Nanocrystalline equiatomic CoCrFeNi alloy thin films: Are they single phase fcc?
四元等原子CoCrFeNi大块合金在文献中被广泛研究。在实验条件下，该合金为单相fcc结构，其物理机械性能与五元等原子CoCrFeMnNi合金相似。大量的研究集中在块体纳米晶高熵合金或成分复杂合金的力学性能及其退火后的微观结构演变。薄膜加工路线为形成纳米晶合金提供了一种极好的替代方案。由于溅射法制备的薄膜具有成核率高、缺陷密度大等特点，其微结构演化的动力学过程往往比体材料中发生的过程要快。在这里，薄膜被用来研究在Si/SiO2和c-蓝宝石衬底上通过磁控共溅射从元素源沉积的纳米晶CoCrFeNi的相演变。与块体合金相比，薄膜的相和微观结构进行了讨论。主要结论是，只要有足够的形核位置，即使在室温下也可以形成第二相。
2021-02-10 cond-mat.mtrl-sci
The wave model of martensite growth for the FCC-BCC transformation of iron-based alloys
这本书是科学文献中的第一本专著，致力于铁基合金中的FCC-BCC转变，其中动力学方法用于解释马氏体生长阶段。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。DW初始激励的状态是刚性的。DW具有来自超声波带的频率~ $10^{10} sec^{-1}$和提供变形水平~ $10^{-3}$的振幅。分析了非平衡d电子产生DW的必要条件。广泛的问题（从电子光谱的特性宏观形态指标），与铁基合金的FCC-BCC马氏体相变的物理解释，进行了讨论。在专着的结论中给出了对建立描述马氏体形核过程的物理模型具有根本意义的结果的简短回顾。结果表明，非均匀形核和波动长大过程与FCC-BCC马氏体相变有着遗传联系。最后一位作者的结果揭示了FCC-BCC马氏体相变的所有替代品的马氏体晶体形成的物理机制控制过程的特点的简短回顾给出了专着的结语。
2010-06-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetochemical effects on phase stability and vacancy formation in fcc Fe-Ni alloys
本研究通过密度泛函理论参数化模型和蒙特卡洛模拟，揭示了fcc Fe-Ni合金中磁化学效应对相稳定性和空位形成的关键影响，成功预测了相图及磁自由能变化。
2022-03-09 cond-mat.mtrl-sci
Thermal and Mechanical Properties of some FCC Transition Metals and their Binary Alloys
用分子动力学（MD）方法研究了六种面心立方过渡金属（Ni，Cu，Ag，Au，Pt，Rh）的热力学和力学性质与温度的关系以及Ag-Au和Cu-Ni合金化行为。在高温下的结构描述的力场由萨顿和同事开发的背景下紧束缚的方法。MD算法基于Andersen、Parinello和Rahman、Nose、Hoover和Cagin. SIMULATOR程序的扩展Hamilton形式，在运行期间生成关于各种物理性质的信息，以及需要在后期分析的关键轨迹和逐步信息。在300 ~ 1500 K温度范围内，以200 K为增量，利用分子动力学轨道上的统计涨落表达式，计算了合金的热力学和力学性质。
1997-09-10 cond-mat.mtrl-sci
Accelerated Multi-Objective Alloy Discovery through Efficient Bayesian Methods: Application to the FCC Alloy Space
本研究提出集成的贝叶斯材料发现框架BIRDSHOT，通过批量贝叶斯优化与信息物理实验方法，在CoCrFeNiVAl FCC高熵合金系统中仅探索0.15%设计空间即实现三目标Pareto集，显著加速了多目标合金发现。
2025-03-04 cond-mat.mtrl-sci
Evaluation of microstructure and mechanical property variations in AlxCoCrFeNi high entropy alloys produced by a high-throughput laser deposition method
21个不同的AlxCoCrFeNi合金快速制备激光合金化等原子CoCrFeNi基板Al粉末，以创建一个合金库，范围为x=0.15-1.32。采用X射线衍射、扫描电子显微镜、扫描透射电子显微镜和纳米压痕技术研究了晶体结构、微观结构和力学性能的变化。随着Al含量的增加，晶体结构从无序的FCC转变为无序的BCC和有序的B2结构的混合物。虽然BCC/B2形成的开始与先前报道的铸造合金一致，但在激光处理的材料中在较大的Al含量下观察到FCC结构，从而导致更宽的两相区。在这些高Al含量下，FCC相主要局限于BCC/B2晶界。FCC相的纳米压痕模量和硬度随着Al含量的增加而增加，而BCC/B2结构的性能对组成不敏感。激光处理的合金的结构和机械性能与铸造合金的报告结果惊人地一致，证明了将这种高通量方法应用于多组分合金设计的可行性。
2017-10-24 cond-mat.mtrl-sci
Interfacial giant tunnel magnetoresistance and bulk-induced large perpendicular magnetic anisotropy in (111)-oriented junctions with fcc ferromagnetic alloys: A first-principles study
研究了一系列由$L1_1$有序面心立方铁磁合金和MgO势垒沿[111]方向构成的磁性隧道结的隧道磁电阻效应和磁晶各向异性。基于第一性原理计算，考虑不同$L1_1$合金的（111）取向MTJ，计算了它们的TMR比和磁晶各向异性。分析表明，具有Co基合金（CoNi、CoPt和CoPd）的MTJ具有超过2000 $\%$的高TMR比。这些MTJ具有能量上有利的Co-O界面，其中在费米能级周围形成Co $d$和O $p$状态之间的界面反键。我们发现，反键态的共振隧穿，称为界面共振隧穿，是获得高TMR比的起源。磁晶各向异性的计算表明，许多$L1_1$合金具有大的垂直磁各向异性（PMA）。特别地，CoPt具有最大的各向异性能值$K_{\rm u} \approx 10\,{\rm MJ/m^3}$。我们进一步进行微扰分析的PMA的自旋轨道相互作用，并揭示了大PMA在CoPt和CoNi主要来源于自旋守恒的费米能级附近的微扰过程。
