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高熵合金涂層微觀結構與服役性能的研究進展

2025-08-29 14:44:48 作者：汪震來源：材料保護分享至：

高熵合金涂層微觀結構與

服役性能的研究進展

汪震¹ 尚曉娟¹ 賈義旺² 聶華偉¹ 王玉璽¹

王維¹ 任志鵬¹ 李勇¹ 方開濤¹

1.貴州交通職業大學機械電子工程系

2.貴州大學材料與冶金學院

摘要

金屬材料的失效通常源于表面，通過表面強化技術可有效延長金屬構件的使用壽命并提升其工作效率。高熵合金涂層憑借其獨特的低維形態(如薄膜或納米顆粒)所引發的尺寸效應，與其多主元特性協同作用，展現出成分均勻、組織致密、結構穩定的顯著優勢。尺寸效應通過影響涂層的界面應力分布、表面能和缺陷演化，有效提升了涂層的綜合性能。本文系統綜述了高熵合金涂層的主要制備技術，深入探討了涂層的組織結構特征和服役性能表現，分析了成分、制備工藝、組織與性能之間的內在關聯機理；同時，闡述了數值模擬在涂層制備、微觀結構演化及性能表征中的應用價值，并展望了高熵合金涂層在未來研究和工程應用中的發展方向。旨在明確高熵合金涂層的制備路徑與性能演化規律，揭示其強化機制及成分、工藝與性能間的關聯，探討數值模擬在涂層設計與優化中的應用，為其工程化應用提供理論支持。

部分重點目錄結構

1 涂層的制備方法

1.1 激光熔覆

1.2 磁控濺射

1.3 電化學沉積

1.4 噴涂技術

1.5 其他工藝

2 高熵合金涂層的微觀組織結構

2.1 激光熔覆涂層

2.2 磁控濺射涂層

2.3 電化學沉積涂層

2.4 噴涂涂層

3 高熵合金涂層的性能

3.1 高硬度和耐磨性能

3.2 耐腐蝕性能

3.3 抗氧化性能

3.4 磁學性能

3.5 抗輻照性能

4 高熵合金涂層成分-組織-性能關聯

5 模擬計算在高熵合金涂層中的應用

6 總結和展望

(1)成分設計與性能優化

(2)涂層服役行為研究

(3)涂層多層與復合結構設計

(4)極端復雜環境下高性能高熵合金涂層

表格數據

不同技術制備高熵合金涂層的

組織結構及性能對比

前處理及后處理工藝對高熵合金涂層

組織結構及性能的影響

常見高熵合金涂層的性能對比

高熵合金涂層的抗氧化性能分析

高熵合金涂層的磁學性能對比

高熵合金涂層的抗輻照性能評估

論文配圖

激光熔覆CoCrFeNi-(Mo, Ti, W)

高熵合金涂層顯微組織

高熵合金涂層SEM形貌、元素分布及相體積分數

Al₂₇Nb₁₈(CrZr_0.5)_xTi_55-1.5x共晶高熵合金涂層TEM形貌及EDS譜

(TiZrNbMoTa)C_0.5N_0.5涂層的TEM形貌

引文格式

汪震, 尚曉娟, 賈義旺, 聶華偉, 王玉璽, 王維, 任志鵬, 李勇, 方開濤. 高熵合金涂層微觀結構與服役性能的研究進展[J]. 材料保護, 2025, 58(7): 1-18.

WANG Zhen, SHANG Xiaojuan, JIA Yiwang, NIE Huawei, WANG Yuxi, WANG Wei, REN Zhipeng, LI Yong, FANG Kaitao. Research Progress on the Microstructure and Service Performance of High-Entropy Alloy Coatings[J]. Materials Protection, 2025, 58(7): 1-18.

DOI:10.16577/j.issn.1001-1560.2025.0110

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