زموږ ویب پاڼو ته ښه راغلاست!

د سیرامیک تقویه شوي HEA میشته مرکبات د میخانیکي ملکیتونو عالي ترکیب ښیې.

CoCrFeNi یو ښه مطالعه شوی مخ-مرکز کیوبیک (fcc) لوړ انټروپي الیاژ (HEA) دی چې د عالي نرموالي مګر محدود ځواک سره. د دې مطالعې تمرکز د آرک خټکي میتود په کارولو سره د SiC مختلف مقدار اضافه کولو سره د ورته HEAs ځواک او نرموالي توازن ښه کول دي. دا ثابته شوې چې د HEA په بیس کې د کرومیم شتون د خټکي پرمهال د SiC تخریب لامل کیږي. په دې توګه، د کرومیم سره د وړیا کاربن تعامل د کرومیم کاربایډونو په حالت کې رامینځته کیږي، پداسې حال کې چې وړیا سیلیکون د HEA په اساس کې په محلول کې پاتې کیږي او / یا د هغه عناصرو سره تعامل کوي چې د HEA اساس جوړوي ترڅو سلیکایډونه جوړ کړي. لکه څنګه چې د SiC مینځپانګې ډیریږي ، د مایکرو جوړښت مرحله په لاندې ترتیب کې بدلون مومي: fcc → fcc + eutectic → fcc + کرومیم کاربایډ فلیکس → fcc + کرومیم کاربایډ فلیکس + سیلیکایډ → fcc + کرومیم کاربایډ فلیکس + سیلیسایډ + ګرافیټ بالونه / ګرافیټ فلیکس. پایله شوي مرکبات د دودیزو الیاژ او لوړ انټروپي الیاژ په پرتله خورا پراخه میخانیکي ملکیتونه نندارې ته وړاندې کوي (د حاصلاتو ځواک له 277 MPa څخه تر 60٪ اوږدوالي سره 2522 MPa پورې 6٪ اوږدوالی پورې). ځینې ​​لوړ انټروپي مرکبات چې رامینځته شوي د میخانیکي ملکیتونو خورا ښه ترکیب ښیې (د حاصلاتو ځواک 1200 MPa، اوږدوالی 37٪) او د حاصلاتو فشار - اوږدوالي ډیاګرام کې دمخه نه ترلاسه کیدونکي سیمې نیسي. د پام وړ اوږدوالي سربیره، د HEA مرکباتو سختۍ او د حاصلاتو ځواک د بلک فلزي شیشې په څیر په ورته حد کې دی. نو ځکه، داسې انګیرل کیږي چې د لوړ انټروپي مرکبونو پراختیا کولی شي د پرمختللي ساختماني غوښتنلیکونو لپاره د میخانیکي ملکیتونو غوره ترکیب ترلاسه کولو کې مرسته وکړي.
د لوړ انټروپي الیاژونو پراختیا په فلزاتو 1,2 کې یو امید لرونکی نوی مفهوم دی. لوړ انټروپي الیاژ (HEA) په ډیری قضیو کې د فزیکي او میخانیکي ملکیتونو عالي ترکیب ښودلی ، پشمول د لوړ حرارتي ثبات 3,4 سوپر پلاستیک اوږدوالی 5,6 د ستړیا مقاومت 7,8 د زکام مقاومت 9,10,11, غوره لباس مقاومت12,13,14 ,15 او قبیلوي ملکیتونه15,16,17 حتی په لوړه کچه د تودوخې درجه 18,19,20,21,22 او میخانیکي ملکیتونه په ټیټ حرارت کې 23,24,25. په HEA کې د میخانیکي ملکیتونو عالي ترکیب معمولا څلورو اصلي تاثیراتو ته منسوب کیږي ، د بیلګې په توګه لوړ ترتیب کونکي انټروپي 26 ، قوي جالی تحریف27 ، ورو خپریدل28 او کاکټیل تاثیر29. HEAs معمولا د FCC، BCC او HCP ډولونو په توګه طبقه بندي کیږي. FCC HEA په عموم ډول د لیږد عناصر لري لکه Co, Cr, Fe, Ni او Mn او غوره نرمښت (حتی په ټیټ تودوخې 25 کې) ښیې مګر ټیټ ځواک. BCC HEA معمولا د لوړ کثافت عناصرو څخه جوړ شوی دی لکه W, Mo, Nb, Ta, Ti او V او ډیر لوړ ځواک لري مګر ټیټ نرمښت او ټیټ مشخص ځواک30.
