高熵合金电催化综述

Nature封面 高熵合金：更强 更韧 更具延展性

5月18日，Nature封面报道了新加坡自由撰稿人XiaoZhi Lim的一篇题为《Mixed-up metals make for stronger, tougher, stretchier alloys》（混合金属制造更强、更韧、更具延展性的合金），介绍高熵合金相关进展。

高熵合金概念由台湾科学家叶均蔚于1995年提出的。高熵合金含有多种主要元素，每种元素介于5%-35%之间。传统金属则是以一种元素为主，而高熵合金是多元素共同作用的结果。所以高熵合金是一种颠覆数千年以来的合金制备方法。与传统合金相比，高熵合金表现出更高的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀等等。

但是，高熵合金的机理及其科学问题尚未得到很好的理解。目前的高熵合金体系也只是通过“鸡尾酒”方法调配而成, 还没有科学系统的选择合金元素的理论。

以下是材料牛编辑整理的Nature文章内容：

咋眼一看，这个设备更像是在建造一个微型景观。一圈喷嘴对从四个喷管喷出的金属粉末加热，形成往下的光束。混合物进而凝聚成晶粒，形成一个逐步生长的柱状合金。当合金有2厘米高时，平台将其托到一遍，设备接着建造另一个。整个结果看起来是一个摩天大楼模型。

这些金属

电催化的应用和存在问题

1引言

电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要，要加速电极反应，必须选用合适的电极材料，所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用，从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不发生质的变化。

现在随着世界各国现代工业的迅猛发展,能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来，我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。电化学科学的研究恰好适应了这种要求,电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。1

电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理；含铬废水的电催化降解；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NOx和S02；二氧化碳的电解还原等。目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯腈二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。本文从污水的电催化处理、电催化活化碳

南 京 工 程 学 院

毕业设计说明书(论文)

作 者： 李扬扬 学 号： 205090628 学院（系、部）： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 题 目： Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金SPS合成研究

指导者：

评阅者：

2014年6月 南 京

毕业设计说明书（论文）中文摘要

Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金SPS合成研究 本文采用粉末冶金法技术(SPS)制备Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金。采用XRD、SEM、微观硬度计、压缩试验机等研究Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金的微观组织及力学性能，结果表明：高能球磨10h高熵合金开始形成简单固溶体bcc和fcc相，球磨时间延长至50h，合金中仅有bcc和fcc相；SPS烧结的Al0.4FeCrCo1.5NiTi0.3高熵合金组织致密，硬度达

文献综述

1.高熵合金发展及研究现状

随着现代经济，科技，军事的发展，人们对于材料的性能提出了更高的要求，传统合金已经不能满足社会的要求，而传统合金的合成理念是以一种或两种元素为主要元素．同时添加适量的其他元素来改善或增加合金性能，从而获得所需具有特殊性能的合金。这种合成方式带来了问题，一，金属的结构变得越来越复杂，使我们难以分析和研究；二，过多添加其他元素，使组织中出现了脆性金属间化合物，使合金性能下降；三，限制了合金成分的自由度，从而限制了材料的特殊微观结构及性能的发展。

高熵合金的概念由台湾学者叶均蔚提出，高熵合金的概念为含有多种主要元素，其中每种主元均具有较高摩尔分数，但不超过35％，因此没有一种元素含量能占有50％以上，这种合金是由多种元素共同表现特色。这个观点摆脱了传统合金以一种金属元素为主的观念。高熵合金的主要元素种类n≥5且以≤13。对于每一种多主元合金系统可设计成简单的等原子摩尔比合金，也可设计为非等原子摩尔比合金，以及添加次要元素来改良合金性能。高熵合金易形成简单结构列如：面心立方、体心立方相。并非形成复杂的金属间化合物。这是由于多种主要元素形成固溶体合金的高混合熵加强了元素间的相溶性，从而避免发生相分离以及金属间化合物或

南 京 工 程 学 院

毕业设计说明书(论文)

