Achieving Superhardness and Enhanced Toughness in High‐Entropy Boride‐Based Composites by Tailoring Their Multi‐Scale Microstructures

材料科学 微观结构 复合材料 韧性 硼化物 纳米技术
作者
Shuaihang Qiu,Ji Zou,Jingjing Liu,Weimin Wang,Jingjing Xie,Wei Ji,Jinsong Wu,Yanchun Zhou,Zhengyi Fu
出处
期刊:Small [Wiley]
被引量:4
标识
DOI:10.1002/smll.202404632
摘要

Unlike strong yet tough high entropy alloys, high entropy ceramics normally exhibit good hardness but poor strength and fracture toughness. To overcome this obstacle, B4C-(Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2)B2 composites with a unique hierarchical microstructure are designed and prepared by boronizing reaction sintering of dual-phase multicomponent carbides. In the as-obtained composites, massive platelet-like aggregations assembled by core-rim structured (Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2)B2 fine grains are distributed randomly in the B4C matrix. Such special microstructure makes B4C-(Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2)B2 composites exhibit excellent mechanical properties. An extra toughening mechanism of crack bridging is provided in as-obtained composites (fracture toughness of 4.70 ± 0.08 MPa m1/2) by the interaction between cracks and platelet-like diboride aggregations whilst fine-grained microstructures guarantee high flexural strength (633 ± 25 MPa). More importantly, during producing indents, homogenization of core-rim structured (Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2Ti0.2)B2 alongside more difficult lattice glides caused by short-range ordering and rough glide planes containing different-dimension transition metal atoms cooperatively induce increased indentation volume work and consequently unparalleled Vickers hardness (>54 GPa at 1.96 N), which is confirmed by in-depth transmission electron microscopy characterizations. This work gives a new inspiration to design high-performance high-entropy ceramics via multi-scale microstructure tailoring and composition tuning.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Owen应助不安豁采纳,获得20
刚刚
纯情的天奇完成签到,获得积分10
刚刚
WRT完成签到,获得积分10
1秒前
科研谢啦发布了新的文献求助10
2秒前
skycool发布了新的文献求助10
2秒前
纪靖雁完成签到 ,获得积分10
7秒前
阔达网络完成签到,获得积分10
8秒前
wxq完成签到,获得积分10
8秒前
共享精神应助Real_ora采纳,获得10
8秒前
深情安青应助陈立采纳,获得10
8秒前
释然zc完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
11秒前
13秒前
15秒前
jay_zs发布了新的文献求助10
16秒前
17秒前
唯有长青发布了新的文献求助10
17秒前
17秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
关耳完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
甜美千山发布了新的文献求助10
19秒前
Real_ora发布了新的文献求助10
22秒前
simple1完成签到 ,获得积分10
22秒前
标致幼菱完成签到,获得积分10
24秒前
陈立发布了新的文献求助10
25秒前
26秒前
NexusExplorer应助乌鲁鲁采纳,获得10
27秒前
27秒前
车车完成签到,获得积分10
29秒前
zhonglv7应助acat采纳,获得10
29秒前
倒立才能看文献完成签到,获得积分10
30秒前
流星雨完成签到,获得积分10
30秒前
烧炭匠完成签到,获得积分10
30秒前
唯有长青完成签到,获得积分10
31秒前
何晏发布了新的文献求助10
32秒前
不安豁发布了新的文献求助20
33秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6441853
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8255825
关于积分的说明 17579107
捐赠科研通 5500594
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2900325
邀请新用户注册赠送积分活动 1877230
关于科研通互助平台的介绍 1717101