Design of stable nanocrystalline alloys
3
2012
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
... [1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
... [1,3]. ...
Nanostructured materials: Basic concepts and microstructure
1
2000
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
Nanocrystalline materials—Current research and future directions
2
2000
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
... ,3]. ...
Diffusion in nanocrystalline materials
0
2003
On the contribution of triple junctions to the structure and properties of nanocrystalline materials
2
1990
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
... 首先，纳米晶高熵合金即使在晶粒尺寸很小的情况下，其晶界能也远低于传统的单一主元纳米晶合金[5].这可归因于多主元原子尺寸不一而带来的严重晶格畸变效应，使得晶内拥有较高的能垒[12]，并提高了多种元素偏析至晶界处的可能性. ...
Grain boundary complexions
1
2014
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
Unraveling the nature of room temperature grain growth in nanocrystalline materials
1
2008
... 纳米晶合金(nanocrystalline alloys，NCs)是指平均晶粒尺寸小于100 nm的单相或多相结构合金材料[1~3]，由于纳米效应而展现出许多独特的力学、物理和化学性质，因此成为金属材料领域的热点之一.纳米晶合金的独特性能来自其纳米尺度的晶粒和由超细晶粒所带来的高密度晶界和高能界面[2~5].在晶界的无序排布的原子为整个体系贡献出了超额的自由能[6].因此，纳米晶合金的晶粒具有自发合并的倾向以降低体系能量，从而造成其极易晶粒粗化的特性，例如，即便在较低的温度区间内(如室温)，许多纳米晶纯金属也容易产生明显的晶粒粗化现象[1,7].强烈的晶粒粗化趋势严重限制了纳米晶合金在室温及高温下的应用[1,3]. ...
A
1
2004
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
High-entropy alloys: A critical review
2
2014
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
... 纳米晶合金的热力学稳定方法是通过在晶界处溶质偏析，使晶粒长大的驱动力——晶界能减小，从而抑制晶粒粗化行为[9]，即通过2种形式实现：①通过晶界处溶质偏析实现的晶界能降低；②通过晶界处溶质偏析实现的整体Gibbs自由能减小. ...
Microstructures and properties of high-entropy alloys
2
2014
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
... 其次，由于高熵合金具有较高的，由式(1)可以看出，其对自由能降低的作用会因为温度的升高而进一步增强.因此相较于单一主元的纳米晶合金，高熵纳米晶合金在高温条件下将会具有更高的相稳定性，这就一定程度上避免了富溶质相的析出带来的纳米晶结构失稳，合金的热稳定性能够得到大幅提升[10]. ...
Microstructure and solidification behavior of multicomponent CoCrCuxFeMoNi high-entropy alloys
1
2015
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
Phase transformation induced by lattice distortion in multiprincipal component CoCrFeNiCuxAl1-xsolid-solution alloys
2
2008
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
... 首先，纳米晶高熵合金即使在晶粒尺寸很小的情况下，其晶界能也远低于传统的单一主元纳米晶合金[5].这可归因于多主元原子尺寸不一而带来的严重晶格畸变效应，使得晶内拥有较高的能垒[12]，并提高了多种元素偏析至晶界处的可能性. ...
Sluggish diffusion in Co-Cr-Fe-Mn-Ni high-entropy alloys
1
2013
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
An assessment on the future development of high-entropy alloys: Summary from a recent workshop
1
2015
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications
2
2014
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
Mechanical properties of the high-entropy alloy Ag0.5CoCrCuFeNi at temperatures of 4.2-300 K
0
2013
Tensile properties of an AlCrCuNiFeCo high-entropy alloy in as-cast and wrought conditions
1
2012
... 高熵合金(high-entropy alloys，HEAs)是近十几年来创新合金设计提出的新的合金体系[8,9]，不同于传统的合金材料单一元素为主的合金设计策略，高熵合金是由5种及以上金属元素以等原子比或近等原子比的成分组成，每个主元的原子分数在5%~35%之间，混合熵大于1.5R (R为气体常数)的简单固溶体相构成的合金[10].由于体系的高混合熵，高熵合金具有相对简单面心立方(fcc)、体心立方(bcc)、密排六方(hcp)单相固溶体结构或以上几种结构的复合结构[11].高熵合金成分设计的灵活性与多样性极大地拓宽了合金相图的可选择领域；同时，高熵合金因具有高构型熵值、大晶格畸变[12]、缓慢原子扩散速率[13]以及多主元构型的混合效应，即“鸡尾酒效应”[14]，显示出优异而独特的力学性能[15~17]：反常的低温韧性、高强度(最大屈服强度超过5 GPa)、高硬度(100~1100 HV)、宽的模量调节范围、高加工硬化率和突出的抗高温软化能力. ...
Mechanical properties of Nb25Mo25Ta25W25 and V20Nb20Mo20Ta20W20 refractory high entropy alloys
2
2011
... 式中，为体系总Gibbs自由能的变化量，为体系总混合焓的变化量，T为热力学温度，为体系总混合熵的变化量.由于高熵合金体系具有较高的体系混合熵，对自由能降低的作用会因为温度的升高而进一步增强，即在高温条件下，高熵合金将会具有更高的相稳定性(可以实现高温长时间保温后仍维持单相，热处理前后衍射峰几乎重合[18]). ...
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
Nanostructured high-entropy materials
3
2020
... 受上述这种全新的合金设计理念启发，通过将高熵合金晶粒纳米化，制备出纳米晶高熵合金(nanocrystalline high-entropy alloys，NC-HEAs)，为突破纳米晶合金热稳定性壁垒提供了新的可能(图1[19]). ...
