كاربرد آلياژهاي آنتروپي بالا در صنايع معدني

Application of high-entropy alloys in mining industries

آلياژهاي آنتروپي بالا، دسته جديدي از مواد هستند كه شامل چندين عنصر مختلف با ميزان هر يك از عناصر 5 تا 35 درصد اتمي است. اين آلياژهاي چند جزئي به دليل آنتروپي اختلاط بالا محلول جامد تك فازي را تشكيل مي­دهند كه داراي خواص مكانيكي در دماهاي پايين و بالا، مقاومت به خوردگي و مقاومت به اكسيداسيون فوق­العاده هستند. به دليل همين ويژگي‌ها، توجه بسياري از محققين براي استفاده از اين آلياژها در صنايع مختلف معطوف گشته است. علاوه بر اين به دليل امكان طراحي آلياژ و ارائه گستره وسيعي از تركيب­هاي گوناگون، امكان مهندسي تركيب و ريزساختار با توجه به نيازمندي­هاي موردنظر براي يك كاربرد خاص وجود دارد. يكي از صنايع حياتي با توجه به ظرفيت­هاي موجود در اقتصاد ايران صنايع معدني است كه امروزه طيف وسيعي از آلياژهاي مهندسي در اين صنايع به­كار برده مي­شوند. استفاده از آلياژهاي آنتروپي بالا در صنايع معدني، مي­تواند مزاياي بسيار در زمينه افزايش كارايي مواد و همچنين صرفه­جويي در مصرف انرژي به همراه داشته باشد. در اين مطالعه سعي مي‌گردد تا با توجه به نيازمندي­هاي مواد مورداستفاده در صنايع معدني به معرفي اين دسته از آلياژها پرداخته شود و ضمن دسته‌بندي آن‌ها، كاربردها و خواص آن‌ها نيز موردمطالعه قرار گيرد.

High-entropy alloys are a new class of materials containing five or more principal elements with each elemental concentration between 5 at.% and 35 at.%. These multi-component alloys with a high amount of mixing entropy produce a relatively simple structure based on solid solution phases, which provides superior properties such as remarkable cryogenic and high-temperature mechanical properties, corrosion resistance, and oxidation resistance. These spectacular properties draw the attention of many researchers and nominate these alloys as structural materials with extraordinary properties for many industrial applications. In addition, there is a possibility of engineering chemical components and microstructure engineering based on the required properties for specific applications according to the case of alloy designing and offering a wide range of different alloys. One of the crucial industries based on its potential is the mineral industry in Iran. Today, many other materials are subjected to use in mining industries. The application of high-entropy alloys in mining industries may benefit from the point of view of improving the performance of materials and saving energy. The present study attempts to introduce this new class of alloys for mining industrial applications based on the required properties.