Rate dependence of damage formation in metallic-intermetallic Mg-Al-Ca composites
研究了一种铸造Mg-4.65 Al-2.82 Ca合金，其显微组织为$α$ -Mg基体和C36 Laves相骨架。这种三元合金的目标是用于汽车发动机中的高温应用，因为它们具有优异的蠕变性能。然而，在应用中，合金可能会受到广泛的应变率和材料开发，加速测试往往是必不可少的。因此，了解这种速率变化的影响至关重要。在这里，我们专注于它们对损伤形成的影响。由于在这种合金中形成增强的局部高度可变的骨架，我们采用了基于扫描电子显微镜的高分辨率全景成像的分析，以及基于深度学习的物体检测和分类卷积神经网络算法（YOLOV 5）的自动损伤分析。我们发现，随着应变速率的降低，对于一个给定的应变水平的变化占主导地位的损伤机制：在$5\cdot10^{-4}/s$的应变速率的C36 Laves相的微裂纹的演化控制损伤的形成。然而，当应变速率降低到$5\cdot10^{-6}/s$时，在$α$ -Mg/Laves相界面处的界面脱粘变得同样重要。我们还观察到裂纹取向的变化，表明α-Mg基体和Laves相的塑性共同变形的影响越来越大。我们把这种转变归因于界面处的热激活过程。
2023-03-18 cond-mat.mtrl-sci
Precipitate strengthening of pyramidal slip in Mg-Zn alloys
Mg-4wt. %的机械性能在23 ℃和100 ℃下，用微柱压缩法测量了Zn合金单晶沿[0001]取向的生长。固溶处理合金以基底滑移为主，而沉淀硬化合金以锥体滑移为主。金字塔位错通过形成奥罗万环穿过沉淀物，导致均匀变形和强烈硬化。Orowan模型的屈服应力的预测与实验数据是合理的协议。垂直于基面的棒状析出物的存在导致Mg的塑性各向异性的强烈降低。
2020-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Searching for evidence of strengthening from short-range order in the CrCoNi medium entropy alloy
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
本文通过结构无关的晶体尺寸效应异常模式分析，结合大型强化测量数据集与纯金属基准对比，发现CrCoNi中熵合金中缺乏SRO诱导强化的显著证据，并给出了该效应的上限估计。
2025-09-17 cond-mat.mtrl-sci
Solid solution and precipitation strengthening effects in basal slip, extension twinning and pyramidal slip in Mg-Zn alloys
提出了一种高通量的方法，基于扩散偶和先进的纳米力学测试方法的组合，直接测量合金化对镁合金中各个变形模式的临界分辨剪切应力（CRSS）的影响。该方法在Mg-Zn合金中进行了测试，通过评估合金化效果，直到Zn含量为2at.%，在两种冶金状态下，即淬火态和峰时效态，Zn溶质原子在固溶体中均匀分散，Zn原子形成棒状$MgZn_{2}$析出相。一个综合的方法，包括微观力学测试，透射菊池衍射，和高分辨率透射电子显微镜进行，以揭示相应的变形机制。结果表明，$MgZn_{2}$沉淀对基体滑移和拉伸孪晶的CRSS增强作用明显大于Zn固溶体的作用，而对锥体滑移的增强作用在两种情况下是相似的。结果表明，固溶强化Mg-Zn合金的各向异性比保持较高，与纯Mg相似。然而，它们在沉淀强化Mg-Zn合金中显著减少。
2021-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Plastic deformation of the CaMg$_{2}$ C14-Laves phase from 50-250$^\circ$C
金属间化合物相可以显著提高镁合金的抗蠕变性，将其应用范围扩展到更高的温度。然而，很少有人知道这些阶段在应用温度下，这通常是低于其宏观脆韧性转变温度的变形行为。因此，在本研究中，我们研究了在50 $^\circ$ C到250 $^\circ$ C的温度范围内，CaMg $_2$相的不同滑移系统的激活和锯齿屈服的发生。锯齿形流动的量随着温度的升高而减少，表明当CaMg $_{2}$相偏离化学计量时，溶质原子支配流动行为。
2021-09-23 cond-mat.mtrl-sci
A generalized line tension model for precipitate strengthening in metallic alloys
本文提出了一种广义线张力模型，用于估算沉淀硬化合金的临界分辨剪应力。该模型是基于在以前的线张力模型的规则阵列的不可穿透或可剪切的球形沉淀物，扩展到考虑到基体和沉淀物之间的弹性失配的影响。从位错动力学模拟，涵盖了广泛的沉淀物的直径和间距，以及在弹性常数的失配的模型参数进行校准。通过改变模型的几何参数，将该模型推广到单分散球形沉淀物的随机阵列。该模型的预测是在良好的协议与临界解析剪切应力从位错动力学模拟的随机球形沉淀物分布的不可穿透和可剪切的沉淀物，提供了一个快速和准确的工具来预测金属合金中的沉淀强化。
2022-01-23 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening of Al-Cu alloys by Guinier-Preston zones: predictions from atomistic simulations
基于分子静力学和分子动力学模拟，结合过渡态理论，提出了一种确定含Guinier-Preston区的Al-Cu合金流变应力的尺度桥接方法。对流动应力的非热贡献由泰勒模型确定，而热贡献由障碍强度和自由能垒获得。这两个量级是通过对两个不同取向的Guinier-Preston带与刃位错相互作用的分子静力学和分子动力学模拟得到的。该模型的预测与实验数据进行了比较，并在合理的协议，显示出潜在的原子模拟结合过渡态理论预测的金属合金的流动应力与沉淀强化。