2021-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Influence of carbon and nitrogen on electronic structure and hyperfine interactions in fcc iron-based alloys
用全电位LAPW方法研究了Fe 8 N和Fe 8 C超结构模拟的碳、氮尖晶石。得到了结构参数、电磁性质以及超精细相互作用参数。计算结果表明，Fe-C奥氏体可以用有序的Fe_8 C超结构来模拟。结果表明，Fe 8 C中的Fe-C化学键比Fe 8 N中的Fe-C化学键具有更高的共价部分。详细分析了两种系统的电场梯度形成。电场梯度的计算使我们对Fe-C和Fe-N体系的穆斯堡尔谱进行了较好的解释。
2000-08-08 cond-mat.mtrl-sci
Master equation approach to the theory of diffusion in alloys and calculations of enhancement factors for tracer solvent and tracer solute diffusion in FCC alloys
以FCC合金的五频模型为例，采用主方程方法建立了合金扩散的自洽统计理论。昂萨格系数的微观原子间相互作用和一些统计平均的表达式。我们讨论了这些平均值的计算方法，使用平均场和对集群近似来描述空位-溶质和溶质-溶质相互作用的影响，以及最近邻和第二壳层近似来描述空位相关效应。所开发的方法用于计算增强因子，确定示踪剂的自扩散和示踪溶质扩散在稀FCC合金的浓度依赖性。对于示踪剂的自扩散，我们表明，一些显着的贡献，增强因子有关的热力学活性的空缺错过了在以前的治疗这个问题。这意味着大多数现有的五频模型参数估计实际合金应予以修订。对于示踪溶质扩散，增强因子的表达式似乎是第一次提出。所获得的结果被用来估计扩散，包括空位-溶质相互作用，在几个FCC合金，必要的实验数据是可用的重要的微观参数。
2013-10-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Highly fcc-textured Pt-Al alloy films grown on MgO(001) showing enhanced spin Hall efficiency
本文对MgO（001）衬底上生长的面心立方（fcc）织构Pt-Al合金薄膜和SiO（$_2$）衬底上生长的结晶不良Pt-Al合金薄膜的自旋霍尔效率进行了系统的比较研究。使用CoFeB作为探测器，我们发现，对于以$x = 25$为中心的Al成分，主要是L1 $_{2}$有序的Pt $_{100-x}$ Al $_x$合金薄膜生长在MgO上表现出突出的电荷-自旋转换效率。对于Pt $_{78}$ Al $_{22}$ /CoFeB双层MgO上，我们获得阻尼一样的自旋霍尔效率高达$ξ_\textrm{DL} \sim +0.20$，并预计高达7倍的功耗降低相比，相同的Al成分的多晶双层SiO $_2$。这项工作表明，提高面心立方铂基合金的结晶度是在这类材料中实现大自旋霍尔效率和低功耗的关键步骤。
2021-08-16 cond-mat.mes-hall 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
Physical nature of fcc-bcc martensitic transformation in iron based alloys
总结了作者提出的揭示马氏体晶体形成物理机制特征的模型。冷却马氏体晶体的快速生长被认为是一个由准纵向晶格位移波（DW）控制的自组织过程。结果表明，在自发的fcc-bcc马氏体相变中，非均匀形核和波动生长过程具有遗传联系。应变马氏体形成的博览会被认为是在一个晶体模型的背景下。
2005-12-31 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Resolving the structure of the striped Ge layer on Ag(111): Ag$_2$Ge surface alloy with alternate fcc and hcp domains
石墨烯之外的二维（2D）蜂窝晶格，如锗烯，有望产生新的物理特性，如量子自旋霍尔效应。虽然有许多关于锗烯生长的说法，但缺乏对合成的外延层的精确结构表征阻碍了进一步的研究。Ge在Ag（111）上沉积形成的条纹层最近被认为是伸展的锗烯层。利用表面X射线衍射和密度泛函理论计算，我们证明，它实际上对应于Ag $_2$ Ge表面合金的原子密度比Ag（111）原子密度高6.45%。整体结构由与面心立方顶层取向相关的条纹形成，与六边形紧密堆积顶层取向相关的条纹交替，与（$22\times\sqrt3$）Au（111）重构非常类似。
2021-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Decomposition process in a FeAuPd alloy nanostructured by severe plastic deformation
研究了Fe_（50）Au_（25）Pd_（25）（at.%）经过剧烈塑性形变加工的合金。用X射线衍射和透射电子显微镜观察相的特征和显微结构。在$450 ^{circ}\mathrm{C}$中均匀化和时效的粗晶合金中，bcc结构的α-Fe和fcc结构的AuPd相在fcc结构的过饱和固溶体中形核，并通过不连续的析出过程长大，形成典型的片层组织。高压扭转使FeAuPd合金的晶粒尺寸减小到50 ~ 100 nm。在$450 ^{circ}\mathrm{C}$下时效，这种纳米结构导致固溶体分解成等轴显微结构。在时效过程中，晶粒生长非常有限，晶粒尺寸保持在100 nm以下。具有不同晶体结构的两相（bcc α-Fe和fcc AuPd）和纳米级晶粒尺寸的组合导致合金的显著硬化
