliiĝis de 0.72 ĝis 0.52, kaj la eluziĝo-volumo malpliiĝis de 0.078 mm3 ĝis 0.045 mm3, kiu estis signife pli malgranda ol la frotado. koeficiento kaj eluziĝovolumeno de la M2-ŝtala substrato (0.87 kaj 0.4314 mm3), indikante ke CrTiMoWNbxFe1.5Al RHEACs havas bonegan eluziĝoreziston. Ĉi tio estas ĉefe ĉar kun la aldono de Nb-enhavo, la surloke generitaj Laves_Fe2Nb intermetalaj komponaĵoj en la tegaĵo iom post iom pliiĝas, kio plibonigas la mikromalmolecon de la tegaĵo kaj efike plibonigas la reziston de la tegaĵo al frota mikrotranĉado. Figuro 7[48] estas SEM-morfologio de la tega surfaceluziĝo. La eluziĝomorfologio de la tegaĵo Nb1.5 konsistas el ŝira deformado kaŭzita de elasta fiasko kaj mallarĝaj sulkoj kaŭzitaj de abrasiva eluziĝo. Areo A estas la deformada areo kaj areo B estas la eluza areo, kiel montrite en Figuro 7a. Kun la aldono de Nb-enhavo (Figuro 7b~d), la sulkoj sur la tega surfaco fariĝas pli maldikaj kaj pli malprofundaj, montrante eluziĝomekanismon regitan de abrasiva eluziĝo. La M2-ŝtala substrato kun pli malalta malmoleco estas trapikita de la alt-malmoleca frota paro, montrante la karakterizaĵojn de plasta fiasko akompanata de glua eluziĝo-mekanismo. La surfaca eluziĝomorfologio konsistas el granda nombro da larĝaj kaj profundaj sulkoj kaj grand-area senŝeligado, kiel montrite en Figuro 7e. Krom Laves-intermetalaj kunmetaĵoj, la ĉeesto de alt-malmolecaj fazoj kiel hcp solida solvo kaj TiN-komponaĵo en RHEAC-oj ankaŭ signife reduktos la abrazivan eluziĝon de la frota paro sur la tegaĵo kaj plibonigos la eluziĝon de la tegaĵo.

La eluziĝorezisto de la tegaĵo ne nur rilatas al ĝia mikromalmoleco, sed ankaŭ proksime rilatas al ĝia forto-plastikeca kongruo. Studoj montris ke RHEA-oj kutime elmontras pli evidentan fragilan tendencon ĉe ĉambra temperaturo. Dum la mikromalmoleco de la tegaĵo pliiĝas kun la pliiĝo de la enhavo de hcp-fazo kaj Sigma kunmetaĵo, la plastikeco ankaŭ malpliiĝas rapide, kio igas la tegaĵon inklina al mikrokraka iniciato kaj ekspansio sub ŝarĝo. Sub la ago de la plia horizontala tonda streĉo de la frota paro, la fendzono iom post iom senŝeliĝas. Zhao et al. [53] studis la efikon de Zr-elemento sur la eluziĝorezisto de AlNbTaZrx RHEACs kaj trovis ke kun la aldono de Zr-elemento, hcp-fortiga fazo iom post iom precipitas en la tegaĵo, rezultigante ĝian mikromalmolecon iom post iom pliiĝantan kaj pliigante sian reziston al mikrotranĉado. La eluza morfologio de la tega surfaco akirita per SEM-analizo estas montrita en Figuro 8. Kun la pliiĝo de Zr-enhavo, la sulkoj (areo D) sur la tega surfaco kaŭzita de eluziĝo iom post iom malpliiĝis (Figuro 8a ~ c), kaj granda kvanto. de oksida glazura tavolo (areo E) estis produktita. Kiam la Zr-enhavo daŭre pliiĝas al 1.0, la precipitaĵo de granda kvanto de hcp-fazo en la tegaĵo igas ĝian fortecon malpliiĝi akre, la kapablo rezisti fragilan malligadon dum eluziĝo fariĝas pli malforta, kaj "fiŝskvama" senŝeliĝanta areo. aperas sur la loka surfaco (Figuro 8d). Tial, aldoni malgrandan kvanton da fortikecelementoj al la tegaĵo povas efike redukti la krakan sentivecon de la tegaĵo sub alta streĉa frotado kaj plibonigi la eluziĝoreziston de la tegaĵo. Liu et al. [42] studis la efikon de Cu-elemento sur la eluziĝorezisto de AlNbMoTaCux obstina alta entropia aloja tegaĵo. La rezultoj montris, ke la eluziĝovolumo de la tegaĵo kun malgranda kvanto de Cu-elemento aldonita (x = 0.4) estis reduktita de 5.54 mm3 ĝis 0.41 mm3, kio signife plibonigis la eluziĝoreziston de la tegaĵo. La analizo montras, ke la tegaĵo de AlNbMoTa havas pli grandan emon esti fragila. Kun la aldono de Cu, kvankam la mikromalmoleco de la tegaĵo malpliiĝas de 836 HV0.2 ĝis 568 HV0.2, la fcc-fazo estas generita ĉirkaŭ la bcc-fazo kaj hcp-fazo, kiuj efike reduktas la fragilecon de la tegaĵo, malhelpas la inicon kaj ekspansio de fendoj kaj la formado de la disfalanta tavolo, kaj signife plibonigas la eluziĝorezisto de la tegaĵo.

