Machine learning-enabled high-entropy alloy discovery
高熵合金是多个主要元素的固溶体，能够达到稀释材料无法达到的成分和特征区域。然而，发现那些具有有价值特性的合金依赖于偶然发现，因为热力学合金设计规则本身在高维组成空间中往往失败。在这里，我们提出了一种主动学习策略，以加速设计新的高熵因瓦合金在一个几乎无限的组成空间，基于非常稀疏的数据。我们的方法作为一个闭环工作，将机器学习与密度泛函理论、热力学计算和实验相结合。在处理和表征了17种新合金（从数百万种可能的成分中）之后，我们确定了2种高熵因瓦合金，其在300 K时具有极低的热膨胀系数，约为2*10-6 K-1。因此，我们的研究为快速自动发现具有最佳热，磁和电性能的高熵合金开辟了一条新途径。
2022-02-28 cond-mat.mtrl-sci
Low activation, refractory, high entropy alloys for nuclear applications
研究了两种新的低活化高熵合金（HEAs）TiVZrTa和TiVCrTa作为堆芯结构核材料用于堆芯核应用。低活化是核反应堆的理想特性，试图减少退役时的高水平放射性废物的量，并考虑在fusion application.The合金TiVNbTa被用作开发两种新HEAs的起始组合物; TiVZrTa和TiVCrTa。新的合金表现出相当的压痕硬度和模量，在铸态的TiVNbTa合金。经重离子注入后，新合金的抗辐照性能有所提高。
2019-09-01 cond-mat.mtrl-sci
Interaction models and configurational entropies of binary MoTa and the MoNbTaW high entropy alloy
我们介绍了一种简化的方法来模拟原子间相互作用的高熵合金的基础上的查询表的集群能量。这些相互作用采用副本交换蒙特卡罗模拟与直方图分析，以获得在很宽的温度范围内的热力学性质。菊池的集群变分方法熵形式主义和高温级数展开适用于直接计算熵从统计上的短期和长期的化学秩序，我们讨论了不同大小的集群的熵的收敛性。
2022-12-05 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen storage in C14 type TiVZrMnCoFe high entropy alloy
在本研究中，我们讨论了合成，显微结构和储氢行为的金属间化合物Laves相在己醛TiVZrMnCoFe高熵合金。在该HEA中，三种元素是氢化物形成元素，另外三种是非氢化物形成元素（Fe、Mn、Co）。采用Meidmas模型计算了混合焓等热力学参数，提出了开发高熵Laves相基贮氢材料的可能性。
2023-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Structure and hardness of in situ synthesized nano-oxide strengthened CoCrFeNi high entropy alloy thin films
在这项研究中，我们报道了面心立方结构的CoCrFeNi高熵合金薄膜与细分散的纳米氧化物颗粒，这是由内氧化形成的。扫描透射电子显微镜成像分析发现，颗粒是Cr2O3。通过Orowan型强化机制，氧化物颗粒有助于膜的硬化，与没有沉淀物的膜相比，膜的硬度增加14%。我们的新方法为利用氧化物相设计具有高强度的中熵和高熵合金铺平了道路。
2021-02-23 cond-mat.mtrl-sci
A map of single-phase high-entropy alloys
本研究通过高通量密度泛函理论计算构建单相高熵合金化学图谱，识别出超3万种潜在合金，并成功预测合成两种新型高熵合金。
2023-04-20 cond-mat.mtrl-sci
High pressure synthesis of a hexagonal close-packed phase of the high-entropy alloy CrMnFeCoNi
高熵合金是五种或五种以上元素的近等原子固溶体，代表了设计性能优于传统合金的材料的新策略。然而，它们的相空间仍然受到限制，过渡金属高熵合金仅表现出面心或体心立方结构。在这里，我们报告的六方密堆积相的原型高熵合金CrMnFeCoNi的高压合成。这种马氏体相变开始于14 GPa，归因于局部磁矩的抑制，使初始fcc结构不稳定。类似于Al和惰性气体中的fcc到hcp转变，转变是缓慢的，发生在>40 GPa的范围内。然而，CrMnFeCoNi的行为是独特的，因为hcp相在减压至环境压力后保留，产生亚稳态fcc-hcp混合物。这证明了以常规加工技术无法实现的方式调整高熵合金的结构和性质的手段。
2017-05-25 cond-mat.mtrl-sci
Self-diffusion in carbon-alloyed CoCrFeMnNi high entropy alloys
本文研究了（CoCrFeNiMn）$_{1-x}$ C $_x$（x = 0.002，0.005和0.008（in at.馏分）在1173至1373 K的高温下测量。在这些FCC合金中，间隙碳的加入对置换扩散的两种不同的特征效应被区分开来。在1373 K的最高温度下，由C与相对低的浓度（x = 0.002）的合金化延迟的替代元素的扩散相对于那些在无C合金。在较低的温度和/或较高的C浓度（x > 0.005），所有替代元素的扩散速率的增强被视为。提出了一个模型，涉及的自扩散系数在CoCrFeMnNi-C合金的晶格畸变所施加的溶解的碳。实验结果被解释为由于间隙C原子的存在，空位介导的扩散的迁移势垒的减少。