2009-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Nature of Cr Segregation in FCC to BCC quenched Fe-12Cr Alloy, with Post-Quenching Heat Treatment: A Positron Annihilation Study
UGC-DAE CSR（UGC-DAE 综合科学研究学院）；University Campus, Khandwa Road, Indore-452017, India（印度印多尔坎德瓦路大学校区）；Materials Science Group, Indira Gandhi Center for Atomic Research（印度拉·甘地原子研究中心材料科学组）；Department of Physics, Vishnu Women’s Univeristy（维什努女子大学物理系）
研究利用多种光谱和显微镜方法，探究 Fe-12Cr 合金中 Cr 析出本质，与 Fe-9Cr 合金对比，发现 Cr 析出动力学、尺寸及密度差异，还首次报道了 Fe-(9, 12)Cr 合金无缺陷晶格的正电子寿命。
2026-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Magnetochemical coupling effects on thermodynamics, point-defect formation and diffusion in Fe-Ni alloys: a theoretical study
本论文从理论上研究了Fe-Ni合金中的热力学、点缺陷形成和扩散性质，重点研究了铁镍合金的磁化学效应。结果来自密度泛函理论（DFT）计算和蒙特卡罗（MC）模拟使用DFT参数化的有效相互作用模型（EIM）与明确的原子和自旋变量。这项工作的第一部分是集中在热力学。我们通过DFT计算能量，磁性和振动性质和bcc-fcc相图，揭示磁性和振动熵之间的相对重要性。结合MC模拟与EIM，我们得到了一个fcc相图的居里点。我们还讨论了Mn和Cr对相稳定性的影响。第二部分的工作是致力于点缺陷的性质。我们发展了计算合金中空位形成自由能的MC格式。我们发现，在fcc的Fe和Ni的空位形成表现出的功能，以及不同于那些在bcc的Fe。在fcc结构Fe-Ni合金中，磁无序倾向于增加空位形成自由能，而化学无序则表现出相反的作用。我们还研究了磁场对面心立方Fe和Ni中自激体性质的影响。最后一部分的工作是致力于空位介导的扩散。我们评估了整个浓度范围内的扩散性质，探讨了磁化学效应对扩散的影响。这项工作充分考虑了横向和纵向自旋涨落和磁化学相互作用的影响。它提供了一个准确和一致的预测的热力学，缺陷形成和扩散性能的Fe-Ni系统，并有助于更好地了解磁性在奥氏体钢的影响。所采用的方法也可推广到其它磁性合金的研究中。
2023-02-01 cond-mat.mtrl-sci
Trial of a search for a face-centered-cubic high-entropy alloy superconductor
以发现面心立方（fcc）高熵合金（HEA）超导体为目标，我们开展了含Nb或Pb多元合金的材料研究。虽然一些含Nb样品的X射线衍射（XRD）图谱显示出主要的fcc相，但在3K以下没有观察到超导信号。用X射线能谱仪分析发现，所有样品都是多相的，但发现了几个新的含Nb的HEA相的存在。据证实，含Pb的HEA或四元合金的合成将是困难的，可能是由于组成元素之间的晶体结构和原子半径的大的差异，低的反应温度和合成中缺乏快速冷却过程。尽管在这项研究中的负面结果，一些线索的改进策略，寻找一个面心立方HEA超导体。此外，我们的研究结果是有用的基础数据，为未来的HEA预测或含Nb或Pb的多组分合金的相关系的研究的基础上的CALPHAD（计算相图）方法。
2020-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability, ordering tendencies, and magnetism in single-phase fcc Au-Fe nanoalloys
大块Au-Fe合金分为Au基fcc相和Fe基bcc相，但在单相Au-Fe纳米颗粒中报道了L1 $_0$和L1 $_2$有序。出于这些观察，我们研究了这种合金的结构和有序能相结合的密度泛函理论（DFT）计算与有效的哈密顿技术：一个集群扩展与结构过滤器，和配置相关的晶格变形模型。即使fcc-bcc分解被抑制，Au-Fe中的相分离趋势仍然存在。在纳米颗粒中观察到的无序bcc和fcc相的相对稳定性被再现，但是完全有序的L1 $_0$ AuFe、L1 $_2$ Au $_3$ Fe和L1 $_2$ AuFe $_3$结构在DFT中是不稳定的。然而，在一定的浓度范围内，揭示了在相应的[001]有序矢量的浓度波的倾向，在近随机合金。这种初期的有序化需要相对于等原子组成的Fe富集，这可能发生在纳米颗粒的核心中，由于Au向表面的偏析。讨论了磁性对化学有序性的影响。
2017-09-26 cond-mat.mtrl-sci
Order-disorder Effects on Equation of State in FCC Ni-Al Alloys
采用基于从头算有效团簇相互作用（ECI）的团簇变分法（CVM）研究了有序-无序效应对替位式二元合金物态方程（EOS）性质的影响。计算适用于fcc基Ni-Al系。各种相关的数量示出了变化与浓度周围的化学计量与一个令人惊讶的“W形”，如热膨胀系数，热容量和Gruneisen参数，由于构型有序效应。分析表明，这一特征来源于Hessian矩阵的逆矩阵的某些元素的支配行为。我们首次指出，这些性质的强烈组成变化可能是加热下合金和矿物晶体局部断裂的部分原因，强调了有序-无序系统微妙热力学行为的重要性。
2012-03-03 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Concentration-dependent atomic mobilities in FCC CoCrFeMnNi high-entropy alloys
