Non-crystalline structure in solidified gold-silicon alloys
1
1960
... 高性能结构合金对于当今能源效率、工业生产以及国防科技等国计民生方面起着至关重要的作用，而传统的金属与合金材料正面临着许多瓶颈，因此迫切需要设计、发展新型的高性能结构合金.在此背景下，通过调节原子尺度的结构来设计新型合金材料，使其具有非常优异的力学、高温与辐照耐受等性能，近年来受到科学界以及工业界的重点关注，例如由多种金属元素在高温下混合熔化再经高速冷却而得到的玻璃态合金(又称非晶合金或金属玻璃)[1~5]，以及本文所讨论的多主元合金固溶体——高熵合金(high-entropy alloys)[6~12]. ...
Bulk glass-forming metallic alloys: Science and technology
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1999
Stabilization of metallic supercooled liquid and bulk amorphous alloys
0
2000
Bulk metallic glasses
1
2004
... 高性能结构合金对于当今能源效率、工业生产以及国防科技等国计民生方面起着至关重要的作用，而传统的金属与合金材料正面临着许多瓶颈，因此迫切需要设计、发展新型的高性能结构合金.在此背景下，通过调节原子尺度的结构来设计新型合金材料，使其具有非常优异的力学、高温与辐照耐受等性能，近年来受到科学界以及工业界的重点关注，例如由多种金属元素在高温下混合熔化再经高速冷却而得到的玻璃态合金(又称非晶合金或金属玻璃)[1~5]，以及本文所讨论的多主元合金固溶体——高熵合金(high-entropy alloys)[6~12]. ...
Microstructures and properties of high-entropy alloys
2
2014
... 高性能结构合金对于当今能源效率、工业生产以及国防科技等国计民生方面起着至关重要的作用，而传统的金属与合金材料正面临着许多瓶颈，因此迫切需要设计、发展新型的高性能结构合金.在此背景下，通过调节原子尺度的结构来设计新型合金材料，使其具有非常优异的力学、高温与辐照耐受等性能，近年来受到科学界以及工业界的重点关注，例如由多种金属元素在高温下混合熔化再经高速冷却而得到的玻璃态合金(又称非晶合金或金属玻璃)[1~5]，以及本文所讨论的多主元合金固溶体——高熵合金(high-entropy alloys)[6~12]. ...
... 高熵合金是目前全球合金领域前沿研究的新型结构合金材料之一.2004年由Yeh等[13]以及Cantor等[14]分别独立报道.因为其经典的定义是多金属元素、等量比(或近似等量比)组元而形成的单相理想固溶体(例如CrMnFeCoNi合金，也称为Cantor合金)，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵，所以被命名为高熵合金[6].这类合金的设计理念是基于增大构型熵来降低相应的自由能(尤其在高温下)，从而得到稳定的多主元合金材料.在原子尺度上看，高熵合金在保持晶体结构(如fcc、bcc和hcp等)的同时，不同元素的原子以随机的方式占据晶格格点而形成理想固溶体[15].对比于传统固溶合金，高熵合金中不存在稀释溶质原子，而是由多主元元素组成，传统合金往往处于相图的边角位置，而高熵合金则拓展到相图的中心及附近位置等广大的区域[15].因而高熵合金的发现与探索，给合金研究领域带来了一个引人入胜却又极具挑战的研究方向：通过选取不同的合金元素混合可以得到数量巨大的高熵合金可能组分(特别是四元、五元及以上)，在数量巨大的可能组分中探索稳定存在并且性能优异的高熵合金是等待研究者涉足的巨大宝库. ...
High-entropy alloys: A critical assessment of their founding principles and future prospects
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2016
A critical review of high entropy alloys and related concepts
1
2017
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
High-entropy alloys
1
2019
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
High entropy alloys: A focused review of mechanical properties and deformation mechanisms
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Mechanical properties of high-entropy alloys with emphasis on face-centered cubic alloys
1
2019
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
High entropy alloys as a bold step forward in alloy development
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2019
... 高性能结构合金对于当今能源效率、工业生产以及国防科技等国计民生方面起着至关重要的作用，而传统的金属与合金材料正面临着许多瓶颈，因此迫切需要设计、发展新型的高性能结构合金.在此背景下，通过调节原子尺度的结构来设计新型合金材料，使其具有非常优异的力学、高温与辐照耐受等性能，近年来受到科学界以及工业界的重点关注，例如由多种金属元素在高温下混合熔化再经高速冷却而得到的玻璃态合金(又称非晶合金或金属玻璃)[1~5]，以及本文所讨论的多主元合金固溶体——高熵合金(high-entropy alloys)[6~12]. ...
Nanostructured high-entropy alloys with multiple principal elements: Novel alloy design concepts and outcomes
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2004
... 高熵合金是目前全球合金领域前沿研究的新型结构合金材料之一.2004年由Yeh等[13]以及Cantor等[14]分别独立报道.因为其经典的定义是多金属元素、等量比(或近似等量比)组元而形成的单相理想固溶体(例如CrMnFeCoNi合金，也称为Cantor合金)，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵，所以被命名为高熵合金[6].这类合金的设计理念是基于增大构型熵来降低相应的自由能(尤其在高温下)，从而得到稳定的多主元合金材料.在原子尺度上看，高熵合金在保持晶体结构(如fcc、bcc和hcp等)的同时，不同元素的原子以随机的方式占据晶格格点而形成理想固溶体[15].对比于传统固溶合金，高熵合金中不存在稀释溶质原子，而是由多主元元素组成，传统合金往往处于相图的边角位置，而高熵合金则拓展到相图的中心及附近位置等广大的区域[15].因而高熵合金的发现与探索，给合金研究领域带来了一个引人入胜却又极具挑战的研究方向：通过选取不同的合金元素混合可以得到数量巨大的高熵合金可能组分(特别是四元、五元及以上)，在数量巨大的可能组分中探索稳定存在并且性能优异的高熵合金是等待研究者涉足的巨大宝库. ...
A
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2004
... 高熵合金是目前全球合金领域前沿研究的新型结构合金材料之一.2004年由Yeh等[13]以及Cantor等[14]分别独立报道.因为其经典的定义是多金属元素、等量比(或近似等量比)组元而形成的单相理想固溶体(例如CrMnFeCoNi合金，也称为Cantor合金)，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵，所以被命名为高熵合金[6].这类合金的设计理念是基于增大构型熵来降低相应的自由能(尤其在高温下)，从而得到稳定的多主元合金材料.在原子尺度上看，高熵合金在保持晶体结构(如fcc、bcc和hcp等)的同时，不同元素的原子以随机的方式占据晶格格点而形成理想固溶体[15].对比于传统固溶合金，高熵合金中不存在稀释溶质原子，而是由多主元元素组成，传统合金往往处于相图的边角位置，而高熵合金则拓展到相图的中心及附近位置等广大的区域[15].因而高熵合金的发现与探索，给合金研究领域带来了一个引人入胜却又极具挑战的研究方向：通过选取不同的合金元素混合可以得到数量巨大的高熵合金可能组分(特别是四元、五元及以上)，在数量巨大的可能组分中探索稳定存在并且性能优异的高熵合金是等待研究者涉足的巨大宝库. ...
High-entropy alloy: Challenges and prospects
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2016
... 高熵合金是目前全球合金领域前沿研究的新型结构合金材料之一.2004年由Yeh等[13]以及Cantor等[14]分别独立报道.因为其经典的定义是多金属元素、等量比(或近似等量比)组元而形成的单相理想固溶体(例如CrMnFeCoNi合金，也称为Cantor合金)，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵，所以被命名为高熵合金[6].这类合金的设计理念是基于增大构型熵来降低相应的自由能(尤其在高温下)，从而得到稳定的多主元合金材料.在原子尺度上看，高熵合金在保持晶体结构(如fcc、bcc和hcp等)的同时，不同元素的原子以随机的方式占据晶格格点而形成理想固溶体[15].对比于传统固溶合金，高熵合金中不存在稀释溶质原子，而是由多主元元素组成，传统合金往往处于相图的边角位置，而高熵合金则拓展到相图的中心及附近位置等广大的区域[15].因而高熵合金的发现与探索，给合金研究领域带来了一个引人入胜却又极具挑战的研究方向：通过选取不同的合金元素混合可以得到数量巨大的高熵合金可能组分(特别是四元、五元及以上)，在数量巨大的可能组分中探索稳定存在并且性能优异的高熵合金是等待研究者涉足的巨大宝库. ...
... [15].因而高熵合金的发现与探索，给合金研究领域带来了一个引人入胜却又极具挑战的研究方向：通过选取不同的合金元素混合可以得到数量巨大的高熵合金可能组分(特别是四元、五元及以上)，在数量巨大的可能组分中探索稳定存在并且性能优异的高熵合金是等待研究者涉足的巨大宝库. ...
A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications
2
2014
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
... (1) 强韧性.2014年Gludovatz等[16]报道了CrMnFeCoNi合金具有非常优异的断裂韧性，尤其在低温(液氮温度)时的断裂韧性超过所有结构材料，这项研究引发了国内外对高熵合金的热点关注；随后Gludovatz等[17]又发现三元CrCoNi合金具有更加优异的断裂韧性.另外，2016年Li等[20]通过改变FeMnCoCr合金的组分浓度得到双相的“相变诱发塑性”高熵合金，同时提升了材料的强度和韧性.此外，2018年Lei等[23]发现，在bcc结构高熵合金中加入O间隙原子，不仅未带来脆化，反而可以同时提升高熵合金的强度与韧性. ...
Exceptional damage-tolerance of a medium-entropy alloy CrCoNi at cryogenic temperatures
1
2016
... (1) 强韧性.2014年Gludovatz等[16]报道了CrMnFeCoNi合金具有非常优异的断裂韧性，尤其在低温(液氮温度)时的断裂韧性超过所有结构材料，这项研究引发了国内外对高熵合金的热点关注；随后Gludovatz等[17]又发现三元CrCoNi合金具有更加优异的断裂韧性.另外，2016年Li等[20]通过改变FeMnCoCr合金的组分浓度得到双相的“相变诱发塑性”高熵合金，同时提升了材料的强度和韧性.此外，2018年Lei等[23]发现，在bcc结构高熵合金中加入O间隙原子，不仅未带来脆化，反而可以同时提升高熵合金的强度与韧性. ...
