Ligas de alta entropia podem suportar calor e estresse extremos, tornando-as adequadas para uma variedade de aplicações específicas. Um novo estudo na fonte de radiação síncrotron de raios X BESSY II forneceu agora insights mais profundos sobre os processos de ordenação e fenômenos de difusão nesses materiais.



O estudo envolveu equipes do HZB, do Instituto Federal de Pesquisa e Teste de Materiais, da Universidade da Letônia e da Universidade de Münster e foi publicado na Nano Research. .

A equipe analisou amostras da chamada liga Cantor, que consiste em cinco elementos 3D:cromo, manganês, ferro, cobalto e níquel. As amostras de estruturas cristalinas (cúbicas de face centrada, FCC) foram recozidas em duas temperaturas diferentes e depois congeladas por choque.

O estudo se concentrou em desvendar estruturas atômicas locais em amostras cristalinas únicas resfriadas a partir de um estado de alta temperatura (HT) recozido a 1.373 Kelvin ou de um estado de baixa temperatura (LT) recozido a 993 Kelvin.

Para analisar os ambientes locais dos elementos individuais nas amostras, a equipe usou um método bem estabelecido:espectroscopia de absorção de raios X multi-borda específica do elemento (EXAFS). Para interpretar os dados de medição da maneira mais precisa e imparcial, a equipe realizou uma análise reversa baseada em Monte Carlo (RMC).

“Desta forma, conseguimos revelar, tanto qualitativa quanto quantitativamente, as peculiaridades dos ambientes locais característicos de cada componente principal da liga em escala atômica”, explica a Dra. Alevtina Smekhova do HZB.

Em particular, os resultados espectroscópicos também fornecem informações sobre os processos de difusão em HEAs. Por exemplo, foi demonstrado diretamente porque o elemento manganês se difunde mais rapidamente nas amostras HT, enquanto o elemento níquel se difunde mais rapidamente nas amostras LT, como foi encontrado anteriormente em experimentos de difusão.

“Esses resultados nos ajudam a compreender melhor a relação entre o ambiente atômico local e as propriedades macroscópicas dessas ligas”, explica Smekhova.

Mais informações: Smekhova A, et al. Anomalias no ambiente local de curto alcance e difusão atômica em liga monocristalina equiatômica CrMnFeCoNi de alta entropia. Nanopesquisa (2023) DOI:10.1007/s12274-024-6443-6. www.sciopen.com/article/10.1007/s12274-024-6443-6
Informações do diário: Nanopesquisa

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