本文用Co $_{15}$ Cr $_{20}$ Fe $_{20}$ Mn $_{20}$ Ni $_{25}$/Co $_{25}$ Cr $_{20}$ Fe $_{20}$ Mn $_{20}$ Ni $_{15}$对的放射性示踪-互扩散联合实验研究了CoCrFeMnNi高熵合金中的扩散动力学。结果，确定了Co，Cr，Fe和Mn的成分依赖的示踪剂扩散系数。元素的特征在于显著不同的扩散速率，Mn是最快的元素，Co是最慢的元素。发现通过扩散偶的等原子浓度的元素显示出上坡扩散，尤其是Cr和Mn。Co的原子迁移率沿扩散路径呈现S形浓度依赖关系，实验测得的动力学数据与现有的CALPHAD型数据库进行了比较。为了确保示踪剂和化学扩散的一致处理，提出了一种多组分互扩散的广义对称化连续介质方法。示踪剂和化学扩散浓度分布进行了模拟和比较的测量。通过使用测量的示踪剂扩散系数的化学配置文件可以描述，几乎完美，包括上山扩散。
2018-10-12 cond-mat.mtrl-sci
Influence of external magnetic fields on growth of alloy nanoclusters
采用动力学蒙特卡罗模拟方法研究了外加磁场对具有垂直磁各向异性的面心立方磁性二元合金纳米团簇生长的影响。本文设计了一个动力学模型来描述通过分子束外延在弱相互作用衬底上生长的CoPt_3型团簇的基本结构和磁性。结果表明，垂直磁各向异性可以增强时，在生长过程中施加场。对于平衡体系统的L1_2有序的起始温度的一个显着的移动被发现，从朗道理论的预测一致。对于经历L1_0有序化的磁性fcc合金，可以预期更强的场诱导效应。
2006-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Short-range correlations in binary alloys: Spin model approach to Ag$_c$Pd$_{1-c}$
通过分析面心立方结构无规Ag $_c$ Pd $_{1-c}$的{ \em ab initio}总能量，研究了Ag-Pd合金中的短程关联.由于原子间相互作用的信息被包含在合金的能量学中，因此可以用一个合适的模型，即Bethe-Peierls-Weiss模型来反演问题，即以从随机系统的总能量获得关于短程相关的信息。作为一个例子，我们演示了如何网站相关性可以从随机合金数据中提取。Bethe-Peierls-Weiss模型预测了面心立方（fcc）Ag-Pd合金在低温下的正的第一近邻相关子和混合能，这与Ag $_{0.5}$ Pd $_{0.5}$的最佳结构有关。
2011-06-13 cond-mat.mtrl-sci
Short-Range-Order for fcc-based binary alloys Revisited from Microscopic Geometry
无序合金中的短程有序（Short-rangerorder，SRO）通常被解释为组成元素混合产生的负（或正）能量增益的化学效应与有效原子半径差异产生的几何效应之间的竞争。尽管我们有许多理论方法来定量估计给定温度下的SRO，但仍然不清楚系统地了解二元合金在几何特征方面的SRO趋势，例如，组分的有效原子半径。由于化学效应对SRO起着重要作用，人们认为单纯的几何特征不能定量地解释SRO趋势。尽管有这些考虑，基于密度泛函理论（DFT）计算的fcc为基础的28个等原子的二元合金，我们发现，而传统的Goldschleman或DFT为基础的原子半径的成分没有显着的相关性与SRO，原子半径的特别选择的结构，纯粹从信息构建的基础晶格，可以成功地捕捉SRO的大小。这些事实有力地表明，系统的纯几何信息起着决定特征无序结构的核心作用。
2017-07-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Coherent description of the intrinsic and extrinsic anomalous Hall effect in disordered alloys on an $ab$ $initio$ level
本文对反常霍尔效应（AHE）作了一个统一的描述，它适用于纯合金和无序合金系统，对所有的AHE源一视同仁。这是通过使用完全相对论性的Korringa-Kohn-Rostoker（KKR）格林函数方法结合相干势近似（CPA）合金理论来实现Kubo-Stencheda方程。应用纯元素铁磁体bcc-Fe和fcc-Ni导致的结果完全符合以前的工作。对于fcc-Fe $_x$ Pd $_{1-x}$和fcc-Ni $_x$ Pd $_{1-x}$合金体系，在整个浓度范围内的反常霍尔电导率（AHC）都能达到与实验非常满意的一致。为了解释这些结果的内在AHC的定义的扩展建议。绘制相应的非本征AHC与纵向电导率的线性关系被发现在稀释制度，允许详细讨论的歪斜和侧跳散射过程的作用。
2010-12-06 cond-mat.mtrl-sci
Atomic-scale pathway of early-stage precipitation in Al-Mg-Si alloys
时效硬化合金的强化主要通过纳米级沉淀物实现，其从原子级溶质富集实体的形成路径很少以可直接验证的方式进行分析和理解。在这里，我们发现了Al-Mg-Si合金早期沉淀的途径：溶质聚集导致FCC簇的三个连续变体，然后形成非FCC $GP$ - $zones$。最初呈现球形形态（$C1$）的簇演变成细长簇，并在$\{111\}_{Al}$（$C2$）上定向，随后在$\{100\}_{Al}$平面和$<$ $100$ $>_{Al}$方向（$C3$）上定向。我们还分析了淬火位错与聚集现象的关联。这项工作的结果可以打开一个新的前沿，在推进合金工艺性能设计的商业重要的时效硬化铝合金。
2014-07-24 cond-mat.mtrl-sci
Enabling microstructural changes of FCC/BCC alloys in 2D dislocation dynamics
