高熵合金是近年來發展起來的新型合金材料，有望突破傳統材料的性能極限，已經成為近年來材料科學發展新的熱點和方向之一。
 
本書綜合了大量作者多年在國內、國外發表的寶貴科研成果，共分為11章：第1章介紹高熵合金的發展過程；第2章介紹高熵非晶合金的一系列性能；第3章～第4章對高熵合金進行系統介紹，進而更好地預測其性能；第5章～第7章介紹高熵合金的設計理念、製備方法等；第8章對高熵合金性能進行深入介紹；第9章主要介紹高熵合金的相形成規律；第10章重點介紹高熵合金的抗輻照性能；第11章介紹其應用的新領域與新技術。

全書內容以作者深厚的理論知識和豐富的長期科研實踐經驗為基礎，具有很強的理論性、科學性、系統性和實用性，視野獨特，體系齊全，充分反映了該領域的前沿和關注的問題，是適應于高熵合金研究及其知識普及和應用的重要著作。本書可供廣大新材料、非晶材料、材料科學等領域的科研人員、技術人員閱讀或參考，也可作為相關專業大專師生的教學參考書或教材。


張勇，北京科技大學，教授，博導，現為北京科技大學教授，國家重點實驗室教授；材料學博士生導師。國家863專案、國家自然科學基金面上專案、青年基金專案、教育部博士點基金、新教授基金等評審專家。兼任中國材料研究學會，金屬間化合物與非晶合金分會理事，副秘書長，中國複合材料學會理事；《中國物理學報》和《Chinese Physics》特約審稿人。並擔任了《中國有色金屬學報》，《金屬學報》，《中國科學》等期刊審稿人；外文期刊《Intermetallics》，《Materials Science and Engineering A》，《Journal of Non-Crystalline Solids》，《Electro Chemistry Communication》等期刊的審稿人。


