Высокоэнтропийные сплавы. Теоретические и прикладные аспекты : монография (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 669.018 ББК 34.2 Д73 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: канд. техн. наук, доц. С. Ю. Ситников канд. хим. наук, доц. А. В. Желовицкая Дресвянников А. Ф. Д73 Высокоэнтропийные сплавы. Теоретические и прикладные аспекты : монография / А. Ф. Дресвянников, М. Е. Колпаков; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2023. – 208 с. ISBN 978-5-7882-3401-4 Рассмотрены основные критерии высокоэнтропийных сплавов, включая концепции, свойства, эффекты и области применения. Работа содержит полезную информацию для работы с материалами, которые подвергаются воздействию высоких температур. Предназначена для сотрудников вузов и научных организаций, аспирантов, студентов, обучающихся по направлениям подготовки «Химическая технология» и «Материаловедение». Подготовлена на кафедре технологии электрохимических производств. УДК 669.018 ББК 34.2 ISBN 978-5-7882-3401-4 © Дресвянников А. Ф., Колпаков М. Е., 2023 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2023

Стр.2

СО Д ЕРЖ АН И Е СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ .......................................................................................................................................... 6 ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................................................................ 8 1. ИСТОРИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ РАЗРАБОТКИ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ ........................................................................................................................................................................ 10 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ ......................................... 18 2.1. Эффект высокой энтропии .................................................................................................................... 25 2.2. Концентрация валентных электронов .......................................................................................... 31 2.3. Эффект медленной диффузии ............................................................................................................ 32 2.4. Эффект сильного искажения решетки .......................................................................................... 36 2.5. Эффект коктейля ......................................................................................................................................... 37 2.6. Фазовый отбор в высокоэнтропийных сплавах: теоретический подход ............... 39 2.7. Фазообразование в высокоэнтропийных сплавах: прогнозирование с помощью вычислительных методов .................................................................................................... 47 2.8. Кристаллические структуры и фазовые превращения ....................................................... 51 2.8.1. Фазы простого твердого раствора в высокоэнтропийных сплавах ....................................... 52 2.8.2. Фазы при повышенных температурах .............................................................................................. 53 2.8.3. Моделирование фазовых равновесий .............................................................................................. 54 3. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ ................................................... 55 3.1. Карботермический ударный синтез ............................................................................................... 56 3.2. Пиролиз в быстродвижущемся слое .............................................................................................. 58 3.3. Механическое легирование ................................................................................................................. 60 3.4. Метод лазерного синтеза ...................................................................................................................... 62 3.5. Совместное распыление ........................................................................................................................ 62 3.6. Ультразвуковой химический метод ................................................................................................ 63 3.7. Метод электроосаждения ...................................................................................................................... 63 3.8. Соосаждение на прекурсоре ............................................................................................................... 65 3

Стр.3

3.9. Микроволновый синтез .......................................................................................................................... 66 3.10. Метод вакуумно-дуговой плавки ................................................................................................... 69 3.11. Метод порошковой металлургии ................................................................................................... 70 3.12. Метод осаждения ..................................................................................................................................... 72 3.13. Наночастицы высокоэнтропийных сплавов ........................................................................... 73 3.14. Нанопористые и полые материалы .............................................................................................. 77 3.15. Композитные материалы на основе высокоэнтропийных сплавов ........................ 78 3.16. Инжиниринг дефектов .......................................................................................................................... 83 3.17. Деформационные эффекты .............................................................................................................. 89 3.18. Синтез эффективных катализаторов ........................................................................................... 90 3.19. Упорядоченные высокоэнтропийные интерметаллиды ................................................. 97 3.20. Теоретический расчет составов высокоэнтропийных сплавов .................................. 98 3.20.1. Расчет методом DFT .............................................................................................................................. 99 3.20.2. Машинное обучение ........................................................................................................................... 103 3.21. Каталитические реакции .................................................................................................................. 104 3.22. Синтез прекурсоров высокоэнтропийных сплавов в водном растворе ............ 117 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЫСОКОЭНТРОПИЙНЫХ СПЛАВОВ И ОБЛАСТИ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ ................................... 125 4.1. Механические свойства ....................................................................................................................... 125 4.2. Высокотемпературное применение высокоэнтропийных сплавов ......................... 138 4.2.1. Стойкость высокоэнтропийных сплавов к окислению ............................................................. 138 4.2.2. Стойкость высокоэнтропийных сплавов к горячей коррозии ............................................... 140 4.2.3. Микроструктурная стабильность материалов ............................................................................. 141 4.2.4. Механические свойства при высокой температуре .................................................................. 142 4.2.5. Тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы .................................................................................... 145 4.2.6. Эвтектические высокоэнтропийные сплавы ................................................................................ 149 4.2.7. Высокоэнтропийные суперсплавы .................................................................................................. 150 4.3. Магнитные свойства ............................................................................................................................... 154 4.4. Электрические свойства ...................................................................................................................... 156 4

Стр.4

4.5. Теплопроводность сплавов ............................................................................................................... 156 4.6. Коррозионные свойства ...................................................................................................................... 157 4.7. Тонкие пленки высокоэнтропийных сплавов ........................................................................ 158 4.8. Волокна высокоэнтропийных сплавов ...................................................................................... 160 4.9. Высокоэнтропийные металлические стекла .......................................................................... 162 4.10. Электрокатализаторы ......................................................................................................................... 162 4.10.1. Фундаментальные концепции и стратегии разработки катализаторов .......................... 165 4.10.2. Синтез и стабильность фаз сложных по составу твердых растворов .............................. 167 4.10.3. Корреляция свойств «структура — активность» ....................................................................... 168 4.10.4. Избирательность и многофункциональность ............................................................................ 171 4.10.5. Будущие задачи .................................................................................................................................... 174 4.11. Новые функциональные свойства ............................................................................................. 175 ЗАКЛЮЧЕНИЕ .......................................................................................................................................................... 176 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ....................................................................................................................................... 181

Стр.5