Vliv distorzí krystalické mřížky na fyzikální vlastnosti slitin s vysokou entropií

• Název práce v češtině: Vliv distorzí krystalické mřížky na fyzikální vlastnosti slitin s vysokou entropií
• Název v anglickém jazyce: Impact of lattice distortions on physical properties of high entropy alloys
• Klíčová slova: Slitiny s vysokou entropií|distorze krystalické mřížky|misfit parametr
• Klíčová slova anglicky: High entropy alloys|lattice distortions|misfit parameter
• Akademický rok vypsání: 2020/2021
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra fyziky nízkých teplot (32-KFNT)
• Vedoucí / školitel: prof. Mgr. Jakub Čížek, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 12.06.2020
• Datum zadání: 13.06.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 19.02.2021
• Datum a čas obhajoby: 14.09.2021 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 22.07.2021
• Datum odevzdání tištěné podoby: 22.07.2021
• Datum proběhlé obhajoby: 14.09.2021
• Oponenti: RNDr. Petr Hruška, Ph.D.
• Konzultanti: Ing. Oksana Melikhova, Ph.D.

Zásady pro vypracování

1. Studium odborné literatury a seznámení se s popisem slitin s vysokou entropií
2. Seznámení se s metodikou přípravy a charakterizace slitin s vysokou entropií (měření tvrdosti, pozitronové anihilace, elektronové mikroskopie a difrakce rtg. záření)
3. Příprava a charakterizace slitin s vysokou entropií obsahujících prvky Cr, Cu, Hf, Fe, Mo, Nb, Ni, Ta, Ti, V, Zr.
4. Prokoumání korelace fyzikálních vlastností a misfit parametru
5. Interpretace výsledků a sepsání práce

Seznam odborné literatury

1. D.B. Miracle, O.N. Senkov, A critical review of high entropy alloys and related concepts, Acta Materialia 122 (2017) 448.
2. M.-H. Tsai, J.-W. Yeh, High-Entropy Alloys: A Critical Review, Materials Research Letters 2 (2014) 107.
3. P.Hautojärvi: Positrons in Solids, Topics in Current Physics, Springer-Verlag (1979).
4. J. Čížek, Characterization of lattice defects in metallic materials by positronannihilation spectroscopy: A review, Journal of Materials Science & Technology 34 (2018) 577.

Předběžná náplň práce

Slitiny s vysokou entropií představují novou skupinu materiálů překračující hranice klasických slitin. Klasické slitiny jsou založeny na jednom základním chemickém prvku (např. Fe v ocelích) s malou příměsí dalších prvků. Jedná se tedy o zředěné tuhé roztoky. Slitiny s vysokou entropií jsou naopak založeny na mnoha (alespoň 5 základních prvcích) z nichž každý je ve slitině obsažen v koncentraci alespoň 5 at.%. Na rozdíl od klasických slitin jsou tedy slitiny s vysokou entropií koncentrované tuhé roztoky s vysokým počtem složek.
Slitiny s vysokou entropií se vyznačují mnoha zajímavými fyzikálními vlastnostmi, např. vysokou pevností a výbornou teplotní stabilitou, vynikající odolností proti korozi i proti radiačnímu poškození, atd. Proto v současné době probíhá velmi intenzivní výzkum těchto unikátních materiálů.
Charakteristickou vlastností slitin s vysokou entropií je přítomnost lokálních distorzí krystalické mřížky v důsledku různých velikostí atomů obsazujících náhodně polohy krystalické mřížky. Tyto distorze jsou klíčové pro fyzikální vlastnosti slitin s vysokou entropií. Distorze krystalické mřížky představují překážky pro pohyb dislokací což vede k vysoké pevnosti, vedou ke vzniku hlubokých potenciálních jam („pastí“) pro vakance, což vede k vynikající odolnosti vůči radiačnímu poškození atd. Velikost distorzí krystalické mřížky je možné vyjádřit pomocí tzv. misfit parametru. Přestože se tento parametr při popisu slitin s vysokou entropií používá velmi často, dosud chybí systematická studie, která by ukázala, jak dobře je schopen charakterizovat fyzikální vlastnosti skutečných slitin. Cílem této bakalářské práce je takovou systematickou studii provést na široké skupině slitin s vysokou entropií a vyhodnotit korelaci mezi fyzikálními vlastnostmi těchto slitin a misfit parametrem.