د ماشین کولو ، ترمو میخانیکي پروسس کولو او د عناصرو اضافه کولو پراساس د HEA مایکرو ساختماني ترمیم د میخانیکي ملکیتونو غوره ترکیب ترلاسه کولو لپاره تحقیق شوی. CoCrFeMnNi FCC HEA د لوړ فشار torsion لخوا د سخت پلاستيکي تخریب سره مخ کیږي، کوم چې په سختۍ (520 HV) او ځواک (1950 MPa) کې د پام وړ زیاتوالی المل کیږي، مګر د نانوکریسټالین مایکرو جوړښت (~ 50 nm) پراختیا د مصر 31 ټوټه ټوټه کوي. . دا وموندل شوه چې په CoCrFeMnNi HEAs کې د دوه اړخیزه نرموالي (TWIP) او بدلون هڅول پلاستیکي (TRIP) شاملول د ښه کار سختۍ وړتیا ورکوي چې په پایله کې د لوړ تناسلي نرموالي لامل کیږي ، که څه هم د ریښتیني تناسلي ځواک ارزښتونو لګښت سره. لاندې (1124 MPa) 32. په CoCrFeMnNi HEA کې د شاټ peening په کارولو سره د پرت لرونکي مایکروسټرکچر رامینځته کول (د پتلي خراب شوي طبقې او یو نه جوړ شوي کور څخه جوړ شوي) د ځواک د زیاتوالي لامل شوی ، مګر دا پرمختګ شاوخوا 700 MPa33 پورې محدود و. د موادو په لټه کې چې د ځواک او نرموالي غوره ترکیب سره ، د غیر اسواتومیک عناصرو اضافه کولو په کارولو سره د ملټي فیز HEAs او eutectic HEAs پراختیا هم څیړل شوې 34,35,36,37,38,39,40,41. په حقیقت کې، دا وموندل شوه چې په eutectic لوړ انټروپي الیاژ کې د سختو او نرمو مرحلو ښه ویش کولی شي د ځواک او نرموالي 35,38,42,43 نسبتا ښه ترکیب لامل شي.
د CoCrFeNi سیسټم په پراخه کچه مطالعه شوی واحد مرحله FCC لوړ انټروپي مصر دی. دا سیسټم په ټیټ او لوړ حرارت دواړو کې د ګړندي کار سخت کولو ملکیتونه 44 او غوره نرمښت 45,46 ښیې. د دې نسبتا ټیټ ځواک (~ 300 MPa) 47,48 د ښه کولو لپاره مختلفې هڅې شوي چې په شمول د غلو دانو تصفیه 25، متفاوت مایکرو جوړښت49، ورښت 50,51,52 او د بدلون هڅول پلاستيک (TRIP)53. په سختو شرایطو کې د ساړه نقاشي په واسطه د کاسټ مخ په مرکز متر مکعب HEA CoCrFeNi د غلې دانې تصفیه کول د 300 MPa47.48 څخه 1.2 GPa25 ته قوت زیاتوي، مګر د 60٪ څخه ډیر 12.6٪ ته د کمښت ضایع کموي. د CoCrFeNi په HEA کې د Al اضافه کول د متفاوت مایکرو جوړښت رامینځته کیدو په پایله کې رامینځته شوي ، کوم چې د هغې د حاصل ځواک 786 MPa ته او د هغې نسبي اوږدوالی شاوخوا 22%49 ته لوړ شو. CoCrFeNi HEA د Ti او Al سره د ورښتونو د جوړولو لپاره اضافه شوي، په دې توګه د باران پیاوړتیا رامینځته کوي، د حاصلاتو ځواک 645 MPa ته او اوږدوالی یې 39%51 ته زیاتوي. د TRIP میکانیزم (مخ-مرکز کیوبیک → hexahedral martensitic transformation) او دوه ګونی کول د CoCrFeNi HEA تنفسی ځواک 841 MPa ته او اوږدوالی یې په وقفه کې 76%53 ته لوړ کړ.
