A new Wang-Landau approach to obtain phase diagrams for multicomponent alloys
本文发展了一种将Wang-Landau算法应用于多元合金半巨正则系综的方法。虽然Wang-Landau算法比传统的采样方法有很大的优势，但对合金的应用很少。这是因为使用Wang-Landau算法计算半巨正则系综中的成分需要在总能量和成分方面的多维态密度。然而，构造多维态密度是困难的。在这项研究中，我们开发了一个简单的方法来计算合金相图使用Wang-Landau算法，并表明，组成的半巨正则系综只需要一些一维的态密度。最后，我们将该方法应用于Cu-Au和Pd-Rh合金，证实了该方法成功地描述了相图的有效性和准确性。
2016-12-28 cond-mat.mtrl-sci
Why is EXAFS analysis for multicomponent metals so hard? Challenges and opportunities for measuring ordering in complex concentrated alloys using x-ray absorption spectroscopy
本文分析了复杂浓缩合金特征导致EXAFS数据分析困难的原因，并提出了实现稳健可扩展的定量短程有序分析的新途径，以加速CCAs的科学理解与发展。
2023-03-22 cond-mat.mtrl-sci
Screening of generalized stacking fault energies, surface energies and intrinsic ductile potency of refractory multicomponent alloys
体心立方（bcc）难熔多元合金由于其优异的高温强度而引起人们极大的兴趣。同时，进一步优化这些合金的化学成分以实现高强度和室温延展性的组合仍然具有挑战性，这将需要在广阔的组成空间中系统地预测相关的合金性能。本文采用准随机结构（SQS）方法，通过第一性原理计算预测了非稳定层错能$(1\bar10)[111]$滑移系的（$γ_{usf}$）和$(1\bar10)$ -平面表面能（$γ_{surf}$），用于106个单独的二元、三元和四元bcc固溶体合金，其组成元素为Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Mo、W，Re和Ru。此外，与第一性原理数据和一组物理信息的描述符，我们开发了基于统计回归的代理模型，以准确和有效地预测$γ_{usf}$和$γ_{surf}$耐火多组分合金在10元素组成空间。建立在二元和三元数据上的替代模型在高阶多组分体系中显示出突出的预测能力。$γ_{surf}$与$γ_{usf}$的比值是基于裂纹尖端变形的Rice模型的反映合金的本征延展性潜力的参数。因此，使用替代模型，我们对112，378种合金成分中的$γ_{usf}$、$γ_{surf}$及其比例进行了系统筛选，以寻找可能具有增强的强度-延展性协同作用的候选合金。检索结果也通过额外的第一性原理计算得到证实。
2020-08-08 cond-mat.mtrl-sci
On the equivalence of two spinodal decomposition criteria with a case study of Fe${}_{15}$Co${}_{15}$Ni${}_{35}$Cu${}_{35}$ multicomponent alloy
本研究数学证明了预测多元合金旋节分解的参考单元法与投影矩阵法等价，并以此设计Fe₁₅Co₁₅Ni₃₅Cu₃₅合金，实验证实热处理后该合金发生旋节分解且强塑性同步提升，为相关研究奠定基础。
2024-05-20 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Multiscale Modeling of Vacancy-Cluster Interactions and Solute Clustering Kinetics in Multicomponent Alloys
本研究通过多尺度建模方法，揭示了多组分合金中空位-簇相互作用与溶质聚集动力学的定量关系，为控制合金时效过程提供理论指导。
2025-08-07 cond-mat.mtrl-sci
Interface Response Functions for multicomponent alloy solidification- An application to additive manufacturing
增材制造过程中的近快速凝固条件可能导致非平衡相的选择。通过界面响应函数的尖锐界面模型已被用来解释在这种凝固条件下的微观结构选择。然而，大多数锐界面模型假设合金元素的贡献的线性叠加，而不考虑与相图相关的非线性。在这份报告中，平面和树枝状的Calphad耦合尖锐的界面模型已经实施，并用于解释在与增材制造相关的高凝固速度下观察到的生长控制相选择。该模型预测了多元合金中的生长控制相选择，这是其他线性相图模型所不能预测的。这些模型计算钢和镍基高温合金，并与实验观察结果进行比较。
2023-03-14 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic Geometry Rules Ordering Tendency for Multicomponent Disordered Alloys
