行业领域

新材料技术

需求背景

高熵合金材料的需求背景

1. 科技发展与高性能需求：

   • 随着科技水平的快速发展，传统单一主元的合金材料逐渐不能满足人们与日俱增的性能需求。高熵合金作为一种全新的合金设计策略，打破了传统合金以混合焓为主的设计理念，为新材料的研发打开了一个广阔的成分设计空间。

2. 应用领域广泛：

   • 高熵合金因其优异的物理、化学和力学性能，在国防、航空、航天、海洋、核能等领域具有广阔的应用前景。例如，耐高温难熔高熵合金有望成为下一代航空发动机涡轮叶片材料；耐腐蚀高熵合金可作为海洋工程和海洋装备的主要材料，以及石油化工领域的管道材料等。

需解决的主要技术难题

一、高熵合金材料解决的主要技术难题

1. 成分设计困难：

   • 高熵合金由五种或更多元素组成，其合金化过程需要进行复杂的成分设计。不同元素的组合方式、比例和含量都会影响合金的物理、化学和机械性能。因此，如何确定应该加入哪些元素以及比例应该是多少，是高熵合金制备过程中的重要难题。

2. 高熵效应问题：

   • 高熵效应是指高熵合金材料制备中的一种物理现象。当多个元素混合在一起时，由于组成比较多、原子之间的相互作用较多，需要足够的热能才能完成整个材料的均匀混合。如何克服高熵效应，实现多种元素的均匀混合，是高熵合金制备中的另一大难题。

3. 冶炼难度大：

   • 高熵合金制备需要一个能够为五种或更多不同元素提供均匀分布所需的高温环境。这一过程往往需要使用高功率炉膛或搭配射频等辅助设备，提高材料的相互混合度和均匀性。因此，冶炼难度大是高熵合金制备过程中的一个重要技术难题。

4. 纯度要求高：

   • 制备高熵合金材料时，需要考虑元素纯度的要求。因为较少的元素杂质会在一定程度上影响合金的物理、化学和机械性能。因此，需要使用高程度的清洁技术来制备，以确保高纯度的材料。

期望实现的主要技术目标

熵合金材料（特别是高熵合金材料）

1. 开发新型高性能合金：
   • 通过合理的元素选择和配比，开发出具有高强度、高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性、高耐热性等优良性能的新型高熵合金材料。
2. 优化合金成分与结构：
   • 研究高熵合金的微观组织结构和相组成，通过调整合金成分和热处理工艺，优化其组织结构，提高合金的综合性能。
3. 拓宽应用领域：
   • 推动高熵合金在航空航天、国防、

需求解析

解析单位：“科创中国”宁夏(新材料)区域科技服务团（宁夏回族自治区科学技术协会） 解析时间：2024-12-22

武金龙

北方民族大学

副秘书长

综合评价

此需求描述较为清晰，便于需求的进一步跟进和解决。此项需求对相关产业发展具有比较重要的促进作用，可能需要材料、化工、机械及装备制造业相关领域跨行业专家共同解决，具体可通过采取双方或多方合作开展联合技术开发，如通过与相关高校或科研院所通过校企横向课题合作的形式，或者通过联合申报各级各类科技攻关研发项目进行技术开发。

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