Microstructure evolution and critical stress for twinning in the CrMnFeCoNi high-entropy alloy
0
2016
Reasons for the superior mechanical properties of medium-entropy CrCoNi compared to high-entropy CrMnFeCoNi
2
2017
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
Metastable high-entropy dual-phase alloys overcome the strength-ductility trade-off
2
2016
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
... (1) 强韧性.2014年Gludovatz等[16]报道了CrMnFeCoNi合金具有非常优异的断裂韧性，尤其在低温(液氮温度)时的断裂韧性超过所有结构材料，这项研究引发了国内外对高熵合金的热点关注；随后Gludovatz等[17]又发现三元CrCoNi合金具有更加优异的断裂韧性.另外，2016年Li等[20]通过改变FeMnCoCr合金的组分浓度得到双相的“相变诱发塑性”高熵合金，同时提升了材料的强度和韧性.此外，2018年Lei等[23]发现，在bcc结构高熵合金中加入O间隙原子，不仅未带来脆化，反而可以同时提升高熵合金的强度与韧性. ...
Phase‐transformation ductilization of brittle high-entropy alloys via metastability engineering
0
2017
Decomposition of the single-phase high-entropy alloy CrMnFeCoNi after prolonged anneals at intermediate temperatures
1
2016
... 如上述讨论，高熵合金被以此命名是因为其经典定义为近似等量比、多主元金属元素组成的单相理想固溶体，从而对应着相同组元数目下的最大构型熵.然而随着近年来研究的深入，对于高熵合金的定义和理解也在不断地发展，其中一个重要的发现是高熵合金的构型熵并不完全决定相应的合金性质.例如：① 合金组元数量方面，三组元的CrCoNi合金(也称为中熵合金)的力学性能优于五组元的CrMnFeCoNi高熵合金[16~19]；② 除了单相高熵合金，通过调节组分或热处理而形成的双相合金也具有非常优异的力学性能[20~22]；③ 高熵合金并非为理想固溶体，即不同元素的原子并非随机分布在晶格格点位置，其具有局域化学有序(这是本论文核心关注点，下面会详细地阐述).正因为如此，高熵合金也被命名为多主元素合金(multiple principal-element alloys)、复杂组分合金(compositionally complex alloys)等[8,11].此外，一些研究根据合金构型熵的大小分为高熵合金(四元及以上)和中熵合金(三元)，但这都是描述性的命名，在合金性质和理论模型上并没有本质差别.本文中2者都会涉及，为简洁论述，将不区分高熵/中熵合金，而统一称为“高熵合金”. ...
Enhanced strength and ductility in a high-entropy alloy via ordered oxygen complexes
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2018
... (1) 强韧性.2014年Gludovatz等[16]报道了CrMnFeCoNi合金具有非常优异的断裂韧性，尤其在低温(液氮温度)时的断裂韧性超过所有结构材料，这项研究引发了国内外对高熵合金的热点关注；随后Gludovatz等[17]又发现三元CrCoNi合金具有更加优异的断裂韧性.另外，2016年Li等[20]通过改变FeMnCoCr合金的组分浓度得到双相的“相变诱发塑性”高熵合金，同时提升了材料的强度和韧性.此外，2018年Lei等[23]发现，在bcc结构高熵合金中加入O间隙原子，不仅未带来脆化，反而可以同时提升高熵合金的强度与韧性. ...
... 原子探针技术对原子序数的变化高度敏感，Maiti等[57]采用原子探针技术观察到了退火的TaNbHfZr高熵合金中类似Zr/Hf富集的近程有序结构网络的存在.Lei等[23]结合三维原子探针层析成像(3D-APT)与STEM-HAADF，在氧掺杂的TiZrHfNb合金中，观察到富含Ti/Zr的间隙有序氧复合体结构(ordered oxygen complexes，OOCs).3D-APT技术的迅速发展，为在真实空间重建的三维原子图像中描述化学短程有序提供了可能性. ...
... 其次，对于通过添加O、B等小间隙原子的方法来获得的化学短程有序，对高熵合金的强度提升效果显著.如在TiZrHfNb合金中，掺入2% (质量分数，下同)的O，可形成一种富含Ti/Zr的间隙有序氧复合体结构，同时提高了合金的强度与塑性：拉伸强度提高了48.5%，拉伸塑性提高了近一倍[23].为了克服fcc结构高熵合金普遍的低强度，可以通过添加B原子提高再结晶后的非等主元Fe40Mn40Co10Cr10高熵合金晶粒内的应力应变场，使其屈服强度提高32%，达到1.1 GPa[58].这些研究都表明，通过添加少量间隙原子调制高熵合金中的局部化学有序来优化其力学性能是普适性的策略之一. ...
Development and exploration of refractory high entropy alloys—A review
1
2018
... (2) 高温性能.部分bcc结构高熵合金展现出特殊的高温性能.常用的一些商用高温镍基超合金在1000 K左右便开始快速地失去强度而导致失效，然而MoNbTaVW和MoNbTaW高熵合金在高温时依然能维持较高的强度，直到达到非常高的温度(约1900 K)时才开始失效[24~27]. ...
Refractory high-entropy alloys
0
2010
Mechanical properties of Nb25Mo25Ta25W25 and V20Nb20Mo20Ta20W20 refractory high entropy alloys
0
2011
Mechanistic origin of high strength in refractory BCC high entropy alloys up to 1900 K
1
2020
... (2) 高温性能.部分bcc结构高熵合金展现出特殊的高温性能.常用的一些商用高温镍基超合金在1000 K左右便开始快速地失去强度而导致失效，然而MoNbTaVW和MoNbTaW高熵合金在高温时依然能维持较高的强度，直到达到非常高的温度(约1900 K)时才开始失效[24~27]. ...
Influence of chemical disorder on energy dissipation and defect evolution in concentrated solid solution alloys
2
2015
... (3) 辐照耐受性.因为复杂的原子分布结构，部分高熵合金材料具有非常优异的辐照耐受性能，比如fcc结构的CrMnFeCoNi和CrCoNi合金以及bcc结构的钨基高熵合金，在辐照条件下能够减少空洞分布，从而提高辐射耐受性[28~31]. ...
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
Enhancing radiation tolerance by controlling defect mobility and migration pathways in multicomponent single-phase alloys
0
2016
Mechanism of radiation damage reduction in equiatomic multicomponent single phase alloys
0
2016
Outstanding radiation resistance of tungsten-based high-entropy alloys
2
2019
... (3) 辐照耐受性.因为复杂的原子分布结构，部分高熵合金材料具有非常优异的辐照耐受性能，比如fcc结构的CrMnFeCoNi和CrCoNi合金以及bcc结构的钨基高熵合金，在辐照条件下能够减少空洞分布，从而提高辐射耐受性[28~31]. ...
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
Magnetically-driven phase transformation strengthening in high entropy alloys
1
2018
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
Local lattice distortion in high-entropy alloys
1
2017
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
Nanoscale origins of the damage tolerance of the high-entropy alloy CrMnFeCoNi
1
2015
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
Dislocation mechanisms and 3D twin architectures generate exceptional strength-ductility-toughness combination in CrCoNi medium-entropy alloy
1
2017
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
Stacking fault energies of face-centered cubic concentrated solid solution alloys
1
2017
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
Dislocation cross-slip in fcc solid solution alloys
0
2017
Multicomponent intermetallic nanoparticles and superb mechanical behaviors of complex alloys
0
2018
Twinning in metastable high-entropy alloys
0
2018
Polymorphism in a high-entropy alloy
1
2017
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
Criteria for predicting the formation of single-phase high-entropy alloys
2
2015
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
Accelerated exploration of multi-principal element alloys with solid solution phases
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2015
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
Tunable stacking fault energies by tailoring local chemical order in CrCoNi medium-entropy alloys
15
2018
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
... 为了更直观地理解高熵合金的原子尺度结构，先将高熵合金、传统合金以及非晶合金这3类典型的合金材料进行比较.图1[43]示意地描述了这3种合金的不同局域有序度的分布，这里的局域有序包括空间有序(topological order)以及化学有序(chemical order).传统合金的局域有序比较简单，大部分原子处于完美的晶格格点上，只有少部分原子处于缺陷结构上，包括点缺陷、位错、晶界等(对应着图1[43]蓝色曲线中左边的微弱分布).而对于非晶合金，其没有晶体结构和长程有序结构，如图1[43]中黄色曲线显示出连续的、展宽的分布，对应着从近程-中程有序结构(例如正二十面体团簇)到类液化团簇.从原子尺度结构上看，高熵合金近似处于传统合金与非晶合金的中间，它具有晶体结构和对应的缺陷结构，但由于化学结构的无序，使得其具有较宽的分布(如图1[43]红色曲线所示). ...
... [43]蓝色曲线中左边的微弱分布).而对于非晶合金，其没有晶体结构和长程有序结构，如图1[43]中黄色曲线显示出连续的、展宽的分布，对应着从近程-中程有序结构(例如正二十面体团簇)到类液化团簇.从原子尺度结构上看，高熵合金近似处于传统合金与非晶合金的中间，它具有晶体结构和对应的缺陷结构，但由于化学结构的无序，使得其具有较宽的分布(如图1[43]红色曲线所示). ...
... [43]中黄色曲线显示出连续的、展宽的分布，对应着从近程-中程有序结构(例如正二十面体团簇)到类液化团簇.从原子尺度结构上看，高熵合金近似处于传统合金与非晶合金的中间，它具有晶体结构和对应的缺陷结构，但由于化学结构的无序，使得其具有较宽的分布(如图1[43]红色曲线所示). ...
... [43]红色曲线所示). ...
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43]
Schematics of local structural feature in high-entropy alloys (HEAs), metallic glasses, and conventional alloys<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R43">43</xref>]</sup>Fig.1对于高熵合金，现有的理论、计算与实验中显示了几种不同的原子尺度结构，可以尝试采用2个结构参数来对这些原子尺度结构进行分类：一个是近程化学有序度参数(chemical short-range order，α)，即统计上描述原子与最近邻原子成键的亲和/排斥程度.例如：ABCD四元等组分合金，fcc结构下每个原子有12个近邻原子，如果统计下来A元素原子周围平均有3个A、3个B、3个C和3个D，依此类推，这种情况即为α = 0；如果产生一定的亲和/排斥程度，则定义其对应于α > 0.另外一个结构参数是空间关联尺度(spatial correlation length，ζ)，即不同元素的原子在晶格上分布的关联尺度.例如，对于理想固溶体，ζ = 0.利用α和ζ可以简略总结几种不同的原子尺度结构，如图2所示.① 对于理想固溶体 (ideal solid solution)结构，即高熵合金的经典理想固溶体模型，不同元素的原子完全随机地分布在晶格格点上，α = 0以及ζ = 0.② 组分非均匀(compositional fluctuation)，理想的组分不均匀，α = 0 以及ζ达到纳米尺度.例如Ding等[47]表征出CrFeCoNiPd高熵合金中的组分不均匀，也称之为“浓度波”，文中认为这些元素与相邻原子没有亲和程度，即α = 0.③ 对于α > 0并且ζ在几个纳米之内的高熵合金，对应着局域化学有序(local chemical order)和团簇(clustering)，其中ζ < 1 nm时定义为化学近程有序(CSRO).实际上，不同于二元合金，高熵合金中的局域化学有序和团簇并没有很好的区分方法，团簇可以定义为局域化学有序的其中一种情况.例如，Ding等[43]利用第一性原理计算模拟得到的相关结构，可以命名为化学近程有序；而Li等[44]利用分子动力学模拟在CrCoNi合金中得到的尺寸为2~3 nm的Ni团簇纳米畴，被认为是局域化学有序或者团簇. ...