无序合金的短程有序（SRO）倾向被认为是化学有序和几何效应（主要是组分原子半径的差异）之间的竞争。尤其是多组分（包括近等原子组成的高熵合金（HEAs）），仅用几何效应很难系统地表征SRO趋势，主要原因是：（i）化学效应通常起重要作用，（ii）近等原子组成，我们不能区分哪些元素属于溶质或溶剂，和（iii）纯元素的基础晶格通常可以彼此不同。尽管存在这些事实，我们在这里表明，七种fcc基合金（包括Ni基HEAs子系统）的SRO趋势可以通过几何效应很好地表征，其中相应的原子半径是基于具有特殊波动的原子配置定义的，从理想的随机结构测量。目前的研究结果强烈表明，在SRO的多组分合金的基础晶格的几何形状的重要作用。
2018-12-10 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Mapping Thermoelectric Transport in a Multicomponent Alloy Space
对高熵合金热电材料的兴趣基于通过大的组成无序实现超低晶格热导率$κ\sub{L}$。然而，在这里，我们表明，对于一个给定的机制，如质量对比声子散射，$κ\sub{L}$将最小化沿二元合金具有最高的质量对比度，这样，添加一个中等质量的原子，以增加原子无序可以增加热导率。只有当每个组件都添加了一个独立的散射机制（如将应变波动添加到现有的质量波动）时，才有好处。此外，已知载流子和载热声子由于合金效应而经历散射，导致热电性能的折衷。我们应用解析传输模型，微扰和有效介质理论的基础上，预测合金散射将如何影响整个组成范围内的几个伪三元和伪四元合金系统的热和电子输运。要做到这一点，我们证明了一个多组分的扩展到热和电子的二元合金散射模型的基础上的虚晶近似。最后，我们表明，在计算热力学中使用的常见的功能形式可以应用到这个问题，以进一步概括的散射行为建模。
2022-05-03 cond-mat.mtrl-sci
Semi-Empirical Kinetic Model for Phase Selection in Rapidly Solidified Multicomponent Concentrated Alloys
Oles Honchar Dnipro National University（奥列斯·洪恰尔第聂伯罗国立大学）；Dniprovsky State Technical University（第聂伯罗国立技术大学）
研究快速凝固多组分浓合金相选择，建立半经验动力学框架，结合临界冷却速率、拓扑依赖性排序及玻璃形成能力校正，能捕捉晶格变化、描述相分离抑制、识别多相结晶，区分合金玻璃形成能力，为相竞争评估提供实用方法。
2026-07-13 cond-mat.mtrl-sci
Direct observations of nucleation in a nondilute multicomponent alloy
非稀释Ni-5.2 Al-14.2 Cr合金中γ ′（L1_2）形核的化学途径，γ（f.c.c.），在873 K的径向分布函数和等浓度面分析的直接空间原子探针断层图像。虽然Cr原子最初是随机分布的，全等Ni 3Al短程有序域（SRO）的分布，<R>=0.6 nm，结果从Al扩散在淬火过程中。域网站占用发展，因为它们的数量密度增加，导致富铝相分离的γ-素数成核，<R>=0.75 nm，发生SRO后。
2006-02-23 cond-mat.mtrl-sci
Designing for Cooperative Grain Boundary Segregation in Multicomponent Alloys
本文提出晶界溶质协同偏析理论，开发谱方法预测多组分合金晶界协同合金化，提供700余种铝基合金数据并实验验证。
2024-11-08 cond-mat.mtrl-sci
Solute diffusion calculation in Fe-Si and Fe-Cr-Si multicomponent alloys
本研究针对多组元合金溶质扩散计算效率问题，提出用键势替代机器学习势、结合热力学模拟与解析九频率模型估算硅的跳跃频率与相关因子，为Fe-Si及Fe-Cr-Si合金的溶质扩散系数计算提供了高效方法。
2024-11-04 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Element-Specific Solute Trapping and Grain Structure Evolution during Laser Powder Bed Fusion of Multicomponent Alloys
University of Michigan, Dearborn（密歇根大学迪尔伯恩分校）；Texas A&M University（德克萨斯农工大学）；AlphaSTAR Technology Solutions（AlphaSTAR技术解决方案）；University of Michigan, Ann Arbor（密歇根大学安娜堡分校）
本研究通过CALPHAD辅助高斯过程回归相场方法，揭示了多组分合金在激光粉末床熔融快速凝固中元素特异性溶质捕获对形核和晶粒演化的调控机制，并得到EBSD验证。
2026-06-04 cond-mat.mtrl-sci
Superconductivity in Al-Nb-Ti-V-Zr multicomponent alloy
