本文探討了激光熔覆高熵合金的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)及應(yīng)用前景。本文為第一部分。

摘要

高熵合金（HEAs）是一類有前途的金屬材料，吸引了材料科學(xué)和工程的世界。這些耐人尋味的材料在惡劣的環(huán)境和苛刻條件下的涂料中證明了它們的價(jià)值。激光熔覆（LC）是一種應(yīng)用于表面改性的非線性復(fù)雜，多學(xué)科和現(xiàn)代技術(shù)。與傳統(tǒng)合金相比，HEAs的更高級(jí)性能使研究界能夠探索激光包覆高熵合金涂層（LC-HEAC）。.本文綜述了LC-HEAC的最新趨勢(shì)，旨在探討LC技術(shù)在HEA材料中的應(yīng)用，工藝參數(shù)對(duì)LC-HEAC幾何和冶金特性的影響。闡明了不僅限于微裂紋和殘余應(yīng)力的常見缺陷，以及提高LC-HEAC質(zhì)量的技術(shù)。

此外，還說(shuō)明了熱動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，熱力學(xué)行為，微觀結(jié)構(gòu)演變和強(qiáng)化機(jī)制，以更好地理解激光 - 材料相互作用。LC-HEAC的潛在應(yīng)用范圍包括耐磨性、耐腐蝕性、耐侵蝕性和抗氧化性及其相應(yīng)的基材。本文還強(qiáng)調(diào)了在行業(yè)中實(shí)際實(shí)施LC-HEAC之前，在需要應(yīng)對(duì)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)背景下的研究差距，當(dāng)前趨勢(shì)和可能的未來(lái)方向。由于HEA設(shè)計(jì)的元件構(gòu)成多種多樣，以及優(yōu)異的機(jī)械和功能性能，LC-HEAC將在未來(lái)幾年內(nèi)蓬勃發(fā)展。

1， 介紹

高性能領(lǐng)域不斷變化的需求對(duì)材料性能的改善在材料科學(xué)領(lǐng)域至關(guān)重要，這就是為什么傳統(tǒng)金屬合金的研究正在冶金領(lǐng)域進(jìn)行。傳統(tǒng)的合金是通過(guò)控制混合高比例的基元素和小比例的次元素來(lái)制造的?；氐臋?quán)重通常在50-90%之間。但是，由于堿元素的溶解度有限，控制二次元素的比例至關(guān)重要。這些元素的比例是通過(guò)相圖來(lái)控制的，相圖有助于提高它們的效率。超過(guò)主要元素的溶解度極限會(huì)引起脆化，在合金中產(chǎn)生不必要的析出物。例如，鎳基高溫合金也因其在高性能領(lǐng)域中優(yōu)越的機(jī)械性能而為人所知，可在1100?°C的高溫下工作。然而，由于某些限制，這些合金在許多冶金領(lǐng)域仍無(wú)法應(yīng)用。

合金化學(xué)復(fù)雜度隨時(shí)間呈上升趨勢(shì)。請(qǐng)注意，“IMs”代表金屬間化合物或金屬化合物，“HEA”代表高熵合金。

金屬和合金在人類文明進(jìn)程中一直扮演著重要的角色。歷史上，人類的遠(yuǎn)古時(shí)代是以金屬或合金命名的，這些金屬或合金被發(fā)現(xiàn)、制造并廣泛使用。如圖所示，這包括持續(xù)了1000多年的青銅器時(shí)代和持續(xù)了3000多年的鐵器時(shí)代在合金發(fā)展的早期努力中，通常選擇一種原金屬，并與低濃度的其他元素合金，以改善原金屬的性能。這種合金設(shè)計(jì)模式盛行了數(shù)千年。今天，許多重要合金的設(shè)計(jì)都遵循這一經(jīng)典的合金設(shè)計(jì)范式，包括鐵基合金，2鋁基合金，3,4鎂基合金，5鈦基合金，6和鎳基高溫合金然而，現(xiàn)代合金的化學(xué)成分要復(fù)雜得多，以滿足日益增長(zhǎng)的功能和結(jié)構(gòu)性能的需求。例如，典型的鎳基高溫合金(Inconel 718)8至少由13種元素組成，而典型的zr基大塊非晶合金9則由5種元素組成。簡(jiǎn)而言之，現(xiàn)代合金的發(fā)展似乎仍然受制于經(jīng)典的設(shè)計(jì)范式;然而，有一個(gè)普遍的趨勢(shì)，這種設(shè)計(jì)的合金的化學(xué)復(fù)雜性隨著時(shí)間穩(wěn)步增加，如上圖所示。

