国家出版基金资助项目：《粉末冶金多主元合金》

内容简介

基于“十四五”新材料产业发展规划专题中突破重点应用领域急需的新材料的重点任务，粉末冶金方法制备的多主元合金有望突破应用领域传统材料的性能极限，已经成为近年来材料科学发展新的热点和方向之一。本书综合了大量作者在国内外发表的宝贵科研成果，共分为8章：第1章介绍多主元合金概况；第2章~第3章介绍多主元合金的粉末制备、致密化技术；第4章介绍多主元合金增材制造技术；第5章~第6章介绍粉末冶金多主元合金的室温、高温力学性能及其变形机制；第7章介绍粉末冶金多主元难熔合金；第8章介绍粉末冶金多主元合金复合材料。

前言

材料是人类社会进步的基石，而高性能金属材料在现代工业发展中发挥了至关重要的作用。传统的合金大多以一种金属为主要元素，通过添加少量其他元素的方式获得不同的性能，如钢铁、铝合金、铜合金、钛合金和镁合金等。然而，当合金元素种类和含量过多时，易导致脆性的金属间化合物和复杂相的产生，不利于材料性能的调控。

为了突破传统合金的发展瓶颈，2004年，Cantor和Yeh等材料科学家提出多主元合金（multi-principalelementsalloys，MPEAs）的概念，并发现了FeCoCrNiMn以及其他系列等原子比的多主元合金。这些合金主要为单相固溶体，且表现出优异的力学性能。多主元合金概念的提出颠覆了人们对合金相律的理解，为金属材料的发展开拓了新的思路，从而引起了广大研究人员的关注。2014年，美国橡树岭国家实验室科学家在Science上报道了FeCoCrNiMn具有优异的低温断裂韧性，更是掀起了多主元合金研究的热潮。迄今为止，每年都有关于多主元合金研究的论文发表在Nature和Science等国际著名期刊上。

多主元合金的成分较复杂，其中合金元素的含量较高。采用传统熔炼铸造方法时，不可避免地会产生枝晶偏析、组织粗大、疏松缩孔等缺陷，影响材料的力学性能。此外，对于一些富含难熔元素的多主元合金，以及陶瓷颗粒增强的复合材料，传统熔炼铸造方法也存在很难克服的技术障碍。粉末冶金由于具有成分均匀、组织细小、无宏观缺陷以及近净成形的多主元合金材料和零部件。采用粉末冶金方法制备的多主元材料的性能通常非常优异，达到甚至超过了相同成分锻造合金水平。

目前，国内已有一些关于多主元合金的专著，大多以介绍多主元合金的基本特征、制备技术、宏观性能和物理机制为主，涉及粉末冶金材料制备及特性内容的不多。作者基于团队在粉末冶金多主元合金方面的研究基础，结合目前国内外的相关进展，撰写了专著——《粉末冶金多主元合金》。本专著首先概述了多主元合金的基本特点和发展现状，然后分别从多主元合金粉末制备、致密化技术、增材制造技术以及性能和应用等方面进行系统阐述。

本专著的主要内容来源于作者团队及合作者的研究结果，全书由刘咏和刘彬负责构思与统稿。第1章内容主要由曹远奎提供；第2章内容主要由王京师、周睿、李亮生等提供；第3章内容主要由王京师、徐礼友、张明阳、王家文、韩六六等提供；第4章内容主要由段恒、周睿、黄婧、苏捷等提供；第5章内容主要由宋旼、吴文倩、李甲等提供；第6章内容主要由曹远奎、王家文等提供；第7章内容主要由曹远奎提供；第8章内容主要由高阳、廖涛、杨紫涵等提供。本著作在撰写过程中得到了诸多同行专家的宝贵建议和帮助，在此表示衷心感谢。

多主元合金仍然在快速发展，其基础理论和工程化应用也在不断更新。由于作者水平有限，书中难免存在不足之处，恳请专家学者批评指正。

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