د HEA مخامخ متمرکز مکعب میټرکس ته د سیرامیک تقویت اضافه کولو لپاره هم هڅې شوي ترڅو د لوړ انټروپي مرکبونو رامینځته کړي چې کولی شي د ځواک او نرموالي غوره ترکیب نندارې ته وړاندې کړي. د لوړ انټروپي سره مرکبات د ویکیوم آرک میلټینګ 44، میخانیکي اللواینګ 45,46,47,48,52,53، سپارک پلازما سینټرینګ 46,51,52، ویکیوم هاټ پریسینګ45، د هاټ اسوسټیټیک پریسنګ 47،48 پروسس او د پراختیا د پروسس کولو پروسس شوي دي. 50. کاربایډونه، اکسایډونه او نایټریډونه لکه WC44، 45، 46، Al2O347، SiC48، TiC43، 49، TiN50 او Y2O351 د HEA مرکبونو په پراختیا کې د سیرامیک پیاوړتیا په توګه کارول شوي. د سم HEA میټریکس او سیرامیک غوره کول په ځانګړي توګه مهم دي کله چې د قوي او دوام لرونکي HEA مرکب ډیزاین او وده کول. په دې کار کې، CoCrFeNi د میټریکس موادو په توګه غوره شوی. په CoCrFeNi HEA کې د SiC مختلف مقدارونه اضافه شوي او په مایکروسټرکچر ، مرحله ترکیب ، او میخانیکي ملکیتونو د دوی اغیز مطالعه شوی.
د لوړ پاکوالي فلزات Co, Cr, Fe, and Ni (99.95 wt %) او SiC پاؤډر (پاکوالی 99%, اندازه -400 میش) د لومړني ذراتو په شکل کې د HEA مرکباتو جوړولو لپاره د خامو موادو په توګه کارول شوي. د CoCrFeNi HEA isoatomic جوړښت لومړی په نیمه کره کې د اوبو یخ شوي مسو په مولډ کې کیښودل شو، او بیا چیمبر 3·10-5 mbar ته خالي شو. د لوړ پاکوالي ارګون ګاز د غیر مصرف وړ ټنګسټن الیکټروډونو سره د آرک خټکي لپاره اړین خلا ترلاسه کولو لپاره معرفي شوی. پایله لرونکې انګټونه د ښه یووالي د یقیني کولو لپاره پنځه ځله بدلیږي او بیرته راګرځول کیږي. د مختلفو ترکیبونو لوړ انټروپي کمپوزونه په پایله کې د equiatomic CoCrFeNi تڼیو ته د یوې ټاکلې اندازې SiC په اضافه کولو سره چمتو شوي، کوم چې په هره قضیه کې د پنځه اړخیزه انعطاف او ریمیلټینګ لخوا بیا همغږي شوي. د پایله شوي مرکب څخه جوړ شوی تڼۍ د نورو ازموینې او ځانګړتیا لپاره د EDM په کارولو سره پرې شوې. د مایکرو ساختماني مطالعاتو لپاره نمونې د معیاري فلزاتوګرافیک میتودونو سره سم چمتو شوي. لومړی، نمونې د رڼا مایکروسکوپ (Leica Microscope DM6M) په کارولو سره د کمیتي پړاو تحلیل لپاره د سافټویر Leica Image Analysis (LAS Phase Expert) سره معاینه شوې. درې عکسونه چې په مختلفو سیمو کې اخیستل شوي د 27,000 µm2 ټول مساحت سره د مرحلې تحلیل لپاره غوره شوي. نور تفصيلي مایکرو ساختماني مطالعات، پشمول د کیمیاوي جوړښت تحلیل او د عنصر ویش تحلیل، په سکین کولو الکترون مایکروسکوپ (JEOL JSM-6490LA) کې د انرژي توزیع سپیکٹروسکوپي (EDS) تحلیل سیسټم سره سمبال شوي. د HEA مرکب کرسټال جوړښت ځانګړتیا د 0.04 ° د ګام اندازې سره د CuKα سرچینې په کارولو سره د ایکس رے ډیفریکشن سیسټم (Bruker D2 فیز شفټر) په کارولو سره ترسره شوې. د HEA مرکباتو میخانیکي ملکیتونو باندې د مایکرو ساختماني بدلونونو اغیزه د ویکرز مایکرو هارډنس ټیسټونو او کمپریشن ازموینو په کارولو سره مطالعه شوې. د سختۍ ازموینې لپاره، د 500 N یو بار د 15 s لپاره په هر نمونه کې لږترلږه 10 انډینټیشنونو په کارولو سره پلي کیږي. د خونې په حرارت کې د HEA مرکبونو کمپریشن ازموینې په مستطیل نمونو (7 mm × 3 mm × 3 mm) کې په Shimadzu 50KN یونیورسل ټیسټ ماشین (UTM) کې د 0.001/s په لومړني فشار نرخ کې ترسره شوې.