超导高熵合金（HEAs）由于其优异的超导电性，如抗原子无序和超高压的能力，近年来引起了人们的广泛关注。超导HEAs的充分研究的晶体结构是包含Nb、Ti和Zr原子的体心立方（bcc）。Al_5Nb_24Ti_40V_5Zr_（26）中含有相同的元素，这是最近发现的bcc HEA，并且在冷轧后显示出胶质金属样行为。胶质金属也是一个有趣的系统，表现出超弹性和低杨氏模量。如果金属胶具有超导性，可以用作超导线材，那么金属胶-HEA超导体可能是下一代超导线材材料。本文对Al_5Nb_24Ti_40V_5Zr_26等铸态Al-Nb-Ti-V-Zr多元合金的结构和超导性能进行了研究。所研究的合金均具有超导电性，其超导临界温度与价电子浓度的关系与典型的超导体心立方HEAs非常接近。
2021-07-19 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.supr-con
Fragmenting Diffusion Pathways Confers Extraordinary Radiation Resistance in Refractory Multicomponent Alloys
University of California, Irvine（加州大学尔湾分校）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）；Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Stony Brook University（石溪大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Los Alamos National Lab（洛斯阿拉莫斯国家实验室）；University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）
通过碎裂扩散路径，研究发现多组分合金能显著提高辐射抗性，为设计抗辐射材料提供了新思路。
2026-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Composition-based phase stability model for multicomponent metal alloys
本文提出一种基于DFT数据和成分信息的多组分金属合金相稳定性快速评估模型，通过二元焓与理想构型熵计算吉布斯自由能，在保持低成本的同时将单相高熵合金预测准确率提升至70–75%。
2023-09-21 cond-mat.mtrl-sci
Sustainable low-cost method for production of High entropy alloys from alloy scraps
在这篇文章中，我们提出了一种可持续的方法，从合金废料中生产高熵合金，称为合金混合。我们使用近等摩尔的CrCuFeMnNi HEA成功地演示了这种方法。合金废料将从不同来源获得的304L不锈钢、镍铬合金80和电线级铜（electrical wire grade Copper）与少量添加的Mn和Cr一起使用真空电弧熔炼熔化以实现等原子组成。这证实了通过合金混合生产的合金表现出与通过纯元素的常规熔融生产的具有相同组成的合金相似的显微组织
2021-11-16 cond-mat.mtrl-sci
Surface segregation in multicomponent high entropy alloys: Atomistic simulations versus a multilayer analytical model
本文比较了两种方法，用于调查近表面的成分分布，结果在所谓的康托合金，CoCrFeMnNi等摩尔合金的表面偏析。一种方法包括原子的计算机模拟的Monte Carlo，分子动力学和分子静力学技术相结合，另一种是最近邻分析计算进行的正规溶液近似与多层模型，这里首次开发的N-组分系统和测试的5-组分康托合金。这种类型的比较是有用的，因为典型的计算机模拟需要使用~100个并行处理器2至3小时，而通过分析模型的类似计算可以在几秒钟内在笔记本电脑上执行。所获得的结果表明，这两种方法之间的定性良好的协议。因此，虽然计算机模拟的结果可能更可靠，并且提供了原子尺度的图片，但是如果需要大量的计算，例如为了优化多组分合金的组成，则通过分析模型对组成空间的初始筛选可以提供缩小感兴趣区域的非常有用的手段，以同样的方式，CALPHAD方法允许在复杂的多元体系中快速研究相图。
2020-10-27 cond-mat.mtrl-sci
AB5 type multicomponent TiVCoNiMn2 high-entropy alloy
研究TiVCoNiMn2高熵合金的微观结构与力学性能，利用Meidma模型计算热力学参数，发现其混合焓为-15.6 kJ/mol，原子半径失配约10.03%，展现出作为储氢材料的良好前景。
2024-03-24 cond-mat.mtrl-sci
Multicomponent Grain Boundary Segregation Dilute-Limit Model and Its Effect on Nanocrystalline Stability
Ioffe Institute（Ioffe研究所）
本文推导了稀极限下任意数量溶质的光谱偏析模型，证明多组分偏析可显著扩展热力学稳定的纳米晶合金范围，抑制晶粒长大和相分离。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Benchmarking Chemically Scalable Machine-Learning Interatomic Potentials for Large-Scale Simulations of Multicomponent Alloys
