Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός πυρίμαχων κραμάτων υψηλής εντροπίας (refractory high entropy alloys) και αξιολόγηση της μηχανικής συμπεριφοράς και της επιφανειακής υποβάθμισής τους

Abstract

Η παρούσα διατριβή αφορά την ανάπτυξη, το χαρακτηρισμό και την αξιολόγηση της συμπεριφοράς πυρίμαχων κραμάτων υψηλής εντροπίας. Τα κράματα αυτά αποτελούν καινοτόμα υλικά και στοχεύουν σε εφαρμογές εξειδικευμένων απαιτήσεων. Στόχος της προσπάθειας ήταν να παρασκευαστούν μονοφασικές ή/και διφασικές δομές και να συνδεθούν τα μικροδομικά χαρακτηριστικά τους με τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά σε φαινόμενα υποβάθμισης. Αναλυτικότερα, για κάθε επιμέρους σύστημα μελετήθηκαν τα μικροδομικά χαρακτηριστικά και έγινε έλεγχος των βιβλιογραφικών μοντέλων πρόβλεψης φάσεων στερεών διαλυμάτων. Προτάθηκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί στερεοποίησης και αναλύθηκαν τα μορφολογικά χαρακτηριστικά αυτών. Στο σκέλος των ιδιοτήτων, επιλεγμένες δομές μελετήθηκαν ως προς τις μηχανικές τους ιδιότητες (μικρο- και μακρο-σκληρότητα και δοκιμές θλίψης), ενώ προτάθηκαν οι μηχανισμοί ενίσχυσης και αστοχίας τους. Σε ότι αφορά τις επιφανειακές ιδιότητες, τα συστήματα εξετάστηκαν σε δοκιμές φθοράς ολίσθησης υπό διάφορες πειραματικές συνθήκες. Μέσω της καταγραφής των αριθμητικών δεδομένων και της μελέτης των επιφανειών και ψηγμάτων της φθοράς, διατυπωθήκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί υποβάθμισης. Τέλος, έλαβε χώρα η μελέτη της συμπεριφοράς τους σε διάβρωση (διαλύματα 3.5 κ.β% NaCl και Hank), όπου, μέσω της ανάλυσης των αριθμητικών δεδομένων και της εξέτασης των διαβρωμένων επιφανειών/τομών, ερμηνεύτηκαν οι αντίστοιχοι μηχανισμοί υποβάθμισης.