高能球磨法直接合成(TiVTaNbW)C高熵碳化物的机理研究：结构、化学与光谱学分析

本综述系统探讨了通过两步高能球磨（HEM）技术，无需后续热处理即可从金属单质与石墨直接合成等摩尔高熵碳化物（HEC）(Ti0.2V0.2Ta0.2Nb0.2W0.2)C的创新方法。研究通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）及总有机碳（TOC）分析证实了高熵碳化物相的形成，并揭示了表面轻度氧化与碳缺陷对残余相的影响。该工作为高性能陶瓷材料的绿色合成提供了新策略，尤其在极端环境应用（如航空航天、核反应堆防护涂层）领域展现显著潜力。

　　

Highlight

材料（Materials）

实验采用钛（Ti, 纯度＞99%）、钒（V, ＞99%）、钽（Ta, ＞99%）、铌（Nb, ＞99%）、钨（W, ＞99%）金属粉末及石墨（C, ＞99%）作为原料。图1（a, d, g, j, m, p）展示了各金属粉末的颗粒形态，通过X射线衍射（XRD）对纯度进行验证，图1（c, f, i, l, o, r）中的衍射峰均与相应物相标定匹配。

高熵合金（TiVTaNbW）的形态与结构特征演化（Evolution of morphological and structural characteristics of high entropy alloys）

图2显示了经过6、12及18小时球磨后的合金显微图像。通过能量色散X射线光谱（EDS）对颗粒化学成分进行分析，其中红色、蓝色、紫色、黄色和绿色分别代表钛、铌、钒、钽和钨元素。

图2（a-h）为球磨6小时后的高熵合金图像。可见大颗粒和富集相区域的存在，表明6小时球磨尚不足以实现合金均匀化。尽管如此……（此处省略部分描述性内容以适配长度要求）。

结论（Conclusions）

本研究成功验证了高能球磨作为一种固态合成路径，可用于制备高熵合金及后续的高熵碳化物（HEC）粉末。显微观察表明，前驱体颗粒经历变形、破碎及冷焊合过程，导致微观结构细化、原子级混合增强以及新相形成。这些结果证实了该工艺在生产高熵碳化物粉末方面的适用性。