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고엔트로피 합금

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고엔트로피 합금

간단히 말해서, 고엔트로피 합금(HEA)은 5개 이상의 동일하거나 거의 동일한 양의 금속으로 형성된 합금입니다. 고엔트로피 합금은 많은 바람직한 특성을 가질 수 있기 때문에 재료 과학 및 공학 분야에서 상당한 주목을 받아 왔습니다. 이전 합금에는 하나 또는 두 개의 주요 금속 구성 요소만 있을 수 있습니다. 예를 들어, 철을 기본으로 사용하고 특성을 향상시키기 위해 일부 미량 원소를 첨가하므로 결과적으로 철 기반 합금이 됩니다. 과거에는 합금에 더 많은 금속을 첨가할수록 재료가 더 부서지기 쉽습니다. 그러나 기존 합금과 달리 고엔트로피 합금은 여러 금속을 포함하지만 부서지기 쉽지 않습니다. 고엔트로피 합금은 전통적인 재료 설계 개념을 돌파하고 기계적 특성, 내식성, 내마모성, 자기 특성, 내방사선성 및 기타 우수한 성능 측면에서 새로운 합금 설계 개념이거나 차세대 합금 벤치마크가 됩니다.

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제품 특성






고엔트로피 합금

HEA(고엔트로피 합금)는 약어로 HEA로 동일하거나 대략 동일한 양의 5개 이상의 금속으로 형성된 합금입니다. 고엔트로피 합금은 갖고 있는 많은 바람직한 특성 때문에 재료 과학 및 공학 분야에서 상당한 주목을 받아왔습니다.

과거에는 합금에 주요 금속 성분이 한두 개만 포함되어 있었습니다. 예를 들어 철을 기본으로 사용하고 미량 원소를 첨가하여 특성을 향상시켜 철 기반 합금을 만듭니다.

과거에는 합금에 더 많은 금속을 첨가하면 재료가 부서지기 쉬웠지만, 이전 합금과 달리 고엔트로피 합금은 여러 금속을 포함하면서도 부서지지 않는 새로운 종류의 재료입니다.

고엔트로피 합금은 재료 설계의 전통적인 개념을 돌파하고 기계적 특성, 내식성, 내마모성, 자기 특성, 방사선 조사 방지 및 기타 우수한 성능 측면에서 새로운 합금 설계 개념이거나 차세대 합금이 됩니다. 기준.











높은 엔트로피 효과

높은 엔트로피 효과는 HEA의 특징적인 개념입니다. 이상적인 형성 엔트로피를 순수 금속의 엔탈피(IM 화합물의 선택된 형성 엔탈피)와 비교하면, 5개 이상의 원소를 포함하는 거의 등몰 합금에서는 IM 화합물보다 SS 상을 형성하는 것이 더 유리한 것으로 알려져 있습니다.

이 시점에서는 특별한 조합을 고려하지 않고 기존 SS 및 IM 단계에 대해 엔트로피와 엔탈피만 분석합니다. 엔트로피 값은 생성 엔트로피에만 고려됩니다. 진동, 전자 및 자성도 엔트로피 값에 영향을 미치지만 주요 요인은 여전히 ​​합금의 구조입니다.




"칵테일" 효과

첫 번째 "칵테일" 효과는 S. Ranganathan 교수가 사용한 문구입니다. 원래 의도는 "유쾌하고 기분 좋은 혼합"이었습니다.

나중에는 최종 결과가 예측할 수 없고 부분의 합보다 더 큰 시너지 효과가 있는 혼합을 의미했습니다. 이 문구는 세 가지 다른 종류의 합금을 설명합니다. 벌크 금속 유리, 초탄성 및 초가소성 금속, HEA. "칵테일" 효과는 비정질 벌크 금속 유리의 구조적 및 기능적 특성을 특징으로 합니다.




격자 왜곡

심각한 격자 왜곡은 높은 엔트로피 단계에서 원자 크기의 차이로 인해 발생합니다. 각 격자 위치의 변위는 해당 위치를 차지하는 원자와 국소 환경의 원자 유형에 따라 달라집니다. 이러한 왜곡은 기존 합금보다 훨씬 더 심각합니다. 이러한 가변적인 원자 위치의 불확실성으로 인해 합금 형성 엔탈피가 더 높아집니다.

물리적으로 이는 X선 회절 피크의 강도를 감소시키고 경도를 증가시키며 전기 전도성을 감소시키고 합금의 온도 의존성을 감소시킬 수 있습니다.

그러나 이러한 특성의 값이 어떻게 변하는지 정량적으로 설명하는 체계적인 실험은 여전히 ​​부족합니다. 예를 들어, 구성 원자 간의 전단 계수 불일치도 경화에 기여할 수 있습니다. 국부적 결합의 변화는 전기 전도성, 열 전도성 및 관련 전자 구조를 변경할 수도 있습니다.