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Fig.1对于高熵合金，现有的理论、计算与实验中显示了几种不同的原子尺度结构，可以尝试采用2个结构参数来对这些原子尺度结构进行分类：一个是近程化学有序度参数(chemical short-range order，α)，即统计上描述原子与最近邻原子成键的亲和/排斥程度.例如：ABCD四元等组分合金，fcc结构下每个原子有12个近邻原子，如果统计下来A元素原子周围平均有3个A、3个B、3个C和3个D，依此类推，这种情况即为α = 0；如果产生一定的亲和/排斥程度，则定义其对应于α > 0.另外一个结构参数是空间关联尺度(spatial correlation length，ζ)，即不同元素的原子在晶格上分布的关联尺度.例如，对于理想固溶体，ζ = 0.利用α和ζ可以简略总结几种不同的原子尺度结构，如图2所示.① 对于理想固溶体 (ideal solid solution)结构，即高熵合金的经典理想固溶体模型，不同元素的原子完全随机地分布在晶格格点上，α = 0以及ζ = 0.② 组分非均匀(compositional fluctuation)，理想的组分不均匀，α = 0 以及ζ达到纳米尺度.例如Ding等[47]表征出CrFeCoNiPd高熵合金中的组分不均匀，也称之为“浓度波”，文中认为这些元素与相邻原子没有亲和程度，即α = 0.③ 对于α > 0并且ζ在几个纳米之内的高熵合金，对应着局域化学有序(local chemical order)和团簇(clustering)，其中ζ < 1 nm时定义为化学近程有序(CSRO).实际上，不同于二元合金，高熵合金中的局域化学有序和团簇并没有很好的区分方法，团簇可以定义为局域化学有序的其中一种情况.例如，Ding等[43]利用第一性原理计算模拟得到的相关结构，可以命名为化学近程有序；而Li等[44]利用分子动力学模拟在CrCoNi合金中得到的尺寸为2~3 nm的Ni团簇纳米畴，被认为是局域化学有序或者团簇. ...
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... 对于高熵合金，现有的理论、计算与实验中显示了几种不同的原子尺度结构，可以尝试采用2个结构参数来对这些原子尺度结构进行分类：一个是近程化学有序度参数(chemical short-range order，α)，即统计上描述原子与最近邻原子成键的亲和/排斥程度.例如：ABCD四元等组分合金，fcc结构下每个原子有12个近邻原子，如果统计下来A元素原子周围平均有3个A、3个B、3个C和3个D，依此类推，这种情况即为α = 0；如果产生一定的亲和/排斥程度，则定义其对应于α > 0.另外一个结构参数是空间关联尺度(spatial correlation length，ζ)，即不同元素的原子在晶格上分布的关联尺度.例如，对于理想固溶体，ζ = 0.利用α和ζ可以简略总结几种不同的原子尺度结构，如图2所示.① 对于理想固溶体 (ideal solid solution)结构，即高熵合金的经典理想固溶体模型，不同元素的原子完全随机地分布在晶格格点上，α = 0以及ζ = 0.② 组分非均匀(compositional fluctuation)，理想的组分不均匀，α = 0 以及ζ达到纳米尺度.例如Ding等[47]表征出CrFeCoNiPd高熵合金中的组分不均匀，也称之为“浓度波”，文中认为这些元素与相邻原子没有亲和程度，即α = 0.③ 对于α > 0并且ζ在几个纳米之内的高熵合金，对应着局域化学有序(local chemical order)和团簇(clustering)，其中ζ < 1 nm时定义为化学近程有序(CSRO).实际上，不同于二元合金，高熵合金中的局域化学有序和团簇并没有很好的区分方法，团簇可以定义为局域化学有序的其中一种情况.例如，Ding等[43]利用第一性原理计算模拟得到的相关结构，可以命名为化学近程有序；而Li等[44]利用分子动力学模拟在CrCoNi合金中得到的尺寸为2~3 nm的Ni团簇纳米畴，被认为是局域化学有序或者团簇. ...
... 以上从α和ζ这2个方面描述了高熵合金中的几种典型的原子尺度结构.目前的计算模拟方法可以对高熵合金中的局域化学有序进行一定的预测，例如lattice Monte Carlo方法[43,45]以及利用混合Monte Calro和分子动力学模拟方法(主要针对经典分子动力学模拟的体系)[44].其他一些方法可以适用于大体系的研究，例如，基于第一性原理计算的团簇展开(cluster expansion)方法利用团簇关联函数来描述高熵合金的原子构型，并且得到相应的能量模型；再结合Monte Carlo模拟方法得到大尺度体系的近程化学有序的结果[51,52].这些计算模拟方法的开发可以帮助预测与理解高熵合金原子尺度的结构特征，为实验上直接、定量地表征化学局域有序以及揭示其对性能的影响提供理论基础. ...
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... [43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... [
43,
48]
(a) atomic configuration of stacking fault in CrCoNi alloy[43] ...
... (a) atomic configuration of stacking fault in CrCoNi alloy[43] ...
... (b) the distribution of stacking fault energies (γisf) in CrCoNi alloys with a variety of local chemical order (from random solid solution CH_0, to the highest degree, CH_F), measured by DFT (density function theory) calculation[43] ...
Strengthening in multi-principal element alloys with local-chemical-order roughened dislocation pathways
8
2019
... 对于高熵合金，现有的理论、计算与实验中显示了几种不同的原子尺度结构，可以尝试采用2个结构参数来对这些原子尺度结构进行分类：一个是近程化学有序度参数(chemical short-range order，α)，即统计上描述原子与最近邻原子成键的亲和/排斥程度.例如：ABCD四元等组分合金，fcc结构下每个原子有12个近邻原子，如果统计下来A元素原子周围平均有3个A、3个B、3个C和3个D，依此类推，这种情况即为α = 0；如果产生一定的亲和/排斥程度，则定义其对应于α > 0.另外一个结构参数是空间关联尺度(spatial correlation length，ζ)，即不同元素的原子在晶格上分布的关联尺度.例如，对于理想固溶体，ζ = 0.利用α和ζ可以简略总结几种不同的原子尺度结构，如图2所示.① 对于理想固溶体 (ideal solid solution)结构，即高熵合金的经典理想固溶体模型，不同元素的原子完全随机地分布在晶格格点上，α = 0以及ζ = 0.② 组分非均匀(compositional fluctuation)，理想的组分不均匀，α = 0 以及ζ达到纳米尺度.例如Ding等[47]表征出CrFeCoNiPd高熵合金中的组分不均匀，也称之为“浓度波”，文中认为这些元素与相邻原子没有亲和程度，即α = 0.③ 对于α > 0并且ζ在几个纳米之内的高熵合金，对应着局域化学有序(local chemical order)和团簇(clustering)，其中ζ < 1 nm时定义为化学近程有序(CSRO).实际上，不同于二元合金，高熵合金中的局域化学有序和团簇并没有很好的区分方法，团簇可以定义为局域化学有序的其中一种情况.例如，Ding等[43]利用第一性原理计算模拟得到的相关结构，可以命名为化学近程有序；而Li等[44]利用分子动力学模拟在CrCoNi合金中得到的尺寸为2~3 nm的Ni团簇纳米畴，被认为是局域化学有序或者团簇. ...
... 以上从α和ζ这2个方面描述了高熵合金中的几种典型的原子尺度结构.目前的计算模拟方法可以对高熵合金中的局域化学有序进行一定的预测，例如lattice Monte Carlo方法[43,45]以及利用混合Monte Calro和分子动力学模拟方法(主要针对经典分子动力学模拟的体系)[44].其他一些方法可以适用于大体系的研究，例如，基于第一性原理计算的团簇展开(cluster expansion)方法利用团簇关联函数来描述高熵合金的原子构型，并且得到相应的能量模型；再结合Monte Carlo模拟方法得到大尺度体系的近程化学有序的结果[51,52].这些计算模拟方法的开发可以帮助预测与理解高熵合金原子尺度的结构特征，为实验上直接、定量地表征化学局域有序以及揭示其对性能的影响提供理论基础. ...
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
... 首先，通过热处理来调控的局域化学有序可提高高熵合金的强度.Li等[44]的分子动力学模拟结果显示，局域化学有序对位错滑移产生阻碍而形成强化作用，从而增加高熵合金的强度，如图7[44]所示.Zhang等[48]测试了2种热处理状态的CrCoNi合金试样：① 经过1200℃均匀化处理后水淬至室温，抑制局域化学有序的形成；② 将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成.对这2种试样的纳米压入测试结果显示，1000℃退火样品的硬度为(4.37 ± 0.58) GPa，高于水淬样品的硬度(4.07 ± 0.23) GPa，并且对块体的拉伸实验测得1000℃退火样品的屈服强度也提高了25% (从205 MPa增加至255 MPa).Yin等[55]总结了不同的研究者们对多晶CrCoNi的单轴拉伸屈服强度，发现目前所报道的CrCoNi的强度普遍遵循Hall-Petch关系，强度更依赖于试样的晶粒尺寸而不是高温短时间退火有可能引起的局域化学有序的差别.Yin等[55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
... [44]所示.Zhang等[48]测试了2种热处理状态的CrCoNi合金试样：① 经过1200℃均匀化处理后水淬至室温，抑制局域化学有序的形成；② 将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成.对这2种试样的纳米压入测试结果显示，1000℃退火样品的硬度为(4.37 ± 0.58) GPa，高于水淬样品的硬度(4.07 ± 0.23) GPa，并且对块体的拉伸实验测得1000℃退火样品的屈服强度也提高了25% (从205 MPa增加至255 MPa).Yin等[55]总结了不同的研究者们对多晶CrCoNi的单轴拉伸屈服强度，发现目前所报道的CrCoNi的强度普遍遵循Hall-Petch关系，强度更依赖于试样的晶粒尺寸而不是高温短时间退火有可能引起的局域化学有序的差别.Yin等[55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
... [
44]
(a) correlation between nanoscale segment detrapping events and spatial deviations from chemical disorder (Atoms are colored according to the coarse-grained α; darker color means stronger Co-Cr short-range-order (more negative α); the dislocation is outlined in blue and its swept area are outlined in green) ...