Yeh等和Cantor等試圖探索多組分相圖的處女地，并通過(guò)發(fā)現(xiàn)高熵合金(HEAs)徹底改變了物理冶金領(lǐng)域。以前，人們認(rèn)為一種或兩種主要元素結(jié)合形成合金。Yeh假設(shè)HEA可以通過(guò)將多個(gè)元素(至少5個(gè))合金化，其中每個(gè)元素的濃度為5-35%(接近等摩爾)。這個(gè)概念與傳統(tǒng)的主要素方法完全不同。根據(jù)二元或三元相圖的信息，在多組分體系中，五種或五種以上元素的存在導(dǎo)致了不同類型的相和金屬間化合物(IMCs)。然而，多種元素的隨機(jī)混合增加了構(gòu)型熵(ΔSconf)，使其如此之高，以至于克服了化合物形成的自由能(焓)，從而穩(wěn)定了簡(jiǎn)單面心立方(FCC)、底心立方(BCC)、或最緊密的六邊形結(jié)構(gòu)(HCP)。這也有助于防止IMC的形成。傳統(tǒng)合金和HEAs的原子結(jié)構(gòu)差異如圖1所示。在文獻(xiàn)中偶爾出現(xiàn)的其他HEAs名稱有:多主元合金、多組分合金、復(fù)合濃縮合金、無(wú)基合金和復(fù)合成分合金。

圖1 利用不同顏色的圓圈，描述了傳統(tǒng)合金和高原子化合金的原子結(jié)構(gòu)差異，其中高原子化合金由五個(gè)核心元素(混合后的高構(gòu)型熵)組成，而傳統(tǒng)合金只包含一個(gè)主元素。

另一方面，Brain Cantor和Alain Vincent將不同的元素按相同比例混合制成了各種合金，其中包括一種由20種元素組成的合金，每種元素的比例為5%。結(jié)果表明，F(xiàn)e20Ni20Co20Cr20Mn20是唯一具有FCC固溶體的合金。首先，HEAs被定義為至少由五種主元素以等原子或接近等原子比率組成的合金。然而，隨著第二代HEAs(見圖2)的發(fā)展，這一概念現(xiàn)在已經(jīng)被拓寬，第二代HEAs包括了含有非等摩爾比和多相結(jié)構(gòu)的四種主元素的合金。

圖2 合金體系的演化和特征涉及到傳統(tǒng)合金向含至少五種等摩爾比元素和單一固溶體的第一代HEAs的轉(zhuǎn)變。隨著這一領(lǐng)域的研究工作的不斷深入，制備出了至少由四種元素組成的第二代HEAs，并觀察到了雙相結(jié)構(gòu)。

用來(lái)說(shuō)明HEAs的一些基本原理是:(i)對(duì)于HEAs，構(gòu)型熵的增加產(chǎn)生了形成固溶相所需的吉布斯自由能。該能量應(yīng)大于或等于1.5 R，其中R為氣體常數(shù)(見圖3);此外，熔點(diǎn)附近的原子無(wú)序使元素溶解度增加，使固溶相穩(wěn)定，從而防止了脆化。(ii)由于HEAs中不同元素的原子半徑不同，導(dǎo)致晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭曲，使硬度升高，導(dǎo)熱系數(shù)降低。(iii)晶體結(jié)構(gòu)中集成了多種元素，不同勢(shì)能的擴(kuò)散導(dǎo)致擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)緩慢，這使得HEAs能夠提供高溫電阻。由于原子之間的相互作用，形成了一種具有很大不確定性的增效結(jié)合。結(jié)果表明，合金的最終性能優(yōu)于參與元素的各項(xiàng)性能。