Krom abraziva eluziĝo kaj glua eluziĝo, la eluziĝomekanismo de alojaj tegaĵoj ankaŭ inkluzivas oksidiĝan eluziĝon, kiu emas okazi ĉe altaj temperaturoj. Mo, Nb kaj Ta, kiuj estas oftaj elementoj en RHEAoj, malfacilas formi densan oksidtavolon ĉe altaj temperaturoj kaj kutime montras malbonan oksigenadreziston. Tamen, la oksidfilmo formita per la tegaĵo preparita de ĝi ĉe alta temperaturo estos kompaktigita sub alta streso [77], formante densan oksidfilman glazurtavolon, kiu plu reduktas la eluziĝon de la tegaĵo rezistante la tranĉon de la frota paro. Wang et al. [61] studis la alt-temperaturan eluziĝoreziston de MoNbTaW RHEACoj kunmetitaj kun Y2O3-ceramikaj partikloj. La rezultoj montris, ke la eluziĝorezisto de la tegaĵo pliiĝis signife kun pliiĝanta temperaturo. La analizrezultoj montris, ke kiam la temperaturo pliiĝis, la oksida glazura tavolo sur la surfaco de la aloja tegaĵo povus ludi pli bonan lubrikan rolon en la frotado kaj eluziĝoprocezo, reduktante la eluziĝon de la tegaĵo. Zhao et al. [36] studis la alt-temperaturan eluziĝoreziston de MoNbTaW RHEACoj kaj trovis ke la eluziĝorezisto de la tegaĵo malpliiĝis kun kreskanta temperaturo. Ĉi tio estas ĉefe ĉar la tegaĵo-konsisto estas diluita de la In718-matrica alojo, kaj ekzistas granda nombro da malalt-fortaj fcc_(Ni, M) fazoj en la tegaĵo. Ĉar la temperaturo pliiĝas, la fcc_(Ni, M) fazo moliĝas signife kaj ne povas disponigi strukturan subtenon por la oksidtavolo, rezultigante grandskalan senŝeligon de la oksidtavolo. Oni povas vidi, ke RHEAC-oj havas bonegan ĉambran temperaturon kaj alttemperaturan eluziĝoreziston. Ĉu la mikromalmoleco kaj forto kaj plastikeco kongruas estas la ŝlosilo por determini ĝian ĉambran temperaturon-eluziĝoreziston, dum la alt-temperatura eluziĝorezisto de RHEAC-oj estas ĉefe determinita de ĝia rezisto al alt-temperatura moliĝado.

4.3 Korodrezisto kaj oksidiĝa rezisto de laseraj tegaĵoj obstinaj alojaj tegaĵoj de alta entropio
Korodo estas unu el la plej oftaj malsukcesaj formoj de metaloj. Aloja korodo povas esti dividita en unuforman korodon, lokan korodon kaj galvanan korodon. Inter ili, loka korodo estas la plej grava koroda fiasko formo de metalaj strukturaj materialoj en industriaj aplikoj. La ĉefa kialo de loka korodo estas la evidenta potenciala diferenco inter malsamaj fazoj aŭ malsamaj komponaj regionoj en la alojo, kiu formas elektrolizan ĉelon en la loka ĉirkaŭaĵo, kaŭzante rapidan korodon de la materialo. RHEAoj estas kutime kunmetitaj de simplaj bcc-solidaj solvaĵoj, kiuj havas pli bonan korodreziston ol fcc-solidaj solvoj en Cl- kaj acidaj solvaĵoj. Due, lasera rapida solidiĝo povas efike forigi la intergranulan apartigon de elementoj, kio estas favora por akiri pli unuforman mikrostrukturon. Tial, RHEACoj kutime elmontras bonegan korodreziston. Dinamika potenciala polusiĝkurbo estas norma elektrokemia tekniko por karakterizado de la korodrezisto de materialoj. Tabelo 4 resumas la korodrezistajn taksadrezultojn de LC-RHEACs per elektrokemia teknologio.

