粉末冶金制备CoCrNiCuZn高熵合金及其性能研究任务书

 2021-09-13 22:29:56

1. 毕业设计(论文)主要内容:

高熵合金是近年来出现的一种新的热门合金材料,与仅有一种元素作为主元的传统合金或两主元金属间化合物不同,它一般是由5种或5种以上金属元素按照等原子比或接近等原子比合金化而成的一类合金,具有简单的晶体结构和特殊的组织结构。研究发现,高熵合金具有单质金属和传统合金无法比拟的优异性能,如强度、硬度等综合力学性能优异,耐腐蚀性好,化学稳定性高等。

根据Boltzmann关于熵变与系统混乱度的假设,n组元形成的合金体系,其混合熵峰值为等摩尔比固溶时,公式为混合熵=Rlnn,高熵合金自身同时具备热力学上的高熵效应,结构上的晶格畸变效应,动力学上的迟滞扩散效应,以及性质上的“鸡尾酒”效应四大优良特性。

利用北京科技大学张勇教授提出的高熵合金形成的三个准则(至少具有五个组元以获得高混合熵;最大原子半径差小12%;合金混合焓介于-40~10kJ/mol范围内)选取Co,Cr,Ni,Cu,Zn 5种元素。由于传统的熔铸法制备合金容易造成结构上的不均匀,性质上的不稳定。因此采用机械合金化的方法制备高熵合金,选用不同元素的金属粉末作为原料,经历不断的冷焊,破碎,直到达到动态平衡,形成简单的固溶体。然后用放电等离子烧结的技术制备高熵合金块体,利用电流通过石墨模具产生的热量,配合一定的压力,在短时间内制备具有高致密度,晶粒细小的高熵合金。

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2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1.查阅不少于15篇相关文献资料,其中近5年英文文献不少于3篇,了解国内外相关研究概况和发展趋势,了解选题对社会、健康、安全、成本以及环境等的影响,完成开题报告;

2.完成不少于5000字的英文文献翻译;

3.具体要做的工作:

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。

第4-7周:制备高熵合金粉末,并对粉末进行放电等离子烧结制备块体。

第8-11周:采用XRD、SEM、TG-DSC、TEM等技术对高熵合金进行物相、形貌、热分析、力学性能的测试。

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4. 主要参考文献

[1] Inoue, A.; Wang, X. Bulk amorphous FC20 (Fe-C-Si) alloys with small amounts of B and their crystallized structure and mechanical properties. Acta. Mater. 2000, 48, 1383-1395.

[2] Yeh, J.; Chen, S.; Lin, J.; Gan, T.; Chin, T.; Shun, C.; Tsau, S.; Chang, S. Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes. Adv. Eng.Mater. 2004, 6, 299-303.

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