A közepes és nagy entrópiájú ötvözetek előállítása bizonyos nehézségekkel jár, beleértve a tömörítést, a repedéseket és a maradék feszültséget, a méretpontosságot és a felületi polírozást, a kémiai homogenitást, a kristályosodást és a mikrostruktúra szabályozását, a tulajdonság anizotrópiáját stb. Ennek eredményeként további kutatások szükségesek. additív gyártási technikákat kell alkalmazni a fémes anyagok ezen új családjának jobb megértése érdekében.
Különleges és kiváló tulajdonságaik miatt a nagy entrópiájú ötvözetek, a többkomponensű összetett ötvözetanyagok új osztálya, jelentős érdeklődést váltottak ki. A nagy entrópiájú anyagokat a hagyományos anyagokhoz hasonlóan készítik el, de a hagyományos ötvözetekhez képest egyedi tulajdonságokkal is rendelkeznek.
A háromdimenziós ömlesztett anyagok, a kétdimenziós fólia- és lemezanyagok, az egydimenziós szálas anyagok és a nulla dimenziós poranyagok a nagy entrópiájú anyagok elsődleges típusai, amelyeket különböző méretekből készítenek és alakítanak ki. Az ívolvasztás, az indukciós olvasztás, az additív gyártás, a porkohászat, a magnetronos porlasztás, a lézeres burkolás és egyéb előkészítési technológiák a főbbek. A deformációs feldolgozási technikát nagy entrópiájú vékony lemezek, huzalok és szálak előállítására is használják.
A hagyományos olvasztási módszer az ötvözettömb hűtése során elkerülhetetlenül hőmérsékleti gradienst eredményez, ami a mikroszerkezet egyenetlenségéhez vezet, ami a tipikus heterogén öntvényszerkezetet eredményezi, a felületen finomszemcsés felületekkel, középen oszlopos szemcsefelületekkel, belül pedig durva oszlopos szemcsés területek. Az anyagminőséget befolyásoló egyik fő probléma az öntési hibák, például az olvasztási folyamat során keletkező üregek és repedések. A homogén szerkezet eléréséhez vagy az öntési hibák eltávolításához a kezdeti terméken gyakran további deformációra és hőkezelésre van szükség. A hagyományos olvasztási technológiához képest a szelektív olvasztás additív gyártástechnológiája nagyobb hűtési sebességgel rendelkezik, az elkészített ötvözet egységes szerkezetű és finom szemcsés, kiváló átfogó mechanikai tulajdonságokat mutat. Egyre több munka alkalmazza az additív gyártástechnológiát a nagy entrópiájú ötvözetek előállítására és teljesítményének javítására.
Az additív gyártástechnológia előnyeinek alábbi listája összefoglalható:
Könnyű egységes és finom szemcséket, akár nano- vagy mikroszemcséket is előállítani, mivel a hő egyenletes, a hőhatászóna kicsi, és a hő gyorsan lehűl. Az alakítási pontosság is nagy, lehetővé téve az ötvözet méretének és alakjának pontos szabályozását, és a feldolgozási ciklus hatékonyan lerövidíthető. A nagyméretű ötvözetek jelenlegi gyártása még mindig sok nehézséggel néz szembe, és az additív gyártástechnológia fejlődésének egyik fő összetevője a nagy entrópiájú ötvözetpor-előkészítési technológia kidolgozása.
Összesít
A nagy entrópiájú ötvözetek, egy egyre összetettebb, több komponensből álló ötvözet, elsősorban a fázisdiagram magjában lévő új régióra koncentrálnak; jellegzetes tervezési elveik és kiváló fizikai és kémiai tulajdonságaik számos új, nagy entrópiájú ötvözetet hoztak létre kivételes tulajdonságokkal. A szerkezeti anyagok, a funkcionális anyagok és az egészségügy területén az entróp anyagok jelentős fejlődési potenciált mutattak.
Több mint tíz évnyi fejlesztés után, az első ötvözettömbtől kezdve a nagy entrópiájú, különböző méretű és léptékű anyagokon át, beleértve a fóliákat, bevonatokat, szalagokat, lapokat, huzalokat és porokat, a nagy entrópiájú ötvözetek meghatározása és anyagrendszere tapasztalható. folyamatos javulás.
Bár számos előrelépés történt a nagy entrópiájú anyagok terén, az ötvözet összetételének tervezése, minta előkészítése és teljesítménymechanizmus-elemzése nagyobb kihívást jelent az ötvözet eredendő összetettsége miatt. A nagy entrópiájú ötvözetek jövőbeli kutatásának nemcsak "teljesítmény-vezéreltnek", hanem "folyamatvezéreltnek" is kell lennie annak érdekében, hogy új, nagy entrópiájú anyagokat hozzanak létre, amelyek alkalmasak egyedi eljárásokra, beleértve a deformációt, az öntést, a porgyártást és a porolvasztást. . Nagy jelentőséggel bír a nagy entrópiájú ötvözetek továbbfejlesztése és az alkalmazási területek bővítése szempontjából.