難熔高熵合金在高溫下具有優(yōu)異的強(qiáng)度、韌性、硬度、耐磨性和抗疲勞性能，在航空航天工業(yè)、燃?xì)廨啓C(jī)、核工業(yè)等高溫領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用。本書主要討論了難熔高熵合金材料的設(shè)計(jì)方法和制備技術(shù)，主要內(nèi)容包括第一性原理模擬與熱力學(xué)計(jì)算、難熔高熵合金的強(qiáng)韌化設(shè)計(jì)、難熔高熵合金粉體制備與增材制造技術(shù)、難熔高熵合金薄膜制備技術(shù)、難熔高熵合金的高溫氧化與防護(hù)。
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“裝備零件快速智能電弧噴涂搶修技術(shù)及其應(yīng)用”獲2011國家科技進(jìn)步二等獎（排名1）；“面向再制造的表面工程技術(shù)基礎(chǔ)”獲2013國家自然科學(xué)技術(shù)二等獎（排名5）；主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)（首席）、國家863計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)（首席）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目、軍隊(duì)項(xiàng)目等項(xiàng)目10項(xiàng)。
目錄
“21世紀(jì)先進(jìn)制造技術(shù)叢書”序
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 難熔高熵合金的概念發(fā)展 1
1.2 難熔高熵合金的結(jié)構(gòu)與性能 2
1.2.1 難熔高熵合金的組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 2
1.2.2 難熔高熵合金的力學(xué)性能特點(diǎn) 4
1.2.3 難熔高熵合金性能調(diào)控方法 6
1.3 難熔高熵合金的制備方法 7
1.4 難熔高熵合金的現(xiàn)存問題 8
1.5 難熔高熵合金未來研究方向 10
參考文獻(xiàn) 12
第2章 第一性原理模擬與熱力學(xué)計(jì)算 21
2.1 第一性原理方法概述 22
2.1.1 多粒子體系的薛定諤方程 22
2.1.2 Hohenberg-Kohn定理 22
2.1.3 Kohn-Sham方程 23
2.1.4 常用第一性原理計(jì)算軟件 24
2.2 難熔高熵合金的結(jié)構(gòu)模型 26
2.2.1 超胞結(jié)構(gòu)模型 27
2.2.2 特殊準(zhǔn)隨機(jī)結(jié)構(gòu)模型 27
2.2.3 相干勢近似模型 29
2.2.4 晶格畸變 29
2.3 難熔高熵合金的力學(xué)性質(zhì)計(jì)算 33
2.3.1 單晶彈性常數(shù) 33
2.3.2 多晶彈性性質(zhì) 34
2.3.3 理想拉伸強(qiáng)度 36
2.4 熱力學(xué)相圖計(jì)算 38
2.4.1 相圖計(jì)算簡介 38
2.4.2 難熔高熵合金相圖 38
2.4.3 陶瓷相復(fù)合難熔高熵合金相圖 41
2.5 機(jī)器學(xué)習(xí)的性能預(yù)測及勢函數(shù) 44
2.5.1 難熔高熵合金機(jī)器學(xué)習(xí)的性能預(yù)測 44
2.5.2 機(jī)器學(xué)習(xí)勢在計(jì)算難熔高熵合金中的應(yīng)用 47
參考文獻(xiàn) 48
第3章 難熔高熵合金的強(qiáng)韌化設(shè)計(jì) 50
3.1 難熔高熵合金的強(qiáng)化機(jī)理 50
3.2 合金元素在難熔高熵合金中的作用機(jī)制 52
3.2.1 NbMoTaWZr難熔高熵合金組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 52
3.2.2 NbMoTaWTi難熔高熵合金組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 54
3.2.3 MoTaWRe難熔高熵合金組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能 57
3.3 陶瓷強(qiáng)化難熔高熵合金設(shè)計(jì) 58
3.3.1 碳化物陶瓷強(qiáng)化NbMoTaW難熔高熵合金 58
3.3.2 氮化物陶瓷強(qiáng)化NbMoTaW難熔高熵合金 65
3.4 NbMoTaWX(X = Ti,V,Cr,Zr,Hf,Re)難熔高熵合金計(jì)算與驗(yàn)證 70
3.4.1 第一性原理研究 71
3.4.2 微觀組織結(jié)構(gòu)及成分分析 84
3.4.3 力學(xué)性能分析 88
3.5 (NbTaW)100–xMox和(NbTaMo)100–xWx難熔高熵合金計(jì)算與驗(yàn)證 90
3.5.1 第一性原理研究 90
3.5.2 微觀組織結(jié)構(gòu)及成分分析 97
3.5.3 力學(xué)性能分析 104
參考文獻(xiàn) 106
第4章 難熔高熵合金粉體制備與增材制造技術(shù) 109
4.1 噴霧造粒+射頻等離子體球化法 109
4.1.1 噴霧造粒法制備NbMoTaWZr難熔高熵合金球形粉末 110
4.1.2 噴霧造粒法制備(NbMoTaWZr)98(HfC)2難熔高熵合金球形粉末 120
4.2 機(jī)械破碎+射頻等離子體球化法 130
4.3 等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法 139
4.3.1 等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法機(jī)理和特點(diǎn) 140
4.3.2 等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化法在難熔高熵合金球形粉末加工中的應(yīng)用 142
4.4 難熔高熵合金激光成形技術(shù) 146
參考文獻(xiàn) 158
第5章 難熔高熵合金薄膜制備技術(shù) 161
5.1 難熔高熵合金薄膜研究概述 161
5.2 難熔高熵合金薄膜制備方法 162
5.3 難熔高熵合金薄膜性能特點(diǎn) 164
5.3.1 力學(xué)性能 164
5.3.2 熱穩(wěn)定性能 180
5.3.3 耐腐蝕性能 181
5.3.4 抗輻照性能 183
5.4 難熔高熵合金薄膜的應(yīng)用前景 186
參考文獻(xiàn) 186
第6章 難熔高熵合金的高溫氧化與防護(hù) 189
6.1 難熔高熵合金的高溫氧化行為 189
6.1.1 幾種典型難熔高熵合金的高溫氧化行為 191
6.1.2 合金化法提高難熔高熵合金的抗氧化性能 195
6.2 難熔高熵合金表面抗氧化涂層技術(shù) 201
6.2.1 包埋滲鋁涂層 202
6.2.2 包埋滲硅涂層 204
6.2.3 料漿燒結(jié)硅化物涂層 208
參考文獻(xiàn) 211
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