降维过程是根据不同条件（如辐射、高温或压力）引发的缺陷几何性质的变化来表示二维位错动力学中的缺陷的配方。在本研究中，这一过程被扩展到包括进一步的功能，特别关注面心立方/体心立方合金用于不同的工程目的的缺陷的存在。为了在二维位错动力学计算单元上反映合金的微观组织状态，对每种缺陷采用相应的强度和线间距，实现了多类型缺陷在滑移线上的分布。此外，设置简单的递归增量关系来计算沉淀物上的循环累积。在滑移线上刃位错运动受到连续阻力的情况下，引入了摩擦力的表达式，考察了摩擦力对屈服强度的贡献。通过使用关于平面应变变形条件下的缺陷性质和晶粒尺寸的实验信息，将每个新性质独立地应用于不同的材料：对于预时效和热处理的铜-铬-锆中的沉淀物粗化，钽-2.5钨中的内摩擦，和混合硬化，由于存在的沉淀物和棱柱形环在辐照氧化物弥散强化EUROFER与0.3%氧化钇。
2015-01-29 cond-mat.mtrl-sci
Temperature dependence of the electrical resistivity and the anisotropic magnetoresistance (AMR) of electrodeposited Ni Co alloys
研究了Ni-Co合金在室温及室温以下的电阻率和各向异性磁电阻（AMR）。用电沉积方法在Si基片上沉积了厚度约为2 μ m的Ni Co合金层，并蒸发了Cr和Cu底层。通过改变电解液中硫酸镍和硫酸钴的比例，在整个浓度范围内改变合金的组成。首先研究了Ni Co合金沉积物在衬底上的沉积状态，然后，通过机械剥离它们从衬底上，作为自支撑层没有和退火后。根据X射线衍射研究，在沉积状态下形成具有约10 nm的平均晶粒尺寸的强织构面心立方（fcc）结构。退火后，晶体结构得到保留，而晶粒尺寸增加了3至5倍，这取决于合金组成。由于晶粒尺寸的增加，退火使零场电阻率显著降低。退火几乎不改变AMR低于50 at.% Co，但在此浓度以上强烈降低。退火的Ni Co合金沉积物的电阻率和AMR的组合物依赖性与现有的文献数据在13 K和室温下都是在良好的定量协议。这两个传输参数被发现表现出一个明显的最大值之间的组成范围为20和30原子%。Co和Ni-Co合金的数据与纯组分金属（fcc Ni和fcc Co）的极限值吻合得很好。以前报道的关于fcc Ni Co合金的唯一理论计算在T= 0 K时得到的电阻率值比相应的低温实验数据小5倍，AMR值比相应的低温实验数据大约2倍，尽管理论结果正确地再现了这两个量的成分依赖性。
2016-07-07 cond-mat.mtrl-sci
A survey of energies from pure metals to multi-principal element alloys
该综述受Frans Spaepen博士工作启发，分析了不同晶体结构纯金属及与等原子比二元、三元、多主元合金的能量，编制能量表揭示结构和合金化对能量的影响，强调组成元素作用及机械能差异并探讨相关意义。
2024-11-30 cond-mat.mtrl-sci
Mechanism of Local Lattice Distortion Effects on Vacancy Migration Barriers in FCC Alloys
准确预测多组分合金中的空位迁移能垒$ΔE_a$是极具挑战性的，但对于许多技术应用中模拟合金行为所需的扩散转变动力学的发展至关重要。本文采用密度泛函理论和轻推弹性带方法计算了$ΔE_a$和多个（>1000个）空位迁移事件的能量驱动力$ΔE$，结果表明，在模型面心立方Al-Mg-Zn合金的不同局部化学环境中，$ΔE_a$有很大的变化（~ 1 eV）。由于与基体元素（Al）尺寸不同的溶质原子（例如Mg）引起的局部晶格畸变效应，一类迁移原子的$ΔE_a$的变化主要源于$Δe_a\equiv ΔE_a - \frac{1}{2}ΔE$的波动。为了理解波动，示出了一个四次函数，以准确地描述每个空位迁移事件的最小能量路径（MEP）的能量景观。四次函数的分析表明，$Δe_a$可以近似为$Δe_a \approx αk_fD^2$，其中$α\sim 0.022$是一个常数的所有类型的迁移原子。这里，$D$是迁移原子在两个相邻平衡位置之间的距离，而$k_f$是该原子在这两个平衡位置处的平均振动弹簧常数。$k_f$和$D$定量描述了晶格畸变对不同局部化学环境中MEP初态和终态曲率和位置的影响。我们还使用本地晶格占位作为输入训练代理模型来预测四次函数的系数，该四次函数准确有效地输出$ΔE_a$和$ΔE$作为Al-Mg-Zn合金中扩散转变的介观研究的必要输入。
2022-06-06 cond-mat.mtrl-sci
Ordering kinetics in an fcc A_3B binary alloy model: Monte Carlo studies
利用原子-空位交换算法，研究了面心立方A_3B二元合金模型中无序相温度淬火后的有序-无序转变动力学。我们观察到两个明显不同的顺序的情况下，取决于是否最终温度T_f下降高于或低于排序的旋节T_{sp}，这是推导出模拟平衡。对于浅猝灭（T_f> T_{sp}），我们确定了一个孵化时间tau_{inc}，它表征了通过形成超临界有序核的有序化的开始。我们使用的算法与示踪剂在Cu_3Au合金中扩散的实验信息一起，使我们能够估计与该材料中的tau_{inc}有关的物理时间尺度。深度猝灭，T_f< T_{sp}，导致旋节有序。长时间的粗化过程比Lifshitz-Allen-Cahn t^{1/2}定律预测的要慢得多。结构相关的两种类型的畴壁，出现在我们的模型的几何形状的因素被发现是一致的Porod的法律在一个和两个维度。
2002-07-25 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Nanolamellar Hybrid High-Entropy Alloys with Superior Micromechanical Properties