2021-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Design of Eutectic High Entropy Alloys
稀土高熵合金是近年来发展起来的一种新型结构合金，具有良好的力学性能。然而，如何设计这些合金一直是一个挑战。在这项工作中，提出了一种简单的方法来设计EHEAs。所介绍的方法使用的二元和三元共晶合金的组成，找到EHEAs的组成。该方法是基于这样的假设，即EHEAs起源于二元和三元共晶合金。该方法适用于合金系统Al-Co-Cr-Fe-Ni，Co-Cr-Fe-Ni，Co-Cr-Fe-Ni-Ti和Co-Cr-Fe-Ni-Ta和几个EHEA预测这些合金系统。预测结果与热力学模拟和实验数据进行了验证。结果表明，该方法是一种可行的，易于使用的设计EHEAs的方法。基于所开发的方法，任何二元共晶合金都可以用于设计多元共晶合金。
2021-12-14 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and elevated-temperature mechanical properties of refractory AlMo0.5NbTa0.5TiZr High Entropy Alloy fabricated by powder metallurgy
多主元合金系设计是近年来耐火材料领域研究的新方法。然而，大多数研究针对电弧熔炼过程中晶粒粗化的弱点和冷却过程中元素偏析的不均匀组织。本研究旨在利用粉末冶金技术设计并制备高熵合金。采用粉末冶金方法制备了一种成分接近AlMo 0.5NbTa 0.5TiZr的高熵耐热合金。该合金由两个体心立方（BCC）相组成。一个相是无序的体心立方相，富含Mo、Nb和Ta;另一个相是有序的体心立方相，富含Al和Zr。AlMo0.5NbTa0.5TiZr合金的密度为7.46g/cm ~ 3，显微硬度为678 HV。在298 K和1273 K下的压缩屈服强度分别为2466 MPa和964 MPa。概述了该合金的性能以及粉末冶金对合金组织和性能的有益影响。
2017-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Local segregation versus irradiation effects in high-entropy alloys: Steady-state conditions in a driven system
利用分子动力学模拟研究了高熵模型合金CuNiCoFe在离子辐照下的有序转变和缺陷形成。使用混合的Monte-Carlo/分子动力学计划的模型合金生成的是热稳定的构型熵在高温下，但部分分解在较低的温度下的铜沉淀。然后，高熵和多相样品都经受模拟粒子照射。损伤累积进行了分析和比较元素镍参考系。结果表明，高熵合金-独立于初始配置-安装一定比例的短程有序，即使在粒子辐照。此外，结果提供的证据表明，在高熵合金中的缺陷积累减少。这是因为点缺陷的迁移率降低导致缺陷产生和消除的稳定状态。辐照产生的晶格缺陷被证明是作为汇铜偏析。
2017-10-04 cond-mat.mtrl-sci
Exceptional damage-tolerance of a medium-entropy alloy CrCoNi at cryogenic temperatures
高熵合金是一种有趣的新型金属材料，其性质来自于可以结晶为单相的多元素系统，尽管含有高浓度的五种或更多种具有不同晶体结构的元素。在这里，我们研究一个等原子的中熵合金只包含三个元素，CrCoNi，作为一个单相面心立方（fcc）固溶体，它显示的强度-韧性性能，超过所有的高熵合金和大多数多相合金。在室温下，该合金显示出几乎1 GPa的拉伸强度，约70%的失效应变，以及高于200 MPa.m1/2的KJIc韧性值;在低温下，CrCoNi合金的强度、延展性和韧性提高到高于1.3 GPa的强度水平，失效应变高达90%，KJIc值为275 MPa.m1/2。这种性质似乎是由于连续稳定的应变硬化，其作用是抑制塑性不稳定性，导致显着的位错活动和变形诱导的纳米孪晶。
2016-02-02 cond-mat.mtrl-sci
Single-Phase High-Entropy Intermetallic Compounds (HEICs): Bridging High-Entropy Alloys and Ceramics
为了填补传统高熵合金与新兴高熵陶瓷之间的知识空白，采用机械合金化和放电等离子烧结技术制备了高熵金属间化合物（HEICs）。值得注意的是，几种四或五组分等摩尔铝化物，如B2相（Fe 1/5Co 1/5 Ni 1/5 Mn 1/5Cu 1/5）Al，首次被制成单相HEIC。热力学建模和可逆的，温度依赖性，相稳定性实验表明，这样的B2相HEIC是熵稳定相。这些HEIC的结构类似于HEC的结构，在一个且仅一个子晶格中具有几乎相等分数的四个或五个元素的高熵混合，但具有显著（~10%）的反位缺陷（不同于典型的HEC）。提出了一种新的形成单一B2相HEIC的相稳定性规则。还制备了主要为D 022相的另外五种HEIC。这项研究拓宽了已成功制造的等摩尔，单相，高熵材料的家庭。
2019-02-27 cond-mat.mtrl-sci
The design of eutectic high entropy alloys in Al-Co-Cr-Fe-Ni system