En la dinamika polusiĝkurbo de la alojo mezurita per la elektrokemia metodo, des pli granda la koroda potencialo, des pli malgranda la koroda kurenta denseco, indikante ke la materialo havas pli malaltan korodan sentemon kaj malpli da korodajn lokojn, kaj pli bonan korodan reziston [79]. Kiel videblas el Tabelo 4, RHEAC-oj havas pli grandan korodan potencialon kaj pli malgrandan korodan fluon ol TC4, SS 316 kaj aliaj bazaj alojoj, montrante pli bonan korodan reziston. Rentgenfota fotoelektrona spektroskopio (XPS) analizo de la pasiva filmkonsisto montras ke la Ti, Cr, Mo kaj W-elementoj en RHEAC-oj formos stabilajn alt-valentajn TiO2, Cr2O3, MoO3 kaj WO3 pasivadfilmojn dum la korodprocezo de NaCl-solvo. 63], malhelpante la kontinuan korodon de la metalo kaj malrapidigante la korodan indicon de la tegaĵo. Ta kaj Nb-elementoj formas malstabilajn multvalentajn pasivigfilmojn, kaj Zr kaj V-elementoj preskaŭ ne estas pasivigitaj. Sekve, aldoni elementojn, kiuj estas facile formi stabilajn pasivajn filmojn, estas efika maniero plibonigi la korodan reziston de la tegaĵo.

Krom aldoni pasivajn elementojn, plibonigi la fazan konsiston de la tegaĵo per kompona dezajno povas efike redukti la galvanan korodon de la tegaĵo kaj plibonigi ĝian korodan reziston. Liao et al. [56] uzis la CALPHAD-metodon por studi la efikon de fazkonsisto sur la korodrezisto de AlCoCrMoVx obstinaj altaj entropiaj alojtegaĵoj. La dinamika polusiĝkurbo kaj impedanca spektro montras, ke kiam la V-elementa enhavo estas 0.8, la tegaĵo havas la plej malsupran korodan kurentdensecon kaj la plej grandan Nyquist-radiuson, indikante ke la tegaĵo havas la plej bonan korodan reziston. Analizo montras, ke kun la pliiĝo de V-elementa enhavo, la mikrostrukturo de la tegaĵo AlCoCrMoVx iom post iom transformas en ununuran bcc-fazon, kiu efike reduktas la galvanan korodan indicon kaj plibonigas la korodan reziston de la tegaĵo. Kiam la V-elementa enhavo pliiĝas al 1.0, la koroda kurenta denseco de la tegaĵo iomete pliiĝas. XPS-analizaj rezultoj montras, ke tio estas ĉar la enhavo de pasivaj elementoj kiel Mo, Cr kaj Al en la tegaĵo malpliiĝas kun la aldono de V-elemento, rezultigante malpliigon de la enhavo de kunmetaĵoj kiel MoO3, Cr2O3 kaj Al2O3 en la pasivado. filmo, kiu pliigas la korodan indicon. Ĝenerale, LC-RHEAC-oj montras bonegan korodan reziston kompare kun tradiciaj nikel-bazitaj, fer-bazitaj kaj titanio-bazitaj alojoj, sed ekzistas relative malmultaj raportoj pri la koroda konduto de LC-RHEACs en la literaturo. Por akceli la aplikon de tegaĵoj en ekstremaj korodaj medioj, esplori la korodan mekanismon de RHEAC-oj sub diversaj korodaj medioj sub lasera pretigteknologio estas la fokuso de estonta esplorado.

Bona oksigenadrezisto estas grava teknika indikilo por realigado de alt-temperaturaj aplikoj de RHEACoj. Oftaj komponantoj kiel Mo, Nb, Ta, W kaj V en RHEA-oj estas facile oksigenitaj elementoj, kaj la oksidiĝaj produktoj estas relative malfiksaj, kiuj estas facile malligaj kaj senŝeleblaj dum la oksigenadprocezo. Tial, la oksigenadrezisto de RHEAoj ne estas ideala. Tamen, la aldono de antioksidantaj elementoj kiel Cr, Al, Ti kaj Si povas formi protektan Cr2O3, Al2O3, TiO2 kaj SiO2 densan oksidan tavolon sur la surfaco de la alojo, efike plibonigante la oksigenadreziston de la alojo. Krome, pro la kompleksa konsisto de altaj entropiaj alojoj, la sinergia efiko inter elementoj formos kunmetitajn oksidojn[80,81], kio signife plibonigas la oksigenadreziston de la alojo[82].