2019-07-28 cond-mat.mtrl-sci
Complex Strengthening Mechanisms in the NbMoTaW Multi-Principal Element Alloy
难熔多主元素合金（MPEAs）在高温下具有优异的机械性能，包括高强度重量比和断裂韧性。在这里，我们阐明了隔离，短程秩序和加强NbMoTaW MPEA通过原子模拟与高度准确的机器学习原子间的潜力之间的复杂相互作用。在单晶MPEA，我们发现大大降低了各向异性的临界解决之间的剪切应力螺旋和刃位错相比，元素金属。在多晶MPEA中，我们证明了结晶驱动的Nb偏析到晶界（GBs）和晶粒内的W富集加剧了所观察到的短程有序（SRO）。由于Nb富集而增加的GB稳定性降低了von Mises应变，导致比随机固溶体MPEA更高的强度。这些结果突出了同时调整GB组成和本体SRO以定制MPEAs的机械性能的需要。
2020-05-15 cond-mat.mtrl-sci
Interactions between basal dislocations and $β_1'$ precipitates in Mg-4Zn alloy: mechanisms and strengthening
位错/沉淀相互作用的机制，以及临界分解剪切应力被确定为温度的函数，在Mg-4 wt. % Zn合金的微柱压缩试验。发现当横截面为$>$ 3 x 3 $μ$ m $^2$时，机械性能与微柱尺寸无关。透射电子显微镜显示，变形涉及沉淀物周围的位错弯曲和沉淀物剪切的混合物。初始屈服强度与Orowan模型对沉淀物周围位错弯曲的预测是相容的。然而，沉淀物剪切占主导地位之后，导致形成滑移带，其中的棒状沉淀物转化为球状颗粒，限制了应变硬化。析出物剪切的重要性随温度增加而增加，并且是合金的机械性能从23 ℃降低到100 ℃的原因。
2020-01-13 cond-mat.mtrl-sci
Mechanical behavior of high-entropy alloys: A review
高熵合金（High-entropy alloys，HEAs）是由等摩尔或近等摩尔的多个主成分组成但易于形成单一相的材料，是冶金领域的一个新的研究课题，近十年来引起了广泛的关注。HEA族包含面心立方（fcc）、体心立方（bcc）和六方密堆积（hcp）结构的HEA。一方面，机械性能，例如硬度、强度、延展性、疲劳和弹性模量，对于HEAs的实际应用是必不可少的。自从HEAs出现以来，科学家们一直在这个方向上进行探索。另一方面，追求高强度和良好的塑性是材料的关键研究问题。因此，加强高等教育机构是一个至关重要的问题。近年来，许多文章都在关注HEAs的强化策略[1-14]。在本章中，我们回顾了最近的工作在室温下的弹性性能和力学行为的HEAs，包括背后的塑性形变的HEAs在低温和高温的机制。此外，目前的工作检查的HEAs的强化策略，例如应变硬化，晶界强化，固溶强化，和颗粒强化。简要介绍了其疲劳、蠕变和断裂性能。最后，讨论了高能放大器未来的科学问题和挑战。
2021-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening from dislocation restructuring and local climb at platelet linear complexions in Al-Cu alloys
本研究通过原子模拟揭示Al-Cu合金中片状线性界面相诱导位错刻面化与局部攀移的新型脱钉强化机制，并建立临界剪切应力与有效析出相间距的反比关系。
2024-04-09 cond-mat.mtrl-sci
Designing magnetocaloric materials for hydrogen liquefaction with light rare-earth Laves phases
本文提出通过混合不同de Gennes因子的轻稀土元素调节居里温度至20 K附近，设计出覆盖氢液化温区且磁热效应可与重稀土DyAl2竞争的轻稀土Laves相材料。
2023-04-19 cond-mat.mtrl-sci
Fracture of the $C$15 CaAl$_2$ Laves phase at small length-scales
本研究通过微柱劈裂和微悬臂梁弯曲实验首次测定$C$15 CaAl$_2$ Laves相的断裂韧性，发现其韧性受解理面控制，{011}面优先断裂，并借助原子模拟揭示晶格捕获和动力学机制。
2024-03-14 cond-mat.mtrl-sci
First principles analysis of precipitation in Mg-Zn alloys
采用第一性原理计算分析了Mg-Zn合金中的析出相。确定了对称不同hcp Mg_（1-x）Zn_x（0 < x < 1）构型的形成能，并从凸包中确定了与矩阵相干的Guinier-Preston区的潜在候选者。最有可能的结构根据沿基面的界面能进行排序。此外，还计算了实验报道的几种相（Mg 4 Zn 7、MgZn 2立方相、MgZn 2六方相、Mg 21 Zn 25和Mg 2 Zn 11）的形成能和振动熵贡献。Mg 4 Zn 7、MgZn 2立方相和MgZn 2六方Laves相的形成能非常接近，因为它们是由菱面体和六方晶格单元的不同排列形成的。结果表明，β_1^'沉淀是由上述三种沉淀的混合物形成的。然而，几何排列的差异导致熵能贡献的变化，这决定了高温稳定性。结果表明，MgZn_2六方Laves相在高温下是最稳定的相，随着时效温度的升高或时效时间的延长，β_1^'相有向β_2^'（MgZn_2六方）相转变的趋势。最后，发现平衡β相（Mg_（21）Zn_（25））是一种长程序相，由于触发从短程序相β_2^'到β的转变所必需的动力学过程，该长程序相沉淀最后一个相。
