導(dǎo)讀：最近，國際材料領(lǐng)域著名期刊《Acta Materialia》發(fā)表上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院高品質(zhì)特殊鋼冶金與制備國家重點實驗室操光輝教授和李喜教授團隊的最新研究成果“A combinatorial approach to study the phase constitution of the Ni-Al-Pt system”。上海大學(xué)材料學(xué)院是第一和通訊單位，操光輝教授和李喜教授為通訊作者。

鉑（Pt）能夠改善發(fā)動機葉片熱障涂層粘結(jié)層的抗氧化和抗腐蝕性能，然而葉片服役時由于涂層和基體高溫合金之間擴散導(dǎo)致Ni、Al和Pt之間形成復(fù)雜的相組成。組合/高通量法研究含有貴金屬成分合金的相平衡無疑高效和節(jié)約研究成本。本文通過Ni/Al/Pt三元擴散偶并利用電子探針和透射電鏡表征了Ni-Al-Pt三元合金系1100°C的高溫相組成，研究結(jié)果可望為進一步優(yōu)化和改進發(fā)動機葉片涂層成分和結(jié)構(gòu)提供理論基礎(chǔ)。該研究得到上海科委和國家自然科學(xué)基金的支持。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.116703

Ni/Al/Pt三元擴散方法已被證明是研究與貴金屬相組成的有效方法。根據(jù)EPMA和TEM研究，可以得出以下主要結(jié)論：

（1）Ni是高溫Pt3Al （h）的穩(wěn)定劑。經(jīng)鑒定，Pt2Al （l）為正交結(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)為a = 1.683 nm, b = 0.395 nm, c = 0.540 nm。Pt3Al （h）為立方L12結(jié)構(gòu)，晶格參數(shù)a = 0.382 nm。

（2）在晶格參數(shù)A = 0.368nm的條件下，觀察到三元立方相γ #-Ni2PtAl。它與γ-（Ni,Pt）3Al相鄰，具有（100）[001]γ # // （100）[001] γ取向關(guān)系。同時還證實了L10 α-NiPt2Al三元相的存在。

（3）圖片結(jié)構(gòu)圖片相由L10 β-（Ni,Pt）Al馬氏體形成，為正交晶型，晶格參數(shù)a = 0.747 nm, b = 0.682 nm, c = 0.376 nm。（221）在圖片板之間存在孿晶界。圖片 圖片相與L10 β-（Ni,Pt）Al馬氏體的取向關(guān)系為（100）[010]D192h // （100）[001] β。

圖1：Ni/Al/Pt三元擴散示意圖：（a）縱向截面尺寸（單位：mm），（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)，（c-f）采用擠壓和電子束焊接（EBW）組裝。

圖2：（a） Ni/ a /Pt三元擴散的橫斷面BSE SEM顯微圖。位置（Pos.）1-7是通過FIB銑削制備TEM試樣的地方，（b） 1100℃下Ni-Al-Pt的等溫截面[35,Pos的EPMA濃度分布。（c） 1，（d） 2和3，（e） 4-6，和（f） 7。相位分配后面的大寫字母是TEM研究區(qū)域的標記。

圖3：（a） Pos. 1的TEM BF圖像，沿著（B）[102]、（c）[001]和（d）[113]區(qū)域軸標記為（B-（Ni,Pt）Al）區(qū)域的SAED模式。

圖4：（a） Pos.2標記為B的區(qū)域的SAED模式，（Pt2Al3）沿（b）[1001]，（c）[011]和（d）[101]區(qū)軸。

圖5:（a） TEM BF圖像從Pos.3 SAED模式的區(qū)域C （PtzAl）沿，（b）[100]、（c） [201]，和（d） [103]區(qū)軸。

圖6：（a）TEM BF圖像來自于Pos.4 TEM4,（b）擴大TEM BF的圖像區(qū)域D呈現(xiàn)出層狀形態(tài)，SAED區(qū)域D （Pt3Al）模式（c） [100], [101] （D）和（e）[103]帶軸，和球狀地區(qū)e（α-NiPt2Al） （f） [001], [110] （g）， （h）[112]區(qū)軸。（a）中的亮區(qū)是由于光纖制備TEM試樣中的裂紋而產(chǎn)生的真空區(qū)。

圖7：（a） Pos. 5的TEM BF圖像顯示F （γ#-Ni2PtAl）區(qū)域沿（b） [001]，（c）[013]和（d）[011]區(qū)域軸的SAED模式，F(xiàn) （γ#-Ni2PtAl）區(qū)域F和G區(qū)域之間的界面。（f）沿（e）[011]帶軸的G（γ-（Ni,Pt）3Al）區(qū)域的SAED模式，以及γ#和γ相的復(fù)合SAED模式顯示取向關(guān)系（1 3 1）[013]γ# //（31 1）[011]γ。

圖8：（a） Pos. 6的TEM BF圖像，以及沿著（b） [110] 和（c） [21i] 區(qū)域軸標記為H （y-NI（Pt,Al））區(qū)域的SAED模式。

圖9：（a） Pos.7的TEM BF圖像，顯示球狀和片狀區(qū)域，SAED模式的區(qū)域標記為i（y）（b） 001], （c）[111]和（d）[011]帶軸，（e） HAADF-STEM圖像的區(qū)域在圖9中的框架和相應(yīng)的edx NIi映射，艾爾和Pt, SAED模式的J沿著（[11）（g） [110], （h）[12]帶軸，（i）地區(qū)的高倍率“（N.Pt）顯示（221）雙邊界，沿（i） 10101，（K） 10i21和（1）1221區(qū)域軸的區(qū)域K （Ni.Ppt），Al）的SAED模式。（a）中的亮區(qū)是由FIB制備的TEM樣品中的裂紋引起的真空區(qū)。