祝贺苏钲雄博士在《Scripta Materialia》杂志上发表学术论文！
- 发布时间：
- 2022-02-14
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- 祝贺苏钲雄博士在《Scripta Materialia》杂志上发表学术论文！
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高熵合金中（HEAs）包含多种主元合金元素，不同元素之间由于相互作用的差异，不可避免地倾向于吸引或排斥，就会形成化学短程有序 (chemical short-range order, CSRO)， CSRO是高熵合金本征的物理属性。尽管CSRO的尺度非常小，一般在亚纳米尺度的原子第一近邻和次近邻原子层内，但对材料的位错运动、变形机制等力学行为起到重要的作用。目前一般通过机械变形和时效热处理的传统方法来对高熵合金中的CSRO进行定性的调控和分析。
西安交通大学卢晨阳教授团队研究了高温重离子辐照下，等原子比的Cantor NiCoFeCrMn 合金中CSRO的演化行为。通过球差电镜 (STEM) 直接观察到了材料中CSRO在不同辐照温度和辐照剂量下的演化情况。因此证实了辐照增强扩散机制在CSRO的形成中起到了重要的作用，相关论文以“Radiation-assisted chemical short-range order formation in high-entropy alloys”发表在Scripta Materialia。
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359646222000483
图1. NiCoFeCrMn的微观结构。分别为材料的XRD, EDS以及沿着 [110] 方向的HAADF原子图像
图2. 辐照后材料在不同辐照深度的缺陷分布。
图3. 材料在不同辐照剂量和温度下沿着 [112] 方向的HAADF原子图像。通过在（a-b）中FFT的1/2{311}（红色圆圈）衍射圆盘对其进行IFFT变换得到相应的CSRO的分布（图c-h），一些CSRO区域被红色圆圈标出。
图4. CSRO在不同辐照剂量和温度下的尺寸和面积占比统计以及它的演化示意图。
得益于辐照产生的大量点缺陷和局部的高温高压，体系中的原子扩散速率被显著增强(Radiation-enhanced diffusion, RED)。这使得原子之间的相互交换更为频繁，促进了CSRO的形成。CSRO在辐照前后尺寸没有发生明显变化，但是它的面积占比随着辐照剂量和温度在增加，这与RED系数随辐照剂量和温度的变化趋势相一致。
此工作通过透射电镜直接证实了辐照会对高熵合金的CSRO的演化产生影响，这拓展了高熵合金在辐照行为方面的认知：1）辐照不仅会产生一些‘看得见’的较大缺陷，如位错环/孔洞等，也会在亚纳米尺度上重新对原子的结构进行重塑。这种CSRO的变化对理解辐照效应提供了新的维度。2）可以通过辐照实验来对高熵合金CSRO的演化进行分析，这可以更好地理解高熵合金中的基本微结构特征以及力学行为。