圖3 根據(jù)基于熵的定義對(duì)合金體系進(jìn)行分類，其中HEA的混合構(gòu)型熵(ΔSconf)為>1.5 R (R?=?8.3143?J/mol?1?K?1)。

隨著對(duì)HEAs研究的不斷深入，HEAs不僅具有良好的耐腐蝕性能、高疲勞強(qiáng)度、超細(xì)組織、高抗氧化性、熱穩(wěn)定性、儲(chǔ)氫能力、高抗輻照性、磁性能、屈服強(qiáng)度、超導(dǎo)性、高硬度、高應(yīng)變淬透性、斷裂韌性、生物相容性、在室溫和高溫下具有優(yōu)異的耐磨性。由于擴(kuò)散遲緩、高熵、混合效應(yīng)和晶格畸變等因素的綜合影響，HEAs中多主元的存在有助于獲得更好的機(jī)械性能。HEAs的發(fā)現(xiàn)擴(kuò)大了材料科學(xué)和冶金學(xué)結(jié)合的前景，因此，可以制造出挑戰(zhàn)當(dāng)前設(shè)計(jì)實(shí)踐的高端要求的材料。

1．1. HEAs的加工技術(shù)

如圖4a，通過(guò)三條主要路線制造HEAs：液體混合，固體混合，氣體混合。液體混合可通過(guò)感應(yīng)熔煉、電弧熔煉、激光熔煉、熱噴涂和激光熔覆等方法制備高分辨高能微粒體，氣體混合可通過(guò)磁控濺射、原子層沉積、氣相沉積和脈沖激光沉積等方法制備高分辨高能微粒體。HEA塊體材料通常是通過(guò)機(jī)械合金化(固體混合)，隨后火花等離子燒結(jié)或感應(yīng)熔煉或電弧熔煉技術(shù)，然后再鑄造而成。在熔煉工藝中，為了使合金組織均勻，必須對(duì)合金進(jìn)行多次重熔。為了抑制固溶相中IMC的生長(zhǎng)，HEAs不僅需要較高的淬滅速率，而且還需要較高的淬滅速率。因此，一些特殊復(fù)雜幾何形狀的HEAs不能用傳統(tǒng)的加工路線加工。近年來(lái)，各種合成薄厚膜HEA涂層(HEAC)技術(shù)如磁控濺射，冷噴涂，等離子噴涂，高速氧燃料(HVOF)噴涂，等離子轉(zhuǎn)移弧熔覆，電沉積，化學(xué)鍍，采用化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積。然而，由于基板和涂層之間的冶金附著力較差，這些方法很少被應(yīng)用。此外，這些表面改性技術(shù)由于其較小的厚度提供了快速的淬火速度，這種快速冷卻不僅阻止了元素的擴(kuò)散，而且還限制了IMCs的生長(zhǎng)，而IMCs是固溶相發(fā)展所必需的。為了克服這些缺點(diǎn)，采用了激光沉積方法，特別是激光熔覆(LC)，其方向性好，相干性高，能量密度高，溫度高，可熔化基板，形成良好的界面結(jié)合。