... (b) LCO-induced strengthening (The average activation barriers, activation volume as well as activation stress associated with the nanoscale segment detrapping process; RSS is for random solid solution and
Ta represents the temperature for Monte Carlo simulation)
Strengthening induced by local chemical order<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R44">44</xref>]</sup>Fig.7其次，对于通过添加O、B等小间隙原子的方法来获得的化学短程有序，对高熵合金的强度提升效果显著.如在TiZrHfNb合金中，掺入2% (质量分数，下同)的O，可形成一种富含Ti/Zr的间隙有序氧复合体结构，同时提高了合金的强度与塑性：拉伸强度提高了48.5%，拉伸塑性提高了近一倍[23].为了克服fcc结构高熵合金普遍的低强度，可以通过添加B原子提高再结晶后的非等主元Fe40Mn40Co10Cr10高熵合金晶粒内的应力应变场，使其屈服强度提高32%，达到1.1 GPa[58].这些研究都表明，通过添加少量间隙原子调制高熵合金中的局部化学有序来优化其力学性能是普适性的策略之一. ...
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... 目前缺少指导性的方案来实现对局域化学有序的数值化调控.例如，对于热处理退火，高的退火温度在动力学上能够加速局域化学有序形成，但是降低了相应的热力学驱动力；而降低退火温度的效果则相反.目前的实验只是尝试选取退火温度以及退火时间等重要参数，并不能数值化地调控局域化学有序度，也不能设计出实现最大化有序结构的退火温度/时间.对于未来的研究，需要结合实验表征手段，系统地研究不同条件下热处理、机械变形、辐照以及掺杂非金属元素(例如O、N、C、B等)等方法对高熵合金中局域化学有序的影响，建立理论模型，从而实现对局域化学有序的数值化调控.此外，当前相关的研究主要集中于实验上引入局域化学有序.然而存在一个疑问：直接熔铸经过均匀化处理的高熵合金样品是否包含局域化学有序？尽管还没有直接的实验证据，实验上的高熵合金样品很有可能不是理想固溶体，例如，计算模拟结果[44]显示，即使在高温下(如1500 K) CrCoNi合金中局域化学有序依然存在.因而，迫切需要同时设计实验手段实现减少高熵合金中的局域化学有序，这个过程类似于非晶合金中的“回春”处理[79,80].同时对比3种不同状态的高熵合金样品(“回春”处理过的，经过均匀化处理的，以及经过后续热处理退火的样品)，更能突出对比局域化学有序对高熵合金性能的影响效应. ...
Atomic-scale properties of Ni-based FCC ternary, and quaternary alloys
1
2015
... 以上从α和ζ这2个方面描述了高熵合金中的几种典型的原子尺度结构.目前的计算模拟方法可以对高熵合金中的局域化学有序进行一定的预测，例如lattice Monte Carlo方法[43,45]以及利用混合Monte Calro和分子动力学模拟方法(主要针对经典分子动力学模拟的体系)[44].其他一些方法可以适用于大体系的研究，例如，基于第一性原理计算的团簇展开(cluster expansion)方法利用团簇关联函数来描述高熵合金的原子构型，并且得到相应的能量模型；再结合Monte Carlo模拟方法得到大尺度体系的近程化学有序的结果[51,52].这些计算模拟方法的开发可以帮助预测与理解高熵合金原子尺度的结构特征，为实验上直接、定量地表征化学局域有序以及揭示其对性能的影响提供理论基础. ...
Local structure and short-range order in a NiCoCr solid solution alloy
2
2017
... 国际上最早采用中子衍射[53]和高能X射线衍射[46,54]等技术来揭示多主元合金的化学短程有序，例如Zhang等[46]对多主元合金进行扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure，EXAFS)分析，可以定性反映出化学短程有序的程度，他们通过对经过不同剂量镍离子辐照的CrCoNi合金进行EXAFS分析发现，离子辐照可以加强CrCoNi中的化学短程有序程度，白线峰左移，经过拟合得到的Ni—Cr的键长随着辐照剂量的增加(0~0.3 dpa)从0.251 nm逐渐减少至0.249 nm，由于Ni—Cr的键长较短，这表明Ni原子周围的第一近邻原子层中有更多的Ni—Cr原子对形成，意味着化学短程有序度的程度增大.由此可见，EXAFS分析可以获得原子对之间的键长信息，进而可以用键长变化定性地反映合金的化学短程有序度的程度.然而由于多主元合金的多种元素分布，对中子衍射、高能X射线和扩展X射线吸收精细结构的数据解析难度较大，而且元素种类越多，解析难度越大.近期Yin 等[55]指出，对于EXAFS的数据分析依赖于标准自旋极化密度泛函理论计算获得的CrCoNi的原子键信息，因此对EXAFS的数据分析时需要格外谨慎. ...
... [46]对多主元合金进行扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure，EXAFS)分析，可以定性反映出化学短程有序的程度，他们通过对经过不同剂量镍离子辐照的CrCoNi合金进行EXAFS分析发现，离子辐照可以加强CrCoNi中的化学短程有序程度，白线峰左移，经过拟合得到的Ni—Cr的键长随着辐照剂量的增加(0~0.3 dpa)从0.251 nm逐渐减少至0.249 nm，由于Ni—Cr的键长较短，这表明Ni原子周围的第一近邻原子层中有更多的Ni—Cr原子对形成，意味着化学短程有序度的程度增大.由此可见，EXAFS分析可以获得原子对之间的键长信息，进而可以用键长变化定性地反映合金的化学短程有序度的程度.然而由于多主元合金的多种元素分布，对中子衍射、高能X射线和扩展X射线吸收精细结构的数据解析难度较大，而且元素种类越多，解析难度越大.近期Yin 等[55]指出，对于EXAFS的数据分析依赖于标准自旋极化密度泛函理论计算获得的CrCoNi的原子键信息，因此对EXAFS的数据分析时需要格外谨慎. ...
Tuning element distribution, structure and properties by composition in high-entropy alloys
5
2019
... 对于高熵合金，现有的理论、计算与实验中显示了几种不同的原子尺度结构，可以尝试采用2个结构参数来对这些原子尺度结构进行分类：一个是近程化学有序度参数(chemical short-range order，α)，即统计上描述原子与最近邻原子成键的亲和/排斥程度.例如：ABCD四元等组分合金，fcc结构下每个原子有12个近邻原子，如果统计下来A元素原子周围平均有3个A、3个B、3个C和3个D，依此类推，这种情况即为α = 0；如果产生一定的亲和/排斥程度，则定义其对应于α > 0.另外一个结构参数是空间关联尺度(spatial correlation length，ζ)，即不同元素的原子在晶格上分布的关联尺度.例如，对于理想固溶体，ζ = 0.利用α和ζ可以简略总结几种不同的原子尺度结构，如图2所示.① 对于理想固溶体 (ideal solid solution)结构，即高熵合金的经典理想固溶体模型，不同元素的原子完全随机地分布在晶格格点上，α = 0以及ζ = 0.② 组分非均匀(compositional fluctuation)，理想的组分不均匀，α = 0 以及ζ达到纳米尺度.例如Ding等[47]表征出CrFeCoNiPd高熵合金中的组分不均匀，也称之为“浓度波”，文中认为这些元素与相邻原子没有亲和程度，即α = 0.③ 对于α > 0并且ζ在几个纳米之内的高熵合金，对应着局域化学有序(local chemical order)和团簇(clustering)，其中ζ < 1 nm时定义为化学近程有序(CSRO).实际上，不同于二元合金，高熵合金中的局域化学有序和团簇并没有很好的区分方法，团簇可以定义为局域化学有序的其中一种情况.例如，Ding等[43]利用第一性原理计算模拟得到的相关结构，可以命名为化学近程有序；而Li等[44]利用分子动力学模拟在CrCoNi合金中得到的尺寸为2~3 nm的Ni团簇纳米畴，被认为是局域化学有序或者团簇. ...
... 原子级分辨率的STEM-HAADF像可以显示原子柱原子序数衬度，即原子序数不同，会引起原子柱的衬度不同，适用于探测合金中原子级别的元素分布规律.Niu等[56]采用STEM-HAADF像观察到原子柱衬度分布并不均匀.Ding等[47]采用校球差的原子级别高角环形暗场像观察到CrFeCoNiPd的5种元素的分布具有明显的不均匀性，成分起伏处于纳米与亚纳米尺度，特别是与其他原子具有较大尺寸差异和电负性差异的Pd原子，其成分起伏更为明显.值得注意的是，虽然Ding等[47]指出不能观察到明显的近邻原子间的亲和特征(即近程化学有序)，例如缺乏Ni的区域并没有被特定元素所填充，而是由其余4种元素的原子混合填充.然而，其实验结果并不能支持这样的结论，因为短程化学有序的表征需要更低尺度上的结构信息.此外，从理论上分析，Pd原子尺寸要远大于其余4种元素，需要具有一定的短程化学有序才能降低相应的局域应变能量，从而形成稳定的结构.这需要未来的相关研究进一步确定. ...
... [47]指出不能观察到明显的近邻原子间的亲和特征(即近程化学有序)，例如缺乏Ni的区域并没有被特定元素所填充，而是由其余4种元素的原子混合填充.然而，其实验结果并不能支持这样的结论，因为短程化学有序的表征需要更低尺度上的结构信息.此外，从理论上分析，Pd原子尺寸要远大于其余4种元素，需要具有一定的短程化学有序才能降低相应的局域应变能量，从而形成稳定的结构.这需要未来的相关研究进一步确定. ...
... 多主元合金中的每个元素都可以被认为是嵌入周围合金基体中的溶质，Varvenne等[74]认为，单相fcc结构多主元合金的强化主要来源于位错与在平均值附近波动的随机短程化学浓度的相互作用，并建立了溶质原子与位错的作用能模型来解释多主元合金固溶强化的物理本质，他们特别指出局域化学有序也应该被考虑在内，局域化学有序会增强局部化学成分的波动，因而进一步提高位错滑移的晶格阻力[75].当位错滑移过具有局域化学有序的区域，局域化学有序受到破坏，局部的晶格阻力降低，会形成易于位错滑移的通道，因此化学短程有序的存在会增加位错的平面滑移特性(planarity of dislocation slip)，Zhang等[48]对块状CoCrNi的压缩样品进行了位错分析，发现在水淬后的样品中(局域化学有序程度低)位错倾向于随机分布，而在经过1000℃退火120 h促进局域化学有序的样品中，位错排布明显具有局部的平面滑移特征，如图5[48]所示.Ding等[47]在具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd合金中观察到大量的位错交滑移，这是因为高熵合金中的化学成分不均匀性会加强位错的大量增殖与交互作用，因而使得具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd比成分起伏较小的CrMnFeCoNi具有较高的强度[47]. ...
