1462 工程科学学报.第43卷，第11期 ●Electronic +Positive electrode ●Argon atoms 垂Argon ion Target atom Substrate Electric Air inlet field strength Magnetic flux density Air outlet Neive ced 图3磁控溅射原理图 Fig3 Schematic illustration of the magnetron sputtering process 相BCC晶体结构，呈现出典型的树枝晶特征，如 图5所示)该类合金通常具有较高的强度(900~ 1650MPa),且温度越高展现出的高温性能越优 异，如Senkov等制备的WMoNbTa和WMoNbTaV 两种难熔高嫡合金具有优异的高温力学性能，其 屈服强度在800~1600℃内优于传统高温合金 Inconel718和Haynes230,见图6，特别是在1600℃ 下仍有超过400MPa的屈服强度 多相组成的难熔高嫡合金可分为五类，常见 图4不同颜色沉积薄膜的宏观照片网 的有BCC基体中析出Laves相、析出B2相、析出 Fig.4 Macro-photograph of deposited thin films of different colors HCP相以及BCC与复杂相四类，此外，仅有三种 2难熔高熵合金的微观结构 合金是FCC基体中析出L12相. Laves相是合金中重要的强化相，该类金属间 高熵合金的结构有晶体与非晶体两种，多数情 化合物一般具有优异的高温性能.难熔高嫡合金 况下高熵合金均是以晶体形式存在，常见的晶体 中引人Laves相，特别是Cr基Laves相，能够显著 结构有FCC结构、BCC结构和HCP结构.就目前 提高其抗高温氧化性能、抗蠕变性能以及高温力 研究而言，难熔高嫡合金按照物相组成可分为两 学性能，如CrNbTiZr、CrNbTiVZr8-1等.Cr元素 类，一类是单相固溶体难熔高嫡合金，开发的有单 的密度低，能够降低合金的密度且Cr元素与高熔 相BCC固溶体和单相B2结构固溶体.另一类是多 点元素具有高互溶性，会在BCC基体上生成Laves 相组成的难熔高嫡合金，主要有BCC基体中析出 相，以细小沉淀存在于合金之中，从而提高难熔高 Laves相、B2相以及HCP相.此外，仅在以Co-Ni-W 嫡合金的高温强度和抗高温氧化性，但会出现合 为基的三种合金中发现其以无序FCC结构作为基 金的室温脆性问题.现在也常采用A1元素替代 体相，并伴随有序的L12相.详情见表15山，4-o C元素制备抗高温氧化难熔高嫡合金，如此不仅 早期研究难熔高嫡合金时，所有主元均选用 避免Laves相恶化合金的室温脆性，而且能够很大 的熔点较高的元素，主要由第IV副族到第VI副 程度的降低合金的密度，减少能量损耗.加入 中的难熔金属组成且以等原子比或者近等原子比 A!元素的另一个好处是能够促进难熔高熵合金生 例混合，采用真空电弧熔炼制成铸锭，相结构为单 成两相BCC结构，A1元素与高熔点金属高度互Electronic Argon atoms Argon ion Target atom Target Positive electrode Negative electrode N S N S S N Substrate Electric field strength Magnetic flux density Air inlet Air outlet Cooling water 图 3    磁控溅射原理图[13] Fig.3    Schematic illustration of the magnetron sputtering process[13] 图 4    不同颜色沉积薄膜的宏观照片[8] Fig.4    Macro-photograph of deposited thin films of different colors[8] 2    难熔高熵合金的微观结构 高熵合金的结构有晶体与非晶体两种，多数情 况下高熵合金均是以晶体形式存在，常见的晶体 结构有 FCC 结构、BCC 结构和 HCP 结构. 就目前 研究而言，难熔高熵合金按照物相组成可分为两 类，一类是单相固溶体难熔高熵合金，开发的有单 相 BCC 固溶体和单相 B2 结构固溶体. 另一类是多 相组成的难熔高熵合金，主要有 BCC 基体中析出 Laves 相、B2 相以及HCP 相. 此外，仅在以Co−Ni−W 为基的三种合金中发现其以无序 FCC 结构作为基 体相，并伴随有序的 L12 相. 详情见表 1 [5, 11, 14−40] . 早期研究难熔高熵合金时，所有主元均选用 的熔点较高的元素，主要由第 IV 副族到第 VI 副 中的难熔金属组成且以等原子比或者近等原子比 例混合，采用真空电弧熔炼制成铸锭，相结构为单 相 BCC 晶体结构，呈现出典型的树枝晶特征，如 图 5 所示[41] . 该类合金通常具有较高的强度（900～ 1650 MPa），且温度越高展现出的高温性能越优 异，如Senkov 等[11] 制备的WMoNbTa 和WMoNbTaV 两种难熔高熵合金具有优异的高温力学性能，其 屈服强度在 800～1600 ℃ 内优于传统高温合金 Inconel718 和 Haynes230，见图 6，特别是在 1600 ℃ 下仍有超过 400 MPa 的屈服强度. 多相组成的难熔高熵合金可分为五类，常见 的有 BCC 基体中析出 Laves 相、析出 B2 相、析出 HCP 相以及 BCC 与复杂相四类，此外，仅有三种 合金是 FCC 基体中析出 L12 相. Laves 相是合金中重要的强化相，该类金属间 化合物一般具有优异的高温性能. 难熔高熵合金 中引入 Laves 相，特别是 Cr 基 Laves 相，能够显著 提高其抗高温氧化性能、抗蠕变性能以及高温力 学性能，如 CrNbTiZr、CrNbTiVZr[18−19] 等. Cr 元素 的密度低，能够降低合金的密度且 Cr 元素与高熔 点元素具有高互溶性，会在 BCC 基体上生成 Laves 相，以细小沉淀存在于合金之中，从而提高难熔高 熵合金的高温强度和抗高温氧化性，但会出现合 金的室温脆性问题. 现在也常采用 Al 元素替代 Cr 元素制备抗高温氧化难熔高熵合金，如此不仅 避免 Laves 相恶化合金的室温脆性，而且能够很大 程度的降低合金的密度 ，减少能量损耗. 加入 Al 元素的另一个好处是能够促进难熔高熵合金生 成两相 BCC 结构，Al 元素与高熔点金属高度互 · 1462 · 工程科学学报，第 43 卷，第 11 期