12月12日，巴基斯坦国立科技大学（National University of Sciences and Technology，NUST）的研究人员在科学报告（Scientific Reports）上发表了用碳化硅增强高熵合金获得优异机械性能组合的研究成果，先进陶瓷与高熵合金的两大组合会带来什么惊喜呢？

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41598-022-25734-w

高熵复合材料光学显微照片以及使用 LAS Phase Expert 软件基于图像对比度的示例相位分析结果

( a ) 样品 S-1 的 SEM 图像，( b ) 放大图，( c ) 元素映射，( d ) 指定位置的EDS结果。

CoCrFeNi是一种经过充分研究的面心立方(fcc)高熵合金(HEA)，具有出色的延展性，但强度有限。研究团队通过使用电弧熔炼途径添加不同量的SiC来改善这种HEA的强度-延展性平衡。在研究了一些列基于CoCrFeNi高熵合金系统不同SiC添加量的HEA-陶瓷复合材料的微观结构和机械性能，研究人员得出以下结论：

首先，电弧熔炼路线可以成功制备HEA-陶瓷复合材料；其次，SiC在电弧熔化过程中分解，导致碳化物、硅化物和石墨相的原位形成，这些相的存在和体积分数取决于添加到基础HEA中的SiC量（随碳化硅的增加，总体规律为fcc → fcc + 共晶 → fcc + 碳化铬薄片 → fcc + 碳化铬薄片 + 硅化物 → fcc + 碳化铬薄片 + 硅化物 + 石墨球/薄片）；复合材料表现出广泛的出色机械性能，并且在屈服强度与延展率突破了过去记录——使用6wt.%SiC制备的复合材料的屈服强度是基础HEA的八倍多，同时仍保持37%的延展性；最后，该复合材料的硬度和屈服强度与块状金属玻璃（bulk metallic glasses,BMGs）相当。

研究结果表明，高熵合金陶瓷复合材料代表了一种有前途的方法，可以实现金属机械性能的出色组合，用于高级结构应用。

小贴士：

金属玻璃即非晶态合金，它既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病。其强度高于钢，硬度超过高硬工具钢，且具有一定的韧性和刚性。

编译 YUXI

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