... [47]. ...
Short-range order and its impact on the CrCoNi medium-entropy alloy
23
2020
... 如果提高透射电镜电子衍射的精确度与对比度，有望通过透射电子显微镜电子衍射探测到高熵合金中的局域化学有序.例如，Zhang等[48]利用能量过滤透射电镜电子衍射方法，降低非弹性散射信号，观察到了CrCoNi合金的局域化学有序，Zhang等[48]研究了2种状态的CrCoNi合金：一是从高温均匀化处理后直接水冷到室温，另外一种是在1000℃进行长时间的保温后炉冷至室温.这2种热处理手段被认为可产生不同程度的局域化学有序：前者微弱，而后者较为明显.他们在1000℃退火的样品中观察到了来自于局域化学有序的弥散的超晶格衍射条纹(图3a[48])，并对超晶格衍射条纹经过能量过滤的透射电镜暗场像分析，观察到局域化学有序的纳米畴(图3b[48]).此外，Seol等[58]在Fe40Mn40Co10Cr10和Ni20Fe20Mn20Co20Cr20中掺杂B原子试样的变形带内观察到局域化学有序，这是因为小尺寸的类金属原子(如C、N、O和B)可以与某些元素形成牢固的键，促进高熵合金中化学短程有序的形成，如图3d[58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [48]研究了2种状态的CrCoNi合金：一是从高温均匀化处理后直接水冷到室温，另外一种是在1000℃进行长时间的保温后炉冷至室温.这2种热处理手段被认为可产生不同程度的局域化学有序：前者微弱，而后者较为明显.他们在1000℃退火的样品中观察到了来自于局域化学有序的弥散的超晶格衍射条纹(图3a[48])，并对超晶格衍射条纹经过能量过滤的透射电镜暗场像分析，观察到局域化学有序的纳米畴(图3b[48]).此外，Seol等[58]在Fe40Mn40Co10Cr10和Ni20Fe20Mn20Co20Cr20中掺杂B原子试样的变形带内观察到局域化学有序，这是因为小尺寸的类金属原子(如C、N、O和B)可以与某些元素形成牢固的键，促进高熵合金中化学短程有序的形成，如图3d[58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [48])，并对超晶格衍射条纹经过能量过滤的透射电镜暗场像分析，观察到局域化学有序的纳米畴(图3b[48]).此外，Seol等[58]在Fe40Mn40Co10Cr10和Ni20Fe20Mn20Co20Cr20中掺杂B原子试样的变形带内观察到局域化学有序，这是因为小尺寸的类金属原子(如C、N、O和B)可以与某些元素形成牢固的键，促进高熵合金中化学短程有序的形成，如图3d[58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [48]).此外，Seol等[58]在Fe40Mn40Co10Cr10和Ni20Fe20Mn20Co20Cr20中掺杂B原子试样的变形带内观察到局域化学有序，这是因为小尺寸的类金属原子(如C、N、O和B)可以与某些元素形成牢固的键，促进高熵合金中化学短程有序的形成，如图3d[58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [
48,
58]
(a) energy-filtered diffraction patterns for aged CrCoNi samples at 1000oC[48] ...
... (a) energy-filtered diffraction patterns for aged CrCoNi samples at 1000oC[48] ...
... (b) energy-filtered dark-field image from diffuse superlattice peaks (short-range order (SRO)-enhanced domains are marked by arrows)[48] ...
... (c) the histogram of identified SRO domain diameters[48] ( and σ are the average diameter and its standard deviation of domains, respectively) ...
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... [48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... [48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... [48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
... ,
48]
(a) atomic configuration of stacking fault in CrCoNi alloy[43] ...
... (c) low angle annular dark field (LAADF) images showing dislocation dissociations in water-quenched and 1000oC aged samples, respectively[48] ...
... (d) distribution of the measured separation of partial dislocation pairs from both water-quenched and 1000oC aged samples[48] ...
... 多主元合金中的每个元素都可以被认为是嵌入周围合金基体中的溶质，Varvenne等[74]认为，单相fcc结构多主元合金的强化主要来源于位错与在平均值附近波动的随机短程化学浓度的相互作用，并建立了溶质原子与位错的作用能模型来解释多主元合金固溶强化的物理本质，他们特别指出局域化学有序也应该被考虑在内，局域化学有序会增强局部化学成分的波动，因而进一步提高位错滑移的晶格阻力[75].当位错滑移过具有局域化学有序的区域，局域化学有序受到破坏，局部的晶格阻力降低，会形成易于位错滑移的通道，因此化学短程有序的存在会增加位错的平面滑移特性(planarity of dislocation slip)，Zhang等[48]对块状CoCrNi的压缩样品进行了位错分析，发现在水淬后的样品中(局域化学有序程度低)位错倾向于随机分布，而在经过1000℃退火120 h促进局域化学有序的样品中，位错排布明显具有局部的平面滑移特征，如图5[48]所示.Ding等[47]在具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd合金中观察到大量的位错交滑移，这是因为高熵合金中的化学成分不均匀性会加强位错的大量增殖与交互作用，因而使得具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd比成分起伏较小的CrMnFeCoNi具有较高的强度[47]. ...
... [48]所示.Ding等[47]在具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd合金中观察到大量的位错交滑移，这是因为高熵合金中的化学成分不均匀性会加强位错的大量增殖与交互作用，因而使得具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd比成分起伏较小的CrMnFeCoNi具有较高的强度[47]. ...
... [
48]
(a) water-quenched (b) aged at 1000oC ...
... (a) water-quenched (b) aged at 1000
oC
Planar dislocations slip influenced by local chemical order in CrCoNi alloys<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R48">48</xref>]</sup>Fig.5此外，Zhao等[73]通过纳米压入实验测得了CoCrFeNi的应变速率敏感性和位错滑移的激活体积，与传统的fcc结构金属相比，应变速率敏感性提高，并且fcc结构CoCrFeNi中位错滑移的激活体积是10b3~100b3 (b为Burgers 矢量模)，远小于传统的fcc结构金属(100b3~1000b3)，与传统的bcc结构金属的位错滑移的激活体积(5b3~100b3)接近[76]，这可能与高熵合金中的局域化学有序有关，位错滑移需要克服较大的来自于局域化学有序的阻力.Hong等[77]对CoCrFeMnNi块体多晶试样进行了变应变速率拉伸测试(图6[77])，在室温拉伸过程中，应变速率多次在10-3和10-2 s-1之间转变，通过强度跟应变速率的变化规律计算出位错滑移的激活体积.实验结果表明，位错滑移的激活体积随着应变的增加而增加，与传统的fcc和bcc结构金属中的位错滑移激活体积对应变量不敏感不同，CoCrFeMnNi中位错运动的阻力与局域化学有序有关，而局域化学有序可以发生剪切变形，会随着变形的进行而减少，从而导致激活体积的增加[77]. ...
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... 首先，通过热处理来调控的局域化学有序可提高高熵合金的强度.Li等[44]的分子动力学模拟结果显示，局域化学有序对位错滑移产生阻碍而形成强化作用，从而增加高熵合金的强度，如图7[44]所示.Zhang等[48]测试了2种热处理状态的CrCoNi合金试样：① 经过1200℃均匀化处理后水淬至室温，抑制局域化学有序的形成；② 将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成.对这2种试样的纳米压入测试结果显示，1000℃退火样品的硬度为(4.37 ± 0.58) GPa，高于水淬样品的硬度(4.07 ± 0.23) GPa，并且对块体的拉伸实验测得1000℃退火样品的屈服强度也提高了25% (从205 MPa增加至255 MPa).Yin等[55]总结了不同的研究者们对多晶CrCoNi的单轴拉伸屈服强度，发现目前所报道的CrCoNi的强度普遍遵循Hall-Petch关系，强度更依赖于试样的晶粒尺寸而不是高温短时间退火有可能引起的局域化学有序的差别.Yin等[55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
... [48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
Short-range ordering and its effects on mechanical properties of high-entropy alloys
0
2021
Short-range order in face-centered cubic VCoNi alloys
1
2020
... 正因为高熵合金具有这些优异的性能以及巨大的应用潜力，近年来吸引了国内外大量金属与合金领域的科研人员参与到相关的研究中，并且在此领域取得若干重要进展，但依然存在一些关键问题亟需解决：这类新型合金一方面由于原子排布上的复杂性使其具有特殊的优异性能，另一方面因其结构非常难以表征与澄清，因此很难构建确定的“结构-性能”关系，使得目前对高熵合金的设计与发展只能依赖于繁复的、低效率的实验尝试，阻碍其进一步的发展与应用.其中核心问题之一就是高熵合金是否遵循理想固溶体理论.在研究初期，高熵合金所形成的单相固溶体，其组成原子被认为是完全无序分布在晶体点阵中，大部分相关的实验、理论和计算模拟工作都以此经典理论为出发点，包括研究高熵合金的电子结构[32]、晶格畸变[33]、变形机制[34~40]以及加速理论预测[41,42]等重要的课题.但是，高熵合金的理想固熔体理论基础在近年来受到挑战，最新的理论计算与实验结果显示不同元素的原子在晶格格点上的排布并不是随机无序的，而是呈现一定的近程-中程化学有序特征，并且此局域化学有序会显著影响高熵合金的性能[43~50].目前，领域内学者开始高度重视高熵合金中的局域化学有序的结构特征及其对高熵合金力学行为的影响. ...
Short-range order in high entropy alloys: Theoretical formulation and application to Mo-Nb-Ta-V-W system
1
2017
... 以上从α和ζ这2个方面描述了高熵合金中的几种典型的原子尺度结构.目前的计算模拟方法可以对高熵合金中的局域化学有序进行一定的预测，例如lattice Monte Carlo方法[43,45]以及利用混合Monte Calro和分子动力学模拟方法(主要针对经典分子动力学模拟的体系)[44].其他一些方法可以适用于大体系的研究，例如，基于第一性原理计算的团簇展开(cluster expansion)方法利用团簇关联函数来描述高熵合金的原子构型，并且得到相应的能量模型；再结合Monte Carlo模拟方法得到大尺度体系的近程化学有序的结果[51,52].这些计算模拟方法的开发可以帮助预测与理解高熵合金原子尺度的结构特征，为实验上直接、定量地表征化学局域有序以及揭示其对性能的影响提供理论基础. ...