2020-09-03 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening magnesium by design: integrating alloying and dynamic processing
本文探讨了溶质团簇与析出相如何改善Mg合金性能，提出通过热机械加工控制其形核与长大以优化微观结构的策略，并介绍了基于ICMD方法实现Mg合金逆向设计。
2021-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Complex strengthening mechanisms in nanocrystalline Ni-Mo alloys revealed by a machine-learning interatomic potential
纳米晶金属的强度随着其晶粒尺寸的减小而显著增加，这种现象称为Hall-Petch关系。然而，当颗粒变得太小时，这种关系就破裂了。实验研究已经通过稳定晶界（GB）在一组Ni-Mo合金中规避了这个问题。在这里，使用基于机器学习的原子间势（ML-IAP）的原子模拟，我们证明了逆Hall-Petch关系可以正确地再现，这是由于在Ni-Mo多晶中晶粒变小时主导变形机制的变化。据发现，原子冯米塞斯应变可以显着降低通过溶质掺杂和/或退火的小晶粒尺寸的多晶体，导致多晶体的强度增加。另一方面，对于大晶粒尺寸的多晶体，退火由于GB区域中的大的原子运动而弱化材料。在很宽的晶粒尺寸范围内，溶质和退火效应的叠加使小晶粒的强度比大晶粒的强度提高得多，从而导致在极小晶粒尺寸下的连续强化。总的来说，这项研究不仅证明了ML-IAP的可靠性，而且还提供了纳米晶体中复杂强化机制的全面原子观，开辟了一条新的途径来定制其机械性能。
2023-02-17 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening in multi-principal element alloys with local-chemical-order roughened dislocation pathways
高熵合金（HEAs）被认为具有与多种元素以近乎相等的比例理想混合的固溶体（SS）一样高的构型熵。然而，除了在非常高的温度下，双晶相互作用不可避免地使这种化学无序的SS罕见和亚稳态。在这里，我们强调了一个结构特征，这些集中的SS除了传统的溶剂-溶质的：HEAs具有各种各样的（本地）化学排序（LCO）。我们的原子模拟采用经验的原子间势NiCoCr显示，LCO的多主元素SS的合金加工条件的变化显着，产生了广泛的广义平面故障能量的样品平均值和空间变化。我们进一步表明，LCO提高了能源景观的坚固性，并提出了激活障碍位错活动。这不仅影响了在滑移、断层、孪晶和马氏体相变中位错路径的选择，而且通过纳米级段脱陷的新机制增加了位错运动的晶格摩擦，从而提高了机械强度。所有这些都为基态SS或金属间化合物开辟了一个广阔的运动场，提供了丰富的调整性能的机会。
2019-04-16 cond-mat.mtrl-sci
Atomistic insights into solid solution strengthening: size misfit versus stiffness misfit
该研究通过计算炼金术和分子动力学模拟，系统探究原子尺寸失配与弹性刚度失配对固溶强化的影响，发现刚度失配贡献不亚于尺寸失配，且二者组合可产生协同或拮抗效应，为SSS理论发展提供试验场。
2025-02-27 cond-mat.mtrl-sci
Role of chromium oxides and carbides in strengthening CoCrFeNi multi-principle element alloys
本研究通过在CoCrFeNi多主元合金中引入铬氧化物和碳化物弥散相，探究不同制备工艺下的相组成及室温、575℃力学性能差异，明确了铬化合物对合金性能的作用机制，为高温用高熵合金的制备优化提供参考。
2025-10-06 cond-mat.mtrl-sci
Linear complexions directly modify dislocation motion in face-centered cubic alloys
线性络合物是在位错存在下形成的缺陷相，因此有希望用于直接控制塑性。在这项研究中，原子模拟被用来模拟线性复杂的影响，基于位错的机制，塑性，表现出独特的行为，不同于经典的位错滑移机制。线性复合物赋予更高的电阻的位错运动的开始和继续相比，在这里研究的所有的面心立方合金的固溶体强化，与确定的线性复合物类型的确切的强化水平。堆垛层错线性复杂性赋予最显着的强化效果，作为位错核心是离域的，和启动的塑性流动需要一个位错成核事件。纳米颗粒和血小板阵列线性络合物通过充当位错的钉扎位点而赋予强化，其中位错通过弯曲机制一次一个地解除钉扎。对于纳米颗粒阵列，即使障碍物不穿过滑移面，而是仅通过修改位错的应力场而相互作用，也会发生这种情况。在目前的工作中观察到的弯曲模式出现类似于传统的奥罗文弯曲周围的经典沉淀物，但在一些重要的方式取决于肤色类型不同。作为一个整体，这项研究表明，线性复杂的微观结构工程，可以允许创建新的塑性形变机制和极端强度的合金是一个独特的工具。
2023-03-21 cond-mat.mtrl-sci
Strengthening of copper by carbon nanotubes
以C11000铜合金为研究对象，研究了多壁碳纳米管（MWCNT）变质剂的影响。采用拉伸试验、硬度测量、X射线衍射和显微组织分析等方法研究了改性剂对合金性能的影响。据评估，由于在添加0.01重量%的添加剂之后形成的金属中的微观结构变化，金属的屈服强度和拉伸强度增加。的MWCNTs。还评估了将所述量的MWCNT添加到合金中对所形成的金属的相组成没有影响。
2018-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Stress field modification near linear complexions increases the effective obstacle size and strengthening effect
