Language
Country/Area
No result found
Kelahiran paduan entropi tinggi: Apa yang mendorong revolusi logam ini?
Paduan entropi tinggi (HEA) adalah kelas paduan yang sedang berkembang, yang sebagian besar terdiri dari lima atau lebih elemen yang dicampur dalam proporsi yang relatif sama. Paduan logam tradisional biasanya hanya terdiri dari satu atau dua komponen utama, dengan sejumlah kecil elemen lain yang ditambahkan untuk meningkatkan sifatnya. Konsep paduan entropi tinggi pertama kali diusulkan oleh ilmuwan Taiwan Ye Jinwei pada tahun 1995. Terobosan ini mendorong komunitas ilmu material untuk memeriksa kembali desain dan potensi aplikasi paduan.
Dalam pembentukan paduan entropi tinggi, setiap elemen dalam resep memiliki pengaruh halus pada hasil akhir, yang mencerminkan bagaimana interaksi mereka mengubah sifat paduan.
Paduan entropi tinggi berpotensi memiliki sifat yang lebih unggul dibandingkan dengan paduan konvensional, termasuk rasio kekuatan terhadap berat yang lebih tinggi, ketahanan fraktur yang lebih baik, dan ketahanan korosi. Meskipun HEA telah dipelajari sejak tahun 1980-an, terobosan nyata terjadi pada tahun 2010-an, ketika minat terhadap material ini meningkat secara signifikan.
Sejarah pengembangan HEA
Penelitian tentang paduan entropi tinggi dimulai pada tahun 1981 dan 1996, tetapi baru pada tahun 1995 Ye Jinwei mencapai keberhasilan pertamanya dalam sintesis paduan yang sebenarnya. Sejak saat itu, penelitian tentang HEA secara bertahap mendapatkan popularitas di seluruh dunia, terutama pada tahun 2004 ketika Ye dan timnya berhasil merancang paduan entropi tinggi yang dapat menahan suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Aplikasi potensial dari jenis paduan ini meliputi mobil balap, pesawat ruang angkasa, kapal selam, reaktor nuklir, dan bidang teknologi tinggi lainnya.
Konsep paduan entropi tinggi tidak hanya merupakan terobosan teoritis, tetapi juga membuka kemungkinan baru untuk banyak aplikasi praktis dan memberi kita pemahaman baru tentang sifat-sifat bahan logam.
Efek Inti HEA
Sifat-sifat paduan entropi tinggi dapat diringkas menjadi empat efek inti: efek entropi tinggi, distorsi kisi yang parah, difusi lambat, dan efek koktail. Efek-efek ini merupakan manifestasi khusus HEA dalam mikrostruktur dan sifat-sifatnya.
Efek Entropi Tinggi
Efek entropi tinggi merupakan salah satu fitur terpenting dalam HEA karena mendorong pembentukan larutan padat dan menyederhanakan mikrostruktur. Secara tradisional, paduan multikomponen diharapkan membentuk struktur kompleks karena berbagai interaksi antara unsur-unsur, tetapi pada kenyataannya efek entropi tinggi meningkatkan stabilitas larutan padat, yang terkait erat dengan hukum kedua termodinamika.
Distorsi kisi yang parahKarena larutan padat multi-elemen utama dalam HEA, konsep struktur kisi tradisional perlu dipertimbangkan kembali. Setiap atom ini dikelilingi oleh atom yang berbeda, yang menyebabkan peningkatan regangan dan tekanan kisi, dengan efek yang mendalam pada sifat mekanis, termal, dan elektronik material.
Penyebaran yang lambat
Struktur khusus HEA menyebabkan laju difusi yang lambat, yang sangat meningkatkan stabilitas termal dan integritas struktural material. Interaksi atom yang kompleks selama proses difusi menghambat pergerakan atom yang cepat, sehingga meningkatkan daya tahan material.
Efek Koktail
Efek koktail menekankan efek peningkatan setidaknya lima elemen utama pada sifat paduan. Sifat paduan ini berasal dari kerja sama interaktif beberapa komponen, yang selanjutnya mendorong pencarian dan desain material baru.
Ide-ide baru untuk desain paduan
Desain paduan tradisional biasanya meningkatkan kinerja dengan menambahkan sejumlah kecil elemen berdasarkan elemen utama, tetapi dalam desain HEA, peneliti perlu mengeksplorasi keseimbangan antara beberapa elemen. Menurut studi pendahuluan, HEA yang berhasil sering kali perlu mengandung beberapa fase sekunder untuk memperkuat material. Namun, pembentukan material fase tunggal tetap menjadi pendekatan penting untuk memperdalam pemahaman tentang mekanisme dasar HEA.
Prospek Masa Depan
Dengan pendalaman penelitian, pemahaman tentang HEA akan menjadi lebih komprehensif, dan area aplikasinya akan terus berkembang. Apakah paduan entropi tinggi dapat memainkan peran kunci dalam inovasi ilmiah dan teknologi masa depan dan membawa lebih banyak kemudahan, efisiensi, dan keberlanjutan bagi masyarakat manusia telah menjadi area yang terus dieksplorasi oleh para ilmuwan.
Pertanyaan yang muncul akibat revolusi logam ini adalah: Bagaimana paduan entropi tinggi akan mengubah pemahaman mendasar kita tentang material dan aplikasinya?
