Was sind Hochentropielegierungen?

Grundinformation

Hochentropielegierungen (HEAs) sind Legierungen, die durch Mischen gleicher oder relativ großer Anteile von (normalerweise) fünf oder mehr Elementen entstehen. Vor der Synthese dieser Stoffe bestanden typische Metalllegierungen aus einer oder zwei Hauptkomponenten mit kleineren Mengen anderer Elemente.

Beispielsweise können Eisen zusätzliche Elemente zugesetzt werden, um seine Eigenschaften zu verbessern, wodurch eine Legierung auf Eisenbasis entsteht, allerdings typischerweise in relativ geringen Anteilen, wie etwa den Anteilen von Kohlenstoff, Mangan und anderen in verschiedenen Stählen. Daher sind Hochentropielegierungen eine neuartige Materialklasse.

Der Begriff „Legierungen mit hoher Entropie“ wurde geprägt, weil der Entropieanstieg beim Mischen wesentlich höher ist, wenn eine größere Anzahl von Elementen in der Mischung vorhanden ist und ihre Anteile nahezu gleich sind.

AAnwendungsaussichten

Die Anwendungsaussichten von Legierungen mit hoher Entropie sind sehr breit gefächert, was vor allem auf ihre einzigartigen spezifischen physikalischen und chemischen Eigenschaften zurückzuführen ist. Hier sind einige Anwendungen in bestimmten Bereichen:

1. Luft- und Raumfahrt: Aufgrund ihrer hohen Festigkeit, hohen Härte, hohen Verschleißfestigkeit und hohen Temperaturstabilität eignen sich Hochentropielegierungen hervorragend für die Herstellung von Raketentriebwerken, Satellitenkomponenten und Flugzeugstrukturkomponenten, die bei hohen Temperaturen und anderen extremen Temperaturen eingesetzt werden müssen Umgebungen. Darüber hinaus können Hochentropielegierungen auch in Schlüsselkomponenten von Hyperschallfahrzeugen und in Bereichen wie Turbinenschaufeln von Flugzeugtriebwerken verwendet werden.

2. Automobilindustrie: Die Schlagfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit von Legierungen mit hoher Entropie machen sie zu den effektivsten Idealen für Automobilmotoren, Getriebe, Fahrgestelle und Karosseriekomponenten. Diese Merkmale tragen zur Haltbarkeit und Sicherheit des Fahrzeugs bei.

3.Elektronikindustrie: Aufgrund der Eigenschaften hoher elektrischer Leitfähigkeit, hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher elektromagnetischer Abschirmeigenschaften haben Legierungen mit hoher Entropie ein breites Anwendungsspektrum bei der Herstellung elektronischer Komponenten, integrierter Schaltkreise und Solarzellen. Dies wird dazu beitragen, den Trend zur Leistungsverbesserung und Miniaturisierung elektronischer Geräte voranzutreiben.

4. Kernenergie und andere militärische Anwendungen: Zusätzlich zu den oben genannten Anwendungen können Legierungen mit hoher Entropie auch zum Schutz kleiner Kerninseln, zur Oberflächenbeschichtung von Metallkomponenten und anderen militärischen oder nuklearen Energieanwendungen verwendet werden. Dies zeigt die breite Anwendbarkeit von Legierungen mit hoher Entropie in einer Vielzahl spezieller Umgebungen und Anforderungen.

5. Strukturmechanik und Energieumwandlung und -speicherung: Aufgrund ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften wird erwartet, dass Legierungen mit hoher Entropie eine wichtige Rolle im Bereich der Strukturmechanik spielen. Gleichzeitig verdient auch sein potenzieller Anwendungswert bei der Energieumwandlung und -speicherung Aufmerksamkeit und Forschung

Untersuchen.

6.Medizinische Geräte: Die Biokompatibilität und Korrosionsbeständigkeit von Hochentropielegierungen bieten ihnen potenzielle Anwendungen im Bereich medizinischer Geräte, wie z. B. Zahnimplantaten, orthopädischen Geräten und anderen medizinischen Geräten, die eine langfristige Implantation in den menschlichen Körper erfordern. Generell ist angesichts der kontinuierlichen Entwicklung und des Fortschritts von Wissenschaft und Technologie sowie der steigenden Nachfrage nach neuen Materialien davon auszugehen, dass in Zukunft weitere Forschungs- und Entwicklungsergebnisse zur Anwendung von Hochentropielegierungen entstehen werden.