Las aleaciones de alta entropía pueden soportar calor y estrés extremos, lo que las hace adecuadas para una variedad de aplicaciones específicas. Un nuevo estudio realizado en la fuente de radiación sincrotrón de rayos X BESSY II ha proporcionado conocimientos más profundos sobre los procesos de ordenamiento y los fenómenos de difusión en estos materiales.
En el estudio participaron equipos de HZB, el Instituto Federal de Investigación y Ensayo de Materiales, la Universidad de Letonia y la Universidad de Münster y se publicó en Nano Research. .
El equipo analizó muestras de la llamada aleación Cantor, que consta de cinco elementos tridimensionales:cromo, manganeso, hierro, cobalto y níquel. Las muestras de estructuras cristalinas (cúbica centrada en las caras, fcc) se recocieron a dos temperaturas diferentes y luego se congelaron por choque.
El estudio se centró en desentrañar estructuras atómicas locales en muestras monocristalinas enfriadas desde un estado de alta temperatura (HT) recocido a 1373 Kelvin o un estado de baja temperatura (LT) recocido a 993 Kelvin.
Para analizar los entornos locales de los elementos individuales de las muestras, el equipo utilizó un método bien establecido:espectroscopia de absorción de rayos X de múltiples bordes (EXAFS) específica del elemento. Para interpretar los datos de medición de la manera más precisa e imparcial, el equipo llevó a cabo un análisis basado en Monte Carlo inverso (RMC).
"De esta manera hemos podido revelar, tanto cualitativa como cuantitativamente, las peculiaridades de los entornos locales característicos de cada componente principal de la aleación a escala atómica", explica la Dra. Alevtina Smekhova de HZB.
En particular, los resultados espectroscópicos también proporcionan información sobre los procesos de difusión en los HEA. Por ejemplo, se demostró directamente por qué el elemento manganeso se difunde más rápido en las muestras HT, mientras que el elemento níquel se difunde más rápido en las muestras LT, como se descubrió anteriormente en experimentos de difusión.
"Estos resultados nos ayudan a comprender mejor la relación entre el entorno atómico local y las propiedades macroscópicas de estas aleaciones", explica Smekhova.
Más información: Smekhova A, et al. Anomalías en el entorno local de corto alcance y difusión atómica en una aleación monocristalina equiatómica de alta entropía CrMnFeCoNi. Nanoinvestigación (2023) DOI:10.1007/s12274-024-6443-6. www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-024-6443-6
Información de la revista: Nanoinvestigación
Proporcionado por la Asociación Helmholtz de Centros de Investigación Alemanes
