激光熔覆高熵合金涂层的制备及相稳定性分析开题报告

1. 研究目的与意义

在现代化的社会，各种金属刀具种类繁多，人类对合金的要求也越来越多，越来越高，光是传统意义上的简单合金已经无法满足社会的需求。所以人们想到了高熵合金，这种合金拥有的是五个或者更多的主元，这些主元所带了的高熵值可以抑制复杂相结构和大量金属间化合物的生成，于此同时也使合金具备了更加优异的总和性能。激光熔覆高熵合金的制备是指使用激光使多种多样的自熔合金粉末进行融合凝固，以此来制作涂层。高熵合金因为是多种自熔合金粉末的合成所以价格昂贵，但是高熵合金又有许多的有点，所以用高熵合金来作为涂层是一个很好的选择，这种涂层可以提高零件表面的耐腐蚀性和耐磨性。

由于高熵合金涂层是由许多原子经过不同的排列而构成的，所以研究其相稳定性（微观结构的稳定性）是为了得到更好的高熵合金的涂层原子排列结构从而得到更稳定的结构，找到其相对来说非常稳定及特性良好的排列。本课题所研究的就是这种涂层的制备和相稳定性。

2. 研究内容和预期目标

在激光覆熔覆高熵合金过程中,制备工艺是影响图层的重要因素，涂层中的物相最终决定性能。合适的工艺可以保证激光熔覆层与基体表面的冶金结合达到结合强度高的要求。本文通过理论分析来研究激光熔覆过程的微观结构,并通过激光熔覆层的组织结构来验证所作的分析。

1、采用激光熔覆高熵合金涂层，制备高性能涂层，观察宏观形貌，如裂纹、气孔等。

2、采用materials studio软件计算高熵合金的相结构、稳定性等。

3. 研究的方法与步骤

本课题拟采用的研究方法是实际与理论相结合的方法。首先是拍摄激光熔覆高熵合金图层的宏观照片，再利用密度泛函理论，量子力学等知识，通过material studio软件模块中的castep模块进行微观数据分析。Castep主要采用的就是密度泛函理论和量子力学作为基，通过薛定谔方程的运算，告诉我该涂层在0k时的具体状态，及稳定结构的能量，弹性模量等知识，以此来验证宏观现象中涂层的稳定及优异性能。

4. 参考文献

1王金伟. 连杆/箱体主轴承座裂解槽脉冲激光加工数值模拟及试验研究［d］．吉林大学，2011．

2李 昊，沈以赴，李守卫，等．激光扫描路径对直接金属激光烧结温度场的影响［j］．南京航空航天大学学报，2005，37(5): 638-642．

3钦兰云，王 维，杨 光，等． 激光加工同轴送粉喷嘴两相流流场的数值模拟［j］．应用激光，2012，32(6): 510-515．

5. 计划与进度安排

1. 2022-1-3～2022-1-22 查阅资料，撰写开题报告和翻译外文资料。

2. 2022-3-5～2022-4-1 查阅资料，提出激光熔覆高熵合金涂层的工艺方案。

3. 2022-3-5～2022-4-1 查阅资料，进行激光熔覆高熵合金的实验研究