通过逐线香农熵分析方法对非晶TiCrNiZrMoW高熵合金涂层中的微观结构异质性进行定量分析

《METALLURGICAL AND MATERIALS TRANSACTIONS A-PHYSICAL METALLURGY AND MATERIALS SCIENCE》：Quantitative Analysis of Microstructural Heterogeneity in Amorphous TiCrNiZrMoW High-Entropy Alloy Coatings via Line-Wise Shannon Entropy Profiling

　　

摘要

通过对扫描电子显微镜（SEM）截面的逐线香农熵分析，量化了非晶TiCrNiZrMoW高熵合金涂层的厚度方向上的异质性。熵值被用来表征局部灰度变化，以此作为堆积密度和结构复杂性的代理指标。这些涂层是通过脉冲磁控溅射技术在两种功率（600瓦和1000瓦）和两种调制频率（10赫兹和1000赫兹）下沉积形成的。所有涂层都保持了完全的非晶态，并具有稳定的短程有序结构；然而观察到了中程有序性和熵值的功率依赖性变化。较低功率下沉积的涂层较薄且异质性更高，同时具有更高的硬度（10.5吉帕）和更高的模量（约160吉帕）；而较高功率下沉积的涂层较厚且更均匀，但刚性较低。研究发现，逐线熵值与深度分辨的纳米压痕实验结果高度相关，这支持了微观结构异质性与机械性能梯度之间的定量关联。这些结果表明，图像熵值可以作为优化非晶涂层工艺的快速评估指标。

此图片的替代文本可能是由人工智能生成的。

通过对扫描电子显微镜（SEM）截面的逐线香农熵分析，量化了非晶TiCrNiZrMoW高熵合金涂层的厚度方向上的异质性。熵值被用来表征局部灰度变化，以此作为堆积密度和结构复杂性的代理指标。这些涂层是通过脉冲磁控溅射技术在两种功率（600瓦和1000瓦）和两种调制频率（10赫兹和1000赫兹）下沉积形成的。所有涂层都保持了完全的非晶态，并具有稳定的短程有序结构；然而观察到了中程有序性和熵值的功率依赖性变化。较低功率下沉积的涂层较薄且异质性更高，同时具有更高的硬度（10.5吉帕）和更高的模量（约160吉帕）；而较高功率下沉积的涂层较厚且更均匀，但刚性较低。研究发现，逐线熵值与深度分辨的纳米压痕实验结果高度相关，这支持了微观结构异质性与机械性能梯度之间的定量关联。这些结果表明，图像熵值可以作为优化非晶涂层工艺的快速评估指标。

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