State Key Laboratory of Nonlinear Mechanics, Institute of Mechanics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室）；Department of Materials Science and Engineering, Faculty of Mechanical Engineering, Delft University of Technology（代尔夫特理工大学机械工程学院材料科学与工程系）；Faculty of Engineering Technology, University of Twente（特温特大学工程技术学院）；Laboratory for multiscale mechanics and medical science, SV LAB, School of Aerospace, Xi’an Jiaotong University（西安交通大学航天学院SV多尺度力学与医学科学实验室）；College of Physical Science and Technology, Bohai University（渤海大学物理科学与技术学院）
本研究基准测试了两种化学可扩展的机器学习原子间势（NEP和GRACE）在16种元素金属及其多组分合金中的表现，发现GRACE-FS在训练效率、精度和鲁棒性上更优，而UNEP-v1推理速度更快，并通过三百万原子冲击模拟展示了不确定性感知模拟的能力。
2026-06-23 cond-mat.mtrl-sci
Constructing multicomponent cluster expansions with machine-learning and chemical embedding
针对多组分合金团簇展开模型参数激增的挑战，提出eCE形式，通过同时学习位点基函数的低维嵌入与能量模型权重，在未显著增加复杂度下准确重现有序能量并实现成分空间外推。
2025-01-30 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The phase composition and physical properties of melt-quenched multicomponent alloy FeCoNiB0.7Si0.3Be
Oles Honchar Dnipro National University（阿列斯·洪恰尔第聂伯国立大学）；Dniprovsky State Technical University（第聂伯罗夫斯克国立技术大学）
研究了高熵多组元合金FeCoNiB0.7Si0.3Be在铸态和熔淬态的结构与物理性质，发现熔淬态中B2相分数增加，微硬度降低，矫顽力显著增大。
2026-06-12 cond-mat.mtrl-sci
Thermodynamic origins of multimode spinodal decomposition in multicomponent alloys
该研究探讨多组分合金中调幅分解为何通常为单模态，并揭示特定相互作用排列可实现双模态失稳，为通过调幅分解工程化微观结构提供理论框架。
2026-10-02 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
Composition-dependent interatomic potentials: A systematic approach to modelling multicomponent alloys
我们提出了一个简单的计划来构建成分依赖的多组分系统的原子间势，当叠加到纯元素的电位上时，不仅可以再现在整个浓度范围内的固溶体的混合热，而且还可以再现包括金属间相在内的更广泛的配置的能量。我们表明，在集群相互作用的扩展提供了一种方法来系统地提高模型的准确性，它是简单的概括这一过程的多组分系统。浓度相关的原子间相互作用势可以建立在几乎任何类型的纯元素势的基础上，包括嵌入原子法（EAM），修正的EAM，键序和Stillinger-Weber型势。一般来说，总能量中的成分依赖的N体项导致显式的（N+1）体力，这可能使它们在计算上昂贵。我们提出了一种算法，克服了这个问题，可以加快计算的组成相关的对电位的力量，以这样一种方式，使他们计算可比的效率和缩放行为的标准EAM潜力。我们还讨论了在蒙特卡罗模拟中的实现。最后，我们示例性地回顾了Fe-Cr系统的成分依赖的EAM模型[PRL 95，075702（2005）]。
2012-01-30 cond-mat.mtrl-sci
First-principles calculations of the thermodynamic factor of multicomponent alloys
Laboratory of materials design and simulation (MADES), Institute of Materials, École Polytechnique Fédérale de Lausanne（洛桑联邦理工学院材料研究所材料设计与模拟实验室）；Materials department, University of California, Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校材料系）