... [
19]
Microstructural schematic of the progression from single crystal metal to nanocrystalline (NC) metal to NC-HEA (HEA—high-entropy alloy)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R19">19</xref>]</sup>Fig.1![]()
纳米晶材料的热稳定性由其纳米结构在高温下抵抗明显晶粒粗化的能力来表征.在讨论热稳定性之前，需要先明确影响晶粒长大的热力学参数.晶界迁移被认为是引起晶粒长大的最主要机制[20].微观上，晶界迁移涉及晶界邻域的原子运动过程，受到晶界结构、外界条件(特别是温度和作用于晶界上的力)以及各种点缺陷等因素的影响，因此可以用晶界迁移速率()来表征晶粒长大过程[21]： ...
... [
19]
Fig.1![]()
纳米晶材料的热稳定性由其纳米结构在高温下抵抗明显晶粒粗化的能力来表征.在讨论热稳定性之前，需要先明确影响晶粒长大的热力学参数.晶界迁移被认为是引起晶粒长大的最主要机制[20].微观上，晶界迁移涉及晶界邻域的原子运动过程，受到晶界结构、外界条件(特别是温度和作用于晶界上的力)以及各种点缺陷等因素的影响，因此可以用晶界迁移速率()来表征晶粒长大过程[21]： ...
High temperature stabilization of nanocrystalline grain size: Thermodynamic versus kinetic strategies
2
2013
... 纳米晶材料的热稳定性由其纳米结构在高温下抵抗明显晶粒粗化的能力来表征.在讨论热稳定性之前，需要先明确影响晶粒长大的热力学参数.晶界迁移被认为是引起晶粒长大的最主要机制[20].微观上，晶界迁移涉及晶界邻域的原子运动过程，受到晶界结构、外界条件(特别是温度和作用于晶界上的力)以及各种点缺陷等因素的影响，因此可以用晶界迁移速率()来表征晶粒长大过程[21]： ...
... 采用第二相粒子钉扎实现的纳米晶稳定化的方法一直广受关注.这种动力学稳定化机制为纳米晶合金晶粒尺寸稳定的重要机制，且通常为经典的Zener钉扎，在高温下尤为适用[20].Zener钉扎力是弥散小颗粒与晶界之间的交互作用[46].目前普遍认为小的颗粒尺寸或/和高的颗粒体积分数能够导致晶界上较高的Zener钉扎力[36]. ...
Grain Boundary Migration in Metals: Thermodynamics, Kinetics, Applications
2
2010
... 纳米晶材料的热稳定性由其纳米结构在高温下抵抗明显晶粒粗化的能力来表征.在讨论热稳定性之前，需要先明确影响晶粒长大的热力学参数.晶界迁移被认为是引起晶粒长大的最主要机制[20].微观上，晶界迁移涉及晶界邻域的原子运动过程，受到晶界结构、外界条件(特别是温度和作用于晶界上的力)以及各种点缺陷等因素的影响，因此可以用晶界迁移速率()来表征晶粒长大过程[21]： ...
... 式中，为晶界迁移率，是衡量晶界迁移快慢的参数；为作用于晶界迁移总驱动力.总驱动力可以由诸多因素贡献，例如形变储存能、晶界能、界面能、化学驱动力、弹性应变能、磁场等[21].对于纳米晶材料而言，由于晶粒尺寸小，晶界占比高，因此晶界迁移的驱动力主要由晶界能()所提供.对于纳米晶体系，式(2)可以转换为： ...
Alloy effects in nanostructures
1
1993
... 对于多晶体系而言，溶质原子在晶内和晶界处的浓度可以利用其偏析焓与溶解度表示[22~24]： ...
Nano-scale grain growth inhibited by reducing grain boundary energy through solute segregation
0
2004
The theory of grain boundary segregation in terms of surface adsorption analogues
1
1977
... 对于多晶体系而言，溶质原子在晶内和晶界处的浓度可以利用其偏析焓与溶解度表示[22~24]： ...
Nanocrystalline Fe-C alloys produced by ball milling of iron and graphite
1
2013
... 晶界能的减小降低了晶粒粗化的驱动力，从而稳定了晶粒尺寸.在呈现强晶界偏析的Fe-C合金系当中，Chen等[25]通过制备纳米晶Fe-C合金发现，C元素大量偏析至-铁素体的晶界处能够使基体晶粒尺寸在低至6 nm时仍保持稳定.但值得注意的是，对于强晶界偏析的合金体系，在升高环境温度之后，相比于晶界处的溶质偏析，富溶质相的析出往往更容易发生[26]，此时合金化元素的添加反而削弱了热力学稳定作用. ...
Grain coarsening inhibited by solute segregation
1
2002
... 晶界能的减小降低了晶粒粗化的驱动力，从而稳定了晶粒尺寸.在呈现强晶界偏析的Fe-C合金系当中，Chen等[25]通过制备纳米晶Fe-C合金发现，C元素大量偏析至-铁素体的晶界处能够使基体晶粒尺寸在低至6 nm时仍保持稳定.但值得注意的是，对于强晶界偏析的合金体系，在升高环境温度之后，相比于晶界处的溶质偏析，富溶质相的析出往往更容易发生[26]，此时合金化元素的添加反而削弱了热力学稳定作用. ...
Development of advanced materials via entropy engineering
1
2019
... 近年来，通过对多主元合金混合熵效应的强化，即“熵工程”，高熵合金实现了微结构和组织的有效调控[27~29].作为一种“深合金化”的合金设计理念，基于高熵效应进行纳米晶合金热力学稳定设计有诸多显著优势. ...