本文提出了一种预测Al-Co-Cr-Fe-Ni系共晶高熵合金成分的简单方法。提出了在该体系中某些共晶合金之间存在共晶线，因此，通过混合位于同一共晶线上的合金可以获得新的共晶或近共晶成分。该方法被应用于一系列实验验证的共晶合金，并为Al-Co-Cr-Fe-Ni系设计了新的共晶或近共晶合金。通过对Al-Co-Cr-Fe-Ni系共晶合金成分的研究，提出了反映共晶合金中各组成元素浓度关系的成分图。组成图表明，EHEAs是来自二元和三元共晶合金。此外，所提出的图表可以被认为是一种方便的方法来评估EHEAs在Al-Co-Cr-Fe-Ni系统的组成。
2020-01-22 cond-mat.mtrl-sci
An investigation of high entropy alloy conductivity using first-principles calculations
Kubo-Greenwood方程结合第一性原理Korringa-Kohn-Rostoker相干势近似（KKR-CPA）可以计算T = 0 K时无规合金的直流剩余电阻率。我们实现了这种方法在一个基于多重散射理论的从头算软件包，MuST，并将其应用到高熵合金Al $_x$ CoCrFeNi的剩余电阻率作为$x$的函数的从头算研究。计算的折射率与实验数据进行了比较。我们还预测了难熔高熵合金MoNbTaV $_x$ W的剩余电阻率。计算的电阻率趋势也解释了使用理论参数。
2021-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Single-Crystal Growth of a FeCoCrMnAl High-Entropy Alloy
我们生长了等原子FeCoCrMnAl高熵合金单晶。该晶体是通过布里奇曼技术生长的，直径约为1 cm，长约为6.6 cm。在表面不同位置拍摄的X射线劳厄图像清晰且相互一致，反映了其单晶性质。因此，我们报告的第一个成功的高熵合金的单晶体的体积的顺序立方厘米的增长。该材料具有由在10 nm长度尺度上的体心立方基质中的B2夹杂物组成的微观结构。
2016-06-30 cond-mat.mtrl-sci
Ta-Nb-Mo-W refractory high-entropy alloys: anomalous ordering behavior and its intriguing electronic origin
从基于电子结构的热力学线性响应，我们建立了复杂固溶体中的化学有序行为与吉布斯空间如何被遍历-将其应用于原型耐火A2 Ta-Nb-Mo-W高熵合金。接近理想的化学计量比，这种合金具有异常，复杂的化学有序的趋势，与长程化学相互作用，产生竞争的短程秩序（SRO）与交叉到spinodal偏析。这种非典型的SRO产生于正则带行为，与合金化，创建功能附近的费米表面（定义良好，甚至与无序），改变为简单的相称的SRO与（非）填充这些状态。我们的研究结果揭示了复杂性和竞争电子效应如何控制这些合金的有序性。
2018-04-06 cond-mat.mtrl-sci
Superfunctional high-entropy alloys and ceramics by severe plastic deformation
本文综述了严重塑性变形（SPD）结合CALPHAD与第一性原理计算在开发超功能高熵材料方面的最新进展，表明SPD不仅是改善现有材料性能的加工工具，更是合成新型高性能材料的合成工具。
2023-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Correlation of microdistortions with misfit volumes in High Entropy Alloys
最近，高熵合金的屈服强度与测量到的皮米级原子畸变相关。在这里，在一个多组分合金的均方根微观变形被证明是几乎成比例的失配体积参数，进入溶质强化的预测模型。两个模型的三元合金家族，面心立方的Cr-Fe-Ni和体心立方的Nb-Mo-V的分析表明，在一个广泛的成分空间的相关性。因此，所报道的屈服强度与微变形的相关性是微变形和失配参数之间的相关性和所导出的屈服强度对失配参数的依赖性的结果。
2020-09-24 cond-mat.mtrl-sci
X-Ray and neutron diffraction patterns of the AlCrTiV high entropy alloy and quaternary Heusler structures
针对AlCrTiV合金结构解释的分歧，本文模拟多种候选结构的X射线与中子衍射图谱，证明中子衍射可辨识长程化学有序及元素分布，并分析磁性贡献。
2025-05-13 cond-mat.mtrl-sci
Coexistence of two types of short-range order in SiGeSn medium-entropy alloys
短程化学有序（SRO）最近被证明在调节中熵合金（MEA）和高熵合金（HEA）的广泛物理性质中起决定性作用。这些合金的巨大的构型空间意味着多种形式的SRO可能同时发展，但这种结构多样性尚未报道。在这里，我们表明，通过广泛的{ \em从头算}为基础的采样研究，SiGeSn中熵合金自发地发展两种不同形式的SRO。值得注意的是，这两种类型的SRO，其中携带不同的能量，不同程度的本地订购，和不同的电子结构，被发现共存于范围广泛的组合物的SiGeSn合金。两个SRO的共存是合理的，通过他们的虚拟简并的热力学稳定性，由于在两个SRO之间的转换后的焓和构型熵的变化的微妙平衡。因此，这种共存的SRO表明一种固有的结构异质性，扩散的电子结构，和一个新的途径，在SiGeSn MEA的能带工程。更一般地说，我们的研究结果表明，多种形式的SRO在广泛的MEA和HEAs中共存的可能性是普遍存在的，这对它们的不同物理性质具有深远的影响。
2022-01-20 cond-mat.mtrl-sci
Surface lattice Green's functions for high-entropy alloys