本文提出两种基于第一性原理计算多组分合金热力学因子的方法，避免采样空位涨落，高效重现扩散矩阵，并推广至非平衡态，适用于介观输运模拟。
2026-09-28 cond-mat.mtrl-sci
Using multicomponent recycled electronic waste alloys to produce high entropy alloys
本研究提出结合CalPhaD相图探索与现象学准则的合金设计策略，利用典型电子废弃物成分的复杂合金混合物制备出具有竞争力的高熵合金，同时提升电子废弃物回收率并减少对关键金属的依赖。
2023-11-17 cond-mat.mtrl-sci
The cluster decomposition of the configurational energy of multicomponent alloys
使用第一性原理计算参数化的格子模型构成了模拟物理系统热力学行为的有效框架。集团展开法是一种灵活的基于晶格的方法，广泛用于多元合金的研究。然而，尽管它的普遍使用，一个定义明确的理解扩展条款仍然难以捉摸。在这封信中，我们介绍了集群分解作为一个独特的和基础不可知的分解的任何一般功能的原子结构的晶体。我们证明了从任意标准正交基组构造的聚类展开都是相同聚类分解的表示。我们展示了如何规范的膨胀系数与相同的结晶轨道之间的正交基的变化是不变的。基于它的唯一性和正交性，我们将聚类分解确定为不变方差分析分解。我们利用这些结果来说明方差和灵敏度分析的功能分析可以用来直接解释物种之间的相互作用，并深入了解计算的热力学性质。我们在这封信中提出的工作开辟了新的方向，参数估计，解释和应用网格模型的良好建立的数学和统计的理由。
2023-01-05 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Non-homogeneous structure of complex concentrated alloys: Effect of intrinsic strain
FZU – Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）
研究复杂浓合金中非均质结构的形成机制，通过理论分析与实验观察揭示局部富集区域对系统能量的降低作用，强调局部化学与结构异质性对合金热力学稳定性的影响。
2026-05-11 cond-mat.mtrl-sci
Dynamic Kinetic Evaluation Favors Compositionally Diverse Multicomponent Alloy Nanoparticles for Hydrogen Evolution
The University of Tokyo（东京大学）；National Institute for Materials Science（物质材料研究机构）；National Institute of Advanced Industrial Science and Technology（产业技术综合研究所）
本研究通过结合机器学习、蒙特卡洛模拟与动力学评估，发现多组分高熵合金纳米颗粒在析氢反应中优于静态吸附能筛选的富Pt低组分组合，提出动力学筛选可补充传统静态筛选方法。
2026-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Hydrogen-based direct reduction of multicomponent oxides: Insights from powder and pre-sintered precursors toward sustainable alloy design
Max Planck Institute for Sustainable Materials（马克斯·普朗克可持续材料研究所）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
研究通过氢基直接还原不同氧化物前驱体，揭示了前驱体状态对合金还原行为和微观结构的影响，为可持续合金设计提供关键见解。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Solving the issues of multicomponent diffusion in an equiatomic NiCoFeCr medium entropy alloy
估计扩散系数的实验在一个四组分不均匀的合金以下的传统的扩散偶方法相交三对在相同的组合物是困难的，除非一个小的组成范围内的恒定扩散率被确定。此外，在具有两个以上组分的系统中，不能估计组分的本征扩散系数。为了解决这些问题，我们遵循伪二元和伪三元扩散偶方法估计扩散系数在等原子组成的NiCoFeCr中熵合金。随着伪二元互扩散系数，我们估计的固有扩散系数的所有组件的设计伪二元夫妇，使Ni和Co开发的扩散剖面保持Fe和Cr恒定的一对夫妇和Fe和Cr开发的扩散剖面保持Ni和Co恒定的另一对夫妇。随后，我们提出了利用热力学细节计算示踪剂扩散系数的关系式。我们已经找到了一个很好的匹配与数据估计直接遵循放射性示踪剂方法在等原子组成。接下来，我们已经产生了三个伪三元扩散偶相交的组成接近等原子组成。Fe的主要伪三元互扩散系数被发现高于Ni和Co。因此，我们估计了不同类型的扩散系数，突出了四组分NiCoFeCr中熵合金中复杂的扩散过程。
