12月12日，巴基斯坦國(guó)立科技大學(xué)（National University of Sciences and Technology，NUST）的研究人員在科學(xué)報(bào)告（Scientific Reports）上發(fā)表了用碳化硅增強(qiáng)高熵合金獲得優(yōu)異機(jī)械性能組合的研究成果，先進(jìn)陶瓷與高熵合金的兩大組合會(huì)帶來(lái)什么驚喜呢？

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

高熵復(fù)合材料光學(xué)顯微照片以及使用 LAS Phase Expert 軟件基于圖像對(duì)比度的示例相位分析結(jié)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(jié)果。

CoCrFeNi是一種經(jīng)過(guò)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(qiáng)度有限。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用電弧熔煉途徑添加不同量的SiC來(lái)改善這種HEA的強(qiáng)度-延展性平衡。在研究了一些列基于CoCrFeNi高熵合金系統(tǒng)不同SiC添加量的HEA-陶瓷復(fù)合材料的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能，研究人員得出以下結(jié)論：

首先，電弧熔煉路線(xiàn)可以成功制備HEA-陶瓷復(fù)合材料；其次，SiC在電弧熔化過(guò)程中分解，導(dǎo)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?jǐn)?shù)取決于添加到基礎(chǔ)HEA中的SiC量（隨碳化硅的增加，總體規(guī)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(fù)合材料表現(xiàn)出廣泛的出色機(jī)械性能，并且在屈服強(qiáng)度與延展率突破了過(guò)去記錄——使用6wt.%SiC制備的復(fù)合材料的屈服強(qiáng)度是基礎(chǔ)HEA的八倍多，同時(shí)仍保持37%的延展性；最后，該復(fù)合材料的硬度和屈服強(qiáng)度與塊狀金屬玻璃（bulk metallic glasses,BMGs）相當(dāng)。

研究結(jié)果表明，高熵合金陶瓷復(fù)合材料代表了一種有前途的方法，可以實(shí)現(xiàn)金屬機(jī)械性能的出色組合，用于高級(jí)結(jié)構(gòu)應(yīng)用。

小貼士：

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

編譯 YUXI

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