A precipitation-hardened high-entropy alloy with outstanding tensile properties
1
2016
... 首先，在粗晶高熵合金当中实现提高强韧性的纳米尺度析出相已不再困难，在fcc、bcc结构的多个体系已有相关高熵合金的开发[28,48].其中在bcc结构的Al2(Ni, Co, Fe, Cr)14高熵合金析出共格立方纳米B2相[48]，在600℃时仍能稳定存在并保持较小尺寸.相对应地，对于纳米晶材料，高熵合金的设计理念也为利用第二相钉扎作用稳定纳米晶提供了新的合金设计思路.Wang等[49]利用惰性气体冷凝法制备出平均晶粒尺寸为25 nm的纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜.在600℃退火1 h后，硬度从未退火态的484 HV增加到791 HV；而在1100℃退火后，不同于单主元纳米晶合金硬度的急剧下降，其未退火态481 HV的高硬度仍能够保持下来.该纳米晶高熵合金除了fcc结构的基体相，还存在少量bcc结构的富Cr析出相，后者高度弥散分布且与基体呈现非共格结构，从而有效钉扎高熵纳米晶晶界，对稳定晶粒起到了至关重要的作用. ...
Effects of Al addition on structural evolution and tensile properties of the FeCoNiCrMn high-entropy alloy system
1
2014
... 近年来，通过对多主元合金混合熵效应的强化，即“熵工程”，高熵合金实现了微结构和组织的有效调控[27~29].作为一种“深合金化”的合金设计理念，基于高熵效应进行纳米晶合金热力学稳定设计有诸多显著优势. ...
A nanocrystalline AlCoCuNi medium-entropy alloy with high thermal stability via entropy and boundary engineering
4
2020
... 近年来，基于熵的纳米晶合金热力学稳定设计的优越性也陆续被研究所证实.Deng等[30]利用“熵工程”设计思路，利用机械合金化法(mechanical alloying，MA)和放电等离子体烧结法(spark plasma sintering，SPS)制备出平均晶粒尺寸为46 nm的双相纳米结构AlCoCuNi中熵合金(见图2[30])，在900℃退火50 h后，AlCoCuNi中熵合金仍然能够维持580 HV的高硬度，呈现出优异的抗高温晶粒粗化与抗高温软化的能力.得益于中/高熵合金灵活的合金设计，该纳米晶中熵合金呈现出独特的双相结构，即富Cu的fcc相与富AlCoNi的bcc相均匀交错分布，形成了大量低能态的共格相界和小角晶界，使得体系的界面能远低于传统单主元纳米晶材料，从而极大地降低了晶界迁移速率. ...
... [30])，在900℃退火50 h后，AlCoCuNi中熵合金仍然能够维持580 HV的高硬度，呈现出优异的抗高温晶粒粗化与抗高温软化的能力.得益于中/高熵合金灵活的合金设计，该纳米晶中熵合金呈现出独特的双相结构，即富Cu的fcc相与富AlCoNi的bcc相均匀交错分布，形成了大量低能态的共格相界和小角晶界，使得体系的界面能远低于传统单主元纳米晶材料，从而极大地降低了晶界迁移速率. ...
... [
30]
The designed nanostructured AlCoCuNi medium-entropy alloy (MEA) with stable dual phase by ultilizing entropy engineering (a-c)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R30">30</xref>]</sup>Fig.2![]()
Xiao等[31]通过调控非晶形成参数，利用磁控溅射法制备了平均尺寸约为3.8 nm晶粒外包裹着约2~3 nm非晶晶界的纳米晶体-非晶双相FeCoNiCrMn高熵合金薄膜，具有8.93 GPa的压痕硬度，如图3[31]所示.该合金在450℃低温退火1 h后，晶粒外包裹的非晶层晶化成为晶界，晶粒尺寸只增长至约7.2 nm，但压痕硬度高达13.76 GPa，突破了晶粒尺寸越大合金强度越低的Hall-Petch关系(Hall-Petch relation)，是目前已报道的FeCoNiCrMn系高熵合金所能够达到的最高硬度.该纳米晶合金退火态硬度的反常升高与高熵带来的独特效应密切相关：由于高熵合金特殊的原子结构排布，与晶界运动有关的变形机制(例如晶界滑移、晶界扩散、晶界转动等)被有效抑制，这样的晶界弛豫使得晶界在温度较高时仍能够处于相对较低的能态，保证在退火时晶粒粗化有限；另外，退火时生成的晶界仍一定程度上保留了原非晶壳层的几何学特征，使得晶界处的晶格畸变更为严重，能够有效钉扎位错，提高合金的硬度. ...
... [
30]
Fig.2![]()
Xiao等[31]通过调控非晶形成参数，利用磁控溅射法制备了平均尺寸约为3.8 nm晶粒外包裹着约2~3 nm非晶晶界的纳米晶体-非晶双相FeCoNiCrMn高熵合金薄膜，具有8.93 GPa的压痕硬度，如图3[31]所示.该合金在450℃低温退火1 h后，晶粒外包裹的非晶层晶化成为晶界，晶粒尺寸只增长至约7.2 nm，但压痕硬度高达13.76 GPa，突破了晶粒尺寸越大合金强度越低的Hall-Petch关系(Hall-Petch relation)，是目前已报道的FeCoNiCrMn系高熵合金所能够达到的最高硬度.该纳米晶合金退火态硬度的反常升高与高熵带来的独特效应密切相关：由于高熵合金特殊的原子结构排布，与晶界运动有关的变形机制(例如晶界滑移、晶界扩散、晶界转动等)被有效抑制，这样的晶界弛豫使得晶界在温度较高时仍能够处于相对较低的能态，保证在退火时晶粒粗化有限；另外，退火时生成的晶界仍一定程度上保留了原非晶壳层的几何学特征，使得晶界处的晶格畸变更为严重，能够有效钉扎位错，提高合金的硬度. ...
