12月12日，巴基斯坦國立科技大學（National University of Sciences and Technology，NUST）的研究人員在科學報告（Scientific Reports）上發表了用碳化硅增強高熵合金獲得優異機械性能組合的研究成果，先進陶瓷與高熵合金的兩大組合會帶來什么驚喜呢？

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41598-022-25734-w

高熵復合材料光學顯微照片以及使用 LAS Phase Expert 軟件基于圖像對比度的示例相位分析結果

( a ) 樣品 S-1 的 SEM 圖像，( b ) 放大圖，( c ) 元素映射，( d ) 指定位置的EDS結果。

CoCrFeNi是一種經過充分研究的面心立方(fcc)高熵合金(HEA)，具有出色的延展性，但強度有限。研究團隊通過使用電弧熔煉途徑添加不同量的SiC來改善這種HEA的強度-延展性平衡。在研究了一些列基于CoCrFeNi高熵合金系統不同SiC添加量的HEA-陶瓷復合材料的微觀結構和機械性能，研究人員得出以下結論：

首先，電弧熔煉路線可以成功制備HEA-陶瓷復合材料；其次，SiC在電弧熔化過程中分解，導致碳化物、硅化物和石墨相的原位形成，這些相的存在和體積分數取決于添加到基礎HEA中的SiC量（隨碳化硅的增加，總體規律為fcc → fcc + 共晶 → fcc + 碳化鉻薄片 → fcc + 碳化鉻薄片 + 硅化物 → fcc + 碳化鉻薄片 + 硅化物 + 石墨球/薄片）；復合材料表現出廣泛的出色機械性能，并且在屈服強度與延展率突破了過去記錄——使用6wt.%SiC制備的復合材料的屈服強度是基礎HEA的八倍多，同時仍保持37%的延展性；最后，該復合材料的硬度和屈服強度與塊狀金屬玻璃（bulk metallic glasses,BMGs）相當。

研究結果表明，高熵合金陶瓷復合材料代表了一種有前途的方法，可以實現金屬機械性能的出色組合，用于高級結構應用。

小貼士：

金屬玻璃即非晶態合金，它既有金屬和玻璃的優點，又克服了它們各自的弊病。其強度高于鋼，硬度超過高硬工具鋼，且具有一定的韌性和剛性。

編譯 YUXI

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