尽管高熵合金（HEA）在高温，防腐和催化应用方面已显示出巨大潜力，但目前对于HEA材料在复杂环境下的性能仍然知之甚少。

近日，美国加州大学河滨分校Michael R. Zachariah，匹兹堡大学Wissam A. Saidi，阿贡国家实验室Yuzi Liu，伊利诺伊大学芝加哥分校Reza Shahbazian-Yassar报道了通过原位气室透射电子显微镜研究了Fe_0.28Co_0.21Ni_0.20Cu_0.08Pt_0.23 HEA纳米粒子（NPs）在大气压干燥空气环境中的高温氧化行为。

文章要点

1）通过(扫描)透射电子显微镜(S) TEM成像和能谱(EDS)/电子能量损失谱(EELS)分析，实时捕获了400 °C氧化过程中的结构和成分演变。结果表明，HEA NPs的氧化动力学受对数速率常数控制，并受过渡金属Fe、Co、Ni和Cu向外扩散的Kirkendall效应的影响。

2）研究人员在相邻的HEA NPs上观察到各向异性氧化，氧化物更倾向于在它们的连接界面处形成。该氧化物层具有处于Fe³⁺，Co²⁺，Ni²⁺和Cu²⁺氧化态的Fe₂O₃，CoO，NiO和CuO微晶的无序混合物。

3）基于第一性原理计算的混合蒙特卡洛（MC）/分子动力学（MD）模拟证实这些发现，并表明在氧化条件下，Fe，Co，Ni和Cu有优先的表面偏析，而Pt仍保留在NPs上。

研究工作提供了关于HEA NPs在高温氧化环境下的行为的关键见解，并为未来设计基于复杂条件下的高稳定合金提供了指导。

Boao Song, et al, In Situ Oxidation Studies of High-Entropy Alloy Nanoparticles, ACS Nano, 2020

DOI: 10.1021/acsnano.0c05250

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.0c05250