第1章緒論／001

1.1材料的發展001

1.1.1材料的定義及其分類001

1.1.2金屬材料的發展簡史003

1.1.3高熵合金的發現003

1.2高熵合金的發展007

1.2.1高熵合金的歷史背景007

1.2.2高熵合金的相關發展007

1.2.3高熵合金的研究成果009

1.3高熵合金的熱力學基礎010

1.4高熵合金及其定義013

1.5高熵合金的特性015

1.5.1高熵效應015

1.5.2晶格畸變效應016

1.5.3緩慢擴散效應018

1.5.4“雞尾酒”效應018

1.5.5熱穩定性020

1.6高熵合金的製備023

1.6.1塊狀高熵合金024

1.6.2薄膜高熵合金026

1.6.3絲狀高熵合金027

1.6.4粉末高熵合金029

1.7高熵合金的研究熱點030

1.8對高熵合金現存問題的闡述041

1.8.1高熵合金定義問題041

1.8.2相形成問題042

1.8.3緩慢擴散效應問題044

1.9高熵合金的未來研究方向045

1.9.1理論研究045

1.9.2應用方向047

1.10高熵合金與“材料基因組”計畫048

參考文獻050

第2章高熵非晶合金及相關材料／054

2.1非晶合金概述054

2.1.1非晶合金形成判據及體系分類054

2.1.2非晶合金熱學性能和弛豫056

2.1.3非晶合金力學性能057

2.1.4非晶合金磁功能特性057

2.1.5非晶合金化學功能特性058

2.2高熵非晶合金概述和分類058

2.3高熵非晶合金的力學性能062

2.4高熵非晶合金的化學性能及生物相容性065

2.5高熵非晶合金的磁性能069

2.5.1高熵非晶合金的磁熱性能069

2.5.2高熵非晶合金的軟磁性能071

2.6小結與展望074

參考文獻074

第3章高熵合金的概念／076

3.1高熵合金的定義076

3.1.1高熵合金的狹義定義076

3.1.2高熵合金的廣義定義078

3.2高熵合金的表達方式079

3.3高熵合金的分類079

3.3.1按微觀結構劃分079

3.3.2按元素組成劃分080

3.3.3按維度劃分080

3.4典型的高熵合金結構模型080

3.4.1面心立方結構080

3.4.2體心立方結構080

3.4.3密排六方結構081

3.4.4非晶結構081

3.5高熵合金的四大效應081

3.5.1熱力學上的高熵效應081

3.5.2結構上的晶格畸變效應083

3.5.3動力學上的遲滯擴散效應084

3.5.4性能上的“雞尾酒”效應085

參考文獻087

第4章第一性原理方法在高熵合金中的應用／089

4.1第一性原理方法的簡要介紹089

4.2第一性原理方法在高熵合金中的應用090

4.2.1高熵合金可計算模型090

4.2.2高熵合金的電子密度091

4.2.3高熵合金的相穩定性094

4.2.4高熵合金熱學量預測094

4.2.5高熵合金的力學性質094

4.2.6高熵合金層錯能計算098

4.3高熵合金的晶格畸變101

4.4高熵合金的緩慢擴散102

參考文獻104

第5章高熵合金的設計／106

5.1概述106

5.2多主元高熵固溶體合金的設計107

5.2.1多主元高熵固溶體合金設計依據理論107

5.2.2多主元高熵固溶體合金設計考慮因素109

5.2.3多主元高熵固溶體合金設計方法109

5.2.4多主元高熵固溶體合金的合金化理論111

5.2.5合金元素選擇與合金系設計113

5.3高熵合金設計研究實例118

參考文獻123

第6章高熵合金的製備方法／124

6.1高熵合金製備需要考慮的問題124

6.2熔鑄法製備高熵合金124

6.2.1高熵合金熔鑄方法124

6.2.2高熵合金液凝固技術方法124

6.2.3高熵合金真空電弧熔煉法124

6.2.4真空感應熔煉125

6.2.5定向凝固製備高熵合金單晶126

6.2.6真空熔體快淬法製備非晶高熵合金薄帶126

6.3機械合金化法製備高熵合金128

6.4製備高熵合金薄膜129

6.5“高通量法”製備高熵合金131

6.6高熵合金複合材料的製備131

6.6.1原位自生合成反應製備薄膜131

6.6.2機械合金化法製備陶瓷高熵合金複合材料132

6.7高熵合金的熱加工132

參考文獻132

第7章高熵合金的組織特徵／133

7.1高熵合金的凝固原理133

7.2高熵合金的組織134

7.2.1單相單晶組織134

7.2.2單相多晶組織135

7.2.3單相非晶組織138

7.2.4多相共晶組織139

7.2.5多相其他組織143

參考文獻149

第8章高熵合金的性能特點／151

8.1力學性能151

8.1.1室溫力學行為151

8.1.2高溫力學性能152

8.1.3低溫力學性能154

8.1.4疲勞性能155

8.1.5斷裂韌性155

8.1.6鋸齒流變行為156

8.1.7影響力學性能的因素157

8.2耐磨性能159

8.3抗氧化性能159

8.4抗腐蝕性能160

8.5物理性能161

8.5.1電學性能161

8.5.2磁學性能163

8.6抗輻照性能165

參考文獻166

第9章高熵合金的相形成規律／169

9.1多主元合金的相平衡條件169

9.2多主元高熵合金的微觀結構特徵170

9.2.1高熵合金的相結構170

9.2.2高熵合金的組織172

9.3影響多主元高熵合金相穩定性的因素175

9.3.1混合熵175

9.3.2混合焓176

9.3.3原子尺寸176

9.3.4電負性差177

9.3.5價電子濃度177

9.3.6其他因素177

9.4多主元高熵合金的相形成規律177

9.4.1多主元固溶體形成準則178

9.4.2非晶形成能力判據185

參考文獻186

第10章高熵合金的抗輻照性能／188

10.1引言188

10.2高熵合金抗輻照性能研究初衷188

10.3高熵合金的抗輻照性能190

10.3.1堆外離子輻照是高熵合金抗輻照性能研究的重要課題190

10.3.2高熵合金輻照行為研究概述192

10.4傳統核結構材料199

10.4.1鋯及鋯合金199

10.4.2不銹鋼及高鎳合金200

10.5未來高熵合金抗輻照材料展望200

10.5.1納米孿晶材料200

10.5.2SiC陶瓷202

10.5.3新型高熵合金複合材料展望203

參考文獻204

第11章高熵合金的應用前景／206

11.1高熵合金應用研究206

11.1.1高性能高熵合金塗層206

11.1.2高溫高熵合金210

11.1.3焊料或焊絲212

11.2高熵合金的發展趨勢213

11.2.1抗輻照材料213

11.2.2選擇性吸收塗層214

11.2.3低溫結構材料215

11.2.4熱電材料215

11.2.5超導材料216

11.2.6大磁熵材料216

11.2.7高熵軟磁材料225

參考文獻226

索引228