Ultra-strong nanostructured CrMnFeCoNi high entropy alloys
4
2020
... Xiao等[31]通过调控非晶形成参数，利用磁控溅射法制备了平均尺寸约为3.8 nm晶粒外包裹着约2~3 nm非晶晶界的纳米晶体-非晶双相FeCoNiCrMn高熵合金薄膜，具有8.93 GPa的压痕硬度，如图3[31]所示.该合金在450℃低温退火1 h后，晶粒外包裹的非晶层晶化成为晶界，晶粒尺寸只增长至约7.2 nm，但压痕硬度高达13.76 GPa，突破了晶粒尺寸越大合金强度越低的Hall-Petch关系(Hall-Petch relation)，是目前已报道的FeCoNiCrMn系高熵合金所能够达到的最高硬度.该纳米晶合金退火态硬度的反常升高与高熵带来的独特效应密切相关：由于高熵合金特殊的原子结构排布，与晶界运动有关的变形机制(例如晶界滑移、晶界扩散、晶界转动等)被有效抑制，这样的晶界弛豫使得晶界在温度较高时仍能够处于相对较低的能态，保证在退火时晶粒粗化有限；另外，退火时生成的晶界仍一定程度上保留了原非晶壳层的几何学特征，使得晶界处的晶格畸变更为严重，能够有效钉扎位错，提高合金的硬度. ...
... [31]所示.该合金在450℃低温退火1 h后，晶粒外包裹的非晶层晶化成为晶界，晶粒尺寸只增长至约7.2 nm，但压痕硬度高达13.76 GPa，突破了晶粒尺寸越大合金强度越低的Hall-Petch关系(Hall-Petch relation)，是目前已报道的FeCoNiCrMn系高熵合金所能够达到的最高硬度.该纳米晶合金退火态硬度的反常升高与高熵带来的独特效应密切相关：由于高熵合金特殊的原子结构排布，与晶界运动有关的变形机制(例如晶界滑移、晶界扩散、晶界转动等)被有效抑制，这样的晶界弛豫使得晶界在温度较高时仍能够处于相对较低的能态，保证在退火时晶粒粗化有限；另外，退火时生成的晶界仍一定程度上保留了原非晶壳层的几何学特征，使得晶界处的晶格畸变更为严重，能够有效钉扎位错，提高合金的硬度. ...
... [
31]
The designed crystalline/amorphous dual-phase FeCoNiCrMn alloy with ultra-high hardness by ultilizing entropy engineering (<i>d</i>—grain size)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R31">31</xref>]</sup>Fig.3![]()
基于高熵效应的纳米晶合金热力学稳定设计仍未形成系统研究，现总结出如下设计思路. ...
... [
31]
Fig.3![]()
基于高熵效应的纳米晶合金热力学稳定设计仍未形成系统研究，现总结出如下设计思路. ...
The impurity-drag effect in grain boundary motion
2
1962
... 由式(2)可得，多晶材料中晶界迁移速率由晶界活动性和晶界迁移的驱动力所决定.当晶界迁移被动力性阻碍时，可以表示为固有阻力 (定义为，代表纯金属的固有晶界迁移率)和晶界迁移的阻力的结合[32]，即： ...
... 则晶界迁移率与的关系如下[32]： ...
A quantitative theory of grain-boundary motion and recrystallization in metals in the presence of impurities
2
1957
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... Cottrell和Jaswon[41]提出溶质拖曳(solute drag)的概念用以描述由溶质-位错交互作用引发的位错活动性带来的阻力.Lücke和Detert[33]将其延伸到溶质-晶界交互作用：若溶质的扩散速率远低于基体原子的扩散速率，晶界处溶质原子的存在会阻碍晶界的迁移，其模型假设基体和晶界中的溶质分布是平均的，即假设晶界处同样为稀固溶体，并不适用于强晶界偏析的纳米晶材料体系.为此，Hillert和Sundman[42]提出了一种基于绝对反应速率和自由能耗散原理理论的一般溶质陷阱模型，该模型适用于晶界处溶质浓度较高的纳米晶体系. ...
Modelling the influence of grain-size-dependent solute drag on the kinetics of grain growth in nanocrystalline materials
0
1999
On the grain size dependent solute and particle drag
2
2000
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... [35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
Recrystallization and Related Annealing Phenomena
2
2004
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... 采用第二相粒子钉扎实现的纳米晶稳定化的方法一直广受关注.这种动力学稳定化机制为纳米晶合金晶粒尺寸稳定的重要机制，且通常为经典的Zener钉扎，在高温下尤为适用[20].Zener钉扎力是弥散小颗粒与晶界之间的交互作用[46].目前普遍认为小的颗粒尺寸或/和高的颗粒体积分数能够导致晶界上较高的Zener钉扎力[36]. ...
Microstrain and self-limited grain growth in nanocrystalline ceria ceramics
2
2006
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... 纳米晶合金中晶粒粗化与微应力存在着紧密联系[37]，即明显的晶粒粗化行为往往伴随着大量的微应力释放.当微应力的主要来源是位错时，在晶粒长大过程中移动晶界与位错的交互作用会阻碍晶界的移动，这与Molinari等[50]提出的在马氏体相变中对奥氏体的机械稳定化相似.Lu等[51]也佐证了这一机制，他们利用电沉积制备纳米晶铜合金，通过冷轧引入微应力，其晶粒尺寸稳定性提升.当微应力的释放或者位错的回复被抑制时，其晶界扩张也同时被抑制，从而阻止晶粒粗化[51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
The thermal stability of high-energy ball-milled nanostructured Cu
2
2013
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... 纳米晶合金中晶粒粗化与微应力存在着紧密联系[37]，即明显的晶粒粗化行为往往伴随着大量的微应力释放.当微应力的主要来源是位错时，在晶粒长大过程中移动晶界与位错的交互作用会阻碍晶界的移动，这与Molinari等[50]提出的在马氏体相变中对奥氏体的机械稳定化相似.Lu等[51]也佐证了这一机制，他们利用电沉积制备纳米晶铜合金，通过冷轧引入微应力，其晶粒尺寸稳定性提升.当微应力的释放或者位错的回复被抑制时，其晶界扩张也同时被抑制，从而阻止晶粒粗化[51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
Ordering and grain growth in nanocrystalline Fe75Si25 alloy
2
2005
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
... 晶界迁移通过跨越晶界的原子扩散而得以发生.在一个合金体系中，显微结构的化学有序可以抑制原子扩散行为，从而限制晶界迁移，达到稳定晶粒尺寸的效果[39].Gao和Fultz[52]通过球磨制备出纳米晶Fe3Si合金，发现其呈现无序固溶体结构，高的晶界活动性使其热稳定性差.退火处理促进了纳米结构的化学有序，并大幅减小晶界活动性.因此，经过450℃下退火10 h后，纳米晶Fe3Si合金的晶粒尺寸能够维持在20 nm左右.这一研究结果表明，通过化学有序可以实现纳米晶合金的稳定性.此外，由于Mn元素的添加能够增加化学有序程度，(FeMn)3Si合金比Fe3Si合金更倾向于实现化学有序，因此进一步降低晶界活动性并稳定纳米结构. ...
