高熵合金形成的热力学原理和成分设计新方法探索

项目名称： 高熵合金形成的热力学原理和成分设计新方法探索

项目编号： No.51171046

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 金属材料学科

项目作者： 吴波

作者单位： 福州大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 多主元高熵合金概念的提出，在合金设计中具有划时代的意义，极大地拓展了金属材料的领地。然而目前为炒菜式地零星研发，缺乏有效的成分设计理论作指导。项目拟从合金热力学角度，探索高熵合金形成的热力学原理和成分设计新方法。基于严格的晶体学结构信息，考虑到元素占位存在或多或少的有序化这一事实，采用热力学亚点阵模型，结合第一性原理计算，形成包含50余种常用金属元素，30余种常见合金相的端基化合物的热力学数据库；根据有序化理论和相平衡原理，计算任意多主元合金的相组成，占位分数和热力学函数；根据生成Gibbs自由能和混合熵值大小，筛选出可能的高熵合金成分；进一步运用第一性原理方法预测合金的物理和力学性质，推荐出具有优异性能的成分组合，并辅佐以关键实验来验证其相结构和物理、力学性能。最终为高熵合金的成分和结构设计，以及性能预测提供一套完整的解决方案，集成开发出相应的软件和数据库，加速开发这一材料宝藏。

中文关键词： 多主元高熵合金；亚点阵模型；相平衡；第一性原理；合金设计

英文摘要：

英文关键词： Multi-component high entropy alloys；Sublattice model；Phase equilibrium；first-principles calculations；Alloy design