لوړ انټروپي مرکبات، چې وروسته د S-1 څخه S-6 ته د نمونو په توګه راجع کیږي، د CoCrFeNi میټرکس ته د 3٪، 6٪، 9٪، 12٪، 15٪، او 17٪ SiC (ټول وزن٪) په اضافه کولو سره چمتو شوي. . په ترتیب سره. د حوالې نمونه چې هیڅ SiC پکې نه و اضافه شوي وروسته د نمونې S-0 په توګه راجع کیږي. د پرمختللو HEA مرکبونو نظری مایکروګرافونه په انځر کې ښودل شوي. 1، چیرته چې، د مختلفو اضافو اضافه کولو له امله، د CoCrFeNi HEA واحد پړاو مایکروسټرکچر په مایکرو جوړښت بدل شو چې ډیری مرحلې لري د مختلفو مورفولوژي، اندازو، او ویش سره. په ترکیب کې د SiC مقدار. د هرې مرحلې اندازه د LAS مرحله متخصص سافټویر په کارولو سره د عکس تحلیل څخه ټاکل شوې. د 1 شکل (پورته ښي خوا ته) د دې تحلیل لپاره د مثال ساحه ښیې، او همدارنګه د هرې برخې برخې لپاره د ساحې برخې.
د پرمختللي لوړ انټروپي مرکبونو نظری مایکروګرافونه: (a) C-1، (b) C-2، (c) C-3، (d) C-4، (e) C-5 او (f) C- 6. انسیټ د LAS مرحله متخصص سافټویر په کارولو سره د برعکس پراساس عکس مرحله تحلیل پایلو بیلګه ښیې.
لکه څنګه چې په انځور کې ښودل شوي. 1a، د C-1 مرکب د میټریکس حجمونو تر مینځ یو ایوټیټیک مایکروسټرکچر رامینځته شوی ، چیرې چې د میټریکس او ایوټټیک مرحلو اندازه په ترتیب سره 87.9 ± 0.47٪ او 12.1٪ ± 0.51٪ اټکل کیږي. په شکل (C-2) کې چې په 1b شکل کې ښودل شوي، د ټینګښت په وخت کې د یوټیکیک عکس العمل نښې نښانې شتون نلري، او یو مایکرو جوړښت د C-1 مرکب څخه په بشپړ ډول توپیر لیدل کیږي. د C-2 مرکب مایکرو جوړښت نسبتا ښه دی او د پتلو تختو (کاربایډونو) څخه جوړ دی چې د میټریکس مرحله (fcc) کې په مساوي ډول توزیع شوي. د میټریکس او کاربایډ حجم برخې په ترتیب سره 72 ± 1.69٪ او 28 ± 1.69٪ اټکل شوي. د میټریکس او کاربایډ سربیره، د C-3 په ترکیب کې یو نوی پړاو (سیلیکسایډ) وموندل شو، لکه څنګه چې په 1c شکل کې ښودل شوي، چیرې چې د ورته سیلیکسایډ، کاربایډ، او میټریکس مرحلو د حجم برخې شاوخوا 26.5٪ ± اټکل شوي. 0.41٪، 25.9 ± 0.53، او 47.6 ± 0.34 په ترتیب سره. بل نوی پړاو (ګرافائٹ) هم د C-4 مرکب په مایکرو جوړښت کې لیدل شوی؛ ټول څلور مرحلې په ګوته شوي. د ګرافیت مرحله په نظری عکسونو کې د تیاره برعکس سره یو جلا ګلوبولر شکل لري او یوازې په لږ مقدار کې شتون لري (د اټکل شوي حجم برخه یوازې شاوخوا 0.6 ± 0.30٪ ده). په C-5 او C-6 مرکباتو کې، یوازې درې مرحلې په ګوته شوي، او په دې مرکباتو کې د تیاره متضاد ګرافیت مرحله د فلیکس په بڼه ښکاري. په کمپوزیټ S-5 کې د ګرافائٹ فلیکسونو په پرتله، په کمپوزیټ S-6 کې ګرافائٹ فلیکس پراخ، لنډ او ډیر منظم دي. په C-5 مرکب کې د 14.9 ± 0.85٪ څخه د C-6 په ترکیب کې شاوخوا 17.4 ± 0.55٪ ته د ګرافیت مینځپانګې کې ورته زیاتوالی هم لیدل شوی.