2020-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Molecular dynamic simulation of multicomponent CoCrFeNiMn high-entropy alloy thin film deposition
Oles Honchar Dnipro National University（奥列斯·洪恰尔第聂伯罗国立大学）；Dniprovsky State Technical University（第聂伯罗国立技术大学）
通过分子动力学模拟研究CoCrFeMnNi高熵合金薄膜在Al(100)基底上的沉积与生长，采用Morse势描述原子间相互作用，模拟结果与实验数据吻合良好。
2026-06-08 cond-mat.mtrl-sci
Deep Learning for Accelerated Long-Horizon Forecasting of Multicomponent Multiphase Microstructure Evolution in High-Entropy Alloys
KU Leuven（鲁汶大学）
本研究提出AE-GCN-LSTM代理框架，实现高熵合金多组元多相微结构演化的长时序加速预测，可保留关键特征并获7200至62300倍计算加速，为高通量合金设计提供基础。
2026-07-31 cond-mat.mtrl-sci cs.AI cs.CE
From High-Entropy Alloys to Alloys with High Entropy: A New Paradigm in Materials Science and Engineering for Advancing Sustainable Metallurgy
本研究提出从高熵合金到高熵型合金的设计新范式，突破传统单一主金属设计思路，引入多元素无主成分理念，结合多组分废料利用与AI建模工具，推动可持续冶金发展。
2025-02-24 cond-mat.mtrl-sci
Composition dependence of the critical Rayleigh number curve for macrosegregation in multicomponent metal alloys
Massachusetts Institute of Technology（麻省理工学院）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
本文基于Flemings模型研究了半固态 mushy 区局部再熔化条件，通过 CALPHAD 数据评估镍基超合金 SX-1 和 Pb-Sn 合金的临界雷诺数，发现临界值随局部固相分数和热物理性质显著变化。
2026-05-14 cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic insights into hydrogen reduction of multicomponent oxides via in-situ high-energy X-ray diffraction
本研究通过原位高能X射线衍射揭示前驱体状态对多组分氧化物氢还原路径及纳米多孔合金微观结构的关键影响，提出单步制备策略。
2025-10-07 cond-mat.mtrl-sci
Frequency estimate for multicomponent crystalline compounds
在N-组分金属合金的晶体结构中，已知N>=4的例子比N=2或3的例子少得多，这显然与元素的可能组合的指数增长数量相矛盾。造成这种短缺的原因有两个。由于N分量合成空间位于d=N-1的d维单纯形内，因此高维中的消失体积减少了不同的N分量合成。此外，增加的表面积使得稳定结构更可能驻留在单形的表面（包含少于N个组件）上，而不是其内部。尽管它们的稀有性，我们建议，N=4-和5-组分合金的实际数量大大超过目前已知的数量。具体的估计是通过应用经验Miedema焓模型。
2016-11-17 cond-mat.mtrl-sci
Theoretical and numerical investigation of diffusive instabilities in multi-component alloys
工程合金的力学性能与其显微组织长度尺度密切相关。Mullins-Sekerka型扩散不稳定性是决定凝固过程中微观结构特征尺度的主要机制之一。与二元系统相反，在具有任意互扩散系数的多组分合金中，生长速率以及表征这些不稳定性的最大生长波长取决于动态选择的平衡联络线和稳态生长速度。在这项研究中，我们推导出解析表达式来表征在等温凝固的多组分（四元）合金的相互扩散系数矩阵的不同选择的分散行为，并确认我们的计算使用相场模拟。此后，我们进行对照研究，以捕获和隔离的依赖性不稳定的长度尺度上的溶质扩散系数和稳态平面前的速度，这导致了长度尺度的选择过程中的不稳定性的发病过程中的理解与任意扩散系数的任何合金组合物，包括独立和耦合的溶质扩散。
2016-07-09 cond-mat.mtrl-sci
First-principles prediction of high-entropy-alloy stability
高熵合金（HEAs）是多组分化合物，其高构型熵允许它们凝固成具有简单晶格结构的单相。一些HEA表现出理想的性能，如高比强度，延展性和耐腐蚀性，同时挑战科学家在面对多个竞争阶段时做出自信的预测。我们证明了多元合金系Cr-Mo-Nb-V的相稳定性，其中一些二元子系统发生相分离和复杂的金属间相形成。我们的自由能的第一性原理计算预测，从T = 1，700 K到熔化，构型熵稳定单个体心立方（BCC）相，而在较低温度下有利于复杂金属间化合物的沉淀。我们形成的化合物实验和确认，它作为一个单一的BCC相从熔体形成，但它在较低的温度下可逆地转变。