First-principles prediction of high-entropy-alloy stability
1
2017
... 以上从α和ζ这2个方面描述了高熵合金中的几种典型的原子尺度结构.目前的计算模拟方法可以对高熵合金中的局域化学有序进行一定的预测，例如lattice Monte Carlo方法[43,45]以及利用混合Monte Calro和分子动力学模拟方法(主要针对经典分子动力学模拟的体系)[44].其他一些方法可以适用于大体系的研究，例如，基于第一性原理计算的团簇展开(cluster expansion)方法利用团簇关联函数来描述高熵合金的原子构型，并且得到相应的能量模型；再结合Monte Carlo模拟方法得到大尺度体系的近程化学有序的结果[51,52].这些计算模拟方法的开发可以帮助预测与理解高熵合金原子尺度的结构特征，为实验上直接、定量地表征化学局域有序以及揭示其对性能的影响提供理论基础. ...
Deviation from high-entropy configurations in the atomic distributions of a multi-principal-element alloy
1
2015
... 国际上最早采用中子衍射[53]和高能X射线衍射[46,54]等技术来揭示多主元合金的化学短程有序，例如Zhang等[46]对多主元合金进行扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure，EXAFS)分析，可以定性反映出化学短程有序的程度，他们通过对经过不同剂量镍离子辐照的CrCoNi合金进行EXAFS分析发现，离子辐照可以加强CrCoNi中的化学短程有序程度，白线峰左移，经过拟合得到的Ni—Cr的键长随着辐照剂量的增加(0~0.3 dpa)从0.251 nm逐渐减少至0.249 nm，由于Ni—Cr的键长较短，这表明Ni原子周围的第一近邻原子层中有更多的Ni—Cr原子对形成，意味着化学短程有序度的程度增大.由此可见，EXAFS分析可以获得原子对之间的键长信息，进而可以用键长变化定性地反映合金的化学短程有序度的程度.然而由于多主元合金的多种元素分布，对中子衍射、高能X射线和扩展X射线吸收精细结构的数据解析难度较大，而且元素种类越多，解析难度越大.近期Yin 等[55]指出，对于EXAFS的数据分析依赖于标准自旋极化密度泛函理论计算获得的CrCoNi的原子键信息，因此对EXAFS的数据分析时需要格外谨慎. ...
Short-range chemical order and local lattice distortion in a compositionally complex alloy
1
2020
... 国际上最早采用中子衍射[53]和高能X射线衍射[46,54]等技术来揭示多主元合金的化学短程有序，例如Zhang等[46]对多主元合金进行扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure，EXAFS)分析，可以定性反映出化学短程有序的程度，他们通过对经过不同剂量镍离子辐照的CrCoNi合金进行EXAFS分析发现，离子辐照可以加强CrCoNi中的化学短程有序程度，白线峰左移，经过拟合得到的Ni—Cr的键长随着辐照剂量的增加(0~0.3 dpa)从0.251 nm逐渐减少至0.249 nm，由于Ni—Cr的键长较短，这表明Ni原子周围的第一近邻原子层中有更多的Ni—Cr原子对形成，意味着化学短程有序度的程度增大.由此可见，EXAFS分析可以获得原子对之间的键长信息，进而可以用键长变化定性地反映合金的化学短程有序度的程度.然而由于多主元合金的多种元素分布，对中子衍射、高能X射线和扩展X射线吸收精细结构的数据解析难度较大，而且元素种类越多，解析难度越大.近期Yin 等[55]指出，对于EXAFS的数据分析依赖于标准自旋极化密度泛函理论计算获得的CrCoNi的原子键信息，因此对EXAFS的数据分析时需要格外谨慎. ...
Yield strength and misfit volumes of NiCoCr and implications for short-range-order
3
2020
... 国际上最早采用中子衍射[53]和高能X射线衍射[46,54]等技术来揭示多主元合金的化学短程有序，例如Zhang等[46]对多主元合金进行扩展X射线吸收精细结构(extended X-ray absorption fine structure，EXAFS)分析，可以定性反映出化学短程有序的程度，他们通过对经过不同剂量镍离子辐照的CrCoNi合金进行EXAFS分析发现，离子辐照可以加强CrCoNi中的化学短程有序程度，白线峰左移，经过拟合得到的Ni—Cr的键长随着辐照剂量的增加(0~0.3 dpa)从0.251 nm逐渐减少至0.249 nm，由于Ni—Cr的键长较短，这表明Ni原子周围的第一近邻原子层中有更多的Ni—Cr原子对形成，意味着化学短程有序度的程度增大.由此可见，EXAFS分析可以获得原子对之间的键长信息，进而可以用键长变化定性地反映合金的化学短程有序度的程度.然而由于多主元合金的多种元素分布，对中子衍射、高能X射线和扩展X射线吸收精细结构的数据解析难度较大，而且元素种类越多，解析难度越大.近期Yin 等[55]指出，对于EXAFS的数据分析依赖于标准自旋极化密度泛函理论计算获得的CrCoNi的原子键信息，因此对EXAFS的数据分析时需要格外谨慎. ...
... 首先，通过热处理来调控的局域化学有序可提高高熵合金的强度.Li等[44]的分子动力学模拟结果显示，局域化学有序对位错滑移产生阻碍而形成强化作用，从而增加高熵合金的强度，如图7[44]所示.Zhang等[48]测试了2种热处理状态的CrCoNi合金试样：① 经过1200℃均匀化处理后水淬至室温，抑制局域化学有序的形成；② 将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成.对这2种试样的纳米压入测试结果显示，1000℃退火样品的硬度为(4.37 ± 0.58) GPa，高于水淬样品的硬度(4.07 ± 0.23) GPa，并且对块体的拉伸实验测得1000℃退火样品的屈服强度也提高了25% (从205 MPa增加至255 MPa).Yin等[55]总结了不同的研究者们对多晶CrCoNi的单轴拉伸屈服强度，发现目前所报道的CrCoNi的强度普遍遵循Hall-Petch关系，强度更依赖于试样的晶粒尺寸而不是高温短时间退火有可能引起的局域化学有序的差别.Yin等[55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
... [55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
Spin-driven ordering of Cr in the equiatomic high entropy alloy NiFeCrCo
1
2015
... 原子级分辨率的STEM-HAADF像可以显示原子柱原子序数衬度，即原子序数不同，会引起原子柱的衬度不同，适用于探测合金中原子级别的元素分布规律.Niu等[56]采用STEM-HAADF像观察到原子柱衬度分布并不均匀.Ding等[47]采用校球差的原子级别高角环形暗场像观察到CrFeCoNiPd的5种元素的分布具有明显的不均匀性，成分起伏处于纳米与亚纳米尺度，特别是与其他原子具有较大尺寸差异和电负性差异的Pd原子，其成分起伏更为明显.值得注意的是，虽然Ding等[47]指出不能观察到明显的近邻原子间的亲和特征(即近程化学有序)，例如缺乏Ni的区域并没有被特定元素所填充，而是由其余4种元素的原子混合填充.然而，其实验结果并不能支持这样的结论，因为短程化学有序的表征需要更低尺度上的结构信息.此外，从理论上分析，Pd原子尺寸要远大于其余4种元素，需要具有一定的短程化学有序才能降低相应的局域应变能量，从而形成稳定的结构.这需要未来的相关研究进一步确定. ...
Structural-disorder and its effect on mechanical properties in single-phase TaNbHfZr high-entropy alloy
1
2016
... 原子探针技术对原子序数的变化高度敏感，Maiti等[57]采用原子探针技术观察到了退火的TaNbHfZr高熵合金中类似Zr/Hf富集的近程有序结构网络的存在.Lei等[23]结合三维原子探针层析成像(3D-APT)与STEM-HAADF，在氧掺杂的TiZrHfNb合金中，观察到富含Ti/Zr的间隙有序氧复合体结构(ordered oxygen complexes，OOCs).3D-APT技术的迅速发展，为在真实空间重建的三维原子图像中描述化学短程有序提供了可能性. ...
Short-range order strengthening in boron-doped high-entropy alloys for cryogenic applications
10
2020
... 如果提高透射电镜电子衍射的精确度与对比度，有望通过透射电子显微镜电子衍射探测到高熵合金中的局域化学有序.例如，Zhang等[48]利用能量过滤透射电镜电子衍射方法，降低非弹性散射信号，观察到了CrCoNi合金的局域化学有序，Zhang等[48]研究了2种状态的CrCoNi合金：一是从高温均匀化处理后直接水冷到室温，另外一种是在1000℃进行长时间的保温后炉冷至室温.这2种热处理手段被认为可产生不同程度的局域化学有序：前者微弱，而后者较为明显.他们在1000℃退火的样品中观察到了来自于局域化学有序的弥散的超晶格衍射条纹(图3a[48])，并对超晶格衍射条纹经过能量过滤的透射电镜暗场像分析，观察到局域化学有序的纳米畴(图3b[48]).此外，Seol等[58]在Fe40Mn40Co10Cr10和Ni20Fe20Mn20Co20Cr20中掺杂B原子试样的变形带内观察到局域化学有序，这是因为小尺寸的类金属原子(如C、N、O和B)可以与某些元素形成牢固的键，促进高熵合金中化学短程有序的形成，如图3d[58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [58]中常规的选区电子衍射(SAED)花样中出现了局域化学有序的超晶格斑点，并且通过对这些超晶格斑点进行暗场像分析，可以观察到局域化学有序纳米畴(图3e[58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [58])，并测量了局域化学有序纳米畴的空间尺寸(图3f[58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [58]).值得注意的是，这些工作所揭示的局域化学有序纳米畴的尺寸为1~2 nm (图3c[48]和f[58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... [58])，是已经发展到几个纳米尺度的局域化学有序畴，对于近程化学有序，理论上只有几个最近邻原子层的有序，尺寸在1 nm以下，对其进行实验表征还是领域内的难点. ...
... ,
58]
(a) energy-filtered diffraction patterns for aged CrCoNi samples at 1000oC[48] ...
... (d) SAED pattern indexed as []/2 showing the local chemical ordering (LCO)-generated reflections (yellow circle)[58] ...
... (e) direct visualization of LCO domains by DF-TEM analysis[58] ...
... (f) size distribution of the LCO domains that appear outside planar slip bands (left) and at planar slip bands (right)[58] ...
