研究意義

       隨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，可重復(fù)使用飛行器成為航空航天領(lǐng)域研究的熱點之一。嚴(yán)重的氣動加熱現(xiàn)象會對飛行器造成很大的影響，例如結(jié)構(gòu)失效、設(shè)備失靈，甚至?xí)l(fā)飛行事故。傳統(tǒng)材料的高溫性能及耐熱性能已經(jīng)不能滿足高超聲速飛行器的要求，急需開發(fā)出應(yīng)用于高溫環(huán)境下的新一代高熵合金（high-entropy alloys，HEAs）是由五種以上主要元素組成，且每種主元的原子分?jǐn)?shù)在5%～35%范圍內(nèi)的一種新型合金，被認(rèn)為是最近幾十年來合金化理論的三大突破之一。高熵合金具有高強(qiáng)度，高室溫韌性，耐磨損性、抗氧化性、耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)異性能。

難熔高熵合金定義

       高熵合金（high-entropy alloys，HEAs）是由五種以上主要元素組成，且每種主元的原子分?jǐn)?shù)在5%～35%范圍內(nèi)的一種新型合金，被認(rèn)為是最近幾十年來合金化理論的三大突破之一。高熵合金具有高強(qiáng)度，高室溫韌性，耐磨損性、抗氧化性、耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性等一系列優(yōu)異性能。

難熔高熵合金（refractory high entropy alloys，RHEAs）是以熔點高于1650 ℃的難熔金屬元素為主元的一種新型高熵合金。難熔高熵合金因大多數(shù)組成元素為高熔點元素，具有較高的熔點，表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫性能，同時合金具有高熵合金的特性，成為非常有潛力的高溫合金之一。

制備方法

       難熔高熵合金主要分為三種類型：塊體、涂層和薄膜。目前制備難熔高熵合金的方法主要為真空電弧熔煉、粉末冶金、真空磁控濺射、激光熔覆等方法。不同類型難熔高熵合金的制備方法及優(yōu)缺點如表1所示。

高溫力學(xué)性能

       難熔高熵合金作為由高熔點元素組成的高性能合金，高溫力學(xué)性能(高強(qiáng)度)尤為突出，有望作為航空航天發(fā)動機(jī)和渦輪葉片的高溫合金材料候選。如圖2所示，相比于難熔高熵合金，傳統(tǒng)高溫合金Inconel 718和Haynes 230在800 ℃ 以上時，其抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的下降。當(dāng)溫度高于 900 ℃時，難熔高熵合金的抗壓強(qiáng)度均大于傳統(tǒng)高溫合金，表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫力學(xué)性能。

高溫力學(xué)性能

       難熔高熵合金作為由高熔點元素組成的高性能合金，高溫力學(xué)性能(高強(qiáng)度)尤為突出，有望作為航空航天發(fā)動機(jī)和渦輪葉片的高溫合金材料候選。如圖2所示，相比于難熔高熵合金，傳統(tǒng)高溫合金Inconel 718和Haynes 230在800 ℃ 以上時，其抗壓強(qiáng)度出現(xiàn)明顯的下降。當(dāng)溫度高于 900 ℃時，難熔高熵合金的抗壓強(qiáng)度均大于傳統(tǒng)高溫合金，表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫力學(xué)性能。

結(jié)束語

       難熔高熵合金作為潛在高溫承重結(jié)構(gòu)、高溫耐熱涂層材料,可以在石油化工、航空航天等領(lǐng)域廣泛使用，未來有著巨大的應(yīng)用潛力。目前人們對難熔高熵合金的研究還處于初始階段，作為一個材料研究的新興領(lǐng)域，難熔高熵合金有著很高的研究價值與廣闊的應(yīng)用前景。