我们研究了纯Ni，随机合金FeNiCr和平均FeNiCr合金的表面弹性响应的表面晶格格林函数。我们提出了一个计划，计算每个网站的格林函数和研究他们的每个网站的变化。平均FeNiCr合金精确地再现了完全随机合金的平均格林函数。这个平均值附近的变化在表面布里渊区的边缘附近最大，并且随着波矢$q$朝向$Γ$点而衰减为$q^{-2}$。我们还提出了有限和无限厚度的各向异性固体的连续表面格林函数的表达式，并表明原子格林函数接近连续附近的$Γ$点。我们的研究结果是有效的接触计算和Peierls-Nabarro型模型的高熵合金位错的第一步。
2021-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Short-range order in high entropy alloys:Theoretical formulation and application to Mo-Nb-Ta-V-W system
在高熵合金中，由于元素数量多，从无序溶质溶液状态到偏析、沉淀和有序化状态的局部化学涨落是复杂的。在这项工作中，集群扩展（CE）的多组分合金系统的哈密顿量的开发，以调查的依赖性的HEAs的化学顺序作为温度依赖性的函数，由于从理想的溶质溶液的配置熵的推导。推导了五元合金体系的Warren-Cowley短程有序参数的解析表达式。理论公式是用来调查的十个不同的SRO参数在MoNbTaVW和子四元系统内的CE和第一性原理的形式主义相结合的Monte Carlo模拟得到的演变。
2017-05-04 cond-mat.mtrl-sci
Computational engineering of sublattice ordering in a hexagonal AlHfScTiZr high entropy alloy
多元素合金具有巨大的潜力，但其开发受到极大范围的配置的影响。在过去的十年中，这种合金的设计重点是随机固溶体。在这里，我们应用实验验证，结合热力学和第一性原理的设计策略，以扭转传统的方法，并产生一种新型的hcp Al-Hf-Sc-Ti-Zr高熵合金具有迄今为止独特的结构。相图分析将大的组成空间缩小到一组定义明确的候选物。第一性原理计算证明了有序超结构在竞争无序固溶体中的能量偏好。主要成分是Al浓度，其可以被调整以实现六方晶格的D 019排序。通过透射电子显微镜和X射线研究，实验证实了计算设计的D 019超结构。我们的计划，使一类新的高熵合金的探索。
2017-02-14 cond-mat.mtrl-sci
Tuning phase-stability and short-range order through Al-doping in (CoCrFeMn)100-xAlx high entropy alloys
对于（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$高熵合金，我们研究了随着Al含量的增加（0 $\le$ x $\le$ 20 at.%）的相演变。根据第一性原理理论，Al掺杂使合金的结构从FCC转变为BCC，并被一个狭窄的两相区（FCC+BCC）隔开，这一点得到了我们实验的很好支持。重点研究了Al掺杂对（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$合金的形成焓和电子结构的影响。由于多元合金中的化学短程有序（SRO）表明了初生的局部有序（和熵变），以及预期的低温有序行为，我们使用密度泛函理论中的热力学线性响应来预测（CoCrFeMn）$_{100-x}$ Al $_{x}$中的SRO和有序转变以及固有温度。这些预测与我们目前的实验结果和其他报道的结果一致。
2019-01-22 cond-mat.mtrl-sci
A First-Principles-Based Approach to The High-Throughput Screening of Corrosion-Resistant High Entropy Alloys
耐腐蚀高熵合金（CR-HEAs）的设计是具有挑战性的，由于合金的几乎占星术的组成空间。为了促进这一点，需要有效和可靠的高通量探索性方法。为此，目前的工作报告了一种基于第一原理的方法，该方法利用功函数、表面能和耐腐蚀性（即，根据定义，功函数和表面能分别与合金的固有耐腐蚀性成正比和反比）。利用密度泛函理论（DFT）计算得到的离散表面能和功函数，对FCC Co-Cr-Fe-Mn-Mo-Ni体系的两个Bayesian CALPHAD模型（或数据库）进行了评估。然后使用模型对不同的Co-Cr-Fe-Mn-Mo-Ni合金成分进行排序。据观察，排名合金具有类似于以前研究的耐腐蚀合金的化学特性，这表明所提出的方法可以用来可靠地筛选HEAs具有潜在的良好的固有耐腐蚀性。
2021-04-21 cond-mat.mtrl-sci
On the Brittle-to-Ductile Transition of the As-cast TiVNbTa Refractory High-entropy Alloy
采用四点弯曲试验研究了铸态TiVNbTa高温高熵合金（RHEA）在应变速率为10 ~（-3）s ~（-1）、温度为-139 ~20 ℃范围内的断裂性能。从这些试验和断口分析，获得了条件断裂韧性值和脆韧性转变温度。脆韧转变温度在-47 ℃至-27 ℃之间，这给出了该合金的估计活化能值为0.52 ± 0.09 eV。这项研究提供了一个相对韧性的RHEA位错运动的性质的初步认识。
2020-10-22 cond-mat.mtrl-sci
Generative deep learning as a tool for inverse design of high-entropy refractory alloys
