Co-Ni-Fe-Cr-Mn(Al)合金系列X光繞射強度、硬度、熱傳導及熱膨脹之研究

On XRD intensity, hardness, thermal expansion and thermal conductivity of Co-Ni-Fe-Cr-Mn (Al) alloy series

鍾宜臻(Yi-Zhen Zhong)

指導教授 ： 徐統 ； 葉均蔚

國立清華大學/工學院/材料科學工程學系/碩士(2007年)

摘要

為了對高熵合金做更基礎的研究，並和傳統合金相連貫，本實驗以Co、Ni、Fe、Cr、Mn元素，配置等莫耳比高熵合金。合金配製由二元開始，逐漸增加元素至五元，以探討由傳統合金演變至多元的高熵合金時，各種微結構和性質的改變，並建立其間的關連機制。此外並配置非等莫耳五元合金CoNiFeCrAl0.25加以比較。
合金元素個數增加時，熵的效應使相的種類並未如一般預期的複雜而難以分析，反而趨於單純化。從XRD、SEM/OM、DTA、DSC及HTXRD結果可發現，合金塊材無論鑄造態或是均質化爐冷態，從室溫至熔點皆為單一FCC結構，無相變化發生。
EXAFS分析證明五元合金確為FCC互溶相，因此，晶格扭曲來自原子大小的差異，且元素數增加造成的應變能增加，此對許多特性都有顯著的影響，包括使熔點下降、硬度上升、X光繞射峰強度下降、熱傳導係數減少。而鍵結能的增加則亦使硬度增加、熱傳導係數下降、熱膨脹係數減小，但亦發現蒸氣壓高的元素可增加熱膨脹係數，含Fe磁性合金熱膨脹係數明顯變小。針對以上之演變，本論文提出適當的模型及演算加以證明。

關鍵字

高熵合金 ； 原子大小差異 ； 高溫X光繞射 ； 漫射效應 ； 晶格扭曲

參考文獻

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