高熵合金涂層的研究現狀

龍瓊*，羅君，李小麗，羅詠梅，周登鳳，張英哲，伍玉嬌

（貴州理工學院貴州省輕金屬材料制備技術重點實驗室，貴州 貴陽 550003）

近年來，高熵合金(HEAs)由于具有獨特的多元固溶結構，以及優異的綜合性能，引起了研究人員的極大關注。高混合熵使HEAs具有較低的自由能和較高的相穩定性，傾向于形成單相固溶體，或僅含有少量金屬間化合物相和亞穩態粒子[1]。這種多組元固溶體具有較大的溶解度，因而使 HEAs具有很高的強度，以及優良的耐蝕性、塑性、耐低溫性、抗高溫氧化性、耐輻射性，再加上有軟磁性，可在寬溫度范圍內應用，故HEAs是繼非晶合金和金屬間化合物后又一個新的研究熱點[2]。

傳統的合金涂層設計理念是以一種或兩種元素為主，通過添加少量的其他元素來改善和提升合金涂層的性能。然而傳統的金屬氮化物、碳化物和氧化物涂層是低熵涂層，由于合金熵的局限性，不能滿足人們對涂層材料越來越高的需求標準。隨著HEAs的發展，研究人員對高熵合金涂層(HECs)進行了較為深入的研究。HECs不僅具有HEAs優良的性能，甚至某些性能還得到顯著增強，它們在耐腐蝕涂層[3]、高硬度涂層[4]、高磁性能涂層[5]、集成電路系統擴散阻擋層[6]等方面具有重要的應用潛力。HECs的機械性能、耐腐蝕性能受多種因素(如加工工藝、成分，相形成與轉變)的影響。本文討論了它們獨特的冶金特性、結構、力學性能和腐蝕行為，并對HECs的應用前景進行了展望。

1 HECs的產生和發展

多主元高熵合金是 1995年臺灣國立清華大學葉均蔚教授在研究非晶合金的基礎上首次提出的等摩爾多主元合金的概念，并于2004年將其定義為高熵合金?！?br>