د HEA په ترکیب کې د هرې مرحلې د مفصل مایکرو جوړښت او کیمیاوي جوړښت د لا زیاتو څیړلو لپاره، نمونې د SEM په کارولو سره معاینه شوي، او د EMF نقطه تحلیل او کیمیاوي نقشه هم ترسره شوې. د مرکب C-1 پایلې په انځور کې ښودل شوي. 2، چیرې چې د اصلي میټریکس مرحلې سیمې جلا کولو لپاره د eutectic مرکبونو شتون په روښانه توګه لیدل کیږي. د مرکب C-1 کیمیاوي نقشه په 2c کې ښودل شوي، چیرته چې دا لیدل کیدی شي چې Co، Fe، Ni، او Si د میټریکس مرحله کې په مساوي ډول ویشل شوي. په هرصورت، د Cr لږ مقدار د میټرکس مرحله کې د HEA د بیس د نورو عناصرو په پرتله وموندل شو، دا وړاندیز کوي چې Cr د میټرکس څخه جلا شوی. د SEM په عکس کې د سپینې eutectic مرحلې ترکیب په کرومیم او کاربن کې بډای دی، دا په ګوته کوي چې دا د کرومیم کاربایډ دی. په مایکروسټرکچر کې د جلا SiC ذراتو نشتوالی، په میټریکس کې د کرومیم د لیدل شوي ټیټ محتوياتو سره یوځای او د یوټیټیک مرکبونو شتون چې د کرومیم بډایه پړاوونه لري، د خټکي په جریان کې د SiC بشپړ تخریب په ګوته کوي. د SiC د تخریب په پایله کې، سیلیکون د میټریکس په مرحله کې منحل کیږي، او وړیا کاربن د کرومیم سره تعامل کوي ترڅو کرومیم کاربایډونه جوړ کړي. لکه څنګه چې لیدل کیدی شي، یوازې کاربن په کیفیت سره د EMF میتود لخوا ټاکل شوی و، او د پړاو جوړښت د ایکس رې د توپیر په نمونو کې د کاربایډ د ځانګړتیاوو په پیژندلو سره تایید شوی.
(a) د نمونې S-1 SEM انځور، (b) لوی شوی انځور، (c) عنصر نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
د مرکب C-2 تحلیل په انځور کې ښودل شوی. 3. په نظری مایکروسکوپي کې د ظهور په څیر، د SEM ازموینې یو ښه جوړښت ښکاره کړ چې یوازې دوه پړاوونه لري، د یو پتلی لیملر مرحلې شتون سره په ټول جوړښت کې په مساوي ډول ویشل شوی. د میټرکس مرحله، او هیڅ یویتیک مرحله شتون نلري. د لامیلر مرحلې د عنصر توزیع او د EMF نقطې تحلیل پدې مرحله کې د Cr (ژیړ) او C (شنه) نسبتا لوړ مینځپانګه څرګنده کړه ، کوم چې بیا د خټکي پرمهال د SiC تخریب او د کرومیم اغیزې سره د خوشې شوي کاربن تعامل په ګوته کوي. . د VEA میټرکس د لیمیلر کاربایډ مرحله جوړوي. د عناصرو ویش او د میټریکس پړاو د نقطو تحلیل ښودلې چې ډیری کوبالټ، اوسپنه، نکل او سیلیکون د میټریکس مرحله کې شتون لري.
(a) د نمونې S-2 SEM انځور، (b) لوی شوی انځور، (c) عنصر نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
د C-3 مرکبونو SEM مطالعاتو د کاربایډ او میټریکس مرحلو سربیره د نوي مرحلو شتون څرګند کړ. عنصري نقشه (انځور 4c) او د EMF نقطه تحلیل (انځور 4d) ښیي چې نوی مرحله په نکل، کوبالټ او سیلیکون کې بډایه ده.
(a) د نمونې S-3 SEM انځور، (b) لوی شوی انځور، (c) عنصر نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
د C-4 مرکب د SEM او EMF تحلیل پایلې په انځور کې ښودل شوي. 5. د دریو مرحلو سربیره چې په مرکب C-3 کې لیدل شوي، د ګرافیت نوډولونو شتون هم وموندل شو. د سیلیکون بډایه پړاو حجم برخه هم د C-3 مرکب څخه لوړه ده.
(a) د نمونې S-4 SEM انځور، (b) لوی شوی انځور، (c) عنصر نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
د S-5 او S-6 مرکبونو د SEM او EMF سپیکٹرا پایلې په ترتیب سره په 1 او 2. 6 او 7 شکلونو کې ښودل شوي. د لږ شمیر ساحو سربیره، د ګرافیت فلیکس شتون هم لیدل شوی. په C-6 مرکب کې د ګرافیت فلیکسونو شمیر او د سیلیکون لرونکی پړاو حجم برخه دواړه د C-5 مرکب څخه ډیر دي.
(a) د نمونې C-5 SEM انځور، (b) پراخ شوی لید، (c) عنصري نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
(a) د نمونې S-6 SEM انځور، (b) لوی شوی انځور، (c) عنصر نقشه، (d) په نښه شوي ځایونو کې د EMF پایلې.
د HEA مرکباتو کرسټال جوړښت ځانګړتیا هم د XRD اندازه کولو په کارولو سره ترسره شوې. پایله په 8 شکل کې ښودل شوې. د بیس WEA (S-0) د انعطاف نمونه کې، یوازې د fcc پړاو سره مطابقت لرونکي څوکۍ لیدل کیږي. د C-1، C-2، او C-3 د مرکباتو د ایکس رې انعطاف نمونې د کرومیم کاربایډ (Cr7C3) سره په مطابقت کې د اضافي چوټو شتون څرګند کړ، او د دوی شدت د نمونو C-3 او C-4 لپاره ټیټ و، کوم چې اشاره کوي. دا هم د دې نمونو لپاره د ډیټا EMF سره. د S-3 او S-4 نمونو لپاره د Co/Ni سیلیکایډونو سره مطابقت لرونکي چوټونه لیدل شوي، بیا د EDS نقشه کولو پایلو سره مطابقت لري چې په 2 او 3 شکل کې ښودل شوي. لکه څنګه چې په 3 شکل او 4 شکل کې ښودل شوي. 5 او S-6 لوړوالی لیدل شوي. د ګرافیت سره مطابقت لري.
د پرمختللي مرکباتو مایکرو ساختماني او کریسټالوګرافیک ځانګړتیاوې د اضافه شوي SiC تخریب په ګوته کوي. دا د VEA میټرکس کې د کرومیم شتون له امله دی. کرومیم د کاربن 54.55 سره خورا قوي تړاو لري او د وړیا کاربن سره عکس العمل ښیې چې کاربایډونه جوړوي، لکه څنګه چې د میټریکس د کرومیم مینځپانګې کې د لیدل شوي کمښت لخوا ښودل شوي. Si د SiC56 د جلا کیدو له امله د fcc مرحلې ته تیریږي. پدې توګه ، د HEA بیس ته د SiC اضافه کول د کاربایډ مرحلې مقدار او په مایکروسټرکچر کې د وړیا Si مقدار ډیروالي لامل شوی. دا وموندل شوه چې دا اضافي Si په ټیټ غلظت (په S-1 او S-2 مرکباتو کې) په میټریکس کې زیرمه کیږي ، پداسې حال کې چې په لوړ غلظت (کمپوزیټ S-3 ته S-6) کې دا د کوبالټ اضافي زیرمو پایله لري. نکل سیلیکسایډ. د Co او Ni سیلیکایډونو د جوړولو معیاري انتالپي چې د مستقیم ترکیب لوړ حرارت کالوریمیټري لخوا ترلاسه کیږي، په ترتیب سره د Co2Si، CoSi او CoSi2 لپاره -37.9 ± 2.0، -49.3 ± 1.3، -34.9 ± 1.1 kJ mol -1 دي. ارزښتونه دي – 50.6 ± 1.7 او - 45.1 ± 1.4 kJ mol-157 د Ni2Si او Ni5Si2 لپاره په ترتیب سره. دا ارزښتونه د SiC د جوړیدو د تودوخې څخه ټیټ دي، دا په ګوته کوي چې د SiC جلا کول د Co/Ni سیلیکایډونو رامینځته کیدو لامل کیږي په انرژي ډول د خوښې وړ دي. په دواړو S-5 او S-6 مرکباتو کې، اضافي وړیا سیلیکون شتون درلود، کوم چې د سیلیسایډ د جوړولو څخه بهر جذب شوی و. دا وړیا سیلیکون موندل شوی چې په دودیز فولادو کې لیدل شوي ګرافیت کولو کې مرسته کوي 58.
د HEA پراساس د پرمختللي سیرامیک - تقویه شوي مرکبونو میخانیکي ملکیتونه د کمپریشن ازموینو او سختۍ ازموینو لخوا څیړل کیږي. د پرمختللو کمپوزونو د فشار فشار منحني شکلونه په انځر کې ښودل شوي. 9a، او په 9b شکل کې د ځانګړو حاصلاتو ځواک، د حاصلاتو پیاوړتیا، سختۍ، او د پرمختللي مرکبونو اوږدوالی تر منځ یو سکریټ پلاټ ښیي.
(a) د فشار وړ فشار منحنی او (b) سکریټرپلوټ د حاصلاتو ځانګړی فشار، د حاصل قوت، سختی او اوږدوالی ښیی. په یاد ولرئ چې یوازې د S-0 څخه S-4 نمونې ښودل شوي، ځکه چې S-5 او S-6 نمونې د پام وړ کاسټینګ نیمګړتیاوې لري.