Grain growth and chemical ordering in (Fe, Mn)3Si
1
1995
... 的增加导致减小.因此，针对的减小，一般采用使增加的机制，从而影响晶粒长大动力学，例如溶质拖曳[33~35]、第二相粒子钉扎[35,36]、微应力作用[37,38]及化学有序[39,40]等. ...
Soc
1
1949
... Cottrell和Jaswon[41]提出溶质拖曳(solute drag)的概念用以描述由溶质-位错交互作用引发的位错活动性带来的阻力.Lücke和Detert[33]将其延伸到溶质-晶界交互作用：若溶质的扩散速率远低于基体原子的扩散速率，晶界处溶质原子的存在会阻碍晶界的迁移，其模型假设基体和晶界中的溶质分布是平均的，即假设晶界处同样为稀固溶体，并不适用于强晶界偏析的纳米晶材料体系.为此，Hillert和Sundman[42]提出了一种基于绝对反应速率和自由能耗散原理理论的一般溶质陷阱模型，该模型适用于晶界处溶质浓度较高的纳米晶体系. ...
A treatment of the solute drag on moving grain boundaries and phase interfaces in binary alloys
1
1976
... Cottrell和Jaswon[41]提出溶质拖曳(solute drag)的概念用以描述由溶质-位错交互作用引发的位错活动性带来的阻力.Lücke和Detert[33]将其延伸到溶质-晶界交互作用：若溶质的扩散速率远低于基体原子的扩散速率，晶界处溶质原子的存在会阻碍晶界的迁移，其模型假设基体和晶界中的溶质分布是平均的，即假设晶界处同样为稀固溶体，并不适用于强晶界偏析的纳米晶材料体系.为此，Hillert和Sundman[42]提出了一种基于绝对反应速率和自由能耗散原理理论的一般溶质陷阱模型，该模型适用于晶界处溶质浓度较高的纳米晶体系. ...
Shape of moving grain boundaries in Al-bicrystals
1
1999
... 利用溶质拖曳效应使得晶界活动性减小，已经通过实验数据与计算模拟的双重证实[43,44].其所达到的稳定效果得益于晶界和溶质的交互作用，由此阻碍晶界活动，进而延缓晶粒粗化.因此，合适的溶质元素选择是最大化运用该机制的关键.根据溶质拖曳理论，溶质拖曳阻力的大小取决于晶界处的溶质浓度和溶质原子的活动性.高熵设计可以使晶界处的溶质组元更多，浓度更高，溶质原子的活动性更低，其陷阱阻力更大，因此动力学稳定效果更好.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，表现出了出色的热稳定性. ...
A phase field study of strain energy effects on solute-grain boundary interactions
1
2011
... 利用溶质拖曳效应使得晶界活动性减小，已经通过实验数据与计算模拟的双重证实[43,44].其所达到的稳定效果得益于晶界和溶质的交互作用，由此阻碍晶界活动，进而延缓晶粒粗化.因此，合适的溶质元素选择是最大化运用该机制的关键.根据溶质拖曳理论，溶质拖曳阻力的大小取决于晶界处的溶质浓度和溶质原子的活动性.高熵设计可以使晶界处的溶质组元更多，浓度更高，溶质原子的活动性更低，其陷阱阻力更大，因此动力学稳定效果更好.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，表现出了出色的热稳定性. ...
Nanostructured NbMoTaW high entropy alloy thin films: High strength and enhanced fracture toughness
2
2019
... 利用溶质拖曳效应使得晶界活动性减小，已经通过实验数据与计算模拟的双重证实[43,44].其所达到的稳定效果得益于晶界和溶质的交互作用，由此阻碍晶界活动，进而延缓晶粒粗化.因此，合适的溶质元素选择是最大化运用该机制的关键.根据溶质拖曳理论，溶质拖曳阻力的大小取决于晶界处的溶质浓度和溶质原子的活动性.高熵设计可以使晶界处的溶质组元更多，浓度更高，溶质原子的活动性更低，其陷阱阻力更大，因此动力学稳定效果更好.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，表现出了出色的热稳定性. ...
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
Theory of grain boundary motion in the presence of mobile particles
2
1993
... 采用第二相粒子钉扎实现的纳米晶稳定化的方法一直广受关注.这种动力学稳定化机制为纳米晶合金晶粒尺寸稳定的重要机制，且通常为经典的Zener钉扎，在高温下尤为适用[20].Zener钉扎力是弥散小颗粒与晶界之间的交互作用[46].目前普遍认为小的颗粒尺寸或/和高的颗粒体积分数能够导致晶界上较高的Zener钉扎力[36]. ...
... 如果颗粒足够小并且能够移动，则晶界与这些移动颗粒的交互作用将与溶质拖曳类似，则Zener钉扎力()可以被表示为[46]： ...
A thermokinetic description of nano-scale grain growth under dynamic grain boundary segregation condition
1
2014
... 原则上，第二相粒子可以通过2种方式引入，即外部添加和原位形成[47].对于后一种情况，如果发生了富溶质相的析出，将会从2个方面影响晶粒长大动力学：① 产生的钉扎力降低了晶界活动性；② 通过降低晶界处的溶质富集增加晶界能.如果由于富溶质相的析出增加了晶界能，热力学方面的稳定化效果会被削弱，则需要考虑热、动力学的平衡作用. ...
