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高熵合金Alx CoCrFeNi (x = 0 - 0.4), Al0.5CrFeMnNi, CoCrFeNiMn 和FeCrNi近常數電阻率之研究

科展類別

臺灣國際科展作品

屆次

2017年

科別

物理與天文學

得獎情形

三等獎

學校名稱

國立臺灣師範大學附屬高級中學

指導老師

李柏翰;陳瑞凱

作者

周伯衡

關鍵字

高熵合金,電阻率,XRD

摘要或動機

二元合金的電阻率大小取決於合金的有序度的大小,當「無序相」出現時,合金在等莫耳比例混和會有最高電阻率,以CuxAu1-x為例大約為7倍,但是如果「有序相」出現時,例如混和比例為25%(Cu3Au)及50%(CuAu)會出現電阻率大幅度下降現象,甚至接近純金屬元素之電阻率,因此我們猜想如果合金由三元到五元等莫耳比例混和,預期可能會出現類似結果,查文獻後才知道有一種合金叫做高熵合金(五元以上合金)。然而研究結果令人驚訝,我們觀察到極高的電阻率產生,大約為混合法則所得的21倍,以及異常小的電阻率溫度效應,經由XRD探測發現多元合金都有無序相出現,然而在300 K到673 K範圍內電阻率卻接近定值,實驗結果呈現殘留85%的電阻率,表示高熵合金的晶格內有高濃度的本質缺陷(Intrinsic defect)。

高熵合金Alx CoCrFeNi (x = 0 - 0.4), Al0.5CrFeMnNi, CoCrFeNiMn 和FeCrNi近常數電阻率之研究

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