نانوذرات آلیاژ با آنتروپی بالا مقاومت در برابر اکسیداسیون بالا دارند - انجمنهای سلوبلاگ

به گزارش انجمنهای سلوبلاگ، یافته های اخیر محققان جزئیات جالب توجهی از مقاومت نانوذرات آلیاژی با انتروپی بالا در برابر اکسیداسیون ارائه می دهد.

به گزارش خبرنگار فناوری انجمنهای سلوبلاگ، یافته های اخیر محققان نشان می دهد که نانوذرات آلیاژ آنتروپی بالا (HEA) مقاومت بسیار خوبی در برابر اکسیداسیون از خود نشان می دهند.

آلیاژ های آنتروپی بالا که از ترکیب تقریباً مساوی چند فلز اولیه - معمولاً پنج یا بیشتر - تشکیل می شوند، دسته ای جدید از مواد پیشرفته بوده که پتانسیل بالایی برای ایجاد مواد با خواص مکانیکی، حرارتی و کاتالیزوری برتر دارند. یکی دیگر از جذابیت های آلیاژ های آنتروپی بالا این است که آن ها می توانند جایگزین های موثری برای مواد کمیاب، خطرناک و گران باشند.

آلیاژ های آنتروپی بالا همانند آلیاژ های معمولی، محیط های صنعتی ویژه ای احتیاج دارند که قرار دریافت در معرض دمای بالا، گاز های اکسیدنماینده / احیانماینده و محلول های حاوی اسید و کلرید از جمله محیط های صنعتی آلیاژ های آنتروپی بالا هستند.

مطالعات متعددی برای درک رفتار های خوردگی آلیاژ های آنتروپی بالا مانند اکسیداسیون در هوا و اتمسفر حاوی اکسیژن صورت گرفته است. با این وجود، در حال حاضر دانش کمی در خصوص رفتار مواد آلیاژ های آنتروپی بالا، به ویژه به شکل ذرات نانومقیاس، در شرایط بحرانی نظیر گاز های اکسیدنماینده وجود دارد که دلیل این امر، محدودیت روش های معین مشخصات موجود برای این مواد است.

براساس مقاله ای با عنوان مطالعات اکسیداسیون درجا نانوذرات آلیاژ بالا آنتروپی که در نشریه ACS Nano به چاپ رسیده است، درک تازه ای در خصوص رفتار نانوذرات آلیاژ های آنتروپی بالا در محیط اکسید نماینده دمای بالا به دست آمده است. این نتایج گزینه های تازه ای برای طراحی آلیاژ های بسیار پایدار را در اختیار محققان قرار می دهد.

این پروژه یک کار تیمی میان محققان حوزه های چند رشته ای و چند نهادی به رهبری دانشگاه ایلینوی شیکاگو است که با همکاری آزمایشگاه ملی آرگون، دانشگاه پیتسبورگ، دانشگاه کالیفرنیا ریورساید و دانشگاه نورث وسترن صورت گرفته است.

بو سونگ از محققان این پروژه می گوید: همواره اعتقاد بر این بوده که فلزات یا آلیاژ های سنتی براساس ترکیب و شرایط اکسیداسیون و اکسید های بلور تشکیل می شوند، اما هنگامی که پنج یا بیشتر عناصر اصلی در یک فاز درگیر باشند، ممکن است رفتار جدیدی در طول اکسیداسیون به دلیل آنتروپی زیاد دیده گردد. ما سردرگم شدیم زمانی که دیدیم فلزات انتقالی موجود در نانوذرات آلیاژ های آنتروپی بالا می توانند به طور هم زمان در لایه اکسیدی تفکیک شده و یک فاز نامنظم را تشکیل دهند که می تواند کل فرایند اکسیداسیون را کُند کند.

این گروه تحقیقاتی برای اولین بار، به طور مستقیم کل فرآیند اکسیداسیون نانوذرات آلیاژ های آنتروپی بالا را در زمان واقعی و در مقیاس نانو مشاهده کردند. روش پیشرفته میکروسکوپ الکترونی عبوری درجا (TEM) امکان تصویربرداری و تجزیه و تحلیل در زمان واقعی را فراهم می نماید؛ بنابراین شواهد روشنی از جداسازی مشترک فلزات انتقالی در طی فرآیند اکسیداسیون ارائه می دهد.

این نتایج سینتیک اکسیداسیون کندتر نانوذرات آلیاژ های آنتروپی بالا را تأیید می نماید. این یافته ها احتمال استفاده از این آلیاژ های آنتروپی بالا را برای کاربرد هایی که به پایداری حرارتی بالا و مقاومت به اکسیداسیون احتیاج دارند، پیشنهاد می نمایند.