Controlled formation of coherent cuboidal nanoprecipitates in body-centered cubic high-entropy alloys based on Al2(Ni, Co, Fe, Cr)14 compositions
2
2018
... 首先，在粗晶高熵合金当中实现提高强韧性的纳米尺度析出相已不再困难，在fcc、bcc结构的多个体系已有相关高熵合金的开发[28,48].其中在bcc结构的Al2(Ni, Co, Fe, Cr)14高熵合金析出共格立方纳米B2相[48]，在600℃时仍能稳定存在并保持较小尺寸.相对应地，对于纳米晶材料，高熵合金的设计理念也为利用第二相钉扎作用稳定纳米晶提供了新的合金设计思路.Wang等[49]利用惰性气体冷凝法制备出平均晶粒尺寸为25 nm的纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜.在600℃退火1 h后，硬度从未退火态的484 HV增加到791 HV；而在1100℃退火后，不同于单主元纳米晶合金硬度的急剧下降，其未退火态481 HV的高硬度仍能够保持下来.该纳米晶高熵合金除了fcc结构的基体相，还存在少量bcc结构的富Cr析出相，后者高度弥散分布且与基体呈现非共格结构，从而有效钉扎高熵纳米晶晶界，对稳定晶粒起到了至关重要的作用. ...
... [48]，在600℃时仍能稳定存在并保持较小尺寸.相对应地，对于纳米晶材料，高熵合金的设计理念也为利用第二相钉扎作用稳定纳米晶提供了新的合金设计思路.Wang等[49]利用惰性气体冷凝法制备出平均晶粒尺寸为25 nm的纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜.在600℃退火1 h后，硬度从未退火态的484 HV增加到791 HV；而在1100℃退火后，不同于单主元纳米晶合金硬度的急剧下降，其未退火态481 HV的高硬度仍能够保持下来.该纳米晶高熵合金除了fcc结构的基体相，还存在少量bcc结构的富Cr析出相，后者高度弥散分布且与基体呈现非共格结构，从而有效钉扎高熵纳米晶晶界，对稳定晶粒起到了至关重要的作用. ...
Ultrahigh hardness with exceptional thermal stability of a nanocrystalline CoCrFeNiMn high-entropy alloy prepared by inert gas condensation
2
2020
... 首先，在粗晶高熵合金当中实现提高强韧性的纳米尺度析出相已不再困难，在fcc、bcc结构的多个体系已有相关高熵合金的开发[28,48].其中在bcc结构的Al2(Ni, Co, Fe, Cr)14高熵合金析出共格立方纳米B2相[48]，在600℃时仍能稳定存在并保持较小尺寸.相对应地，对于纳米晶材料，高熵合金的设计理念也为利用第二相钉扎作用稳定纳米晶提供了新的合金设计思路.Wang等[49]利用惰性气体冷凝法制备出平均晶粒尺寸为25 nm的纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜.在600℃退火1 h后，硬度从未退火态的484 HV增加到791 HV；而在1100℃退火后，不同于单主元纳米晶合金硬度的急剧下降，其未退火态481 HV的高硬度仍能够保持下来.该纳米晶高熵合金除了fcc结构的基体相，还存在少量bcc结构的富Cr析出相，后者高度弥散分布且与基体呈现非共格结构，从而有效钉扎高熵纳米晶晶界，对稳定晶粒起到了至关重要的作用. ...
... 纳米晶合金中晶粒粗化与微应力存在着紧密联系[37]，即明显的晶粒粗化行为往往伴随着大量的微应力释放.当微应力的主要来源是位错时，在晶粒长大过程中移动晶界与位错的交互作用会阻碍晶界的移动，这与Molinari等[50]提出的在马氏体相变中对奥氏体的机械稳定化相似.Lu等[51]也佐证了这一机制，他们利用电沉积制备纳米晶铜合金，通过冷轧引入微应力，其晶粒尺寸稳定性提升.当微应力的释放或者位错的回复被抑制时，其晶界扩张也同时被抑制，从而阻止晶粒粗化[51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
Role of lattice strain on thermal stability of a nanocrystalline FeMo alloy
1
2010
... 纳米晶合金中晶粒粗化与微应力存在着紧密联系[37]，即明显的晶粒粗化行为往往伴随着大量的微应力释放.当微应力的主要来源是位错时，在晶粒长大过程中移动晶界与位错的交互作用会阻碍晶界的移动，这与Molinari等[50]提出的在马氏体相变中对奥氏体的机械稳定化相似.Lu等[51]也佐证了这一机制，他们利用电沉积制备纳米晶铜合金，通过冷轧引入微应力，其晶粒尺寸稳定性提升.当微应力的释放或者位错的回复被抑制时，其晶界扩张也同时被抑制，从而阻止晶粒粗化[51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
An abnormal strain rate effect on tensile behavior in nanocrystalline copper
2
2001
... 纳米晶合金中晶粒粗化与微应力存在着紧密联系[37]，即明显的晶粒粗化行为往往伴随着大量的微应力释放.当微应力的主要来源是位错时，在晶粒长大过程中移动晶界与位错的交互作用会阻碍晶界的移动，这与Molinari等[50]提出的在马氏体相变中对奥氏体的机械稳定化相似.Lu等[51]也佐证了这一机制，他们利用电沉积制备纳米晶铜合金，通过冷轧引入微应力，其晶粒尺寸稳定性提升.当微应力的释放或者位错的回复被抑制时，其晶界扩张也同时被抑制，从而阻止晶粒粗化[51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
... [51].因此，微应力作用可以作为一种动力学稳定性机制[38].对于传统合金，晶粒发生明显粗化后，微应力对细化晶粒的作用被明显削弱.而高熵合金设计则可显著增大微应力作用.前述纳米晶(CoCrFeNi)93.5Mn6.5高熵合金薄膜在高温退火后也同样存在着微应力的作用[49].随着退火温度升高至900~1100℃，富Cr析出相回溶，强度逐渐下降，但仍保持一个相对较高的硬度(约481 HV)，这归因于fcc体系高熵合金层错能较低，有利于形成高密度纳米孪晶和独特的异质结构.在样品变形过程中，这些在非均匀结构中的变形晶粒处于多轴应力状态：在软区(大尺寸晶粒)发生塑性变形时，硬区(小尺寸晶粒)仍处在弹性阶段，则软区内的位错滑移被停止并聚集到塑/弹性区交界处；在弹性-塑性变形阶段，由于高熵合金中强烈的晶格畸变作用，产生的晶格应力场严重阻碍了几何必须位错，从而产生堆积，并在软区产生背应力，背应力的存在抵消了一部分的剪应力，从而使得软区强度提升. ...