圖4 (a)激光包覆屬于液體混合范疇的HEAs合成路線;(b)根據(jù)元素類型對(duì)LC-HEACs進(jìn)行分類。

１．２． HEA原料的制備路線

不同類型的技術(shù)用于粉末的合成，作為激光處理技術(shù)的原料。這些技術(shù)包括機(jī)械合金化、氣體霧化、機(jī)械混合和電弧熔化HEA粉末的機(jī)械銑削。機(jī)械合金化又稱高能球磨，用于制備激光熔覆層用的HEA粉末。該技術(shù)使HEA粉末高速旋轉(zhuǎn)，粒子通過(guò)高能撞擊，使粉末破碎成更小的尺寸和原子混合。雖然，這種技術(shù)需要優(yōu)化工藝參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更高貴的包層。Wen等在惰性氣氛下利用高能球磨將ni1.5 crcofe0.5 mo0.1 nb0.8基共晶HEA粉末混合后，通過(guò)LC技術(shù)沉積到SS316L上。機(jī)械合金化獲得的均勻的元素和穩(wěn)定的尺寸分布表現(xiàn)出優(yōu)異的耐磨性。

在氣體霧化中，液態(tài)合金在惰性氣氛下，在高壓下被迫流過(guò)封閉的噴嘴。這導(dǎo)致了球狀液滴的形成，并迅速凝固。通過(guò)這種定制技術(shù)制造的HEA粉末由于具有良好的球形顆粒流動(dòng)性，具有更好的涂層特性。Ding等采用氣霧化方法研究了alfecocrni2.1基HEA粉末的磁性和電化學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)氣霧化粉末具有優(yōu)良的耐蝕性和磁性。Tong等利用氣體霧化技術(shù)制備了球形幾何形狀的HEA粉末，如圖5所示。這些霧化粒子制備的激光熔覆層的力學(xué)性能優(yōu)于相應(yīng)的電弧熔覆試樣，組織均勻。

圖5 氣霧化法制備fecrconimn基合金粉末的顯微圖像(a)粒徑為10 ~ 90?μm的球形顆粒形態(tài);(b)放大視圖，顯示球形幾何周圍存在衛(wèi)星粒子。

機(jī)械共混是指將HEA粉末混合而不粘接，顆粒特性保持不變。它也被稱為后合金化技術(shù)，可以用來(lái)改善原料的性能。Zhang等人通過(guò)機(jī)械混合制備了HEA粉末，并研制了fecrnicobx基材料的激光包覆(0?≤?x?≤?1.25)。作者在B0.5涂層上開發(fā)了無(wú)缺陷的熔覆層，與用機(jī)械合金化制備的相應(yīng)熔覆層相比，熔覆層表現(xiàn)出了不均勻的組織和更高的耐腐蝕性。

在機(jī)械銑削弧熔HEA粉末的情況下，粉末的制備分為兩步。第一步通過(guò)電弧熔煉將液態(tài)合金熔煉成細(xì)小的顆粒。在這之后，粉末被球磨以進(jìn)行適當(dāng)?shù)幕旌?。球磨還可以將顆粒轉(zhuǎn)化成所需的尺寸。Cui等人采用電弧熔化和球磨技術(shù)相結(jié)合的方法制備了粒徑為10-20?μm的HEA粉末，在H13鋼上合成了alfecocrnimn基HEA激光熔覆層。熔覆層在電弧熔煉過(guò)程中已形成合金，因而具有較好的機(jī)械性能和均勻的相組織。此外，等摩爾組分的HEA粉體通常是通過(guò)這一途徑制備的。此外，由于成本、制造零件尺寸的限制和附加的復(fù)雜性，該技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究受到限制。

綜上所述，每種工藝都為HEA粉末提供了獨(dú)特的特性，從而影響包層的性能和微觀結(jié)構(gòu)。由于顯微組織均勻性，機(jī)械共混不是合成HEA粉末的推薦技術(shù)。然而，優(yōu)良的流動(dòng)性和組織均勻性使氣體霧化成為一種吸引人的方法。通過(guò)機(jī)械合金化合成的HEA粉末在熔融和凝固過(guò)程中提供了良好的元素分布和過(guò)飽和固溶體。而機(jī)械銑削弧熔的HEA粉料，由于前面說(shuō)明了一定的局限性，適合于實(shí)驗(yàn)研究。根據(jù)激光熔覆高熵合金涂層(LC-HEACs)文獻(xiàn)，用于激光處理技術(shù)的HEA原料的顆粒尺寸從10到150?μm不等。