生成式深度学习正在推动材料设计的新创新浪潮。在这篇文章中，我们讨论了这些方法的基本操作原理和合理设计的优势，通过一个案例研究的镜头耐火高熵合金的超高温应用。我们提出了我们的计算基础设施和工作流程的逆设计的新合金供电这些方法。我们的初步研究结果表明，生成模型可以学习复杂的关系，以产生新的需求，使它们成为材料信息学的一个有价值的工具。
2021-08-31 cond-mat.mtrl-sci
Towards Stacking Fault Energy Engineering in FCC High Entropy Alloys
堆垛层错能（SFE）是一种内在的合金性质，它支配着在面心立方合金中观察到的大部分塑性形变机制。虽然SFE多年来一直被认为是一种关键的固有力学性质，但通过实验观察或使用例如计算密集型第一原理方法进行预测来推断其具有挑战性。这种困难排除了明确使用超临界流体作为合金设计参数。在这项工作中，我们结合DFT计算（必要的构型平均），机器学习（ML）和基于物理的模型来预测面心立方CoCrFeMnNiV-Al高熵合金空间中的SFE。性能最好的ML模型能够准确预测这个7元素系统中任意成分的SFE。这个有效的模型，以及最近开发的模型来估计fcc HEAs的固有强度被用来探索强度SFE帕累托前沿，预测新的候选合金特别有趣的机械行为。
2021-11-05 cond-mat.mtrl-sci
Edge Dislocations Can Control Yield Strength in Refractory Body-Centered-Cubic High Entropy Alloys
能源效率正在推动对新型高温金属的研究。一些新的基于难熔元素（Cr-Mo-Nb-Ta-V-W-Hf-Ti-Zr）的体心立方无规多组分“高熵合金（HEAs）”在高温下具有优异的强度，但这种优异性能的物理根源尚不清楚。在这里，我们表明，使用集成的中子衍射（ND），高分辨率透射电子显微镜（HRTEM），和理论，NbTaVTi合金和一种新的高强度/低密度CrMoNbV合金的高强度和强度保持归因于刃位错。这是令人惊讶的，因为普遍认为BCC元素金属和稀合金中的塑性流动是由螺旋位错控制的。我们使用的洞察力和理论进行计算引导的搜索超过$10^7$ BCC HEAs和识别超过$10^6$可能的超强高温合金成分，为未来的探索。
2020-08-26 cond-mat.mtrl-sci
Entropy change at the martensitic transformation in ferromagnetic shape memory alloys Ni_{2+x}Mn_{1-x}Ga
研究了$_{2+x}$-Mn-$_{1-x}$-Ga（$x = 0 - 0.20$）合金高温立方相和低温四方马氏体相之间的熵变$ΔS$。获得的实验结果表明，Ni $_{2+x}$ Mn $_{1-x}$ Ga合金中的$ΔS$随着Ni过量$x$而增加。$ΔS$的增加可能是由于磁对熵变的贡献增加。结果表明，Ni $_{2+x}$ Mn $_{1-x}$ Ga马氏体相调制的变化导致了$ΔS$组分依赖性的不连续性。
2003-02-18 cond-mat.mtrl-sci
Probing local lattice distortion in medium- and high-entropy alloys
在包括高熵合金（HEAs）在内的浓固溶体合金（CSA）中，由多种过渡金属与d电子合金化而产生的原子级可调谐性已经为先进的能源应用产生了显着的性能，特别是在高辐射环境中的抗损伤性。定量描述其复杂的局部物理和化学环境是了解CSA辐射性能的关键。在这项研究中，局部结构的FeCoNiCrPd HEA的定量分析与X射线全散射和扩展的X射线吸收精细结构的方法。与FeCoNiCr和FeCoNiCrMn相比，FeCoNiCrPd具有准随机合金结构，具有强烈的局部晶格畸变，有效地钉扎辐射诱导缺陷。与FeCoNiCr和FeCoNiCrMn中的弛豫行为不同，离子辐照进一步增强了FeCoNiCrPd中的局部晶格畸变，这是由于优先形成Pd-Pd原子对。
2017-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Energy of mixing and entropy of mixing for Cu$_{x}$Al$_{1-x}$ liquid binary alloys
用金属电子理论和微扰方法系统地研究了Cu、$_{x}$、Al、$_{1-x}$液态二元合金在热力学状态$T=1373$ K下的混合自由能和混合熵。电子相互作用和参考液体是该理论的基本组成部分。用局域赝势来描述声子相互作用。本文用两种不同有效直径的硬球液体来描述合金的参考系。混合能的计算结果与已有的实验数据符合得很好。混合熵的计算是无参数的，与实验的一致性，在这种情况下，被发现是相当好的。
2016-07-20 cond-mat.mtrl-sci
High-entropy alloy TiV2ZrCrMnFeNi for hydrogen storage at room temperature with full reversibility and good activation
本研究设计了一种 AB 型高熵合金 TiV2ZrCrMnFeNi，通过 C14 Laves 和 BCC 双相结构实现室温下无需活化的快速吸氢与完全可逆，为安全紧凑储氢提供了新方案。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Experimental investigation of the local environment and lattice distortion in refractory medium entropy alloys
