有關青島保溫鋼管的主要應用

更新時間：2023-08-02

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作為保溫鋼管的核心效應之一，緩慢擴散效應是非常重要的。高熵合金優異的高溫強度、高溫相穩定性以及納米晶的產生都是緩慢擴散效應的作用，并且已利用此效應進行擴散膜、高熵合金涂層包覆等的研究。盡管高熵合金的緩慢擴散效應具有重要的科學價值和科研意義，但是關于這方面的直接研究十分有限。關于高熵合金擴散系數和激活能的研究成果鮮有報道，有關高熵合金擴散機制的研究仍缺乏數據。雖然已有數據證明元素在高熵合金的擴散系數小于在傳統合金中的擴散系數，但是與吉布斯-杜亥姆方程和愛因斯坦-斯托克斯方程的分析結果相反。目前，很多研究學者提出了對高熵合金遲滯擴散現象的質疑。有研究表明高熵合金具有緩慢擴散效應，該效應導致合金中原子在動力學上遲滯，并通過研究擴散系數在高熵合金和傳統合金的差異證明了高熵合金的遲滯擴散效應。但是，對于高熵合金的遲滯擴散效應仍存在爭議，如按照吉布斯-杜亥姆方程和爰因斯坦-斯托克斯方程，合金中熵值高會導致原子高速擴散，這就與高熵合金的緩慢擴散效應相悖。盡管高熵合金領域已碩果累累，研究深度和系統性也在增加，僅有的關于高熵合金擴散系數與傳統合金及純金屬擴散系數的對比的報道是葉均蔚課題組在2013年發表的。由于高熵合金有至少5種主要元素，原子周圍的元素種類較傳統合金復雜，很難區分合金中的溶劑與溶質，故對高熵合金擴散系數及激活能的測定難度很大，這也是其擴散機制了解不透徹且存在爭議的原因所在。葉均蔚教授和張勇教授認為，包括保溫鋼管擴散機制在內的幾個問題是亟待解決的重要理論問題，這些問題的解決將能更充分地從理論方面來解釋高熵合金異于（優于）傳統合金的原因。高熵合金被認為是近幾十年來的合金設計理論三大突破之一。

由于高熵合金的組分較多，并且可以通過對元素的適當調節即可開發大量、新的合金體系，是個可合成、可分析與控制的新領域。同時，高熵合金的特點也在許多方面影響其物理冶金的過程，在熱力學方面高熵效應促進固溶相的形成，影響微觀結構和組織。緩慢擴散效應降低了擴散速度和相轉化率，從而影響相變動力學。嚴重的晶格畸變效應不僅影響高熵合金的變形過程，也與其微觀組織、結構、各種性能之間有密切聯系，但也影響了熱力學和動力學。雞尾酒效應是考慮元素組成、結構和微觀組織對性能整體效果的影響。通過傳統熔煉、鍛造、粉末冶金等方法制備塊體、涂層和薄膜，從而獲得高硬度、耐高溫、抗氧化和抗腐蝕等綜合性能優異的高熵合金材料。具體來說，高熵合金可應用于以下方面。高熵合金具有很高的耐高溫性、耐蝕性及耐磨性，可用于制造渦輪葉片。保溫鋼管良好的塑性使其易于制成渦輪葉片，而其優良的耐蝕性、耐磨性、高加工硬化率及耐高溫性能，可保證渦輪葉片長期、穩定地工作，提高服役安全性，減少葉片的磨損和腐蝕失效。高熵合金在獲得高硬度的同時，具有較好的塑性、韌性。

例如，o。Feconicrcu經50%壓下率冷壓（即冷壓合金時的塑性變形量達到50%）后，非但沒有出現任何裂紋，反而在枝晶內部出現了納米結構，大小約數納米到數十納米，合金硬度得到進一步提升，故而高熵合金應用于高速切削刀具的制造具有明顯的優勢。高熵合金具有軟磁性及高電阻率，因而在高頻通信器件中有很大的應用潛力。可用于制作高頻變壓器、發動機的磁芯以及磁屏蔽、磁頭、磁光碟、高頻軟磁溥膜以及喇叭等。隨著航空航天領域的發展以及對高性能材料的迫切需求，以及手機、電腦等3C產業的快速發展，關于輕質高熵合金的研究需要投入更多的關注。難熔高熵合金以其優異的耐高溫性能作為耐熱涂層已經吸引了科研工作者的投入研究，目前關于難熔高熵合金的報道相對較少。未來需要建立起難熔高熵合金的結構與性能的關系，系統地研究其在高溫時的變形機制。