關(guān)于熱噴涂、冷噴涂、磁控濺射和粉末冶金制備HEACs的文獻(xiàn)綜述較少。然而，通過(guò)LC技術(shù)制備的HEACs的性能在文獻(xiàn)中沒有得到全面的綜述。因此，我們努力提出LC-HEACs的最新綜述，這將增加在HEACs領(lǐng)域的價(jià)值。

1．3. 綜述大綱

本文的主要目的是回顧LC-HEACs特定應(yīng)用的機(jī)械性能。這篇綜述的概要如圖6所示。第一部分“介紹”涉及到高原子化、高原子化以及激光熔覆層的原料制備技術(shù)。第二部分“激光熔覆”論述了激光復(fù)合技術(shù),激光復(fù)合數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)表示,激光能源,激光類型,激光模式及其影響LC-HEACs特點(diǎn),飼喂系統(tǒng),激光工藝參數(shù)對(duì)涂層的質(zhì)量和他們的影響,激光缺陷及其補(bǔ)救措施,LC-HEACs的熱動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)行為。第三部分“顯微組織與強(qiáng)化機(jī)制”介紹了LC-HEACs的顯微組織演變，并從顯微硬度方面闡述了強(qiáng)化機(jī)制。第四部分“LC-HEACs的潛在應(yīng)用”討論了機(jī)械性能及其預(yù)期應(yīng)用。最后一部分“未來(lái)方向”提供了當(dāng)前的趨勢(shì)和可能的未來(lái)預(yù)測(cè)，這將有助于在激光覆蓋社區(qū)領(lǐng)域提供指導(dǎo)作用。

圖6 描述評(píng)審文章組織的圖表。

2. 激光熔覆技術(shù)

激光表面合金化（LSA），激光重熔和激光熔覆（LC）等激光沉積技術(shù)近年來(lái)得到了迅速發(fā)展，因?yàn)楦吣芰棵芏?，高凝固速率，?duì)基板的熱效應(yīng)較小，稀釋最小，更好的冶金粘合，復(fù)合幾何形狀的標(biāo)稱變形，更少的裂紋開口，在全自動(dòng)模式下使用它的靈活性，以及生產(chǎn)具有非平衡微觀結(jié)構(gòu)和更好的表面性能（如耐腐蝕性，抗氧化性和耐磨性）的包層的可能性。LC是一種多學(xué)科制造工藝，其中激光束和基板之間的相互作用是在高強(qiáng)度激光束照射的幫助下完成的，該照射執(zhí)行復(fù)合材料的熔化并將其沉積到基板上，如圖7所示。展示激光-材料相互作用發(fā)生的方式。基材吸收的能量導(dǎo)致基材熔化，基材在與復(fù)合材料混合后重新固化。激光輻射通過(guò)高能量密度進(jìn)行評(píng)估。在此過(guò)程中，包層材料的快速淬火速率提供了硬相以及超細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)和氬氣作為保護(hù)氣體，以防止包層中的氧化，夾雜物和其他缺陷。激光包層主要分為四個(gè)區(qū)域;熔覆區(qū)（CZ），熱影響區(qū)（HAZ），界面/邊界區(qū)（IZ / BZ）和基底/基底區(qū)。LC技術(shù)的重要特征之一是小HAZ和低失真可防止基板的冶金變化。

圖 7 激光熔覆技術(shù)示意圖，其中粉末預(yù)先放置在基板表面上，惰性環(huán)境由來(lái)自同軸噴嘴的屏蔽氣體產(chǎn)生。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)測(cè)量時(shí)間-溫度歷史，以便更好地了解激光-材料相互作用。