... 其次，对于通过添加O、B等小间隙原子的方法来获得的化学短程有序，对高熵合金的强度提升效果显著.如在TiZrHfNb合金中，掺入2% (质量分数，下同)的O，可形成一种富含Ti/Zr的间隙有序氧复合体结构，同时提高了合金的强度与塑性：拉伸强度提高了48.5%，拉伸塑性提高了近一倍[23].为了克服fcc结构高熵合金普遍的低强度，可以通过添加B原子提高再结晶后的非等主元Fe40Mn40Co10Cr10高熵合金晶粒内的应力应变场，使其屈服强度提高32%，达到1.1 GPa[58].这些研究都表明，通过添加少量间隙原子调制高熵合金中的局部化学有序来优化其力学性能是普适性的策略之一. ...
The effect of local chemical ordering on Frank-Read source activation in a refractory multi-principal element alloy
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Unusual dislocation behavior in high-entropy alloys
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Complex strengthening mechanisms in the NbMoTaW multi-principal element alloy
1
2020
... 不同于传统合金中主要通过调控微观组织结构来优化相关的材料性能，高熵合金中还额外多一个结构参数——原子尺度上的局域化学有序，并且微观组织结构与局域化学有序是相互关联的.例如，多晶高熵合金的模拟热处理退火过程，在晶界与晶体内部产生不同的局域化学有序[61].可以利用调控局域化学有序的手段来设计高熵合金的组分以及加工方法，从而达到优化材料性能的目的. ...
Ab initio modeling of the energy landscape for screw dislocations in body-centered cubic high-entropy alloys
0
2020
Chemical short range order strengthening in a model FCC high entropy alloy
0
2020
Effects of lattice distortion and chemical short-range order on the mechanisms of deformation in medium entropy alloy CoCrNi
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Effect of ordering on stacking fault energy of VNiFeCo high entropy alloys
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Design using randomness: A new dimension for metallurgy
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Tailoring heterogeneities in high-entropy alloys to promote strength-ductility synergy
0
2019
Strengthening mechanisms in high entropy alloys: Fundamental issues
0
2020
Unusual activated processes controlling dislocation motion in body-centered-cubic high-entropy alloys
0
2020
Novel atomic-scale mechanism of incipient plasticity in a chemically complex CrCoNi medium-entropy alloy associated with inhomogeneity in local chemical environment
1
2020
... 局域化学有序可以对高熵合金的变形机制和力学行为产生重要影响，包括位错的形核[59]、滑移阻力[44,60~64]、位错线滑移方式[48]以及层错能[43,65]等.需要强调的是，高熵合金的力学性能并非由局域化学有序度这一单一因素决定，而是多种强化机制并存，包括点阵阻力的提高、固溶强化、细晶强化、孪晶诱导塑性、相变诱导塑性等[9,10,66~70]，因此要获得综合性能优异的高熵合金需要对这些因素进行综合考量. ...
Can experiment determine the stacking fault energy of metastable alloys?
1
2021
... 长期以来在对多主元合金层错能的研究中存在一个疑问：实验测得的层错能数值与第一性原理计算数值存在偏差，例如，对于CrCoNi合金，采用透射电子显微镜，通过弱束暗场像测量扩展位错的宽度，测量的层错能为正值((22 ± 4) mJ/m2)[19]，而第一性原理计算的值为负值(例如-24 mJ/m2)[35,36].Ding等[43]认为此差异是由化学短程有序造成的，实验所测量的CrCoNi合金样品存在化学短程有序，而计算模拟所设置的原子模型是完全无序的，相关的模拟结果显示，随着化学短程有序程度的增加，CrCoNi的层错能的确显著增加，如图4a和b[43].在实验上，Zhang等[48]证明了局域化学有序对CrCoNi合金的层错能的影响，他们通过改变热处理工艺来获得具有不同程度局域化学有序度的试样，对其采用透射电子显微镜低角度环形暗场像(图4c[48])测量扩展位错的宽度(图4d[48])来计算层错能[48].经过1200℃均匀化处理后水冷淬火至室温的试样，抑制了局域化学有序的形成，其层错能为(8.18 ± 1.43) mJ/m2，将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成后，其层错能升高至(23.33 ± 4.31) mJ/m2.值得注意的是，最近的研究[71]发现，利用实验手段只能测量正的层错能，而对高熵合金的负层错能的测量存在很大的误差，因此对实验中测得的高熵合金的层错能需要深入研究. ...
Incipient plasticity and dislocation nucleation of FeCoCrNiMn high-entropy alloy
1
2013
... 近些年来，纳米力学测试系统被广泛应用于研究材料的初始塑性变形行为，试样经过高温长时间退火后，含有极低密度的位错，初始变形阶段常会发生位移突跳，该突跳行为通常由位错的形核导致.Zhu等[72]采用球型压头，在不同加载速率和不同温度(室温到150℃)下对FeCrCoNiMn合金进行纳米压入实验，获取初始塑性变形的信息，结合统计模型分析，计算出位错形核的激活能为(1.72 ± 0.35) eV，激活体积约为3个原子，位错形核激活体积大于传统的fcc结构合金的位错形核激活体积，多主元合金里的位错形核较为复杂.当多主元合金具有局域化学有序时，局域化学有序的化学组元成分必将偏离平均化学成分，这势必会影响位错的形核特征，因而对位错形核的热力学参数有显著影响.例如，Zhao等[73]采用球形压头对高熵合金进行纳米压入测试发现，通过高温退火增加局域化学有序程度可以增加位错均匀形核的形核应力. ...
Bimodality of incipient plastic strength in face-centered cubic high-entropy alloys
2
2021
... 近些年来，纳米力学测试系统被广泛应用于研究材料的初始塑性变形行为，试样经过高温长时间退火后，含有极低密度的位错，初始变形阶段常会发生位移突跳，该突跳行为通常由位错的形核导致.Zhu等[72]采用球型压头，在不同加载速率和不同温度(室温到150℃)下对FeCrCoNiMn合金进行纳米压入实验，获取初始塑性变形的信息，结合统计模型分析，计算出位错形核的激活能为(1.72 ± 0.35) eV，激活体积约为3个原子，位错形核激活体积大于传统的fcc结构合金的位错形核激活体积，多主元合金里的位错形核较为复杂.当多主元合金具有局域化学有序时，局域化学有序的化学组元成分必将偏离平均化学成分，这势必会影响位错的形核特征，因而对位错形核的热力学参数有显著影响.例如，Zhao等[73]采用球形压头对高熵合金进行纳米压入测试发现，通过高温退火增加局域化学有序程度可以增加位错均匀形核的形核应力. ...
... 此外，Zhao等[73]通过纳米压入实验测得了CoCrFeNi的应变速率敏感性和位错滑移的激活体积，与传统的fcc结构金属相比，应变速率敏感性提高，并且fcc结构CoCrFeNi中位错滑移的激活体积是10b3~100b3 (b为Burgers 矢量模)，远小于传统的fcc结构金属(100b3~1000b3)，与传统的bcc结构金属的位错滑移的激活体积(5b3~100b3)接近[76]，这可能与高熵合金中的局域化学有序有关，位错滑移需要克服较大的来自于局域化学有序的阻力.Hong等[77]对CoCrFeMnNi块体多晶试样进行了变应变速率拉伸测试(图6[77])，在室温拉伸过程中，应变速率多次在10-3和10-2 s-1之间转变，通过强度跟应变速率的变化规律计算出位错滑移的激活体积.实验结果表明，位错滑移的激活体积随着应变的增加而增加，与传统的fcc和bcc结构金属中的位错滑移激活体积对应变量不敏感不同，CoCrFeMnNi中位错运动的阻力与局域化学有序有关，而局域化学有序可以发生剪切变形，会随着变形的进行而减少，从而导致激活体积的增加[77]. ...
Theory of strengthening in fcc high entropy alloys
1
2016
... 多主元合金中的每个元素都可以被认为是嵌入周围合金基体中的溶质，Varvenne等[74]认为，单相fcc结构多主元合金的强化主要来源于位错与在平均值附近波动的随机短程化学浓度的相互作用，并建立了溶质原子与位错的作用能模型来解释多主元合金固溶强化的物理本质，他们特别指出局域化学有序也应该被考虑在内，局域化学有序会增强局部化学成分的波动，因而进一步提高位错滑移的晶格阻力[75].当位错滑移过具有局域化学有序的区域，局域化学有序受到破坏，局部的晶格阻力降低，会形成易于位错滑移的通道，因此化学短程有序的存在会增加位错的平面滑移特性(planarity of dislocation slip)，Zhang等[48]对块状CoCrNi的压缩样品进行了位错分析，发现在水淬后的样品中(局域化学有序程度低)位错倾向于随机分布，而在经过1000℃退火120 h促进局域化学有序的样品中，位错排布明显具有局部的平面滑移特征，如图5[48]所示.Ding等[47]在具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd合金中观察到大量的位错交滑移，这是因为高熵合金中的化学成分不均匀性会加强位错的大量增殖与交互作用，因而使得具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd比成分起伏较小的CrMnFeCoNi具有较高的强度[47]. ...
Recent studies of short-range order in alloys: The Cowley theory revisited
1
1993
... 多主元合金中的每个元素都可以被认为是嵌入周围合金基体中的溶质，Varvenne等[74]认为，单相fcc结构多主元合金的强化主要来源于位错与在平均值附近波动的随机短程化学浓度的相互作用，并建立了溶质原子与位错的作用能模型来解释多主元合金固溶强化的物理本质，他们特别指出局域化学有序也应该被考虑在内，局域化学有序会增强局部化学成分的波动，因而进一步提高位错滑移的晶格阻力[75].当位错滑移过具有局域化学有序的区域，局域化学有序受到破坏，局部的晶格阻力降低，会形成易于位错滑移的通道，因此化学短程有序的存在会增加位错的平面滑移特性(planarity of dislocation slip)，Zhang等[48]对块状CoCrNi的压缩样品进行了位错分析，发现在水淬后的样品中(局域化学有序程度低)位错倾向于随机分布，而在经过1000℃退火120 h促进局域化学有序的样品中，位错排布明显具有局部的平面滑移特征，如图5[48]所示.Ding等[47]在具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd合金中观察到大量的位错交滑移，这是因为高熵合金中的化学成分不均匀性会加强位错的大量增殖与交互作用，因而使得具有较大成分起伏的CrFeCoNiPd比成分起伏较小的CrMnFeCoNi具有较高的强度[47]. ...
