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有关保温钢管的主要应用

作者: 发布时间:2021-09-07 16:30:29点击:175

信息摘要:


    作为保温钢管的核心效应之一,缓慢扩散效应是非常重要的。高熵合金优异的高温强度、高温相稳定性以及纳米晶的产生都是缓慢扩散效应的作用,并且已利用此效应进行扩散膜、高熵合金涂层包覆等的研究。尽管高熵合金的缓慢扩散效应具有重要的科学价值和科研意义,但是关于这方面的直接研究十分有限。关于高熵合金扩散系数和激活能的研究成果鲜有报道,有关高熵合金扩散机制的研究仍缺乏数据。虽然已有数据证明元素在高熵合金的扩散系数小于在传统合金中的扩散系数,但是与吉布斯-杜亥姆方程和爱因斯坦-斯托克斯方程的分析结果相反。目前,很多研究学者提出了对高熵合金迟滞扩散现象的质疑。有研究表明高熵合金具有缓慢扩散效应,该效应导致合金中原子在动力学上迟滞,并通过研究扩散系数在高熵合金和传统合金的差异证明了高熵合金的迟滞扩散效应。但是,对于高熵合金的迟滞扩散效应仍存在争议,如按照吉布斯-杜亥姆方程和爰因斯坦-斯托克斯方程,合金中熵值高会导致原子高速扩散,这就与高熵合金的缓慢扩散效应相悖。尽管高熵合金领域已硕果累累,研究深度和系统性也在增加,但是关于扩散机制的研究仍屈指可数,仅有的关于高熵合金扩散系数与传统合金及纯金属扩散系数的对比的报道是叶均蔚课题组在2013年发表的。由于高熵合金有至少5种主要元素,原子周围的元素种类较传统合金复杂,很难区分合金中的溶剂与溶质,故对高熵合金扩散系数及激活能的测定难度很大,这也是其扩散机制了解不透彻且存在争议的原因所在。叶均蔚教授和张勇教授认为,包括保温钢管扩散机制在内的几个问题是亟待解决的重要理论问题,这些问题的解决将能更充分地从理论方面来解释高熵合金异于(优于)传统合金的原因。高熵合金被认为是近几十年来的合金设计理论三大突破之一。

    由于高熵合金的组分较多,并且可以通过对元素的适当调节即可开发大量、新的合金体系,是个可合成、可分析与控制的新领域。同时,高熵合金的特点也在许多方面影响其物理冶金的过程,在热力学方面高熵效应促进固溶相的形成,影响微观结构和组织。缓慢扩散效应降低了扩散速度和相转化率,从而影响相变动力学。严重的晶格畸变效应不仅影响高熵合金的变形过程,也与其微观组织、结构、各种性能之间有密切联系,但也影响了热力学和动力学。鸡尾酒效应是考虑元素组成、结构和微观组织对性能整体效果的影响。通过传统熔炼、锻造、粉末冶金等方法制备块体、涂层和薄膜,从而获得高硬度、耐高温、抗氧化和抗腐蚀等综合性能优异的高熵合金材料。具体来说,高熵合金可应用于以下方面。高熵合金具有很高的耐高温性、耐蚀性及耐磨性,可用于制造涡轮叶片。保温钢管良好的塑性使其易于制成涡轮叶片,而其优良的耐蚀性、耐磨性、高加工硬化率及耐高温性能,可保证涡轮叶片长期、稳定地工作,提高服役安全性,减少叶片的磨损和腐蚀失效。高熵合金在获得高硬度的同时,具有较好的塑性、韧性。

    例如,o。Feconicrcu经50%压下率冷压(即冷压合金时的塑性变形量达到50%)后,非但没有出现任何裂纹,反而在枝晶内部出现了纳米结构,大小约数纳米到数十纳米,合金硬度得到进一步提升,故而高熵合金应用于高速切削刀具的制造具有明显的优势。高熵合金具有软磁性及高电阻率,因而在高频通信器件中有很大的应用潜力。可用于制作高频变压器、发动机的磁芯以及磁屏蔽、磁头、磁光碟、高频软磁溥膜以及喇叭等。随着航空航天领域的发展以及对高性能材料的迫切需求,以及手机、电脑等3C产业的快速发展,关于轻质高熵合金的研究需要投入更多的关注。难熔高熵合金以其优异的耐高温性能作为耐热涂层已经吸引了科研工作者的投入研究,目前关于难熔高熵合金的报道相对较少。未来需要建立起难熔高熵合金的结构与性能的关系,系统地研究其在高温时的变形机制。


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