高熵碳化物(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C在准等熵与斜波加载下的塑性变形微观机制

奉兰西 李传颖 李旺辉 张晓晴 姚小虎

奉兰西, 李传颖, 李旺辉, 张晓晴, 姚小虎. 高熵碳化物(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C在准等熵与斜波加载下的塑性变形微观机制[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261008
引用本文: 奉兰西, 李传颖, 李旺辉, 张晓晴, 姚小虎. 高熵碳化物(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C在准等熵与斜波加载下的塑性变形微观机制[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261008
FENG Lanxi, LI Chuanying, LI Wanghui, ZHANG Xiaoqing, YAO Xiaohu. Microscopic mechanisms of plastic deformation in high-entropy carbide (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C under quasi-isentropic and ramp compression[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261008
Citation: FENG Lanxi, LI Chuanying, LI Wanghui, ZHANG Xiaoqing, YAO Xiaohu. Microscopic mechanisms of plastic deformation in high-entropy carbide (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C under quasi-isentropic and ramp compression[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261008

高熵碳化物(Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C在准等熵与斜波加载下的塑性变形微观机制

doi: 10.11858/gywlxb.20261008

Microscopic mechanisms of plastic deformation in high-entropy carbide (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C under quasi-isentropic and ramp compression

  • 摘要: 高熵碳化物(high-entropy carbide, HEC)因其显著的化学无序与晶格畸变,展现出优异的强-韧协同特性,有望成为冲击防护与高温结构应用的前沿材料。然而,在高压、高应变率等极端服役条件下,其微结构演化与动态力学响应仍缺乏系统认识。为此,基于高精度机器学习势,以 (Zr0.2Hf0.2Ti0.2Nb0.2Ta0.2)C为研究对象,开展了沿 [0 0 1]、[0 1 ¯1] 和 [1 1 1] 3个典型晶向的准等熵压缩以及斜波加载分子动力学模拟。从晶向与加载路径角度,系统地揭示多重“高熵”效应如何影响高熵碳化物在原子尺度下的塑性变形机制。研究发现,引入多主元金属的高熵碳化物显著改善了陶瓷材料的塑性激活方式、滑移系竞争关系及局域变形模式。局域应力扰动与晶格畸变不仅强化了金属子晶格 Bain 型瞬态堆垛重排,提高了材料的承载能力和延展性;也促进了多滑移系协同激活,使剪切带由单向延伸转变为多向、网络化扩展。第一性原理计算还表明高熵碳化物中的碳空位形成能较单组分过渡金属碳化物显著降低,因此,在压缩过程中碳原子更易先发生大位移形成碳空位并参与剪切带成核。

     

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  • 网络出版日期:  2026-03-14

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