La oksigenadrezisto de la tegaĵo rilatas al la stabileco de la oksigenadproduktoj. La stabileco de la oksigenadproduktoj povas esti taksita per la PBR-valoro (Pilling-Bedworth-proporcio) [83]. La PBR-valoro reprezentas la volumenoŝanĝproporcion de la metalatomo antaŭ kaj post oksigenado. Kiam la PBR-valoro estas 1~2, la metaloksida filmo estas relative densa kaj havas bonan atmosferan izoligan efikon. Pli alta PBR-valoro indikas, ke la volumena ekspansio de la metala atomo estas granda kiam ĝi estas oksigenita, la oksida filmo estas facile rompi, kaj la oksida rezisto estas malbona. Zhao et al.[53] trovis ke ZrO2 havas pli malgrandan PBR-valoron dum studado de la oksigenada efikeco de AlNbTaZrx RHEAC-oj oksigenitaj ĉe 1000 ℃ dum 50 h. Kun la pliiĝo de Zr-enhavo, la oksida pezo-gajno de la tegaĵo iom post iom malpliiĝas. Figuro 9[53] montras la morfologion de la oksidtavolo sur la tega surfaco. Oni povas vidi el la figuro, ke iuj fajnaj fendoj povas esti klare observitaj en la oksida tavolo formita sur la Zr0.2-tegaĵo, kaj evidenta senŝeligado okazis en iuj lokoj (Figuro 9a). La oksida tavolo formita sur la tegaĵo Zr1.0 estas relative plata (Figuro 9b). Oni povas vidi, ke elekti taŭgajn komponantojn por formi densan oksidan tavolon estas tre grava por plibonigi la oksidiĝan reziston de obstinaj alojaj tegaĵoj de alta entropio. Krome, kiel plene uzi la sinergian efikon inter malsamaj elementoj per kompona dezajno estas la ŝlosilo por plu plibonigi la oksidiĝan reziston de obstinaj alojaj tegaĵoj de alta entropio.

5 Resumo kaj Perspektivo
Lasera tegaĵo, kiel altnivela aldona fabrikado-teknologio, provizas efikan manieron solvi la problemojn de botelkolo de malfacila preparado, alta kosto kaj alta denseco de obstinaj altaj entropiaj alojoj. Nuntempe, esploristoj uzis laseran tegaĵon por prepari obstinajn alt-entropiajn alojajn tegaĵojn kun unuforma konsisto, fajna strukturo, forta interfaca ligo kaj bona formanta kvalito, kaj la tegaĵoj montras bonegajn ampleksajn ecojn. Unue, obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj montras bonegan alt-temperaturan stabilecon kaj oksigenadreziston en alt-temperaturaj aplikoj, kaj estas atendite esti vaste uzataj en la protekto de alt-temperaturaj komponantoj kiel turbinklingoj kaj brulĉambroj de aviadilaj motoroj kaj gaso. turbinoj. Due, en la energikampo, obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj enhavantaj elementojn kiel Zr kaj W estas konsiderataj idealaj materialoj por nuklea centrala reaktora tegaĵo pro sia bonega radiadrezisto, malalta neŭtrona sorbada sekco kaj malalta ŝprucrapideco. En la kampo de petrolkemiaĵoj, obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj povas esti uzataj sur la internaj muroj de kemiaj reaktoroj, duktoj kaj stokaj tankoj, signife plibonigante ilian korodan reziston kaj eluziĝon. Krome, obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj enhavantaj Ti-elementojn povas esti uzataj por protekto de medicinaj enplantaĵoj kaj kirurgiaj instrumentaj surfacoj pro sia bona biokongrueco kaj kontraŭbakteriaj propraĵoj, tiel plilongigante la funkcidaŭron de enplantaĵoj. Ĝenerale, laseraj tegaĵoj obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj havas konsiderindajn aplikajn perspektivojn en ekstremaj aplikaj kampoj. Tamen, la nuna esplorado pri laseraj tegaĵoj obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj ankoraŭ estas en la laboratorio-esplora stadio de proceza optimumigo kaj kompona reguligo. Estas ankoraŭ certa distanco de la reala apliko de inĝenieristiko. Urĝas plu plibonigi la bazan teorian esplorlaboron, kiu ĉefe reflektiĝas en la jenaj aspektoj:
(1) Estas pli ol 400 obstinaj altaj entropiaj alojoj kiuj estis evoluigitaj ĝis nun, sed la teoriaj alojaj sistemoj estas multe pli ol 31,000. Sekve, la rolo de la alt-produkta materialo integra komputika datumbazo de la Materiala Genaro-Projekto devus esti metita en ludon por atingi rapidan kribradon de alojaj materialoj kun atendata agado. Krome, necesas kombini la avantaĝojn de koaksia pulvora nutrado en lasera tegaĵo kaj prepari komponajn gradientajn tegaĵojn per surloka alojo bazita sur alt-produkta dezajno. Rapide karakterizante la mikrostrukturon kaj servan agadon de la tegaĵo, efika kribrado de alojaj komponantoj povas esti atingita, mallongigante la esplor- kaj disvolvan ciklon de novaj materialoj kaj reduktante esplor- kaj disvolvajn kostojn.