圖 8流圖描繪了LC技術(shù)期間激光 - 材料相互作用的各個(gè)步驟，激光束能量被吸收以產(chǎn)生熔化區(qū)域，并在激光束移開時(shí)重新固化。

LC是一種廣泛用于HEAC合成的潛在技術(shù)。與用于制備HEA的傳統(tǒng)技術(shù)（如磁控管濺射，等離子弧熔覆，電火花工藝和鑄造）相比，該技術(shù)表現(xiàn)出更好的表面性能。通過(guò)這些技術(shù)將HEAs一層又一層地沉積到不同的基板上，并形成厚度從幾微米到幾毫米不等的包層。

如圖4b所示，根據(jù)迄今為止報(bào)告的文獻(xiàn)，LC-HEAC分為三種類型。LC-HEA基金屬涂層分為激光包覆耐火高熵合金涂層（LC-RHEACs）和過(guò)渡金屬基LC-HEAC。過(guò)渡金屬基LC-HEAC含有過(guò)渡元素，如Al，Cr，Co，Mn，Cu，Ni，F(xiàn)e，Ti，而LC-RHEACs由高熔點(diǎn)溫度元素組成，如Nb，W，Zr，V，Hf，Mo。在LC-HEA陶瓷基涂層中，HEA材料與氧，硼或其他帶負(fù)電的元素混合以制備離子或共價(jià)鍵。這些包層含有與硼化物，碳化物或氮化物具有很強(qiáng)的親和力的元素（Al，Cr，Ti，Nb，Zr）。HEA元素在LC-HEA基復(fù)合涂料中表現(xiàn)為用輕質(zhì)合金（Al，Mg）或陶瓷顆粒（TiN，NbC，TiC）增強(qiáng)的粘合劑或基體。由于激光表面工程領(lǐng)域的持續(xù)研究，該分類系統(tǒng)將在未來(lái)進(jìn)一步擴(kuò)展。

LC和LSA之間的區(qū)別：LC和LSA之間的主要區(qū)別是復(fù)合材料與基板的混合，也稱為稀釋。它是根據(jù)稀釋百分比測(cè)量的，并定義為包層（d）的深度與包層的總厚度[包層的高度（h）加上包層的深度（d）]的比值，如圖9所示。在這兩種技術(shù)中，稀釋都是不可避免的現(xiàn)象。然而，LSA技術(shù)的稀釋程度比LC技術(shù)高得多。圖9a顯示了熔覆層界面處的擴(kuò)散較少。此外，通過(guò)選擇優(yōu)化的激光加工參數(shù)，具有出色界面鍵合的激光包層的稀釋度可以降低到10%。然而，沒有明顯的區(qū)別報(bào)道（參見圖9b），也顯示LSA技術(shù)的稀釋百分比高于LC技術(shù)。值得一提的是，LC和LSA之間沒有太大差異，并且沒有根據(jù)報(bào)告文獻(xiàn)進(jìn)行嚴(yán)格定義。

圖 9 顯示LC和LSA復(fù)合幾何形狀差異的掃描電鏡圖像;（a）激光包覆截面，稀釋比小，冶金粘結(jié)良好。此外，顯示包層參數(shù)的白線，其中 b = 包層深度，w = 包層寬度，h = 包層高度，θ = 包層角度;（b）激光表面合金橫截面，顯示基材和復(fù)合材料之間的混合程度更高，沒有明顯的區(qū)別。

