粉末冶金法制备AlCoCrFeNi高熵合金泡沫文献综述

 2022-11-24 09:11

文 献 综 述

引言

1为什么要撰写这篇文献综述?:更好的了解并且展示文献中的大致内容,让逻辑更加通顺流畅。

2.作用:总结高熵合金和泡沫金属的组织与结构特点。

正文

金属泡沫因其独特的机械、物理和化学性能组合而被公认为具有吸引力的结构和功能材料,如高密度补偿强度、机械能量吸收和声学阻尼[1–4]。随着人们对结构应用越来越感兴趣和重视,大块金属玻璃(BMG)因其超高强度、优异的弹性、优异的耐腐蚀性和加工能力而成为这些泡沫的替代材料[5–9]。因此,对具有高强度和延展性的BMG泡沫的大量研究表明,它们的能量吸收能力远远优于纯铝及其合金泡沫[10–17]。然而,目前泡沫金属玻璃的制备方法过于复杂,难以应用,在实际应用中仍存在一定的局限性控制。用于例如,为了避免异相成核导致结晶,从而降低金属玻璃基体的强度,具有高熔点和热稳定性的BaF2粒子被用作占位粒子[6,17]。类似地,熔体发泡法在一些贵金属中是有限的,例如钯基金属玻璃[12–14]。此外,与复合铝和高强度合金泡沫相比,现有的金属玻璃泡沫在能量吸收方面没有明显优势[18–22]。幸运的是,研究表明,添加脆性陶瓷颗粒和纤维等非金属材料是生产具有诱人工程特性的材料的有效方法[23–26]。脆性第二相的高含量可以提高复合材料的强度和塑性[25,26]。使用空心陶瓷微球作为增强剂,也可以有效地避免结晶,通过压力渗透制备了BMG复合泡沫,该泡沫先前用于制备具有整体(非空心)陶瓷增强体的金属基复合材料[27]。从实验结果中可以得出结论,BMG复合泡沫塑料的高强度和高延展性的结合导致了能量吸收能力的增强,这比现有BMG泡沫塑料的能量吸收能力要高得多[10–20]

传统合金的发展经验认为,组成合金的金属元素多了之后,会形成诸多结构复杂的脆性金属间化合物,恶化合金性能。然而近年来,研究者们发现,将5种或5种以上的金属元素按等摩尔比或近等摩尔比混合在一起,不区分主要元素,熔炼得到的合金具有显微结构简化、不倾向于出现金属间化合物、具有纳米析出物与非晶质结构等结构特征,具有高强度、高硬度、耐回火软化、耐磨等性能特性。这类合金最初由台湾清华大学的叶均蔚等人率先定义为多主元合金或高熵合金。现有传统合金还没有哪种合金可以同时具备以上优异性能,因此高熵合金具有极为广阔的应用前景,可大幅度应用于制作高强度、耐高温、耐腐蚀的刀具、模具及机件,是切入高功能、高附加值特殊合金材料领域的良好契机。

高熵合金泡沫可以结合泡沫材料和高熵合金的优点,它具有高熵合金的高强度、耐磨性,耐腐蚀性等优点,还具有泡沫材料的低密度,抗冲击,吸能的特点。目前关于高熵泡沫材料的研究较少,具有重要的研究价值。本实验我们将采用放电等离子烧结的方法以空心微球和AlCoCrFeNi高熵合金粉为原材料制备闭孔高熵合金复合泡沫,进行压缩实验后得到其压缩曲线,并应用XRD、SEM等表征方法研究其微观结构,研究孔隙率对高熵合金泡沫力学性能及微观结构的影响。泡沫材料典型的压缩曲线如图1所示,曲线包括线弹性变形阶段、屈服平台阶段和致密化阶段,AlCoCrFeNi高熵合金的高强度将提高屈服平台的强度从而有效地提高该泡沫材料的吸能能力。

图1:泡沫材料典型压缩曲线

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