对Nb-Zr-Ti-Hf-Ta系中的纯元素、二元和三元等原子耐火合金进行了Nb和Zr K边的EXAFS分析，以分析化学局域环境的演变和晶格畸变。在原子尺度上发现了元素的良好混合。对于某些化合物，中心原子与其相邻原子之间的距离分布表明结构的扭曲。最后，德拜-沃勒参数的分析表明，晶格畸变参数$δ^2$的一些相关性，并允许量化实验中熵合金的静态无序。
2022-01-26 cond-mat.mtrl-sci
Chemical complexity in high entropy alloys: A pair-interaction perspective
应用新近提出的对相互作用模型研究了一系列难熔高熵合金。结果表明，该模型简单，鲁棒性，预测NbMoTaW，NbMoTaWV和NbMoTaWTi的组态能量的高精度。通过第一性原理数据的线性回归得到的元素-元素对相互作用参数为理解HEAs的强化机制提供了一个新的视角，并通过比较添加钒和钛的效果揭示了这一点。利用对相互作用模型，导出了内禀能量涨落的表达式，为理论建模和第一性原理计算提供了指导.
2019-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Optimization of High Entropy Alloy Catalyst for Ammonia Decomposition and Ammonia Synthesis
高熵合金（HEA）纳米颗粒的成功合成是材料科学长期追求的目标，它开辟了材料科学的新前沿，在催化、电子、结构合金和含能材料方面具有应用。最近，由地球上丰富的元素制成的Co25 Mo 45 Fe 10 Ni 10 Cu 10 HEA显示出对氨分解具有高催化活性，其可与现有技术的钌催化剂相媲美，但昂贵得令人望而却步。使用基于第一性原理计算的计算方法，结合数据分析和机器学习，我们建立了一个模型来快速计算H，N和NHX（x= 1，3）物种在不同合金成分和原子排列的CoMoFeNiCu合金表面上的吸附能。我们表明，25/45钴/钼的比例确定实验上作为最活跃的氨分解组合物增加的可能性，表面吸附氮相当于钌，而在同一时间相互作用的中间体适度强烈。我们的研究强调了计算建模和机器学习在其近乎无限的材料设计空间中识别和优化HEA合金的重要性。
2021-05-26 cond-mat.mtrl-sci
Investigating representation schemes for surrogate modeling of High Entropy Alloys
设计新型的高熵合金以获得优异的机械性能是目前材料科学界的一大兴趣。然而，由于使用传统方法设计这些合金的困难，机器学习最近成为一种必不可少的工具。特别是近年来，使用替代模型筛选候选合金成分已成为材料设计的主流。这些模型中的许多使用合金元素的原子分数作为输入。然而，有许多可能的表示方案用于编码合金成分，包括非结构化和结构化变体。由于输入特征在确定代理模型性能方面起着关键作用，因此我们系统地比较了这些表示方案在单任务深度学习模型和迁移学习场景中的性能。这些测试的结果表明，相比于非结构化和随机排序的方案，空间表示方案中的元素的化学上有意义的安排通常会导致更好的模型。然而，我们还观察到，仅使用原子分数作为输入的基于树的模型在迁移学习中能够胜过这些模型。
2022-12-31 cond-mat.mtrl-sci
Atomic investigations on the mechanical properties of CoCrNi medium-entropy alloy nanowires
Nanjing University of Information Science and Technology（南京信息工程大学）
本研究通过分子动力学模拟探究CoCrNi中熵合金纳米线的力学性能，揭示其各向异性及原子力与力学性能的线性关联，为合金纳米线设计提供指导。
2026-09-09 cond-mat.mtrl-sci
Accelerated intermetallic phase amorphization in a Mg-based high-entropy alloy powder
本研究提出通过高能机械研磨结合多主元引入熵无序的方法，加速富Mg-Ti不混溶金属混合物向稳定非晶高熵合金粉末的转变，揭示了相变机制并验证了非晶相的退火稳定性。
2024-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Exploration of the High Entropy Alloy Space as a Constraint Satisfaction Problem
高熵合金（HEAs）、多主成分合金（MCA）或成分复杂合金（CCA）是含有多种主要合金元素的合金。虽然许多HEAs已被证明具有独特的性质，但它们的发现主要是通过昂贵且耗时的试错方法完成的，只有整个可能的组成空间的极小部分被探索。在这项工作中，HEA组成空间的探索被框定为一个连续的约束满足问题（CCSP），并解决了使用一种新的约束满足算法（CSA）的快速和强大的探索合金热力学空间。该算法用于发现满足所需相组成要求的HEA组成-温度空间中的区域。该算法是针对一个新的（TCHEA 1）CALPHAD HEA热力学数据库。该数据库首先通过比较相稳定性预测与实验进行验证，然后CSA部署和测试的设计任务，包括识别不仅在三元，四元和五元组成空间的单相固溶体区域，但也识别的区域，可能会产生沉淀强化HEAs。
2018-02-25 cond-mat.mtrl-sci