Hopkins Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University（霍普金斯极端材料研究所，约翰斯·霍普金斯大学）；Materials Department, University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校材料系）；Department of Materials Science and Engineering, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学材料科学与工程系）
研究通过分子动力学模拟揭示线性复相区的塑性机制，发现其显著增强材料强度，且邻近区域的应力场修改能限制位错运动，揭示位错与复相区取向关系对强化效应的关键影响。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Characterization of crystal structure and precipitation crystallography of a new MgxAl2-xGd phase in Mg97Al1Gd2 alloy
一个新发现的沉淀物的组成，晶体结构和沉淀晶体学的特征在于由铯校正的扫描透射电子显微镜（STEM）。片状沉淀物的组成为MgxAl 2-xGd（x = 0.38），其晶体结构与面心立方结构的Mg 2 Gd和Al 2 Gd相同，晶格常数为7.92埃（空间群No.227，Fd-3 m）。基体与析出相之间的取向关系为（0001）m //（111）p和[10-10]m // [1-10]p，惯习面平行于（0001）m //（111）p面。此外，这种相变的择优晶体学很好地解释了基于界面中的原子匹配。
2016-06-07 cond-mat.mtrl-sci
On the interaction of precipitates and tensile twins in magnesium alloys
Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学）；Max-Planck-Institut für Eisenforschung GmbH（马克斯·普朗克钢铁研究所）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
本研究采用晶体塑性相场模型，揭示析出物钉扎孪晶边界导致强化，发现CRSS随体积分数和长宽比线性增加，尺寸低于临界值时因类Orowan机制显著强化，为高强镁合金设计提供指导。
2019-08-01 cond-mat.mtrl-sci
Magnetocrystalline anisotropy of Laves phase Fe$_2$Ta$_{1-x}$W$_x$ from first principles - the effect of 3d-5d hybridisation
采用密度泛函理论，在广义梯度近似下，用全势线性缀加平面波方法计算了六方Laves相Fe $_2$ Ta和Fe $_2$ W的磁性.用虚晶近似处理无序，研究了Fe $_2$ Ta $_{1-x}$ W $_x$合金. Fe $_2$ Ta被发现是铁磁性的，饱和磁化强度为$μ_0 M_\text{s} = 0.66~\mathrm{T}$，而与早期的计算工作相比，Fe $_2$ W被发现是亚铁磁性的，具有$μ_0 M_\text{s} = 0.35~\mathrm{T}$。对于$x \leq 0.1$，发生从铁态到铁磁态的转变。计算了Fe $_2$ Ta的磁晶各向异性能（MAE）为$1.25~\mathrm{MJ/m^3}$，Fe $_2$ W的磁晶各向异性能为$0.87~\mathrm{MJ/m^3}$.发现对于Fe $_2$ Ta $_{1-x}$ W $_x$中的所有值$x$，MAE都小于末端化合物，并且对于$0.1 \leq x \leq 0.9$，MAE为负（面内各向异性）。的MAE仔细分析的电子结构。即使有弱的5d贡献的状态密度在费米能在两端的化合物，倒易空间分析，使用磁力定理，揭示了MAE主要来自区域的布里渊区附近的费米能与强大的3d-5d杂化。微扰理论及其适用性的MAE进行了讨论。
2016-12-20 cond-mat.mtrl-sci
Solid Solution Strengthening and Softening Due to Collective Nanocrystalline Deformation Physics
采用分子动力学模拟研究了固溶体对不同铜基合金纳米晶强度的影响。我们发现固溶强化和软化的证据，与合金化如何影响材料的弹性模量控制强度的趋势。这种行为与集体晶界变形物理学的转变是一致的，并提供了非常细晶粒的纳米晶体金属和金属玻璃的机械行为之间的联系。
2014-07-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Accurate ab initio modeling of solid solution strengthening in high entropy alloys
Materials Center Leoben Forschung GmbH（莱奥本材料研究中心）；University of Leoben（莱奥本大学）；Royal Institute of Technology（皇家理工学院）
本研究针对高熵合金成分复杂难研究的问题，提出基于相干势近似从头算的高效计算方法，经修正后与实验数据吻合良好，可用于高熵合金优化设计的自适应学习工作流。
2025-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Significance of interphase boundaries on activation of high-entropy alloys for room-temperature hydrogen storage