2017-06-28 cond-mat.mtrl-sci
Dominant-pair free energies predict phase selection in high-entropy alloys
University of Manitoba（曼尼托巴大学）
基于半经验宏观原子模型和Dinsdale晶格稳定性数据库，提出主导对机制将多组分B2有序化问题简化为有效伪二元系统，结合最小自由能分类器预测相稳定性，在269个样本上宏F1达77.9%。
2026-07-02 cond-mat.mtrl-sci
ProME: An Integrated Computational Platform for Material Properties at Extremes and Its Application in Multicomponent Alloy Design
本文介绍一体化极端条件材料计算平台 ProME v1.0，集成晶体搜索、无序建模、多相热力学、弹性、输运、相场和相图优化等软件，并成功用于设计低成本高性能 Pt-Ir-Al-Cr 四元合金。
2025-05-09 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
A novel and sustainable method to develop non-equiatomic CoCrFeNiMox high entropy alloys via spark plasma sintering using commercial commodity powders and evaluation of its mechanical behaviour
本研究提出用商业商品粉末经放电等离子烧结制备非等原子比CoCrFeNiMo高熵合金，避免昂贵预合金化步骤，所得合金在室温和750℃下均表现出优异的强度与延展性，为低成本高效开发新材料提供了新途径。
2023-05-27 cond-mat.mtrl-sci
Exploring PdCrAs Half-Heusler Alloy for Sustainable Energy Solutions: An Ab-initio Study
该研究通过第一性原理计算，发现PdCrAs半霍伊斯勒合金具有半金属性、铁磁性、韧性及高热电优值（ZT接近0.9），是适用于自旋电子学、热电和光电子学的多功能可持续能源材料。
2025-09-07 cond-mat.mtrl-sci
Diffusion and Phase Evolution in Multicomponent Multi-Phase Alloys
本文对Ni-Cr-Al三元多相系在1200 ℃下的扩散进行了理论和实验研究。样品制备采用多次法。它已被证明，该方法允许获得良好的质量，平面，可再现和无氧化物的扩散对。首次采用宽谱线EDS分析法测定了浓度分布。应用了两种模型：1）R1中基于双速度方法的多相多组分模型; 2）双尺度两相模型，包括基体中的相互扩散（R1中的全局尺度）和基体与析出相之间的扩散（R3中的局部尺度）。模型被用于数值实验中的扩散路径，局部熵产生率和系统中存在的相的体积分数进行了计算。首次计算了两相体系的Kirkendall平面位移，并与实验结果进行了比较。结果表明，两种模型是一致的。采用多相多组分模型对扩散过程进行了模拟，并与实验结果进行了比较。实验和数值计算结果是一致的。已经发现：1）与Morral定理相反，0型相间边界（IB）在扩散期间移动，2）在当两相合金的末端组成接近相边界时的情况下，则单个β相区可以在两相区之间生长并且扩散路径进入单相区，3）扩散路径强烈地依赖于相边界线的形状，并且化学数据的准确性是建模中的关键因素;最近报道的在IB处的熵产生分布中出现的局部极值是数值误差的结果，并且可以被消除，如双尺度两相模型中所示。
2018-05-07 cond-mat.mtrl-sci
A scalable parallel Monte Carlo algorithm for atomistic simulations of precipitation in alloys
我们提出了一个扩展的半巨正则（SGC）系综，我们称之为方差约束的半巨正则（VC-SGC）系综。它允许嬗变蒙特卡罗模拟的多组分系统中的多相区域的相图，并借给自己的大规模并行平台上的可扩展的模拟。通过将嬗变运动与分子动力学步骤相结合，可以考虑实际合金中的结构弛豫和热振动。通过这种方式，我们构建了一个强大的和高效的模拟技术，非常适合于大规模模拟的沉淀在多组分系统中存在的结构紊乱。为了说明在这项工作中引入的算法，我们研究了纳米晶Fe中Cu的沉淀。
2012-05-13 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.comp-ph
A general statistical framework for vacancy and self-interstitial properties in concentrated multicomponent solids
Clemson University（克莱姆森大学）；Purdue University（普渡大学）
