Extreme mixing in nanoscale transition metal alloys
Extreme mixing in nanoscale transition metal alloys
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纳米级过渡金属合金的极端混合
DOI：
10.1016/j.matt.2021.04.014
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
18.9
通讯作者：
Finfrock, Y. Zou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yao, Yonggang;Huang, Zhennan;Hughes, Lauren A.;Gao, Jinlong;Li, Tangyuan;Morris, David;Zeltmann, Steven Eric;Savitzky, Benjamin H.;Ophus, Colin;Finfrock, Y. Zou
合金化不同元素的能力对于性能调整和材料发现至关重要。然而，由于强不溶性和易氧化性，纳米级的一般合金化仍然极具挑战性，特别是对于高反应性的早期过渡金属。在这里，我们报告纳米合金化使用高温和高熵为基础的策略（T ΔSmix），以显着扩大可能的合金，并包括早期过渡金属。虽然高温合成有利于合金形成和金属还原，但高熵组成设计对于进一步将合金化扩展到强排斥组合（例如，Au-W）和易氧化元素（例如，Zr）。特别是，我们明确地描述了一个记录15元素的纳米合金，它显示了一个固溶体结构，具有局部应变和晶格畸变作为极端混合的结果。我们的研究显着拓宽了纳米合金的可用组合物，并通过利用较少探索的熵化学提供了明确的指导方针。
The ability to alloy different elements is critical for property tuning and materials discovery. However, general alloying at the nanoscale remains extremely challenging due to strong immiscibility and easy oxidation, particularly for early transition metals that are highly reactive. Here, we report nanoscale alloying using a high-temperature- and high-entropy-based strategy (T∗ΔSmix) to significantly expand the possible alloys and include early transition metals. While high-temperature synthesis favors alloy formation and metal reduction, the high-entropy compositional design is critical to further extending the alloying to strongly repelling combinations (e.g., Au-W) and easily oxidized elements (e.g., Zr). In particular, we explicitly characterized a record 15-element nanoalloy, which showed a solid-solution structure featuring localized strain and lattice distortions as a result of extreme mixing. Our study significantly broadens available compositions of nanoalloys and provides clear guidelines by utilizing the less-explored entropic chemistry.
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通讯作者：
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