Thermal stability of Fe3Si-based nanocrystals
1
1994
... 晶界迁移通过跨越晶界的原子扩散而得以发生.在一个合金体系中，显微结构的化学有序可以抑制原子扩散行为，从而限制晶界迁移，达到稳定晶粒尺寸的效果[39].Gao和Fultz[52]通过球磨制备出纳米晶Fe3Si合金，发现其呈现无序固溶体结构，高的晶界活动性使其热稳定性差.退火处理促进了纳米结构的化学有序，并大幅减小晶界活动性.因此，经过450℃下退火10 h后，纳米晶Fe3Si合金的晶粒尺寸能够维持在20 nm左右.这一研究结果表明，通过化学有序可以实现纳米晶合金的稳定性.此外，由于Mn元素的添加能够增加化学有序程度，(FeMn)3Si合金比Fe3Si合金更倾向于实现化学有序，因此进一步降低晶界活动性并稳定纳米结构. ...
Short-range ordering and its effects on mechanical properties of high-entropy alloys
1
2021
... 高熵合金虽然被认为是长程化学无序的固溶体，但越来越多的研究[53~55]表明其内部存在短程有序结构，已经证明这种短程有序结构在fcc、bcc结构的多种高熵合金中存在，且可以通过合金化的方法调控其短程有序结构的成分波动、大小、分布等特点.高熵合金的化学成分波动与局域短程有序结构使得原子成功“跃过”晶界的可能性降低，进而从动力学上降低晶界迁移率. ...
Short-range order and its impact on the CrCoNi medium-entropy alloy
0
2020
Tuning element distribution, structure and properties by composition in high-entropy alloys
1
2019
... 高熵合金虽然被认为是长程化学无序的固溶体，但越来越多的研究[53~55]表明其内部存在短程有序结构，已经证明这种短程有序结构在fcc、bcc结构的多种高熵合金中存在，且可以通过合金化的方法调控其短程有序结构的成分波动、大小、分布等特点.高熵合金的化学成分波动与局域短程有序结构使得原子成功“跃过”晶界的可能性降低，进而从动力学上降低晶界迁移率. ...
High-entropy alloy: Challenges and prospects
1
2016
... 高熵设计理念带来的特点之一是可以通过较大范围调控合金的构形熵和化学熵来改善合金性能[56]，纳米晶合金的性能与合金元素种类及各组元间复杂的交互作用密切相关.将高熵合金的多主元合金设计思路沿用至纳米晶合金，所获得的纳米晶高熵合金可以从高构型熵效应与各主元迟滞扩散效应2个角度，也即同时从热力学和动力学2个方面提高纳米晶材料的稳定性，同时也可进一步提升合金的强度与硬度. ...
Stabilization of nanocrystalline alloys at high temperatures via utilizing high-entropy grain boundary complexions
3
2016
... 首先，高的混合熵可使得主元间的相容性提升，提高固溶度，最大程度地避免因相分离而生成的端际固溶体或金属间化合物，并使得合金中各主元原子倾向于随机分布，其晶界能得到显著降低，同时极大降低了使晶界发生扩散与迁移的热力学驱动力[57]. ...
... 同时，由于畸变的晶格应力场对扩散的阻碍作用，以及大量的不同原子协同扩散困难，高熵合金中原子的扩散系数更低，这使得合金中晶界迁移的速率放缓；另外，得益于高熵合金设计的灵活性，可以选取一种或多种强晶界偏析元素(如FeCoNiCr系中的Zr、Nb、Mo等)作为组元，使得晶界处产生较为明显的成分偏析并钉扎晶界，可进一步提高其高温稳定性[58].Zhou等[57]将多组元设计思路沿用至纳米晶材料，同时利用晶内和晶界的高熵效应降低材料的晶界能，从而降低晶粒长大的热力学驱动力，并且利用高熵合金的迟滞扩散效应阻碍晶界迁移，使得制备出的纳米晶高熵合金随着温度升高仍能保持出色的热稳定性.设计的Ni29Co23Cr23Fe23Zr2纳米晶高熵合金的平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后能够保持在大约19 nm，900℃退火5 h后能够保持在大约43 nm，热稳定性远高于目前已知最稳定的镍基二元高温合金之一Ni93Zr7合金，后者的平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后保持在大约25 nm，900℃退火5 h后超过60 nm.对上述合金进一步进行微合金化取代，引入了熔点较高的Mo和Nb元素，制备出的Ni25Co23Cr23-Fe23Mo2Nb2Zr2纳米晶高熵合金的稳定性更为优异，其平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后能够保持在大约12.5 nm，900℃退火5 h后能够保持在大约36 nm.分析认为纳米晶高熵合金优异的热稳定性来自于热力学与动力学稳定的同时作用. ...