作 者： 李扬扬 学 号： 205090628 学院（系、部）： 材料工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 题 目： Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金SPS合成研究

指导者：

评阅者：

2014年6月 南 京

毕业设计说明书（论文）中文摘要

Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金SPS合成研究 本文采用粉末冶金法技术(SPS)制备Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金。采用XRD、SEM、微观硬度计、压缩试验机等研究Al0.4FeCrNiCo1.5Ti0.3高熵合金的微观组织及力学性能，结果表明：高能球磨10h高熵合金开始形成简单固溶体bcc和fcc相，球磨时间延长至50h，合金中仅有bcc和fcc相；SPS烧结的Al0.4FeCrCo1.5NiTi0.3高熵合金组织致密，硬度达

题目：难熔金属高熵合金的制备工艺和性

本科生毕业论文

（2014届）

能研究

学 院： 物理电气信息学院 专 业： 物理学（师范） 年 级： 2010级 学 号： 12010245509 姓 名： 刘永强 指导教师： 汪燕青 完成日期： 2014年5月7日

摘要

近年来高熵合金成为材料科学领域的一个研究热点，它突破了

以一种或者两种金属元素为主的传统合金的发展框架，发展出一种新的合金设计理念。高熵合金是采用五种或五种以上元素按照等摩尔比或近等摩尔比进行混合形成的合金。多主元的混合产生高熵效应，促进元素充分混合形成简单的体心立方或面心立方结构，有时还会形成少量的晶间化合物相，从而起到固溶强化和弥散强化作用。因此很多高熵合金都具有较好的力学性能及耐腐蚀性能等多方面的性能，具有很大的应用潜力。

本文选用Al Cr Nb Ti V五种按照等摩尔比配制，利用非自耗电弧熔炼炉熔炼，并采用FEI Quanta 200 FEG与金相显微镜对铸态高熵合金进行组织形

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

本科生毕业论文(设计)

题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：完成时间：

聚罗丹明B薄膜修饰电极的

制备及对亚硝酸盐的电催化作用

郭 亮 200812010127 化学08101班 孙元喜 周谷珍 2011年8月30日

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

本科生毕业论文(设计)

题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：完成时间：

聚罗丹明B薄膜修饰电极的

制备及对亚硝酸盐的电催化作用

郭 亮 200812010127 化学08101班 孙元喜 周谷珍 2011年8月30日

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

毕业论文

激光熔覆AlCrCoFeNi高熵合金涂层

力学性能及组织研究

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日 期：

使用授权说明

本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名： 日 期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师

纳米催化剂综述

所谓纳米技术，是指在0.1~100纳米的尺度里，研究电子、原子和分子内的运动规律和特性的一项崭新技术。科学家们在研究物质构成的过程中，发现在纳米尺度下隔离出来的几个、几十个可数原子或分子，显著地表现出许多新的特性，而利用这些特性制造具有特定功能设备的技术，就称为纳米技术

纳米催化剂由于其高效的还原或氧化作用，在催化领域的应用非常广泛，与普通商用催化剂相比，表现出高活性和高选择性等优异的催化性能。在反应中，纳米催化剂的尺寸、形貌、表面性质等对其活性和选择性起到了关键的作用。纳米颗粒由于尺寸小，表面所占的体积分数大，表面的键态和电子态与颗粒内部不同，表面原子配位不全等，导致表面的活性位置增加，这就使纳米颗粒具备了作为催化剂的基本条件。随着粒径的减小，表面光滑程度变差，形成了凹凸不平的原子台阶，这就增加了化学反应的接触面。 纳米催化剂性质 ⒈表面效应

描述催化剂表面特性的参数通常包括颗粒尺寸、比表面积、孔径尺寸及其分布等。有研究表明，当微粒粒径由10nm减小到1nm时，表面原子数将从20%增加到90%。这不仅使得表面原子的配位数严重不足、出现不饱和键以及表面缺陷增加[，同时还会引起表面张力增大，使表面原子稳定性降低，极易结合