(2) La aloja sistemo de la refracta alta entropia aloja tegaĵo nuntempe disvolvita estas ĉefe kunmetita de obstinaj elementoj kaj plifortigaj elementoj. Studoj montris, ke nemetalaj elementoj kiel O, N kaj C kaj ceramikaj partikloj kiel CeO2, Al2O3 kaj WC ofte faras la gisitan alojon montri bonegan forto-fortan sinergion. Sekve, en la estonteco, la esplorado pri nemetalaj elementoj kaj ceramikaj partikloj por plifortigi refractariajn altantropiajn alojajn tegaĵojn povas esti enfokusigita. Krome, la alta solidiĝo-rapideco dum lasera formado povas efike malhelpi la nukleadon kaj kreskon de kristaloj, kio estas favora al la formado de amorfa faza strukturo en la alojo. La amorfa faza strukturo havas bonegajn mekanikajn ecojn, precipe eluziĝo-reziston kaj korodan reziston, sed neniu esplorado estis farita en rilataj kampoj. Tial, la esplorado pri lasera surfaca amorfiga teknologio en la kampo de preparado de obstinaj alojaj tegaĵoj de alta entropio devus esti akcelita.
(3) La refractaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj nuntempe preparitaj ĝenerale havas la problemon de alta dilua indico (pli granda ol 30%). Tro alta dilua indico difektos la mikromalmolecon, korodan reziston kaj oksigenadon de la tegaĵo, kaj eĉ influos la formablecon de la solida solvaĵo en la obstina alta entropia aloja tegaĵo. Tro malalta dilua indico reduktos la metalurgian ligon inter la tegaĵo kaj la substrato. Krome, pro la malsamaj fazaj komponaĵoj de la substrata alojo kaj la tegaĵo, ĉi tiu metalurgia ligado ofte faras la ligan areon prezenti kompleksan mikrostrukturon. Sub la influo de termika streso, fazoŝanĝa streso kaj limiga streso dum lasera prilaborado, mikrofendetoj estas facile formitaj en la liga areo, rezultigante fendetdisvastiĝon kaj eventualan fiaskon de la tegaĵo dum uzo. Sekve, por akiri obstinajn altan entropiajn alojajn tegaĵojn kun bona metalurgia ligo kaj bonegaj surfacaj propraĵoj, kontroli la diluan indicon kaj profunde studi la influon de la mikromorfologio kaj faza konsisto de la liga zono sur la ligoforto de la tegaĵo estas la ĉefaj problemoj. tio devas esti venkita en estonta esplorado.
(4) Kiel nova generacio de alt-temperaturaj surfacaj protektaj materialoj, obstinaj alt-entropiaj alojaj tegaĵoj estas celitaj al aerospaco, nuklea energio, kemia industrio, milita ekipaĵo kaj aliaj kampoj kun altaj postuloj por alt-temperatura servo-agado. Tamen, la nuna esplorado pri ĝia alt-temperatura servo-agado ne estas sufiĉe profunda kaj ampleksa, kaj necesas plu kompreni la alt-temperaturan servokonduton kaj malsukcesan mekanismon de lasero aldone fabrikitaj obstinaj alojaj tegaĵoj, kiel alta. -temperatura fluado kaj lacecrezisto. Krome, ekzistas neniu sistema studo pri la radiadrezisto kaj biokongrueco de obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj. La responda teoria sistema esploro devus esti formita kaj plibonigita kiel eble plej baldaŭ por vastigi la aplikan amplekson de obstinaj altaj entropiaj alojaj tegaĵoj.