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
Grain boundary complexions in multicomponent alloys: Challenges and opportunities
1
2016
... 同时，由于畸变的晶格应力场对扩散的阻碍作用，以及大量的不同原子协同扩散困难，高熵合金中原子的扩散系数更低，这使得合金中晶界迁移的速率放缓；另外，得益于高熵合金设计的灵活性，可以选取一种或多种强晶界偏析元素(如FeCoNiCr系中的Zr、Nb、Mo等)作为组元，使得晶界处产生较为明显的成分偏析并钉扎晶界，可进一步提高其高温稳定性[58].Zhou等[57]将多组元设计思路沿用至纳米晶材料，同时利用晶内和晶界的高熵效应降低材料的晶界能，从而降低晶粒长大的热力学驱动力，并且利用高熵合金的迟滞扩散效应阻碍晶界迁移，使得制备出的纳米晶高熵合金随着温度升高仍能保持出色的热稳定性.设计的Ni29Co23Cr23Fe23Zr2纳米晶高熵合金的平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后能够保持在大约19 nm，900℃退火5 h后能够保持在大约43 nm，热稳定性远高于目前已知最稳定的镍基二元高温合金之一Ni93Zr7合金，后者的平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后保持在大约25 nm，900℃退火5 h后超过60 nm.对上述合金进一步进行微合金化取代，引入了熔点较高的Mo和Nb元素，制备出的Ni25Co23Cr23-Fe23Mo2Nb2Zr2纳米晶高熵合金的稳定性更为优异，其平均晶粒尺寸在600℃退火5 h后能够保持在大约12.5 nm，900℃退火5 h后能够保持在大约36 nm.分析认为纳米晶高熵合金优异的热稳定性来自于热力学与动力学稳定的同时作用. ...
Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome the strength-ductility trade-off
1
2016
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
Synthesis and characterization of nanocrystalline AlFeTiCrZnCu high entropy solid solution by mechanical alloying
2
2008
... 高熵合金特殊的组织结构赋予其优良的综合性能.单相fcc结构的粗晶高熵合金具有高的塑性[59]、高断裂韧性[15]、高相稳定性[60]等性能.bcc结构的难熔高熵合金在1200℃的高温下仍能够保证500~700 MPa的屈服强度[18].多主元合金系统中，各主元的含量相当，无明显的溶质和溶剂之分，因此固溶强化效应异常强烈.固溶强化的本质是溶质原子与缺陷的交互作用，在高熵合金体系当中，每种元素都可以被认为是平均溶剂场中的溶质，因此存在根据位错等缺陷的位置而进行的溶质/溶剂的重新分布，带来位错-位错间交互作用的强度增加，使得应变硬化效果更为显著，合金强度提升[57].纳米晶化后的高熵合金由于引入了大量的晶界，合金内部的缺陷行为更加复杂，往往能够显现出十分独特的力学性能.Xiao等[45]利用离子束辅助沉积法制备出平均晶粒尺寸为70 nm的NbMoTaW高熵合金薄膜，呈现出优异的断裂韧性，临界应力强度约3 MPa·m1/2.并系统地比较了NbMoTaW单晶和纳米晶的断裂韧性，证明当难熔高熵合金晶粒纳米化之后，强韧性提高，这是由于晶界比例急剧升高，跨晶粒的位错活动变得难以开动，裂纹扩展路径也被更多限制在了晶界上. ...
... Varalakshmi等[60]利用机械合金化法制备出一系列纳米尺度晶粒的AlCrCuFeTiZn系高熵合金.这些合金样品均呈现bcc结构，且平均晶粒尺寸小于10 nm.其中六元高熵合金AlCrCuFeTiZn的硬度在2 GPa左右，其单相bcc结构的合金在800℃退火1 h后仍然保持稳定，并保持高硬度.可见纳米晶高熵合金可同时具有高的高温相稳定性和力学性能稳定性. ...
Nanoindentation testing as a powerful screening tool for assessing phase stability of nanocrystalline high-entropy alloys
4
2017
... Maier-Kiener等[61]将粗晶高熵合金CoCrFeNiMn加压7.8 GPa持续扭转5个道次，制备出平均晶粒尺寸约50 nm的纳米晶高熵合金，通过纳米压痕测试得出其室温硬度可达到6.5 GPa，远高于同成分粗晶材料的2.5 GPa.合金经过多重热处理后产生多种金属相与金属间相，其硬度与弹性模量随着退火温度的升高而提升，继续升高温度则出现一定的回落，但也能保持较稳定的力学性能.纳米级晶粒以及纳米尺度相的析出使纳米晶高熵合金具有高硬度，但随着晶粒长大与析出相溶解，也容易出现软化现象，如图4[61]所示. ...
... [61]所示. ...
... [
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Room-temperature hardness, Young's modulus, and APT reconstructions of FeCoNiCrMn alloys with different grain sizes after isothermal heat treatments at 450<sup>o</sup>C for various time<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R61">61</xref>]</sup>Fig.4![]()
<strong>5 </strong>总结与展望高熵合金设计理念可以在热力学和动力学2个方面提高纳米晶合金的稳定性，热力学上通过对体系内混合熵的调控，降低体系的Young's自由能与晶粒长大的驱动力；动力学上主要利用溶质拖曳与第二相粒子钉扎作用降低晶界迁移率，同时利用多主元固溶强化效应与晶格畸变效应，可以在稳定纳米晶合金的同时提升合金力学性能的高温稳定性. ...
... [
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Fig.4![]()
<strong>5 </strong>总结与展望高熵合金设计理念可以在热力学和动力学2个方面提高纳米晶合金的稳定性，热力学上通过对体系内混合熵的调控，降低体系的Young's自由能与晶粒长大的驱动力；动力学上主要利用溶质拖曳与第二相粒子钉扎作用降低晶界迁移率，同时利用多主元固溶强化效应与晶格畸变效应，可以在稳定纳米晶合金的同时提升合金力学性能的高温稳定性. ...