本文提出了一种统计框架，用于预测复杂合金中自间隙的热力学性质，并通过Fe-Cr和Cu-Ni合金计算有效形成能，揭示高溶质浓度对缺陷自由能表面的影响。
2026-03-07 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Machine learning interatomic potential for the low-modulus Ti-Nb-Zr alloys in the vicinity of dynamical instability
本研究训练机器学习原子间势模拟β-Ti94-xNbxZr6合金，预测其在动力不稳定性附近具有低模量和强各向异性，模量可媲美人体骨骼，利于材料设计。
2025-03-15 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
Computational insights into Cobalt-based novel half-Heusler alloy for sustainable energy applications
本文利用DFT和FLAPW方法系统研究半赫斯勒合金CoVAs的弹性、电子、磁性、热力学及光学性质，揭示其半金属铁磁性和高温应用潜力，并指出其在自旋电子学、光伏和光电领域的应用前景。
2025-02-04 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Exploring the Impact of Configurational Entropy on the Design and Development of CoNi-Based Superalloys for Sustainable Applications
本文研究高Cr CoNi基高温合金中构型熵与γ'固溶温度的关系，通过热力学设计、真空铸造、热处理及多尺度表征，证明添加γ'稳定元素可提升高温性能并支撑可持续制造。
2023-07-15 cond-mat.mtrl-sci
Compositional phase stability in medium-entropy and high-entropy Cantor-Wu alloys from an ab initio all-electron, Landau-type theory and atomistic modelling
本文采用全电子从头算 Landau 型理论结合原子模拟研究 Cantor-Wu 合金，量化短程有序与成对相互作用，揭示其低温单相稳定性源于构型熵及 Fe、Mn 稀释效应。
2025-02-21 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph
The statistical physics of multi-component alloys using KKR-CPA
我们应用统计物理学的变分原理和朗道相变理论，利用KKR的多重散射理论和相干势近似（CPA）对多元合金进行了研究。该理论是G. M.斯托克斯，J. B。斯汤顿湾D.约翰逊和其他人它与高熵合金的化学相稳定性高度相关，因为它预测了有限温度化学涨落的种类和大小。在这样做时，它包括由于改变场地占用而重新布置电荷和其他电子设备的影响。当化学涨落无约束地增长时，出现绝对不稳定性，可以推断出二级有序-无序相变。的S $^{(2)}$理论是预测的波动耗散定理，因此，我们推导出的CPA介质的线性响应，非常详细地在站点依赖的化学势扰动。这个理论在竞争效应方面有一个自然的解释：熵驱动无序，有利的对相互作用驱动原子有序。为了进一步澄清解释，我们提出了代表性的三元合金CuAgAu，NiPdPt，RhPdAg，和CoNiCu内的冻结电荷（或带只有）近似的结果。这些结果包括所谓的Onsager平均场校正，该校正扩展了理论有效的温度范围。
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.stat-mech
Improved iron-tolerance in recycled aluminum alloys via direct strip casting process
针对再生铝合金中铁杂质损害性能的问题，本研究采用直接带钢铸造工艺结合多种显微表征技术，证实该工艺可细化微观结构、使铁保留在固溶体中，显著提升铝合金耐铁性，为可持续铝回收提供新途径。
2023-10-10 cond-mat.mtrl-sci
Machine learning potential as a guide for eutectic in ultra-refractory multicomponent ceramics
Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)（莫斯科物理科学与技术大学）；Institute for High Pressure Physics, Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高压物理研究所）；Joint Institute for Nuclear Research（苏联联合核研究所）
本文提出一种基于机器学习的新型方法，用于确定超难熔合金的共晶点浓度，通过Ti-B-C系统验证，利用神经网络构建的互原子势能模型在液相中有效工作，无需考虑固态合金的晶体结构。
2026-05-15 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci
