利用混合焓與混合熵設計熱力學參數ε□，並利用元素莫耳體積之統計變異係數代表原子尺寸差異的參數δ□，分析高熵合金、大塊金屬玻璃與傳統多元合金組成相的結構。

ε□ ≤ 1 之多元合金以介金屬化合物為主，ε□ ≥ 2 則為無序固溶相，ε□在1和2之間為前二者的混合相或有序固溶相。

分析上發現金屬玻璃之δ□皆在20%以上，此一臨界數值可利用原子緊密堆積模型、原子尺寸差異及非晶結構的定義加以推導，僅具有短程有序的非晶結構之δ□須大於 21.72%；若具有中程有序則須大於18.87%。

除上述合金本質因素的證明外，對外在製程因素亦加以討論，發現可藉由擴充熱力學與原子尺寸差異參數的方式給予合理的解釋。以上理論對合金設計及製程設計有很大的助益，除可預測平衡相及非平衡相的結構外，亦可用於強韌合金、時效硬化合金與穩定非晶質合金的開發。

本研究更設計數種具有不同ε□及δ□組合的合金進行實驗及驗證，結果皆與前述之理論分析相符。

第一章　簡　介 1
1.1　前言 1
1.2　介金屬化合物（Intermetallic compounds） 1
1.3　超合金（Superalloys） 2
1.4　金屬玻璃（Metallic glasses） 2
1.5　高熵合金（High–entropy alloys） 3
1.6　研究目的 6
第二章　文獻回顧 7
2.1　合金之混合焓 7
2.2.1　二元合金之混合焓 7
2.2.2　多元合金之混合焓 10
2.2　混合熵之計算 13
2.3　玻璃形成能力之評估與預測 14
第三章　多元合金相結構之分析 20
3.1　熱力學參數 20
3.2　原子尺寸差異參數 23
3.3　分析結果與討論 24
3.3.1　高熵合金與大塊金屬玻璃 24
1.　ε□對相結構的效應 24
2.　非晶形成條件的δ□臨界值 26
3.　δ□臨界值的理論推導 28
4.　δ□臨界值在力學上的物理意義 32
3.3.2　外在製程因素之影響 34
1.　濺鍍法的效應 34
2.　高能球磨的效應 35
3.　熱振動的效應 35
4.　熱力學參數和原子尺寸差異參數的擴充 37
3.3.3　與其他非晶化條件之比較 38
3.4　結論 41
第四章　驗證實驗 70
4.1　實驗流程 70
4.1.1　合金設計 71
4.1.2　真空電弧熔煉 73
4.1.3　鎚壓鑄造 74
4.1.4　真空吸鑄 75
4.1.5　高能球磨 76
4.1.4　X光繞射分析 76
4.1.5　金相觀察與成分分析 77
4.1.6　維氏硬度分析 77
4.2　結果與討論 78
4.2.1　NbSiTaTiZr、NbNiTaTiZr與CuNbNiTaTiZr 78
4.2.2　AlCoNiSiTi與AlCuNiSiTi 88
4.2.3　CoCuMnNiSn、CoCuMgNiSn與CoCuNiSnZn 90
4.3　熱力學穩定之非晶質合金的存在性 94
4.4　結論 95
第五章　總結 97
5.1　總結論 97
5.2　本研究之貢獻 99
5.3　未來工作 100
第六章　參考文獻 101

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139. 賴思維, “以反應式直流濺鍍法製備AlBCrSiTi高熵氮化物薄膜及其性質探討”, 國立清華大學材料科學工程研究所 (2006)

140. 王士維, “利用射頻磁控濺鍍法製備六、七、八元高熵氮化物薄膜及其性質探討”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文 (2006)

141. 蔡銘洪, “高熵合金與其氮化物薄膜作為銅製程擴散阻障層之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所博士論文 (2008)

142. 陳大坤, 反應濺鍍AlCoCrCuFeNi多元氮化物及氧化物薄膜之製備、結構與性質研究”, 國立東華大學材料科學工程研究所博士論文, (2008)

143. 胡雅惠, “以機械合金法製備Cu-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Ti-Mo合金粉末微結構及性質之研究”, 清華大學材料科學工程學系碩士論文 (2004)

144. 陳育良, “以機械合金法探討高熵合金熱動力學之行為”, 國立清華大學材料科學工程研究所博士論文 (2009)

145. 陳昆奇, “機械合金法製備之九元AlCoCrCuFeMoNiTiV、十元AlCoCrCuFeMoNiTiVZr、十一元AlCoCrCuFeMoNiTiVZrC高熵合金粉末之微結構分析研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文 (2004)

146. 藍天勇, “高熵AlMnSiSnxTiZry機械合金粉末的微結構及性質之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所碩士論文 (2005)

147. 周以祥, “CoCrFeNiV-Al, Ti, Cu高熵合金機械合金固溶化順序之研究”, 國立清華大學材料科學工程研究所 (2007)

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