Effect of grain size on the strain rate sensitivity of CoCrFeNi high-entropy alloy
1
2020
... 此外，Zhao等[73]通过纳米压入实验测得了CoCrFeNi的应变速率敏感性和位错滑移的激活体积，与传统的fcc结构金属相比，应变速率敏感性提高，并且fcc结构CoCrFeNi中位错滑移的激活体积是10b3~100b3 (b为Burgers 矢量模)，远小于传统的fcc结构金属(100b3~1000b3)，与传统的bcc结构金属的位错滑移的激活体积(5b3~100b3)接近[76]，这可能与高熵合金中的局域化学有序有关，位错滑移需要克服较大的来自于局域化学有序的阻力.Hong等[77]对CoCrFeMnNi块体多晶试样进行了变应变速率拉伸测试(图6[77])，在室温拉伸过程中，应变速率多次在10-3和10-2 s-1之间转变，通过强度跟应变速率的变化规律计算出位错滑移的激活体积.实验结果表明，位错滑移的激活体积随着应变的增加而增加，与传统的fcc和bcc结构金属中的位错滑移激活体积对应变量不敏感不同，CoCrFeMnNi中位错运动的阻力与局域化学有序有关，而局域化学有序可以发生剪切变形，会随着变形的进行而减少，从而导致激活体积的增加[77]. ...
Thermally activated deformation and the rate controlling mechanism in CoCrFeMnNi high entropy alloy
5
2017
... 此外，Zhao等[73]通过纳米压入实验测得了CoCrFeNi的应变速率敏感性和位错滑移的激活体积，与传统的fcc结构金属相比，应变速率敏感性提高，并且fcc结构CoCrFeNi中位错滑移的激活体积是10b3~100b3 (b为Burgers 矢量模)，远小于传统的fcc结构金属(100b3~1000b3)，与传统的bcc结构金属的位错滑移的激活体积(5b3~100b3)接近[76]，这可能与高熵合金中的局域化学有序有关，位错滑移需要克服较大的来自于局域化学有序的阻力.Hong等[77]对CoCrFeMnNi块体多晶试样进行了变应变速率拉伸测试(图6[77])，在室温拉伸过程中，应变速率多次在10-3和10-2 s-1之间转变，通过强度跟应变速率的变化规律计算出位错滑移的激活体积.实验结果表明，位错滑移的激活体积随着应变的增加而增加，与传统的fcc和bcc结构金属中的位错滑移激活体积对应变量不敏感不同，CoCrFeMnNi中位错运动的阻力与局域化学有序有关，而局域化学有序可以发生剪切变形，会随着变形的进行而减少，从而导致激活体积的增加[77]. ...
... [77])，在室温拉伸过程中，应变速率多次在10-3和10-2 s-1之间转变，通过强度跟应变速率的变化规律计算出位错滑移的激活体积.实验结果表明，位错滑移的激活体积随着应变的增加而增加，与传统的fcc和bcc结构金属中的位错滑移激活体积对应变量不敏感不同，CoCrFeMnNi中位错运动的阻力与局域化学有序有关，而局域化学有序可以发生剪切变形，会随着变形的进行而减少，从而导致激活体积的增加[77]. ...
... [77]. ...
... [
77]
(a) tensile true stress and true strain ...
... (b) strain-dependent activation volume of dislocation slip (
b—module of Burgers vector)
Tensile test of polycrystalline CoCrFeMnNi high-entropy alloy<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R77">77</xref>]</sup>Fig.6<strong>3.4 </strong>局域化学有序对高熵合金强度的影响局域化学有序对高熵合金强度的影响因高熵合金的类型和有序结构的类型不同而不同.例如，对于主元成分相同，通过热处理来调控的化学短程有序，与通过添加O、B等小间隙原子的方法来获得的化学短程有序相比，这些局域化学有序类型不同，其对高熵合金强度的影响具有很大的差异. ...
Effects of annealing on hardness, yield strength and dislocation structure in single crystals of the equiatomic Cr-Mn-Fe-Co-Ni high entropy alloy
1
2021
... 首先，通过热处理来调控的局域化学有序可提高高熵合金的强度.Li等[44]的分子动力学模拟结果显示，局域化学有序对位错滑移产生阻碍而形成强化作用，从而增加高熵合金的强度，如图7[44]所示.Zhang等[48]测试了2种热处理状态的CrCoNi合金试样：① 经过1200℃均匀化处理后水淬至室温，抑制局域化学有序的形成；② 将均匀化处理后的样品再升温至1000℃保温120 h促进局域化学有序的形成.对这2种试样的纳米压入测试结果显示，1000℃退火样品的硬度为(4.37 ± 0.58) GPa，高于水淬样品的硬度(4.07 ± 0.23) GPa，并且对块体的拉伸实验测得1000℃退火样品的屈服强度也提高了25% (从205 MPa增加至255 MPa).Yin等[55]总结了不同的研究者们对多晶CrCoNi的单轴拉伸屈服强度，发现目前所报道的CrCoNi的强度普遍遵循Hall-Petch关系，强度更依赖于试样的晶粒尺寸而不是高温短时间退火有可能引起的局域化学有序的差别.Yin等[55]对CoCrNi进行了低温长时间退火的热处理：① 1100℃均匀化处理24 h (样品1)；② 对于样品1在600℃退火384 h后水冷至室温；③ 对于样品1在700℃退火384 h.纳米压入测试结果显示，样品1的硬度为(163.0 ± 3.4) HV，600和700℃退火的样品的硬度分别为(163.0 ± 3.2)和(164.0 ± 2.9) HV，硬度几乎没有发生变化，这与Zhang等[48]采用热处理可提高CoCrNi硬度的结果不同.2021年Zhou等[78]以单晶CrMnFeCoNi高熵合金为研究对象，排除了多晶合金中晶粒尺寸对力学性能的影响.他们采用不同的热处理手段，但发现对应的硬度、屈服强度、激活体积以及层错能等相关力学性能几乎没有发生变化，因而质疑局域化学有序是否能够影响高熵合金的力学性能.总之，高熵合金的制备过程和热处理工艺不同，局域化学有序对高熵合金的强化效果影响会具有较大的差异.因此，对不同热处理状态的高熵合金试样中的局域化学有序的实验表征，并建立起局域化学有序程度与材料强度之间的定量关系，是解决相关争议，也是最终实现局域化学有序调控力学性能的关键. ...
Rejuvenation of metallic glasses by non-affine thermal strain
1
2015
... 目前缺少指导性的方案来实现对局域化学有序的数值化调控.例如，对于热处理退火，高的退火温度在动力学上能够加速局域化学有序形成，但是降低了相应的热力学驱动力；而降低退火温度的效果则相反.目前的实验只是尝试选取退火温度以及退火时间等重要参数，并不能数值化地调控局域化学有序度，也不能设计出实现最大化有序结构的退火温度/时间.对于未来的研究，需要结合实验表征手段，系统地研究不同条件下热处理、机械变形、辐照以及掺杂非金属元素(例如O、N、C、B等)等方法对高熵合金中局域化学有序的影响，建立理论模型，从而实现对局域化学有序的数值化调控.此外，当前相关的研究主要集中于实验上引入局域化学有序.然而存在一个疑问：直接熔铸经过均匀化处理的高熵合金样品是否包含局域化学有序？尽管还没有直接的实验证据，实验上的高熵合金样品很有可能不是理想固溶体，例如，计算模拟结果[44]显示，即使在高温下(如1500 K) CrCoNi合金中局域化学有序依然存在.因而，迫切需要同时设计实验手段实现减少高熵合金中的局域化学有序，这个过程类似于非晶合金中的“回春”处理[79,80].同时对比3种不同状态的高熵合金样品(“回春”处理过的，经过均匀化处理的，以及经过后续热处理退火的样品)，更能突出对比局域化学有序对高熵合金性能的影响效应. ...
Strain-hardening and suppression of shear-banding in rejuvenated metallic glass
1
2020
... 目前缺少指导性的方案来实现对局域化学有序的数值化调控.例如，对于热处理退火，高的退火温度在动力学上能够加速局域化学有序形成，但是降低了相应的热力学驱动力；而降低退火温度的效果则相反.目前的实验只是尝试选取退火温度以及退火时间等重要参数，并不能数值化地调控局域化学有序度，也不能设计出实现最大化有序结构的退火温度/时间.对于未来的研究，需要结合实验表征手段，系统地研究不同条件下热处理、机械变形、辐照以及掺杂非金属元素(例如O、N、C、B等)等方法对高熵合金中局域化学有序的影响，建立理论模型，从而实现对局域化学有序的数值化调控.此外，当前相关的研究主要集中于实验上引入局域化学有序.然而存在一个疑问：直接熔铸经过均匀化处理的高熵合金样品是否包含局域化学有序？尽管还没有直接的实验证据，实验上的高熵合金样品很有可能不是理想固溶体，例如，计算模拟结果[44]显示，即使在高温下(如1500 K) CrCoNi合金中局域化学有序依然存在.因而，迫切需要同时设计实验手段实现减少高熵合金中的局域化学有序，这个过程类似于非晶合金中的“回春”处理[79,80].同时对比3种不同状态的高熵合金样品(“回春”处理过的，经过均匀化处理的，以及经过后续热处理退火的样品)，更能突出对比局域化学有序对高熵合金性能的影响效应. ...
Mapping the magnetic transition temperatures for medium- and high-entropy alloys
1
2018
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
Carbothermal shock synthesis of high-entropy-alloy nanoparticles
1
2018
... 高熵合金以其多主组元、高构型熵的设计理念以及独特的性能，成为近十多年来合金领域内的热点材料.与传统合金不同的是，高熵合金中含有2种特征结构——局域化学有序和微观组织结构，前者成为高熵合金中重要的一个结构参数，并且这2种结构将相互影响.由于“结构决定性能”(即材料科学与工程这门学科的基石与核心)，高熵合金中的复杂结构将带来复杂的材料性质，并且关联到变形机理和力学性能.澄清高熵合金中局域化学有序以及相应的“结构-性能”关系对于这类新型合金材料的理解和发展是极其重要的，也是非常具有挑战性的.最近几年随着先进的理论计算以及实验表征技术的发展，相关的原子尺度局域化学有序的存在逐渐被认知，并且其重要性也越发受到高熵合金领域的重视.当前的相关研究主要关注局域化学有序对高熵合金力学性能的影响，未来需要扩展到耐辐照[28~31]、热稳定性[41,42]、磁性[81]以及催化[82]等更多性能，从而在高熵合金中构建出系统的结构-性能关系.从而能够实现利用局域化学有序为参数来“调节无序”，指导设计高熵合金的组分与加工方法来优化材料性能，最终达到对这些先进材料的加速设计、发展与优化的目标.这不仅对新型合金材料的基础研究起到重要的帮助，而且能够有力地促进其工程应用方面的发展. ...
图1