WPI, International Institute for Carbon-Neutral Energy Research (WPI-I2CNER), Kyushu University（九州大学 碳中性能源研究国际研究所）；Department of Automotive Science, Graduate School of Integrated Frontier Sciences, Kyushu University（九州大学 前沿融合科学研究生院 汽车科学系）；Department of Materials Science and Engineering, Kumamoto University（熊本大学 材料科学与工程系）；Department of Mechanical Engineering, Kyushu University（九州大学 机械工程系）；Univ Rouen Normandie, INSA Rouen Normandie, CNRS, Groupe de Physique des Matériaux, UMR6634（鲁昂诺曼底大学 鲁昂诺曼底国立应用科学学院 法国国家科学研究中心 材料物理小组）；Interdisciplinary Research Center, Liaoning Academy of Materials（辽宁材料研究院 交叉研究中心）
本研究结合两种高熵合金，通过高压扭转制备出层厚约61 nm的BCC/FCC纳米层状混合结构，其强度、硬度优异且保留一定延展性，源于晶界强化、缺陷及相界强化的协同作用。
2026-08-31 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 Grain Boundary Embrittlement Genome for Substitutional Cubic Alloys
本文利用通用原子间势构建了覆盖15种基体金属和75种溶质元素的Σ5[001](210)晶界偏聚与脆化基因组，为FCC和BCC二元合金的高角晶界脆化设计提供数据工具。
2025-02-10 cond-mat.mtrl-sci
A novel Monte Carlo model and simulations of magnetic alloys for nuclear applications
我们开发了二元bcc和fcc Fe-Cr合金以及fcc Fe-Ni合金的磁团簇膨胀（MCE）模型，并将其应用于研究这些合金在宽浓度范围内和宽浓度范围内的磁性。温度范围远超过1000 K。我们展示了如何基于MCE的Monte Carlo研究描述这些合金的磁性能，例如居里温度的组成和微观结构的依赖性，在体心立方Fe-Cr合金中发现的磁结构的非共线性，在Fe-Cr中的体心立方和面心立方之间的相变，以及Fe-Ni合金的混合焓。模拟结果与实验结果吻合良好。
2013-09-27 cond-mat.mtrl-sci nucl-th
Insights into hydrogen-induced vacancy stability and creep in chemically complex alloys
Ames National Laboratory, US Department of Energy, Iowa State University（艾姆斯国家实验室，美国能源部，爱荷华州立大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；Department of Materials Science & Engineering, Iowa State University（爱荷华州立大学材料科学与工程系）
研究揭示氢对Fe基合金中空位稳定性及蠕变行为的电子结构控制机制，通过第一性原理计算和簇动力学分析，阐明了氢含量对不同合金体系蠕变响应的影响差异。
2026-03-04 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Ultrastrong and ductile CoNiMoAl medium-entropy alloys enabled by L12 nanoprecipitate-induced multiple deformation mechanisms
本文通过系统调节Al含量设计新型Co-Ni-Mo-Al中熵合金，利用L12析出相诱导层错、超位错对和纳米孪晶等多重变形机制，实现强度与延展性的优异协同。
2025-08-21 cond-mat.mtrl-sci
Cluster Expansion of Electronic Excitations: Application to fcc Ni-Al Alloys
将团簇展开方法应用于电子激发，定义了一组类似于有效团簇相互作用（ECI）的有效团簇态密度（ECDOS）。利用ECDOS计算了面心立方Ni-Al系合金的热力学性质和电子激发态的状态方程。当母团簇尺寸较小时，展开式收敛性较差，但电子态密度（DOS）得到了很好的再现。然而，在四面体-八面体团簇近似下，团簇扩展自由能、熵和与电子激发相关的内能等团簇扩展自由能的积分得到了很好的描述，表明ECDOS适用于团簇变分法或Monte Carlo计算中的电子ECI.另一方面，Gruneisen参数，计算与第一性原理方法，不再是一个常数，并意味着整个DOS配置文件应被视为电子激发的状态方程，其中ECDOS适应非常好的无序合金和固溶体。
2012-03-03 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech physics.comp-ph
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
Atomic configuration and properties of austenitic steels at finite temperature: The effect of longitudinal spin fluctuations
采用从头计算方法计算了Fe-Cr-Ni合金中的有效相互作用，对合金成分接近奥氏体钢的fcc结构Fe-Cr-Ni合金的高温原子组态进行了统计热力学模拟。后者是在一个准经典唯象模型中考虑了纵向自旋涨落（LSF）。结果表明，磁状态对Fe-Cr-Ni合金的性能有很大影响，特别是在室温下，LSF显著改善了Fe-Cr-Ni合金的成键和原子间相互作用。计算的原子短程有序（SRO）与已有的Fe 0.56} Cr 0.21 Ni 0.23的实验数据吻合较好，表明Ni和Cr原子之间的（001）型有序具有较强的优先性.对于Fe0.75Cr0.17Ni0.08合金组合物发现了类似的有序化趋势，其大致对应于广泛使用的304和316奥氏体钢等级。
2016-06-16 cond-mat.mtrl-sci
Can experiment determine the stacking fault energy of metastable alloys?