本研究通过设计单相与双相高熵合金，发现相界能促进氢传输与氢化物异质形核，实现室温无活化储氢，为解决HEAs需高温活化的缺陷提供了有效策略。
2024-02-19 cond-mat.mtrl-sci
Tailoring the plasticity of topologically close-packed phases via the crystals' fundamental building blocks
在许多先进合金中会形成脆性拓扑密排沉淀物。由于其复杂的结构，对其塑性知之甚少。在这里，我们提出了一个战略，以了解和定制这些复杂的相的变形能力，考虑铌钴μ相作为一个原型材料。Nb-Co μ相的塑性由形成其晶胞的部分的Laves相构建块控制。研究发现，在体相C15-NbCo $_2$ Laves和Nb-Co μ相之间，Laves相结构单元的晶面间距和局部弹性模量发生了变化，导致硬度和弹性模量的大幅降低，并发生了从同步剪切到晶体滑移的转变。此外，当组成从Nb $_6$ Co $_7$变为Nb $_7$ Co $_6$时，三层中的Co原子被取代，使得Laves相结构单元的三层变成纯Nb的板，导致弹性的不均匀变化和从晶体学滑移到滑移-洗牌机制的转变。这些发现打开了机会，有目的地定制这些拓扑紧密堆积相的可塑性在散装，但在原子尺度的晶面间距和局部剪切模量的基本晶体积木在其大的晶胞。
2023-03-10 cond-mat.mtrl-sci
Influence of severe plastic deformation on the precipitation hardening of a FeSiTi steel
晶粒细化和高析出相体积分数（~6at.%）的复合强化效应采用原子探针层析成像和扫描透射电镜研究了时效前SPD处理对FeSiTi合金力学性能的影响。结果表明，细化的显微组织影响的析出动力学和二次硬化金属间相，观察到成核的位错和亚晶界上的非均匀的空间分布。结果表明，连续进行这两种强化机制的合金表现出较低的机械强度的增加比一个简单的估计的基础上的两个单独的强化机制的总和。
2012-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Nanoscale brittle-to-ductile transition of the C15 CaAl$_2$ Laves phase
本研究通过原位高温测试首次揭示C15 CaAl$_2$ Laves相在约0.55T$_m$发生纳米尺度脆韧转变，归因于位错塑性增强，并定量了断裂韧性变化。
2024-03-19 cond-mat.mtrl-sci
Synergistic doping of the grain interior and grain boundary alters deformation mechanisms and enables extreme strength in nanocrystalline Ni-Cr-Y alloys
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；Stony Brook University（石溪大学）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
通过调控晶粒和晶界化学成分，研究晶粒内和晶界掺杂协同作用对纳米晶Ni-Cr-Y合金变形机制和强度的影响，发现Y元素在晶界富集可增强晶界强化，而Cr元素在晶粒内形成固溶体增强晶格，二者协同作用使合金硬度达到11.0GPa。
2026-08-19 cond-mat.mtrl-sci
Orientation relationships between icosahedral clusters in hexagonal MgZn2 and monoclinic Mg4Zn7 phases in Mg-Zn(-Y) alloys
用电子显微镜研究了Mg-Zn和Mg-Zn-Y合金在热处理和时效过程中形成的金属间化合物沉淀。变形孪晶界上形成的粗球状沉淀物包含属于MgZn 2六方Laves相或单斜Mg 4 Zn 7相的域。这两个相在结构上都与Mg-Zn-Y合金中形成的准晶相相关，其含有排列为一系列宽菱面体单元的二十面体配位的锌原子。这种菱面体的排列在晶内沉淀物中也是可见的，在晶内沉淀物中发现了具有六方MgZn 2和Mg 4 Zn 7结构的局部区域。这些结果突出了Mg-Zn-Y合金系统的沉淀物之间的紧密结构相似性。
2012-04-17 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen diffusion in TiCr$_2$H$_x$ Laves phases: A combined ab initio and machine-learning-potential study
University of Stuttgart（斯图加特大学）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）；Max-Planck-Institut for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Kyushu University（九州大学）；Mitsui Chemicals, Inc.（三井化学株式会社）
研究利用DFT和MLIPs分析氢在TiCr$_2$H$_x$ Laves相中的扩散行为，发现氢迁移受键断裂影响，且扩散系数随浓度和温度变化呈现非单调关系。
2026-01-27 cond-mat.mtrl-sci
Phase stability, local chemical disorder and its effect on the mechanical properties of refractory high-entropy alloys