Low temperature dynamics and kinetics of dislocation motion in the high-entropy alloy Al$_{0.5}$CoCrCuFeNi
本文通过塑性变形与声学弛豫分析，揭示了高熵合金Al$_{0.5}$CoCrCuFeNi中主导位错缺陷、势垒类型及室温和低温下的热激活运动机制，并基于现代位错理论给出了关键相互作用的定量估计。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
First-principles study of the order-disorder transition in the AlCrTiV high entropy alloy
本文通过第一性原理蒙特卡洛/分子动力学模拟研究AlCrTiV高熵合金的A2-B2有序-无序转变，计算了热力学性质、化学无序熵、磁性及电子结构，并建议用中子衍射实验验证真实化学有序。
2024-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Interstitial Carbon in bcc HfNbTiVZr high entropy alloy from first principles
高熵合金具有优异的力学性能，通过间隙合金化可以进一步提高合金的力学性能。在这项工作中，我们采用密度泛函理论计算研究了稀碳间隙原子在bcc结构HfNbTiVZr中四面体和八面体位置的溶解能。我们的结果表明，在四面体位置的碳化合物是不稳定的，和优选的八面体位置呈现出一个大的分散的能量的解决方案。碳材料的加入引起了具有长程效应的大的结构弛豫。局部化学环境对溶液能量的影响进行了研究，通过执行一个本地集群扩展，包括研究其与碳原子Voronoi体积的相关性。然而，在溶液能量学的传播不能解释与局部环境分析，只指向一个复杂的，在这种合金中的间隙碳的长期影响。
2020-10-03 cond-mat.mtrl-sci
Simple approach to model the strength of solid-solution high entropy alloys in Co-Cr-Fe-Mn-Ni system
介绍了一种简单的拟合方法，用于Co-Cr-Fe-Mn-Ni系四元和五元面心立方（fcc）固溶体高熵合金（HEAs）的强度（硬度）模型。提出了固溶体HEAs的强度可以用一个多项式方程来描述，其中多项式的系数由实验数据来确定。据观察，建议的多项式可以模拟固溶体HEAs的强度非常好。研究了组成元素对Co-Cr-Fe-Mn-Ni五元合金硬度的影响，结果表明，合金强度随Fe含量的增加而降低。Fe的软化效应可以通过降低合金的剪切模量来解释。此外，还研究了混合焓和价电子浓度等参数对混合气体强度的影响。结果表明，混合焓对Co-Cr-Fe-Mn-Ni五元合金的硬度有显著影响，强度随混合焓的降低而提高。结果表明，Co-Cr-Fe-Mn-Ni五元合金的硬度随参数价电子浓度的增大而增大。
2020-05-16 cond-mat.mtrl-sci
Edge Dislocation Mediated Anomalous Charge Transfer in Face Centered Cubic High Entropy Alloys
School of Materials Science and Technology, IIT-BHU（印度理工联合学院瓦拉纳西分校材料科学与技术学院）；National Centre for Computational Sciences, Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室国家计算科学中心）；Department of Metallurgy and Materials Engineering, IIEST Shibpur（IIEST Shibpur冶金与材料工程系）
通过大规模从头算研究CoNi、CoCrNi和CoCrFeMnNi合金，发现刃位错核心附近存在反常电荷重新分布，源于集体电负性均衡效应，并建立了位错诱导电子重新分布与局部体积响应之间的直接耦合。
2026-05-24 cond-mat.mtrl-sci
Thick amorphous complexion formation and extreme thermal stability in ternary nanocrystalline Cu-Zr-Hf alloys
基于最近发现的具有非晶间膜的韧性纳米晶Cu-Zr合金，本文研究了三元纳米晶Cu-Zr-Hf合金，重点是了解合金成分如何影响无序络合物的形成。还制备了具有相似初始晶粒尺寸的二元Cu-Zr和Cu-Hf合金用于比较。纳米晶合金的热稳定性通过在950 °C（>95%的固相线温度）下退火，然后详细表征晶界结构来评估。所有的三元合金表现出优异的热稳定性相媲美的二元Cu-Zr合金，并保持纳米晶，即使在两个星期的退火后，在这个极高的温度。尽管碳化物的形成和生长在这些合金在铣削和退火过程中，三元合金的热稳定性主要是由于在高温下形成厚的非晶间膜。我们的研究结果表明，三元合金组合物具有较厚的边界膜相比，具有类似的全球掺杂剂浓度的二元合金。虽然它不是所需的无定形复合物的形成，这项工作表明，有至少三个元素存在于界面处可以导致较厚的晶界膜，这是预期的最大化先前报道的增韧效果。
2019-08-15 cond-mat.mtrl-sci
Ab-initio study of the structural, elastic and dislocation properties of body-centered cubic refractory HfNbTaTiZr high entropy alloy