层错能和面心立方金属及合金的变形机制和力学性能有着重要的影响。在亚稳态fcc合金中，由密度泛函理论计算和实验方法确定的SFE通常具有相反的符号。在这里，我们表明，负的SFE DFT反映了相对于六方密堆积相的fcc相的热力学不稳定性，而实验确定的SFE被限制为正的模型背后的间接测量。我们认为，在亚稳合金的实验测量SFE失败的常见模型。在各种浓度的固溶体中，我们证明了通过DFT计算获得的SFE与实验观察到的主要变形机制相关，表现出比实验测量的SFE更好的分辨率。此外，我们认为负超临界流体能场对于理解亚稳合金变形时部分位错的反常行为是重要的。本文的工作对超临界流体技术及其与塑性形变的关系有了进一步的认识，并为今后的合金设计提供了参考。
2020-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Data Driven Insights into Composition Property Relationships in FCC High Entropy Alloys
Structural High Entropy Alloys (HEAs)（结构高熵合金）
本研究利用敏感性分析和编码器-解码器模型，从有限数据中揭示FCC高熵合金成分与力学性能的关系，在屈服强度等预测上优于传统方法。
2025-08-06 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Designing cobalt-free face-centered cubic high-entropy alloys: A strategy using d-orbital energy level
针对含钴高熵合金不适用于核应用的问题，提出利用d轨道能级等六个参数设计无钴面心立方高熵合金，并通过实验验证，发现d轨道能级是决定相稳定性和力学性能的关键因素。
2025-04-22 cond-mat.mtrl-sci
Uncertainty-Aware Machine-Learning Framework for Predicting Dislocation Plasticity and Stress-Strain Response in FCC Alloys
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Institute of High Performance Computing, Agency for Science, Technology and Research（高性能计算研究所，科技研究局）；Xi’an Jiaotong University（西安交通大学）；City University of Hong Kong（香港城市大学）
本研究提出基于混合密度网络的不确定性感知机器学习框架，利用文献实验数据预测FCC合金晶粒级位错密度与应力分布，结合位错介导塑性模型实现带不确定性量化的应力-应变预测，提升力学性能预测准确性并助力合金设计。
2025-06-25 cond-mat.mtrl-sci cs.LG
Cluster interactions for fcc-based structures in the Al-Mg-Si system
采用第一性原理密度泛函理论研究了Al-Mg-Si合金中的一类共格沉淀结构（Guinier-Preston区）。采用集团展开法提取有效相互作用参数，为合金结构的大尺度能量计算提供了手段。更详细地研究Mg $_1$ Si $_1$ L $1_0$结构和与Mg $_5$ Si $_6$ $β''$相相关的结构，并且例如，沉淀/基体界面能。使用直接的第一性原理计算，我们表明，前相是动态不稳定的，因此必须由周围的Al基体稳定。蒙特卡罗模拟和自由能技术被用来研究与当前CE参数的相图的富Al侧，和动力学蒙特卡罗模拟被用来研究在无序相的聚类。我们的研究结果的影响进行了讨论，在经典的成核理论的框架内，我们概述了可能的成核机制。
2006-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Permutation invariant neural network prediction of vacancy formation under deformation and varying chemical environment in FCC high entropy alloys
Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本研究开发了一种排列不变性机器学习框架，可高效预测面心立方高熵合金中不同变形及化学环境下的空位形成能，为多尺度合金模型提供了高效途径。
2026-08-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Tailoring high-entropy alloys via commodity powders for metal injection moulding: A feasibility study
本文研究利用Ni625、Invar36和CoCrF75商品化粉末通过金属注射成形制备非等原子比CoCrFeNiMox型高熵合金，验证了以低成本获得单一FCC相和良好力学性能的可行性。
2024-07-03 cond-mat.mtrl-sci
From Phase Prediction to Phase Design: A ReAct Agent Framework for High-Entropy Alloy Discovery
Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST)（卢森堡科学与技术研究院）；Department of Physics and Materials Science, University of Luxembourg（卢森堡大学物理与材料科学系）
本文提出ReAct代理框架，通过推理与行动实现高熵合金设计，显著提升相发现效率与准确性。
2026-03-10 cond-mat.mtrl-sci cs.AI
Radiation damage and phase stability of Al$_x$CrCuFeNi$_y$ alloys using a machine-learned interatomic potential
University of Helsinki（赫尔辛基大学）
本研究利用机器学习互原子势分析Al$_x$CrCuFeNi$_y$合金的辐射损伤与相稳定性，发现等原子组成下FCC向BCC转变，并揭示不同合金成分在辐照下的缺陷浓度差异及短程有序现象。
2025-08-27 cond-mat.mtrl-sci
Strain-induced shift in the elastically soft direction of epitaxially grown fcc metals
外延应变能的理论扩展超出谐波近似占大的薄膜/衬底晶格失配。我们发现，对于面心立方贵金属（i）方向<001>和<111>软化拉伸双轴应变（不像锌半导体），而（ii）<110>和<201>软化压缩双轴应变。因此，（iii）在充分压缩时<201>成为最软的方向（最低弹性能量），但（iv）<110>是大拉伸应变的最硬方向。(v)面<001>心立方结构的贵金属在双轴拉伸应变时的急剧软化是由这些材料的小面心立方/体心立方能量差引起的。这些结果可用于选择有效的纯元素和A/sub p/B/sub q/超晶格外延生长的衬底取向，以及解释相分离合金中共格沉淀物的形状。
1997-10-21 cond-mat.mtrl-sci
Preparation of the AlTiNiCuCox system high-entropy alloys and structural analysis
本研究旨在探索和开发一种具有高性价比、高强度、重量轻、高硬度、高耐磨性、耐腐蚀性和良好抗氧化性的新材料。结构分析表明，随着Co添加量的变化，合金体系的表面形貌和结构发生了变化。XRD分析表明，合金体系为FCC + BCC混合结构。另外，金相分析表明，随着Co含量的增加，枝晶由大块向树枝状、雪花状、花瓣状、花瓣状转变。SEM-EDS分析表明，Cu元素在枝晶间富集，Ti、Ni、Al和Co元素在枝晶内富集。TEM和TEM-EDS分析表明，在富Cu块体区域存在纳米级的小颗粒析出物，并伴有位错;枝晶内部存在孪晶结构，以及不同形貌的第二相，第二相与基体共格。分析表明，晶间组织为面心立方结构的富Cu相，晶粒内部基体为面心立方结构的NiTi和TiCo相，晶粒内部第二相为面心立方结构的AlCu2Ti、AlNi2Ti、AlCo2Ti和CuNi相。总之，AlTiNiCuCox系新型合金改变了合金体系的相结构和相类型。
2020-11-05 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Laser-generated CuPdAgPtAu High-Entropy Alloy Nanoparticles -- Thermal Segregation Threshold and Elemental Segregation
Kiel University（基尔大学）；University of Duisburg-Essen（杜伊斯堡-埃森大学）；Université Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学）；CNRS（法国国家科学研究中心）
研究通过激光烧蚀液相合成CuPdAgPtAu高熵合金纳米颗粒，发现其在热稳定性和元素分离方面的特性，揭示快速淬火抑制热驱动分离，稳定非平衡固溶体，后续缓慢加热可实现平衡相形成。
2026-04-01 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of high Curie temperature for ferromagnetic bcc-Co and bcc-FeCo alloys and its relevance to tunneling magnetoresistance
我们确定从第一性原理的居里温度Tc为散装钴的hcp，面心立方，体心立方，四方化的bct相，FeCo合金，体心立方和bct铁。对于bcc-Co，Tc=1420 K。这将是Co相中的最高居里温度，表明bcc-Co/MgO/bcc-Co隧道结即使在室温下也提供高的磁阻比。居里温度的计算是通过映射从头计算结果的海森堡模型，这是通过蒙特卡罗方法求解。
2006-12-19 cond-mat.mtrl-sci
Adlayer core-level shifts of random metal overlayers on transition-metal substrates
我们计算了表面合金的芯电子的电离能之差，即，用密度泛函理论计算了fcc-B（001）衬底上A_（1-x）B_x覆盖层中的B原子和清洁fcc-B（001）表面的核电子。我们分析了初始态贡献和屏蔽效应引起的核心空穴，并研究了一些贵金属-过渡金属系统的合金成分的影响。本文给出了Cu_（1-x）Pd_x/Pd（001），Ag_（1-x）Pd_x/Pd（001），Pd_（1-x）Cu_x/Cu（001），Pd_（1-x）Ag_x/Ag（001），x从0变化到100%的数据。我们的分析清楚地表明了最终状态屏蔽效应对解释测量的核心能级位移的重要性。从初始状态的趋势计算的偏差解释的变化的原子间和原子内屏蔽合金化。合金化对金属表面化学反应性的可能作用进行了讨论。
1997-02-05 cond-mat.mtrl-sci
Exploration of Spinodal Decomposition in Multi-Principal Element Alloys (MPEAs) using CALPHAD Modeling
本文提出基于自由能Hessian矩阵的CALPHAD框架，结合高维Gibbs单纯形几何分析多主元合金中调幅分解的浓度调制，并应用于多种多相MPEAs，揭示其仅对特定浓度调制不稳定，为微观结构工程合金设计提供依据。
2021-12-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