本文研究了等原子态TaNbHfZr和TaNbHfZrTi高熵合金的相稳定性、短程簇集（SRC）型化学有序化、其它结构现象以及对强化的影响。从头计算已经完成，以确定热力学稳定性参数。铸态结构不包含任何局部化学有序，但高分辨透射电子显微镜（HRTEM）研究显示其局部畸变的晶格。通过从单晶X射线衍射（XRD）和粉末中子衍射（ND）研究中细化原子位移参数（ADP）来量化在其铸态和退火状态下的平均结构的局部晶格畸变。ADP的静态分量似乎占主导地位的热ADP，这表明在HEAs的局部晶格畸变的程度很高。晶格畸变导致固溶体状强化，与混合规则相比，这使HEAs的硬度增加了2-3倍。在退火HEA中形成的SRC具有垂直于方向的平面轮廓<1 0 0>。SRCs主要是Zr和Hf的共簇。SRC具有更高的原子体积，导致局部四方晶格畸变，这在XRD数据集和HRTEM晶格图像的快速傅里叶变换（FFT）中产生弥散条纹状强度。SRC的存在局部地降低了结构的晶格势能，并对位错的运动设置了额外的能垒。这增加了硬度，导致退火HEAs中约50%的额外强化。热力学分析表明，含有SRCs的弛豫结构降低了焓和构型熵。
2016-01-22 cond-mat.mtrl-sci
The effect of size and distribution of rod-shaped β' precipitates on the strength and ductility of a Mg-Zn alloy
本文定量研究了Mg-Zn合金中β'相的尺寸和分布对强度和塑性的影响。尽管沉淀强化对于镁合金的实际应用至关重要，但本研究首次系统地研究了控制变形对沉淀物尺寸分布以及由此产生的镁合金强度和延展性的影响。采用预时效变形，通过非均匀形核获得不同分布的棒状β'析出相。挤压合金以获得织构，从而避免形成孪晶，从而确保位错是主要的成核位点。预时效应变细化了沉淀相的长度和直径，平均长度从440 nm减小到60 nm，直径从14 nm减小到9 nm。从显微照片中测量颗粒间距，并表明沉淀物分布中存在一些不均匀性。合金的屈服应力从273 MPa提高到309 MPa。屈服应力线性增加的倒数颗粒间的间距的函数，但在一个较低的速率比Orowan强化预测。预时效变形也导致延展性的显著损失（从17%至6%的伸长率）。在失败和均匀伸长率的真实应变表现出与颗粒间距的线性关系，在协议的非变形障碍物周围的位错的积累模型。与未变形的材料相比，经受3%预时效变形的样品显示出显著增加的时效响应;然而，额外的变形（至5%应变）仅导致沉淀物分布和机械性能的适度变化。
2012-07-19 cond-mat.mtrl-sci
An unprecedented synergy of high-temperature tensile strength and ductility in a NiCoCrAlTi high-entropy alloy
本研究报道了一种L12强化的NiCoCrAlTi高熵合金，通过多种变形机制的协同，在600°C下实现了约1271 MPa的极限拉伸强度和25%的延展性，显著优于现有高熵合金和高温合金。
2023-10-13 cond-mat.mtrl-sci
Effect of particle size and inter-particle spacing on dislocation behaviour of Nickel based super alloys
镍基高温合金在负载重且经常在高温下发生的情况下一直是大量使用的主题。在金属晶格中发挥作用的强化机制已经被广泛地研究为微观力学MMC模型。这些连续体公式受到若干限制。原子尺度的基本机制尚未得到很好的理解。该报告试图模拟运动位错与立方析出相的相互作用，并解释强化效应。研究了颗粒尺寸和颗粒间距对强度的影响。一些物理意义的结果也被解释和显示。
2017-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Machine Learning-Based Classification, Interpretation, and Prediction of High-Entropy-Alloy Intermetallic Phases
针对高熵合金金属间化合物相预测不成熟的问题，提出特征工程辅助的机器学习模型，结合相图与物理特征实现高精度相分类，并通过实验验证，为高熵合金相设计提供稳健框架。
2023-06-24 cond-mat.mtrl-sci
Creep properties and deformation mechanisms of single-crystalline $γ^\prime$-strengthened superalloys in dependence of the Co/Ni ratio
钴基高温合金被认为是除镍基高温合金外最有前途的高温材料。然而，Ni似乎也是Co基高温合金中不可或缺的合金元素。为了解决基础元素对变形行为的影响，在单晶合金系列上进行高温压缩蠕变实验，该单晶合金系列被设计成呈现变化的Co/Ni比和恒定的Al、W和Cr含量。在900 °C和250 MPa下进行蠕变测试，并通过电子显微镜表征所得的微观结构和缺陷配置。随着Co/Ni比的变化，最小蠕变速率相差一个数量级以上。中间CoNi基合金表现出总体最高的蠕变强度。量化了几种强化贡献，例如$γ$相的固溶体强化、有效扩散系数或堆垛层错能。基体元素含量不同，试样的剪切机制也有很大不同。当富Ni合金表现出SISF和SESF剪切时，富Co合金在$γ^\prime$相被切割时产生扩展的APB。这主要是由于不同的平面故障的能量，所造成的一个不断变化的偏析行为。因此，它被认为是剪切电阻率和发生在$γ^\prime$相的变形机制是至关重要的蠕变性能的研究合金系列。
2021-09-14 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural evolution during ageing of Al-Cu-Li-x alloys
