Przejdź do treści

Thermodynamic assessment of the quaternary WTaCrV refractory high entropy alloy as a means to guide experimental approaches

Stopy o wysokiej entropii (HEA) są badane jako materiały potencjalnie odporne na promieniowanie; w niektórych składach wykazują one dobrą odporność na tworzenie się klastrów defektów. Jednym z takich układów jest WTaCrV, jednak dotychczas jedynie jeden skład został eksperymentalnie przebadany pod kątem napromieniania jonami i wykazał on rozkład fazowy w niskiej temperaturze. W niniejszej pracy systematycznie badamy właściwości termodynamiczne całej czwórnikowej przestrzeni składu. Wykorzystując połączenie obliczeń ab initio, metody rozwinięcia klastrowego oraz symulacji Monte Carlo, uzyskujemy zależne od temperatury funkcjonały energii swobodnej, parametry uporządkowania krótkiego zasięgu oraz konfiguracje atomowe, które mogą być bezpośrednio porównane z obserwacjami eksperymentalnymi. Dane te posłużyły następnie do skonstruowania mapy stabilności fazowej oraz baz danych termodynamicznych (TDB), ilustrujących stabilność fazy o sieci centrowanej w ciele (BCC) w całej przestrzeni składu. Nasze wyniki identyfikują obszary składu, które są mniej podatne na separację fazową w niskich temperaturach. Uzyskane wnioski dostarczają predykcyjnych wskazówek przy wyborze składów o większym prawdopodobieństwie zachowania jednofazowego roztworu stałego, co zostało przez nas potwierdzone wynikami eksperymentalnymi.

Artykuł:

Acta Materialia

Autorzy z PW:

Jan Wróbel

Rok wydania: