多主元高熵合金的研究现状与发展
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４．含有Ｃｒ或Ａ１的多主元高熵合 金还具有高达１１００℃的优异抗氧化性 能ｎ ３－－引。
＝．多主元高熵合金的研究现 状与发展
从元素周期表８０个金属元素中取 出１３种有用的金属元素配制成五元、 六元、七元……十三元合金就会获得 ７０９９种合金系统例，对于每种合金系 统中各元素成分的比例，可以设计成 简单的等摩尔比或者非等摩尔比，还 可以再添加次要元素来改良材质，这 样就可以构成远多于传统合金的合金 体系。目前组成多主元高熵合金的主 要元素大部分是点阵常数相近．比较 规则的面心或体心立方体或者密排六 方结构，为了各种元素原子最大限度 的互溶成固溶体结构，组成元素的最 大原子半径差。
11.刘源.李言祥.陈祥 多主元高熵合金研究进展[期刊论文]-材料导报 2006(04)
12.Kim K B.Warren P J.Cantor B Metallic glass forrnation inmulti-eomponent(Ti,Zr,IIf,Nb)-(Ni,Cu,Ag)Al alloys 2003 13.Huang P K.Yeh J W.Shun T T Multi-prinetpal-element alIoyswith ireproved oxidation and wear resistance for thermal spraycoating 2004(1-2) 14.Kim K D.Bae H J.Kim tl T 查看详情 2003
如力学性能、耐高温和耐磨性能、电学
究的，现在吉林大学和北京科技大学
和磁学性能以及其它一些物理性能都
也开始了这方面的研究，吉林大学的
还没有清晰的认识；在相、微结构分析
蒋青、赵明、李建忱教授研究多主元高
鉴定，相图、热力学，动力学分析以及
熵合金，其中李建忱教授开始了国家
物理、化学、机械性质测定，新制备工
自然科学基金项目“等原子比高熵轻 艺的开发、应用性能及其领域的拓展
15.孛安敏.张喜燕 多主元熵合金的研究进展[期刊论文]-材料导报 2007(11)
16.Varalakshmi S.Kamaraj M.Murty B S Synthesis and characterization of nanocrystaIline AIFeTiCrZnCu high entropy solid solution by mechanical alIoying 2007 17.Kim K B.Warren P J.Canter B Metallic glass forrnation inmulti-eomponent(Ti,Zr,Hf,Nb)-(Ni,Cu,Ag)-AI alIoys 2003 18.Kim K B.Warren P J Cantor B Glass-forming ability of novel muiti-eomponent(Ti33Zr33IIf33)(Ni50Cu50)AI alloys developed by equiatomic substitutin 2004 19.陈伯宜 新储氢合金的制备及其充放电性能的研完 20.Min-Rui Chen.Su-jien Lin.Jien-wel Yeh.Swe-Kal Chen ele Effect of Vanadium Addilion on the Mierostrueture.ttardness.and Wear itesistance of AIO.5CoCrCuFeNi High-Entropy Alloy 2006 21.Chin-You Hsu.Jien-Wel Yeh.Swe-Kal Chert Wear Resistance and High-Temperature Compression Strength of FCC CuCoNiCrA10.5Fe Alloy with Boron Addition 2004 22.Chung-Jin Tong.Yu-liang Chen.Swe-Kal Chen Mierostrueture Characterization of AtxCoCrCuFeNi HighEntropy Alloy System with Multiprineipal Elements 2005 23.Chung-Jin Tong.Min-Chen.Swe-Kal Chen Mechanical Performance of the AlxCoCrCuFeNi High-Entropy
首次制备多主元高熵合金的方法 是真空电弧炉熔铸法，也是迄今为止最 传统、应用最多的方法，随后应用磁控溅 射方法成功地制备了多主元高功能合金 镀膜，近期印度的Ｓ．Ｖａｒａｌｓｋｓｈｍｉｄ等 人应用机械合金化的方法成功制备了 ＡｌＦｅＴｉＣｒＺｎＣｕ高熵合金ｎ５－１６１，山东 科技大学近期在试着用热喷涂方法制 备多主元高熵合金涂层，对此领域的 多主元高熵合金进行初步探索。多主
究转为产业研发，所做研究工作取得究脚；多主元高熵合金ＡｌＴｉＦｅＮｉＣｕＣｎ【
的一些成果ｆ９】包括：多元高功能合金
微观结构和力学性能１２４１等的研究。
镀膜性能研究，多主元高熵合金相图
目前，多主元高熵合金在理论研
模拟研究；Ｆｅ—ｃｏ—Ｎｉ—ｃｒ—Ａｌ—ｃｕ
究与实验研究方面的结果都非常少，
多主元高熵合金的高温氧化与高温渐
所出现的一些多主元高熵合金体系
变研究；多元高功能合金微结构研究；
也只是通过鸡尾酒式的方法调配而
多元高性能合金清净化研究；多主元
成，还没有形成科学选择合金元素的
高熵合金熔铸与锻压技术开发研究； 多主元高熵合金纳米组织操控技术研
理论…Ｊ；此外，对于多主元高熵合金凝 固后的组织形成以及各方ｒ面的性能比
究。中国大陆最早是清华大学开始研
多主元高熵合金自１９９５年提出 以来，已在全世界金属领域中形成一
蚀Ｉ生能的影响例；面心立方结构的高熵
合金ｃｕｃｏＮｉｃ眦．，Ｆｅ添加硼元素后的
种全新的合金，并取得了一系列的成 抗磨损性能及高温压缩性能研刭２１】；多
果。中国台湾清华大学将多主元高熵 种元素高熵合金ＡｌｘＣｏＣｒＣｕＦｅＮｉ微
合金相关技术授权工研院，由学术研观结构特点的研究攀、系列机械陛能的研
合金的形成理论、制备及组织与性能”
等几个方面还有待进一步研究。
的研究；北京科技大学新金属材料国 家重点实验室的张勇教授研究多主元
三．展望
高熵合金，并且在２００７年硕士研究生
多主元高熵合金由多个主元素可
招生专业中也设立了多主元高熵合金
组成上万个合金系统，为我们提供了
的研究方向。最近台湾对多主元高熵合
开拓新材料、新现象及新功能等的许
６７
蕴氇‰ｍ。‰ Ａｄｖ－ｎｃ●ｄ Ｍ●ｔ●ｒｉ训●ｌｎｄｕ●ｔｒｙ
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万方数据
“，《；Ａ“ｏ‰：舒初斟产业ＮＯ．９
２∞８
一
一删蜘捌一一渐蚋一附雌 一蝴黼撇绷嫩一
金制备及其充放电性能进行了研究，期
多机会，使得多主元高熵合金具有丰
望能开发出具有高能量密度和良好充
富的应用潜能和广阔的应用前景。多
放电陛能、耐腐蚀、高寿命、价格低廉的
主元高熵合金具有众多优良性质，可
新型高熵氢化物二次电池【１９】，剑桥大学 应用到不同的工业领域如：可作为高
的科学家也开始在等摩尔多主元合金
硬度且耐磨、耐高温、耐蚀的工具、模
方面展开了研究工作【１７＿１８ｌ；山东科技
具、刀具，高尔夫球头打击面、油压气
大学也在２００７年开始对多主元高熵合
压杆、钢管及辊压筒的硬面；具有高频
金这一新型材料体系开始探索，侧重
耦合软磁性能的高熵合金可用于高频
万方数据
６９ 鞠缝∞趣越 Ａｄｖ●ｎｃ●ｄ Ｍ●ｔ●ｒｈｌ●Ｉｎｄｕ●”ｙ
万方数据
毒新初硝产业ＮＯ．９
２∞８
口’：＾．： —１自＃
多主元高熵合金的研究现状与发展
作者： 作者单位： 刊源自文库：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
朱海云， 孙宏飞， 李业超 山东科技大学材料学院
新材料产业 ADVANCED MATERIALS INDUSTRY 2008(9) 4次
参考文献(26条) 1.崔中圻.刘北兴 金属学与热处理原理 2004
本文读者也读过(10条) 1. 刘泽.吴忠艺.熊凯.唐鹏.孙仙奇 新型多元高熵合金的研究与进展[期刊论文]-大众科技2009(5) 2. 张勇.ZHOU Yun-Jun.陈国良.ZHANG Yong.ZHOU Yun-Jun.CHEN Guo-Liang 快速发展中的高熵溶体合金[期刊论文 ]-物理2008,37(8) 3. 李忠丽.孙宏飞.高鹏.燕友增.郭娜娜.LI Zhongli.SUN Hongfei.GAO Peng.YAN Youzeng.GUO Nana 新型多主元 高熵合金的研究进展[期刊论文]-新技术新工艺2010(8) 4. 温丽华.寇宏超.王一川.常辉.李金山.胡锐.周廉.Wen Lihua.Kou Hongchao.Wang Yichuan.Chang Hui.Li Jinshan.Hu Rui.Zhou Lian AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2009,29(6) 5. 刘源.李言祥.陈祥.陈敏.LIU Yuan.LI Yanxiang.CHEN Xiang.CHEN Min 多主元高熵合金研究进展[期刊论文]材料导报2006,20(4) 6. 郭卫凡.GUO Wei-Fan 多主元高熵合金的研究进展[期刊论文]-金属功能材料2009,16(1) 7. 皮锦红.潘冶.王章忠.袁波.PI Jinhong.PAN Ye.WANG Zhangzhong.YUAN Bo AlCuCrFeNiMn高熵合金组织及硬度 的研究[期刊论文]-热加工工艺2010,39(4) 8. 刘源.陈敏.李言祥.陈祥 多主元高熵合金的组织和性能特点[会议论文]-2006 9. 李伟.刘贵仲.沈灿军.罗晓艳.LI Wei.Liu Gui-zhong.SHEN Can-jun.LUO Xiao-yan 多主元 AlFeCuCoNiCrTi1.5合金的研究[期刊论文]-桂林电子科技大学学报2009,29(2) 10. 李安敏.张喜燕.LI Anmin.ZHANG Xiyan 多主元高熵合金的研究进展[期刊论文]-材料导报2007,21(11)
一
些元素易形成致密氧化膜，并且合金 具有非晶、微晶、单相、低自由焓等特 性，这些都有助于多主元高熵合金产 生极佳的耐腐蚀性Ｉ尤其是含有ｃｕ、 Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ或Ｃｏ的多主元高熵合金与 不锈钢一样，在高浓度硫酸、盐酸、硝 酸中不发生腐蚀现象ｎ２１；没有一种传 统的已知合金能在熔铸后同时具备这 些特性（高硬度、耐热和耐蚀）。
2.贾磊.谢辉.吕振林 Ni3Si金属间化合物及其合全的研究现状与进展[期刊论文]-铸造技术 2008(04) 3.贾彬彬.张文丛.夏龙 非晶态合金制备方法[期刊论文]-轻合金加工技术 2006(10) 4.王晓军.陈学定.夏天东 非晶合金应用现状[期刊论文]-材料导报 2006(10)
5.Alan lindsay greerr Confusion by design 1993(25) 6.II.Baker Mctais Ilandbook 1992 7.阳隽觎.周云军.张勇 多组元高熵合金的研究现状及前景展望 2007(06) 8.杜经邦.杨智超.叶均蔚 块状多元高功能合金之特性 2005 9.叶均蔚.陈瑞凯 高熵合金 2004 10.阳隽觎.周云军.张勇 无基元高混合熵合金形成固溶体结构三原则 2007(05)
元高熵合金可以采用熔铸、锻造、粉末
于其微观结构形成机理的研究。
冶金、喷涂法及镀膜法来制作块材、涂
但是，目前主要是对某些特定的多
层或薄膜材料，随着多主元高熵合金
主元高熵合金结构、性能等进行了研究和
制备工艺的增多与改良，必然会使其探索，如高熵合金钱．，ｃｏｃｒｃｕＦｅＮｉ中
应用领域和前景得到更大拓展。
添加钒元素对其微观结构、硬度、抗腐
一一’一一 ’７’一’。一～。’。‘一……一ｊ…”’……。～７驾
｛｜ 人，中国表面工程协会热喷涂专业委员会理事，全国热喷涂协作委员会委
受，中国焊接学会堆焊与热喷涂委员会理事．山东省表露工程协会热喷涂ｌ
专业委员会秘书长，主要从事新材料与表面涂层技术的研究工作·
｛
…ｊ
多主元高熵合金的
研究现状与发展
万方数据
Alloy System with Multiprinetpal Elements 2005
24.陈敏.刘源.李言祥 多主元高熵合金AlTiFeNiCuCr微砚结构和力学性能[期刊论文]-金属学报 2007(10)
25.Cantor B.Chang I T 11.Knight P Microstrueturai devclopment inequiatomic muIti-component alloys 2004 26.Gong Tieying.Wu D T.Msrr D W M 查看详情 2003(15)
＝．多主元高熵合金的研究现 状与发展
从元素周期表８０个金属元素中取 出１３种有用的金属元素配制成五元、 六元、七元……十三元合金就会获得 ７０９９种合金系统例，对于每种合金系 统中各元素成分的比例，可以设计成 简单的等摩尔比或者非等摩尔比，还 可以再添加次要元素来改良材质，这 样就可以构成远多于传统合金的合金 体系。目前组成多主元高熵合金的主 要元素大部分是点阵常数相近．比较 规则的面心或体心立方体或者密排六 方结构，为了各种元素原子最大限度 的互溶成固溶体结构，组成元素的最 大原子半径差。
11.刘源.李言祥.陈祥 多主元高熵合金研究进展[期刊论文]-材料导报 2006(04)
12.Kim K B.Warren P J.Cantor B Metallic glass forrnation inmulti-eomponent(Ti,Zr,IIf,Nb)-(Ni,Cu,Ag)Al alloys 2003 13.Huang P K.Yeh J W.Shun T T Multi-prinetpal-element alIoyswith ireproved oxidation and wear resistance for thermal spraycoating 2004(1-2) 14.Kim K D.Bae H J.Kim tl T 查看详情 2003
如力学性能、耐高温和耐磨性能、电学
究的，现在吉林大学和北京科技大学
和磁学性能以及其它一些物理性能都
也开始了这方面的研究，吉林大学的
还没有清晰的认识；在相、微结构分析
蒋青、赵明、李建忱教授研究多主元高
鉴定，相图、热力学，动力学分析以及
熵合金，其中李建忱教授开始了国家
物理、化学、机械性质测定，新制备工
自然科学基金项目“等原子比高熵轻 艺的开发、应用性能及其领域的拓展
15.孛安敏.张喜燕 多主元熵合金的研究进展[期刊论文]-材料导报 2007(11)
16.Varalakshmi S.Kamaraj M.Murty B S Synthesis and characterization of nanocrystaIline AIFeTiCrZnCu high entropy solid solution by mechanical alIoying 2007 17.Kim K B.Warren P J.Canter B Metallic glass forrnation inmulti-eomponent(Ti,Zr,Hf,Nb)-(Ni,Cu,Ag)-AI alIoys 2003 18.Kim K B.Warren P J Cantor B Glass-forming ability of novel muiti-eomponent(Ti33Zr33IIf33)(Ni50Cu50)AI alloys developed by equiatomic substitutin 2004 19.陈伯宜 新储氢合金的制备及其充放电性能的研完 20.Min-Rui Chen.Su-jien Lin.Jien-wel Yeh.Swe-Kal Chen ele Effect of Vanadium Addilion on the Mierostrueture.ttardness.and Wear itesistance of AIO.5CoCrCuFeNi High-Entropy Alloy 2006 21.Chin-You Hsu.Jien-Wel Yeh.Swe-Kal Chert Wear Resistance and High-Temperature Compression Strength of FCC CuCoNiCrA10.5Fe Alloy with Boron Addition 2004 22.Chung-Jin Tong.Yu-liang Chen.Swe-Kal Chen Mierostrueture Characterization of AtxCoCrCuFeNi HighEntropy Alloy System with Multiprineipal Elements 2005 23.Chung-Jin Tong.Min-Chen.Swe-Kal Chen Mechanical Performance of the AlxCoCrCuFeNi High-Entropy
首次制备多主元高熵合金的方法 是真空电弧炉熔铸法，也是迄今为止最 传统、应用最多的方法，随后应用磁控溅 射方法成功地制备了多主元高功能合金 镀膜，近期印度的Ｓ．Ｖａｒａｌｓｋｓｈｍｉｄ等 人应用机械合金化的方法成功制备了 ＡｌＦｅＴｉＣｒＺｎＣｕ高熵合金ｎ５－１６１，山东 科技大学近期在试着用热喷涂方法制 备多主元高熵合金涂层，对此领域的 多主元高熵合金进行初步探索。多主
究转为产业研发，所做研究工作取得究脚；多主元高熵合金ＡｌＴｉＦｅＮｉＣｕＣｎ【
的一些成果ｆ９】包括：多元高功能合金
微观结构和力学性能１２４１等的研究。
镀膜性能研究，多主元高熵合金相图
目前，多主元高熵合金在理论研
模拟研究；Ｆｅ—ｃｏ—Ｎｉ—ｃｒ—Ａｌ—ｃｕ
究与实验研究方面的结果都非常少，
多主元高熵合金的高温氧化与高温渐
所出现的一些多主元高熵合金体系
变研究；多元高功能合金微结构研究；
也只是通过鸡尾酒式的方法调配而
多元高性能合金清净化研究；多主元
成，还没有形成科学选择合金元素的
高熵合金熔铸与锻压技术开发研究； 多主元高熵合金纳米组织操控技术研
理论…Ｊ；此外，对于多主元高熵合金凝 固后的组织形成以及各方ｒ面的性能比
究。中国大陆最早是清华大学开始研
多主元高熵合金自１９９５年提出 以来，已在全世界金属领域中形成一
蚀Ｉ生能的影响例；面心立方结构的高熵
合金ｃｕｃｏＮｉｃ眦．，Ｆｅ添加硼元素后的
种全新的合金，并取得了一系列的成 抗磨损性能及高温压缩性能研刭２１】；多
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合金相关技术授权工研院，由学术研观结构特点的研究攀、系列机械陛能的研
合金的形成理论、制备及组织与性能”
等几个方面还有待进一步研究。
的研究；北京科技大学新金属材料国 家重点实验室的张勇教授研究多主元
三．展望
高熵合金，并且在２００７年硕士研究生
多主元高熵合金由多个主元素可
招生专业中也设立了多主元高熵合金
组成上万个合金系统，为我们提供了
的研究方向。最近台湾对多主元高熵合
开拓新材料、新现象及新功能等的许
６７
蕴氇‰ｍ。‰ Ａｄｖ－ｎｃ●ｄ Ｍ●ｔ●ｒｉ训●ｌｎｄｕ●ｔｒｙ
０
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多机会，使得多主元高熵合金具有丰
望能开发出具有高能量密度和良好充
富的应用潜能和广阔的应用前景。多
放电陛能、耐腐蚀、高寿命、价格低廉的
主元高熵合金具有众多优良性质，可
新型高熵氢化物二次电池【１９】，剑桥大学 应用到不同的工业领域如：可作为高
的科学家也开始在等摩尔多主元合金
硬度且耐磨、耐高温、耐蚀的工具、模
方面展开了研究工作【１７＿１８ｌ；山东科技
具、刀具，高尔夫球头打击面、油压气
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压杆、钢管及辊压筒的硬面；具有高频
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耦合软磁性能的高熵合金可用于高频
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毒新初硝产业ＮＯ．９
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多主元高熵合金的研究现状与发展
作者： 作者单位： 刊源自文库：
英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数：
朱海云， 孙宏飞， 李业超 山东科技大学材料学院
新材料产业 ADVANCED MATERIALS INDUSTRY 2008(9) 4次
参考文献(26条) 1.崔中圻.刘北兴 金属学与热处理原理 2004
本文读者也读过(10条) 1. 刘泽.吴忠艺.熊凯.唐鹏.孙仙奇 新型多元高熵合金的研究与进展[期刊论文]-大众科技2009(5) 2. 张勇.ZHOU Yun-Jun.陈国良.ZHANG Yong.ZHOU Yun-Jun.CHEN Guo-Liang 快速发展中的高熵溶体合金[期刊论文 ]-物理2008,37(8) 3. 李忠丽.孙宏飞.高鹏.燕友增.郭娜娜.LI Zhongli.SUN Hongfei.GAO Peng.YAN Youzeng.GUO Nana 新型多主元 高熵合金的研究进展[期刊论文]-新技术新工艺2010(8) 4. 温丽华.寇宏超.王一川.常辉.李金山.胡锐.周廉.Wen Lihua.Kou Hongchao.Wang Yichuan.Chang Hui.Li Jinshan.Hu Rui.Zhou Lian AlxCoCrCuFeNi多主元高熵合金的组织与力学性能[期刊论文]-特种铸造及有色合金 2009,29(6) 5. 刘源.李言祥.陈祥.陈敏.LIU Yuan.LI Yanxiang.CHEN Xiang.CHEN Min 多主元高熵合金研究进展[期刊论文]材料导报2006,20(4) 6. 郭卫凡.GUO Wei-Fan 多主元高熵合金的研究进展[期刊论文]-金属功能材料2009,16(1) 7. 皮锦红.潘冶.王章忠.袁波.PI Jinhong.PAN Ye.WANG Zhangzhong.YUAN Bo AlCuCrFeNiMn高熵合金组织及硬度 的研究[期刊论文]-热加工工艺2010,39(4) 8. 刘源.陈敏.李言祥.陈祥 多主元高熵合金的组织和性能特点[会议论文]-2006 9. 李伟.刘贵仲.沈灿军.罗晓艳.LI Wei.Liu Gui-zhong.SHEN Can-jun.LUO Xiao-yan 多主元 AlFeCuCoNiCrTi1.5合金的研究[期刊论文]-桂林电子科技大学学报2009,29(2) 10. 李安敏.张喜燕.LI Anmin.ZHANG Xiyan 多主元高熵合金的研究进展[期刊论文]-材料导报2007,21(11)
一
些元素易形成致密氧化膜，并且合金 具有非晶、微晶、单相、低自由焓等特 性，这些都有助于多主元高熵合金产 生极佳的耐腐蚀性Ｉ尤其是含有ｃｕ、 Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ或Ｃｏ的多主元高熵合金与 不锈钢一样，在高浓度硫酸、盐酸、硝 酸中不发生腐蚀现象ｎ２１；没有一种传 统的已知合金能在熔铸后同时具备这 些特性（高硬度、耐热和耐蚀）。
2.贾磊.谢辉.吕振林 Ni3Si金属间化合物及其合全的研究现状与进展[期刊论文]-铸造技术 2008(04) 3.贾彬彬.张文丛.夏龙 非晶态合金制备方法[期刊论文]-轻合金加工技术 2006(10) 4.王晓军.陈学定.夏天东 非晶合金应用现状[期刊论文]-材料导报 2006(10)
5.Alan lindsay greerr Confusion by design 1993(25) 6.II.Baker Mctais Ilandbook 1992 7.阳隽觎.周云军.张勇 多组元高熵合金的研究现状及前景展望 2007(06) 8.杜经邦.杨智超.叶均蔚 块状多元高功能合金之特性 2005 9.叶均蔚.陈瑞凯 高熵合金 2004 10.阳隽觎.周云军.张勇 无基元高混合熵合金形成固溶体结构三原则 2007(05)
元高熵合金可以采用熔铸、锻造、粉末
于其微观结构形成机理的研究。
冶金、喷涂法及镀膜法来制作块材、涂
但是，目前主要是对某些特定的多
层或薄膜材料，随着多主元高熵合金
主元高熵合金结构、性能等进行了研究和
制备工艺的增多与改良，必然会使其探索，如高熵合金钱．，ｃｏｃｒｃｕＦｅＮｉ中
应用领域和前景得到更大拓展。
添加钒元素对其微观结构、硬度、抗腐
一一’一一 ’７’一’。一～。’。‘一……一ｊ…”’……。～７驾
｛｜ 人，中国表面工程协会热喷涂专业委员会理事，全国热喷涂协作委员会委
受，中国焊接学会堆焊与热喷涂委员会理事．山东省表露工程协会热喷涂ｌ
专业委员会秘书长，主要从事新材料与表面涂层技术的研究工作·
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多主元高熵合金的
研究现状与发展
万方数据
Alloy System with Multiprinetpal Elements 2005
24.陈敏.刘源.李言祥 多主元高熵合金AlTiFeNiCuCr微砚结构和力学性能[期刊论文]-金属学报 2007(10)
25.Cantor B.Chang I T 11.Knight P Microstrueturai devclopment inequiatomic muIti-component alloys 2004 26.Gong Tieying.Wu D T.Msrr D W M 查看详情 2003(15)