在这项研究中，原子探针层析成像被用来研究AA 2198（Al-1.35Cu-3.55Li-0.29Mg-0.08Ag）在一系列时效条件下的微观结构，以检查合金中的相的演变，特别是旨在揭示强化T1相的形核机制，这一直是几十年来争论的焦点。T1前体相观察到从早期老化，其中有相当数量的连接到溶质富集位错。Ag和Mg偏析到T1接口令人信服地观察到当板被定向垂直于探测方向，这是原子探针数据的空间分辨率是最高的条件下。
2015-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Quantum-Annealing Enhanced Machine Learning for Interpretable Phase Classification of High-Entropy Alloys
提出量子增强机器学习框架，结合QBoost和QSVM模型并转化为QUBO问题，利用量子退火实现高熵合金六种相的快速、可解释且高精度分类。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci
Effect of homogenization on precipitation behavior and strengthening of 17-4PH stainless steel fabricated using laser powder bed fusion
有效的后热处理对于在增材制造（AM）部件中实现高性能所需的微观结构至关重要。本文研究了均匀化对17-4PH钢组织-性能关系的影响。在17-4PH钢中观察到NbC、氧化物和ε-Cu的析出。为了设计最佳的后热处理，在1050 ° C下进行不同时间的均质化，然后在482 ° C下老化1小时。结果表明，均质化1小时后再进行时效处理，由于马氏体和原奥氏体晶粒细化，导致强度和塑性的最佳组合。热处理后的合金的拉伸性能得到了改善，超过了传统制造的17-4PH钢。通过对合金微观组织的综合分析，推测合金中的非共格ε-Cu析出相在均匀化过程中溶解，随后在时效过程中以共格富Cu团簇的形式重新析出。本研究表明，使用后热处理改变沉淀行为是一个有效的途径，以显着提高AM合金的机械性能。
2021-12-12 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Concentration-Dependent Tungsten Effects on Chemical Short-Range Order and Deformation Behavior in Ni-W alloys
Central Iron and Steel Research Institute（钢铁研究总院）；Northwestern University（西北大学）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）；Hebei University（河北大学）；Xiangtan University（湘潭大学）；Yangjiang Advanced Alloys Laboratory（阳江先进合金实验室）；Northwestern University Center for Atom Probe Tomography (NUCAPT)（西北大学原子探针断层扫描中心 (NUCAPT)）；The NUANCE Center, Northwestern University（西北大学NUANCE中心）
通过实验和模拟，发现当W含量超过30 wt%时，Ni-W合金中出现强化学短程有序（CSRO），增强应变硬化能力，并导致平面滑移和孪晶形成，提高流变应力。
2026-06-09 cond-mat.mtrl-sci
First-Principles Insights into Metallic Doping Effects on Yttrium {10-10} Grain Boundary
本文利用第一性原理系统研究了34种金属元素掺杂对钇孪晶界的影响，揭示溶质偏析、强化机制及电子结构起源，并筛选出11种能同时提高晶界强度和稳定性的元素，为Y基合金掺杂优化提供理论依据。
2024-11-19 cond-mat.mtrl-sci
Phase nucleation, coarsening and evolution pathways of a sputtered nanostructured Inconel 725 alloy during heat treatment
Hopkins Extreme Materials Institute, Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学极端材料研究所）；University of Southern California（南加州大学）
研究纳米结构Inconel 725合金热处理中相形核与演化路径，通过固溶和时效处理，利用缺陷结构控制相选择和析出路径，实现同时析出强化和晶粒稳定，为定制微观结构和协同强化提供策略。
2026-08-26 cond-mat.mtrl-sci
The role of β-titanium ligaments in the deformation of dual phase titanium alloys
多相钛合金是高价值工程部件的关键材料，例如航空发动机。在机械加工过程中，通过界面工程利用微观结构的复杂性，显著提高抗疲劳性、抗断裂性和强度。在这项工作中，我们探讨的作用，选择接口使用原位微机械测试与并发观察高角分辨率电子背散射衍射（HR-EBSD）。我们的结果得到了死后透射电子显微镜（TEM）的支持。使用微柱压缩，我们对选择的β-钛（体心立方）韧带的作用进行了深入分析，这些韧带将相邻的α-钛（六方密堆积）区域分开，并在机械变形过程中抑制位错运动和冲击强度。这些结果揭示了强化机制和那些可能导致应变局部化在疲劳和故障。
2019-01-09 cond-mat.mtrl-sci