本文通过第一性原理研究体心立方HfNbTaTiZr高熵合金中1/2<111>螺位错核心的多样性，揭示其与化学短程有序的关联，为调控难熔合金塑性机制提供新思路。
2024-05-04 cond-mat.mtrl-sci
New approach to model the yield strength of body centered cubic solid solution refractory high entropy alloys
采用一种简单的拟合方法，对Al-Hf-Nb-Mo-Ta-Ti-V-Zr系体心立方（bcc）固溶体高熵合金的压缩屈服强度进行了模拟。提出了屈服强度可以用一个多项式来模拟，其中可以使用实验数据来找到多项式系数。结果表明，该多项式能较好地模拟固溶体合金的屈服强度。利用该多项式预测了Hf-Mo-Nb-Ta-Ti-V-Zr系RHEAs的强度。据观察，该系统内的合金的屈服强度增加与添加Mo和Zr和Ti的添加而降低。此外，该模型预测的屈服强度增加的值的价电子浓度（VEC）和原子尺寸差（ASD）。虽然开发的多项式不考虑合金的强化机制，它可以被认为是一个简单的方法来评估固溶体RHEAs的强度。
2020-08-20 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and phase stability within the AlMoNbTiZr system: design tools and compositional boundaries for a high-entropy alloy
本研究通过实验与CALPHAD模拟，确定AlMoNbTiZr体系中单相高熵合金的Al含量阈值为10 at%，所得bcc/b2合金强度高、模量低，但无相变强化效应。
2025-10-09 cond-mat.mtrl-sci
On the martensitic transformation in Fe$_{x}$Mn$_{80-x}$Co$_{10}$Cr$_{10}$ high-entropy alloy
高熵合金（HEAs），甚至中熵合金（MEA），是一类有趣的材料，其结构和性能关系可以通过在组成空间中的宽范围内的合金化和化学无序来控制。采用密度泛函理论结合相干势近似对所有化学构型进行平均，对Fe、$_{x}$、Mn、$_{80-x}$、Co、$_{10}$、Cr、$_{10}$体系的面心立方（fcc）和六方密排（hcp）相之间的自由能进行了调谐。在Fe-Mn基合金中，我们发现马氏体相变和化学短程有序与fcc-hcp能差和层错能直接相关，这与最近在$x$ =40~at.多晶HEA/MEA。我们的预言得到了$x$ = 40原子的单晶测量的进一步证实。使用透射电子显微镜、选择性区域衍射和电子背散射衍射绘图。本文的结果提供了一个理解的相变诱导/孪生诱导的可塑性（TRIP/THEAS）在这一类的HEAs和设计指导控制TRIP效应背后的物理在电子水平。
2021-08-03 cond-mat.mtrl-sci
Phase separation of metastable CoCrFeNi high entropy alloy at intermediate temperatures
CoCrFeNi合金被广泛接受为高熵合金（HEAs）的示例性稳定基底。虽然各种研究证明它是稳定的固溶体，但它的相稳定性仍值得怀疑。在这里，我们确定了CoCrFeNi HEA在中间温度下是热亚稳定的，并且在750 ℃下退火800小时后发生成分分解。在CoCrFeNi基体中少量添加Al引起的晶格畸变的增加加速了成分分解，并在长时间退火的CoCrFeNiAl0.1 HEA中出现了具有不同晶格常数的第二相。富Cr的σ相也从CoCrFeNiAl 0.1 HEA中析出。Al元素的存在会引起CoCrFeNi HEA的失稳。中温亚稳态CoCrFeNi的发现将极大地改变HEAs的发展方向。
2016-06-12 cond-mat.mtrl-sci
When Atoms Choose Their Neighbors: Element-Specific Views of Local Chemical Order in High-Entropy Alloys
Dalhousie University（达尔豪斯大学）；Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学）
本文通过XAS技术探讨高熵合金中局部化学有序性的元素特异性分析，提出基于配位数的分析框架，并强调标准化协议和多温度分析等优先事项。
2026-02-20 cond-mat.mtrl-sci
Ab initio modeling of the energy landscape for screw dislocations in body-centered cubic high-entropy alloys
在传统的体心立方（bcc）金属中，螺旋位错的核心性质在低温下的塑性形变中起着关键作用。近年来，具有体心立方晶体结构的难熔高熵合金（RHEAs）受到了广泛关注。然而，与面心立方高熵合金（HEAs），有少得多的调查bcc HEAs，特别是在这些多主元素合金中的化学短程有序（SRO）对位错迁移率的可能影响。本文利用密度泛函理论研究了MoNbTaW RHEAs合金中位错核的分布特性，以及SRO对位错核特性的影响。发现RHEA的芯能平均值大于相应的纯组分bcc金属的芯能平均值，并且对SRO的程度相对不敏感。然而，SRO的存在被证明有很大的影响，缩小的位错芯能量的分布和减少的空间异质性的位错芯能量在RHEA。有人认为，HEAs的机械行为的后果是在能量景观的位错，这可能会不均匀地抑制他们的运动的变化。
2020-06-25 cond-mat.mtrl-sci