لکه څنګه چې په انځر کې لیدل کیږي. 9، د حاصل قوت د بیس VES (C-0) لپاره له 136 MPa څخه د C-4 مرکب لپاره 2522 MPa ته لوړ شو. د بنسټیز WPP په پرتله، د S-2 ترکیب د 37٪ ناکامۍ لپاره خورا ښه اوږدوالی ښودلی، او همدارنګه د پام وړ لوړ حاصل ځواک ارزښتونه (1200 MPa) ښودلي. د دې ترکیب د ځواک او نرموالي عالي ترکیب په ټول مایکروسټرکچر کې د ښه والي له امله دی ، پشمول د مایکرو جوړښت په اوږدو کې د ښه کاربایډ لامیلا یونیفورم توزیع ، کوم چې تمه کیږي د بې ځایه کیدو حرکت مخه ونیسي. د C-3 او C-4 مرکبونو د حاصل قوت په ترتیب سره 1925 MPa او 2522 MPa دي. د دې لوړ حاصل قوتونه د سیمنټ کاربایډ او سلیساید مرحلو د لوړ حجم برخې لخوا توضیح کیدی شي. په هرصورت، د دې مرحلو شتون هم یوازې د 7٪ په وقفه کې د اوږدوالي لامل شوی. د CoCrFeNi HEA (S-0) او S-1 د بیس کمپوزونو د فشار فشار منحني محدب دي، چې د دوه اړخیز اغیز یا TRIP59,60 فعالیدل په ګوته کوي. د نمونې S-1 په پرتله، د نمونې S-2 د فشار فشار وکر شاوخوا 10.20٪ فشار کې مقعر شکل لري، دا پدې مانا ده چې نورمال بې ځایه کیدنه په دې بدل شوي حالت کې د نمونې اصلي انحراف حالت دی 60,61 . په هرصورت، په دې نمونه کې د سختۍ کچه د لوی فشار رینج کې لوړه پاتې کیږي، او په لوړ فشارونو کې د محرقې لیږد هم لیدل کیږي (که څه هم دا نشي رد کیدی چې دا د غوړ شوي فشاري بارونو د ناکامۍ له امله وي). ). مرکبات C-3 او C-4 په مایکرو جوړښت کې د کاربایډونو او سیلیکایډونو د لوړ حجم برخې شتون له امله یوازې محدود پلاستیکیت لري. د کمپوزیتونو C-5 او C-6 نمونو د کمپریشن ازموینې د دې نمونو په ترکیب کې د پام وړ کاسټینګ نیمګړتیاو له امله ندي ترسره شوي (شکل 10 وګورئ).
د C-5 او C-6 مرکبونو نمونو کې د کاسټ کولو نیمګړتیاو سټیریومیکروګرافونه (د سور تیر لخوا ښودل شوي).
د VEA مرکبونو د سختۍ اندازه کولو پایلې په انځر کې ښودل شوي. ۹ب. بیس WEA د 130±5 HV سختۍ لري، او نمونې S-1، S-2، S-3 او S-4 د 250±10 HV، 275±10 HV، 570±20 HV او د سختۍ ارزښت لري. 755±20 HV. د سختۍ زیاتوالی د کمپریشن ازموینو څخه ترلاسه شوي د حاصلاتو ځواک کې بدلون سره په ښه توافق کې و او په ترکیب کې د جامد مقدار زیاتوالي سره تړاو درلود. د هرې نمونې د هدف ترکیب پراساس محاسبه شوي ځانګړي حاصل ځواک هم په انځر کې ښودل شوی. ۹ب. په عموم کې، د حاصلاتو غوره ترکیب (1200 MPa)، سختۍ (275 ± 10 HV)، او د ناکامۍ لپاره نسبي اوږدوالی (~ 37٪) د مرکب C-2 لپاره لیدل کیږي.