느린 확산 특성

첫 번째 "칵테일" 효과는 S. Ranganathan 교수가 사용한 문구입니다. 원래 의도는 "유쾌하고 기분 좋은 혼합"이었습니다. 나중에는 최종 결과가 예측할 수 없고 부분의 합보다 더 큰 시너지 효과가 있는 혼합을 의미했습니다.

이 문구는 세 가지 다른 종류의 합금을 설명합니다. 벌크 금속 유리, 초탄성 및 초가소성 금속, HEA. "칵테일" 효과는 비정질 벌크 금속 유리의 구조적 및 기능적 특성을 특징으로 합니다.

다른 '핵심 효과'와 달리 '칵테일' 효과는 가설이 없으며 증명할 필요도 없습니다. "칵테일 효과"는 종종 예상치 못한 시너지 효과로 인해 발생하는 특별한 재료 특성을 나타냅니다.

거의 0에 가까운 열팽창 계수 또는 촉매 반응과 같은 물리적 특성을 포함하여 다른 재료도 이러한 방식으로 설명할 수 있습니다. 열전 반응 또는 광전지 변환과 같은 기능적 특성; 초고강도; 좋은 파괴 인성; 피로 저항이나 연성과 같은 구조적 특성.

재료의 성질은 재료 구성, 미세 구조, 전자 구조 및 기타 특징에 따라 달라집니다." "칵테일" 효과는 MPEA의 다원소 구성과 특수 미세 구조를 드러내며, 이는 예상치 못한 비선형 결과를 생성합니다.






고엔트로피 합금의 개발 동향

고엔트로피 합금의 우수한 종합 성능으로 인해 적용 범위가 넓습니다. 고엔트로피 합금은 우수한 연자성 특성을 가지며, 기계적 특성에서도 기존의 연자성 재료보다 가공 성능이 우수합니다. 고엔트로피 합금은 우수한 고온 안정성, 고온 내산화성을 가지며 극한 환경에 적용할 수 있습니다. 고엔트로피 합금은 경도가 높고 강도 특성이 높으며 단단한 절삭 공구의 코팅으로 사용할 수 있습니다. 이 외에도 고엔트로피 합금은 광열변환재료, 경량합금재료, 금형재료 등으로 활용될 수 있다.

고엔트로피 합금은 모터, 변압기, 공작기계, 가전제품, 엔진 블레이드, 제트 항공기 엔진, 핵융합 등과 같은 다양한 분야에서도 널리 사용됩니다. 고엔트로피 합금은 강력한 비정질 형성 능력을 가지며 특정 고엔트로피 합금은 주조 조직에서 비정질 상을 형성할 수 있습니다.

대조적으로, 기존 합금에서 비정질 조직을 얻기 위해서는 액체 원자의 불규칙한 분포로 조직을 실온까지 유지하기 위해 큰 냉각 속도가 필요합니다. 비정질 금속에 대한 연구는 구조에 전위가 없고 고강도, 경도, 가소성, 인성, 내식성 및 특수 자기 특성 등을 갖춘 최근 몇 년 동안 등장했으며 응용 분야도 매우 넓습니다. 비정질 고엔트로피 합금의 제조는 의심할 여지 없이 고엔트로피 합금의 응용 분야를 더욱 확장할 것입니다.






고엔트로피 합금 제품 시리즈

미세구조와 특성이 연구 가치가 높은 다양한 고엔트로피 합금이 있으며, 고엔트로피 효과는 미세구조와 구조를 조절하는 주요 요인입니다. 이 분야에서 현재 관심의 초점은 각각 6~7개의 요소로 구성된 408개의 합금 계열로 발전하여 XNUMX개 이상의 새로운 합금이 탄생했습니다.

이 408개 합금에는 648개의 서로 다른 미세구조가 포함되어 있습니다. 합금 원소의 수와 가공 조건이 미세 구조에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 서로 다른 구조를 가진 고엔트로피 합금은 서로 다른 구조적 특성과 기능적 특성을 나타냅니다. 고엔트로피 합금의 독특한 구조와 광범위한 합금 유형은 구조적 및 기능적 응용의 기초를 제공합니다.

고엔트로피 합금은 전통적인 합금의 설계 틀을 뛰어넘는 새로운 합금 분야로, 많은 우수한 특성을 지닌 특수 합금 시스템입니다. 구성을 조정하면 성능을 더욱 최적화할 수 있으므로 과학 연구 및 산업 응용 분야에 매우 광범위한 전망을 가지고 있습니다.

현재 우리는 진공 현탁 용해, 진공 아크 용해 및 진공 유도 용해를 통해 다음과 같은 고엔트로피 합금 잉곳 및 바를 생산할 수 있으며 고객의 요구 사항에 따라 특정 형태로 가공할 수 있습니다. 필요한 경우 다음 표를 찾을 수 있습니다. 해당 정보는 당사에 문의하십시오.



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