| 引文格式 |
| Zhou Y, Wang T*, High stability and high corrosion resistance of a class of Co–Cr–Mo–Nb–B high-entropy metallic glasses[J], Journal of Materials Research and Technology, 2024. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2024.03.035 |
| 题目 |
| 新型高稳定性和高耐腐蚀性Co-Cr-Mo-Nb-B高熵金属玻璃 |
| Title |
| High stability and high corrosion resistance of a class of Co-Cr-Mo-Nb-B high-entropy metallic glasses |
| 专家照片 
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| 座右铭 |
| 学知不足，事不知足，为人知足 |
| 个人简介 |
| 王拓，新疆大学材料科学与工程学院, 副教授。近五年来，以第一作者或通讯作者身份在《Materials Science and Engineering: A》《Scripta Materialia》《Journal of Materials Research and Technology》《Materials & Design》等材料科学领域知名杂志期刊发表科研论文十余篇，授权中国发明专利2项。主持国家自然科学基金项目1项，省部级项目1项，人才项目1项。2023年新疆大学优秀研究生指导教师；2022年自治区优秀硕士学位论文指导教师；2020年开创新疆大学金相技能大赛；获第十一届、十二届全国大学生金相技能大赛优秀指导教师奖；2021年青教赛新疆大学三等奖。 |
| 研究领域 |
| 非晶态合金 |
| 研究背景/选题意义/研究价值 |
| 金属玻璃因其长程无序和短程有序原子排列的独特结构使得其具有许多优良的性能，如高强度、硬度和耐腐蚀性。但与玻璃态铝硅酸盐和黑曜石在地球表面复杂、恶劣的物理和化学环境中可以保持稳定数亿年相比，大多数金属玻璃只能在很短的时间内保持结构的稳定性。因此，获得高稳定性、高耐腐蚀的金属玻璃材料是现在面临的挑战之一。一方面，高的稳定性有利于抗物理老化，另一方面，高的耐腐蚀性能有利于抗外部侵蚀。兼具高稳定性和耐腐蚀性的金属玻璃可能在许多航空、航海等极端环境中具有广泛的应用前景。一般来说，大多数的金属玻璃的玻璃转变温度远低于1000 K，制约了其在高温下的应用。鉴于这一局限性，本研究开发了一系列新型具有高热稳定性和高耐腐蚀性的Co-Cr-Mo-Nb-B 高熵金属玻璃。该系列的高熵金属玻璃的玻璃转变温度最高可达1058 K，硬度最高为18.1 GPa，在1 M盐酸的自腐蚀电流为2.96×10-6 A/cm2，是目前报道的综合性能最佳的金属玻璃。本研究采用了密度泛函理论和分子动力学模拟方法研究了Co26Cr26Mo26Nb7B15高熵金属玻璃的电子结构和键合性能，并从电子结构的角度揭示了Co-Cr-Mo-Nb-B非晶合金优良性能的内部机理。本研究有望为具有高稳定性、高硬度、高耐蚀的金属玻璃设计提供一种新的思路，并在高温合金领域具有潜在的应用前景。 |
| 主要研究内容 |
| 本研究基于的高熔点元素、高耐蚀元素和元素间大的负混合焓的元素选择，并根据高熵合金的成分设计，开发出了Co26Cr26Mo26Nb7B15、Co26.5Cr26.5Mo26.5Nb5.5B15、Co25.5Cr26.5Mo25.5Nb5.5B17、Co24.5Cr26.5Mo26.5Nb7.5B15和Co27.5Cr27.5Mo26.5Nb3.5B15的高熵金属玻璃薄带，其结构如图1所示。通过差式扫描量热仪分析了该系列合金的热学性质，如图2所示，其玻璃转变温度均大于1000 K，其中其利用纳米压痕测试了该系列合金的显微硬度，Co26Cr26Mo26Nb7B15金属玻璃的硬度高达18.1 GPa，仅次于目前金属玻璃中所报道的最高硬度为18.7 GPa的Cr55Co24Nb7B14金属玻璃。该合金在1 M的盐酸溶液中耐腐蚀性能明显好于316不锈钢，如图3所示。由图4的分子动力学模拟可知，Co-Cr-Mo-Nb-B高熵金属玻璃中的金属元素与B元素轨道杂化协同作用形成的共价键，是其具有高硬度的主要原因。 
图1 Co-Cr-Mo-Nb-B合金的XRD曲线 
图2 Co-Cr-Mo-Nb-B合金的DSC曲线 
图3 Co-Cr-Mo-Nb-B合金在1M盐酸水溶液中的PD曲线 
图4 (a) 通过从头算分子动力学模拟得到的代表性Co26Cr26Mo26Nb7B15 的原子结构；(b)Co26Cr26Mo26Nb7B15（e/Å3）的电荷密度分布；(c)Co26Cr26Mo26Nb7B15的态密度 |
| 主要创新点 |
| 开发了一系列新型的高热稳定性和高耐腐蚀性的Co-Cr-Mo-Nb-B 高熵金属玻璃，玻璃转变温度超过1000 K，硬度可达18.1GPa，在盐酸中有优异的耐腐蚀性。 |
