中国科学(技术科学)2024,Vol.54Issue(7) :1211-1245.DOI:10.1360/SST-2023-0057

高熵合金纳米颗粒研究进展

Research advances in high-entropy alloy nanoparticles

廖怡君 马艺 冀连泽 戎华威 李逸兴 张雪峰
中国科学(技术科学)2024,Vol.54Issue(7) :1211-1245.DOI:10.1360/SST-2023-0057

高熵合金纳米颗粒研究进展

Research advances in high-entropy alloy nanoparticles

廖怡君 1马艺 1冀连泽 2戎华威 2李逸兴 1张雪峰3
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作者信息

  • 1. 东北大学材料科学与工程学院,材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819
  • 2. 杭州电子科技大学材料与环境工程学院,先进磁性材料研究院,杭州 310012
  • 3. 东北大学材料科学与工程学院,材料各向异性与织构教育部重点实验室,沈阳 110819;杭州电子科技大学材料与环境工程学院,先进磁性材料研究院,杭州 310012
  • 折叠

摘要

当高熵合金细化至纳米尺度时,其独特的结构与纳米尺寸效应间的相互作用将赋予材料优异的功能特性.然而,由于异种元素间普遍存在的混合焓差异,将多种非混相金属稳定结合并细化至纳米尺度具有极大的理论和技术挑战.因此,本文主要综述了近年来高熵合金纳米颗粒的研究进展,首先系统总结了高熵合金纳米颗粒的制备方法、合成条件以及进一步提升合金体系固溶组元数量的策略,随后从高熵合金纳米颗粒所具备的结构稳定性、氧化还原行为及异常尺寸效应等独特性质出发,对其在催化、电磁、光热、气敏和储能等领域的应用及性能机理进行了详细的分析和讨论.最后,总结展望了高熵合金纳米颗粒未来面临的挑战和发展方向.

Abstract

High-entropy alloy nanoparticles(HEA-NPs)have promised multi-functional applications ascribing to their unique high-entropy effect,composing elements,and nanoscale size effect.However,how to overcome the immiscibility of all the composing elements and meanwhile downscale them into nanoscale remains a huge challenge.In this review,we systematically summarize the recent research advances of HEA-NPs.First,the preparation methods,synthesis conditions,and the strategies to further increase the number of metallic elements,including the top-down methods such as arc-discharge,laser ablation,sputtering deposition,and mechanical ball milling as well as the bottom-up methods such as rapid pyrolysis,electrodeposition,and wet chemistry have been categorized and reviewed.Then,the structural stability,oxidation and reduction behaviors,and anomalous size effect possessed by HEA-NPs are introduced with theoretical calculations and advanced characterizations,and the research achievements of HEA-NPs in multi-functional applications such as catalytic,electromagnetic,photothermal,gas-sensitive,and energy storage regions have been discussed.Finally,the current challenges,development directions,and future perspectives on these advanced materials are proposed.

关键词

高熵合金/多组元合金/纳米颗粒/制备策略/多功能性

Key words

high-entropy alloys/multielement alloys/nanoparticles/synthesis strategy/multifunctionality

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基金项目

国家自然科学基金(52225312)

国家自然科学基金(52201202)

国家自然科学基金(U1908220)

国家自然科学基金(U22A20117)

国家重点研发计划(2019YFE0121700)

中央高校基本科研业务费(N2302001)

出版年

2024
中国科学(技术科学)
中国科学院

中国科学(技术科学)

CSTPCD北大核心
影响因子:0.752
ISSN:1674-7259
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