內(nèi)容簡介

基于“十四五”新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃專題中突破重點應(yīng)用領(lǐng)域急需的新材料的重點任務(wù)，粉末冶金方法制備的多主元合金有望突破應(yīng)用領(lǐng)域傳統(tǒng)材料的性能極限，已經(jīng)成為近年來材料科學(xué)發(fā)展新的熱點和方向之一。本書綜合了大量作者在國內(nèi)外發(fā)表的寶貴科研成果，共分為8章：第1章介紹多主元合金概況；第2章~第3章介紹多主元合金的粉末制備、致密化技術(shù)；第4章介紹多主元合金增材制造技術(shù)；第5章~第6章介紹粉末冶金多主元合金的室溫、高溫力學(xué)性能及其變形機制；第7章介紹粉末冶金多主元難熔合金；第8章介紹粉末冶金多主元合金復(fù)合材料。

前言

材料是人類社會進步的基石，而高性能金屬材料在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。傳統(tǒng)的合金大多以一種金屬為主要元素，通過添加少量其他元素的方式獲得不同的性能，如鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金和鎂合金等。然而，當(dāng)合金元素種類和含量過多時，易導(dǎo)致脆性的金屬間化合物和復(fù)雜相的產(chǎn)生，不利于材料性能的調(diào)控。

為了突破傳統(tǒng)合金的發(fā)展瓶頸，2004年，Cantor和Yeh等材料科學(xué)家提出多主元合金（multi-principalelementsalloys，MPEAs）的概念，并發(fā)現(xiàn)了FeCoCrNiMn以及其他系列等原子比的多主元合金。這些合金主要為單相固溶體，且表現(xiàn)出優(yōu)異的力學(xué)性能。多主元合金概念的提出顛覆了人們對合金相律的理解，為金屬材料的發(fā)展開拓了新的思路，從而引起了廣大研究人員的關(guān)注。2014年，美國橡樹嶺國家實驗室科學(xué)家在Science上報道了FeCoCrNiMn具有優(yōu)異的低溫斷裂韌性，更是掀起了多主元合金研究的熱潮。迄今為止，每年都有關(guān)于多主元合金研究的論文發(fā)表在Nature和Science等國際著名期刊上。

多主元合金的成分較復(fù)雜，其中合金元素的含量較高。采用傳統(tǒng)熔煉鑄造方法時，不可避免地會產(chǎn)生枝晶偏析、組織粗大、疏松縮孔等缺陷，影響材料的力學(xué)性能。此外，對于一些富含難熔元素的多主元合金，以及陶瓷顆粒增強的復(fù)合材料，傳統(tǒng)熔煉鑄造方法也存在很難克服的技術(shù)障礙。粉末冶金由于具有成分均勻、組織細(xì)小、無宏觀缺陷以及近凈成形的多主元合金材料和零部件。采用粉末冶金方法制備的多主元材料的性能通常非常優(yōu)異，達(dá)到甚至超過了相同成分鍛造合金水平。

目前，國內(nèi)已有一些關(guān)于多主元合金的專著，大多以介紹多主元合金的基本特征、制備技術(shù)、宏觀性能和物理機制為主，涉及粉末冶金材料制備及特性內(nèi)容的不多。作者基于團隊在粉末冶金多主元合金方面的研究基礎(chǔ)，結(jié)合目前國內(nèi)外的相關(guān)進展，撰寫了專著——《粉末冶金多主元合金》。本專著首先概述了多主元合金的基本特點和發(fā)展現(xiàn)狀，然后分別從多主元合金粉末制備、致密化技術(shù)、增材制造技術(shù)以及性能和應(yīng)用等方面進行系統(tǒng)闡述。

本專著的主要內(nèi)容來源于作者團隊及合作者的研究結(jié)果，全書由劉詠和劉彬負(fù)責(zé)構(gòu)思與統(tǒng)稿。第1章內(nèi)容主要由曹遠(yuǎn)奎提供；第2章內(nèi)容主要由王京師、周睿、李亮生等提供；第3章內(nèi)容主要由王京師、徐禮友、張明陽、王家文、韓六六等提供；第4章內(nèi)容主要由段恒、周睿、黃婧、蘇捷等提供；第5章內(nèi)容主要由宋旼、吳文倩、李甲等提供；第6章內(nèi)容主要由曹遠(yuǎn)奎、王家文等提供；第7章內(nèi)容主要由曹遠(yuǎn)奎提供；第8章內(nèi)容主要由高陽、廖濤、楊紫涵等提供。本著作在撰寫過程中得到了諸多同行專家的寶貴建議和幫助，在此表示衷心感謝。

多主元合金仍然在快速發(fā)展，其基礎(chǔ)理論和工程化應(yīng)用也在不斷更新。由于作者水平有限，書中難免存在不足之處，懇請專家學(xué)者批評指正。

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