Microstructural and Mechanistic Insights into the Tension-Compression Asymmetry of Rapidly Solidified Fe-Cr Alloys: A Phase Field and Strain Gradient Plasticity Study
本研究提出结合相场与应变梯度塑性的框架，揭示快速凝固Fe-Cr合金中位错亚结构和背应力导致拉压不对称性，高冷却速率增强该效应。
2024-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Microstructure and phase stability within the AlMoNbTiZr system: design tools and compositional boundaries for a high-entropy alloy
Charles University, Faculty of Mathematics and Physics（查理大学数学物理学院）
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
Effect of cold rolling strain on the microstructural evolution in equimolar MoNbTaTiZr refractory complex concentrated alloy: Comprehensive characterization
FZU – Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；Department of Materials Science and Engineering, Graduate School of Science and Technology, Kumamoto University（熊本大学理工学院材料科学与工程系）；Department of Materials, Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（捷克布拉格理工大学核科学与物理工程学院材料系）
研究通过冷轧应变分析MoNbTaTiZr合金微结构演变，发现轧制后形成FCC相并识别织构关系，同时观察到孪生现象对延展性有益。
2025-12-10 cond-mat.mtrl-sci
Deformation Mechanisms in High Entropy Alloys: A Minireview of Short-Range Order Effects
University of Illinois Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）；State University of New York at Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）
本简短综述综合了近期文献，探讨了高熵合金中短程有序对缺陷行为和变形机制的影响，涵盖位错强化、孪晶、相变及空位过程，并指出未来挑战与机遇。
2023-10-18 cond-mat.mtrl-sci
Correlating Local Lattice Distortion with Dislocation Pinning in Refractory High-Entropy Alloys
本文建立解析模型，将难熔高熵合金的局域晶格畸变与局域尺寸有序及全局成分耦合，揭示LLD类似表面弛豫机制，并证明LLD而非化学短程有序是固溶强化和相变的根源。
2024-10-23 cond-mat.mtrl-sci
Heat treatment - microstructure - hardness relationships of new nickel-rich nickel-titanium-hafnium alloys developed for tribological applications
研究了各种热处理对新型Ni 56 Ti41 Hf 3和Ni 56 Ti 36 Hf 8（原子%）合金的显微组织和硬度的影响，以评价这些材料在摩擦学应用中的适用性。对于固溶退火（SA）的Ni 56 Ti 36 Hf 8合金（716 HV），观察到由于Hf原子的固溶强化效应，导致与含有54体积% Hf的Ni 56 Ti 41 Hf 3合金相当的硬度。Ni_4Ti_3析出相的硬度为707 HV。在Ni 56 Ti41 Hf 3合金中，在300 ℃时效12 h后达到的最大硬度（752 HV）归因于致密的、半共格的Ni 4 Ti 3相的析出。不同于透镜状形态通常观察到的二元NiTi合金，块状Ni 4 Ti 3的形态内形成Ni 56 Ti 36 Hf 3由于在沉淀物/基体界面处的惯习平面的垂直方向上的较小的晶格失配。Ni 56 Ti 36 Hf 8合金在300 ℃时效12 h后再进行550 ℃时效4 h，硬度最高，达到769 HV。这种两步时效处理诱导两种散布的沉淀相（即H相和新的立方富Ni沉淀相）的密集纳米级沉淀，导致该家族合金表现出的最高硬度。使用原子探针层析术测量立方富Ni沉淀物的组成为约Ni61.5Ti31Hf7.5，而HAADF-STEM揭示了54个原子基序的立方结构（α = 8.87埃），并且电子衍射显示该结构属于pm-3 m（No.221）空间群。
2020-09-16 cond-mat.mtrl-sci
Mo-Re-W Alloys for High Temperature Applications: Phase Stability, Elasticity, and Thermal Property Insights via Multi-Cell Monte Carlo and Machine Learning
本研究结合多晶胞Monte Carlo与机器学习，预测Mo-Re-W合金相稳定性、弹性及热性能，并通过实验验证识别出适合1600°C高温应用的优化成分。
2025-07-27 cond-mat.mtrl-sci