د تولید ځواک او د تولید شوي مرکب نسبي اوږدوالی پرتله کول د بیلابیلو ټولګیو موادو سره په 11a شکل کې ښودل شوي. په دې څیړنه کې د CoCrFeNi پر بنسټ مرکبات په هر ډول فشار کچه کې لوړ اوږدوالی ښودلی. دا هم لیدل کیدی شي چې پدې څیړنه کې رامینځته شوي د HEA مرکب ملکیتونه د اوږدوالي په مقابل کې د حاصلاتو ځواک پلاټ په پخوانۍ غیر اشغال شوي سیمه کې پروت دي. برسېره پر دې، پرمختللی مرکبات د قوت (277 MPa، 1200 MPa، 1925 MPa او 2522 MPa) او اوږدوالی (> 60٪، 37٪، 7.3٪ او 6.19٪) پراخه ترکیبونه لري. د حاصلاتو ځواک هم د پرمختللي انجنیري غوښتنلیکونو لپاره د موادو په انتخاب کې یو مهم فاکتور دی 63,64. په دې برخه کې، د اوسني اختراع HEA مرکبات د حاصلاتو پیاوړتیا او اوږدوالي یو ښه ترکیب څرګندوي. دا ځکه چې د ټيټ کثافت SiC اضافه کول د لوړ ځانګړي حاصل ځواک سره مرکباتو پایله لري. د HEA مرکباتو ځانګړي حاصل قوت او اوږدوالی د HEA FCC او ریفراکټري HEA په ورته حد کې دي، لکه څنګه چې په 11b شکل کې ښودل شوي. د پرمختللي مرکباتو سختۍ او د حاصلاتو ځواک په ورته حد کې دی لکه د لوی فلزاتو شیشې 65 (انځور 11c). لوی فلزي شیشې (BMS) د لوړې سختۍ او حاصلاتو ځواک لخوا مشخص شوي، مګر د دوی اوږدوالی محدود دی 66,67. په هرصورت، په دې څیړنه کې د ځینو HEA مرکبونو سختۍ او د حاصلاتو ځواک هم د پام وړ اوږدوالی ښودلی. په دې توګه، دې پایلې ته ورسیدل چې د VEA لخوا رامینځته شوي مرکبات د مختلف ساختماني غوښتنلیکونو لپاره د میخانیکي ملکیتونو یو ځانګړی او غوښتل شوي ترکیب لري. د میخانیکي ملکیتونو دا ځانګړی ترکیب د سخت کاربایډونو یونیفورم خپریدو لخوا توضیح کیدی شي چې په FCC HEA میټریکس کې رامینځته شوی. په هرصورت، د ځواک د ښه ترکیب ترلاسه کولو هدف د یوې برخې په توګه، د سیرامیک مرحلو د اضافه کولو په پایله کې د مایکرو جوړښت بدلونونه باید په دقت سره مطالعه او کنټرول شي ترڅو د کاسټ کولو نیمګړتیاو څخه مخنیوی وشي، لکه د S-5 او S-6 مرکبونو کې موندل شوي، او نرمښت جندر
د دې مطالعې پایلې د مختلفو ساختماني موادو او HEAs سره پرتله شوي: (a) اوږدوالی د حاصلاتو ځواک62، (b) د ځانګړي حاصل فشار په مقابل کې د نرموالي63 او (c) د حاصلاتو ځواک د سختۍ په مقابل کې 65.
د SIC اضافه کولو سره د HEA CoCrFeNi سیسټم پراساس د HEA - سیرامیک مرکباتو لړۍ مایکرو جوړښت او میخانیکي ملکیتونه مطالعه شوي او لاندې پایلې یې اخستل شوي:
د لوړ انټروپي الیاژ مرکبات د آرک خټکي میتود په کارولو سره CoCrFeNi HEA ته SiC اضافه کولو سره په بریالیتوب سره رامینځته کیدی شي.
SiC د آرک خټکي په جریان کې تخریب کیږي، چې د کاربایډ، سیلیکایډ او ګرافائٹ پړاوونو په حالت کې رامینځته کیږي، شتون او د حجم برخه چې د HEA بیس ته د SiC اضافه شوي مقدار پورې اړه لري.
د HEA کمپوزیتونه ډیری غوره میخانیکي ملکیتونه نندارې ته وړاندې کوي، د ملکیتونو سره چې په پخوانیو غیرقانوني سیمو کې د حاصلاتو ځواک په پرتله د اوږدوالي پلاټ کې راځي. د HEA مرکب د حاصل قوت د 6 wt% SiC په کارولو سره رامینځته شوی د اساس HEA په پرتله اته ځله ډیر و پداسې حال کې چې 37٪ نرمښت ساتل کیږي.
د HEA مرکباتو سختۍ او د حاصلاتو ځواک د بلک فلزي شیشې (BMG) په لړ کې دی.
موندنې وړاندیز کوي چې د لوړ انټروپي الیاژ مرکبات د پرمختللي ساختماني غوښتنلیکونو لپاره د فلزي میخانیکي ملکیتونو غوره ترکیب ترلاسه کولو لپاره د امید وړ چلند استازیتوب کوي.
      


د پوسټ وخت: جولای 12-2023