2．1． LC-HEACs數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)表示

圖10a展示了LC-HEACs中元素的頻繁出現(xiàn)情況，并整理了100多篇發(fā)表在知名期刊上的同行評(píng)議研究論文的數(shù)據(jù)。餅狀圖顯示，大部分覆層以FeCrCoNi合金體系為基本成分。像Al、Cu、Ti、Mo和Si這樣的元素也以一定的百分比表示它們的存在。但B、Mn、Nb、W、V、Y、Zr、Mg等元素的含量較少。難熔元素的低百分比也說(shuō)明LC-RHEACs的研究工作較少。此外，包層中某些元素的存在也取決于該特定研究的重點(diǎn)應(yīng)用。有些元素用于特定目的;例如，Cr的存在是由于耐腐蝕性能，而Ti和Si的應(yīng)用是為了耐磨損。

圖10 (a)提取100多篇經(jīng)同行評(píng)審的LC-HEACs文章的數(shù)據(jù)，繪制餅圖，描繪HEA元素的出現(xiàn)百分比;(b)柱狀圖顯示了從Web of science?獲得的2010年至2021年LC-HEACs在近年來(lái)發(fā)表的論文數(shù)量急劇增加。

b為在一流期刊上發(fā)表的LC-HEACs同行評(píng)議論文數(shù)量，2019年以后每年報(bào)告的論文數(shù)量突然增加，而該領(lǐng)域的第一篇論文發(fā)表于2010年。被高度引用的文章是Zhang等人發(fā)表的《Synthesis andcharacterization of FeConiCrCu high entropy alloy coating by laser cladding》。

2.2 激光源

激光產(chǎn)生的高強(qiáng)度光束將能量注入熔池，形成熔覆層。LC-HEACs采用連續(xù)和脈沖模式。這些LC-HEACs常用的激光器有Nd: YAG激光器、CO2激光器和yb光纖激光器。

激光模式的選擇取決于加工工藝和基片材料的性能。耐火材料和熱敏性材料要求脈沖模式操作。例如，作為基質(zhì)的鎂在HEA包層上經(jīng)歷了高度的混合(稀釋)。為了盡量減少稀釋的影響，Yue等利用脈沖Nd:YAG激光器和懸浮的HEAs作為中間層，在鎂襯底上開發(fā)了高質(zhì)量的alcocrcufeni基LC-HEAC。這是因?yàn)榕c連續(xù)模式相比，較低的稀釋與較小的脈沖持續(xù)時(shí)間和超快的淬滅率有關(guān)。同樣，LC-HEACs的微觀組織也取決于凝固速率和溫度梯度。Sistla等人利用1根kW激光光纖研究了基于alxcofeni2 - xcr(0.3≤x≤1)的連續(xù)模式和脈沖模式下HEAC的微觀結(jié)構(gòu)演化。作者觀察到兩種模式都包含具有等軸枝晶形態(tài)的BCC和FCC固溶體，如圖11所示。連續(xù)模等摩爾包覆層的FCC相含量為29.73%，BCC相含量為70.27%，脈沖模等摩爾包覆層的BCC相含量為91.53%。與脈沖模式相關(guān)的更快的冷卻速率將FCC結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)锽CC結(jié)構(gòu)。

圖11 在連續(xù)模式和脈沖模式下，掃描電鏡顯示了鋁fenicr包層的等軸枝晶表面形貌。這也驗(yàn)證了LC技術(shù)在兩種模式下都包含了枝晶結(jié)構(gòu)，然而，由于與之相關(guān)的高冷卻速率，脈沖模式只將FCC轉(zhuǎn)換為BCC;(a)等軸枝晶組織內(nèi)部存在析出相;(b)放大的視圖，描繪了等軸排列的顆粒，以及調(diào)制的沉淀物和沉淀物無(wú)區(qū)。

來(lái)源：A review on laser cladding of high-entropy alloys, their recenttrends and potential applications，Journal of Manufacturing Processes，doi.org/10.1016/j.jmapro.2021.06.041

參考文獻(xiàn)；S.H. Albedwawi, A. AlJaberi, G.N. Haidemenopoulos, K.Polychronopoulou，High entropy oxides-exploring a paradigm of promising catalysts: areview，Mater Des, 109534 (2021)