其中孪晶用黄色标记。
MHEAs中的孪晶提供了一种独特的塑性机制,孪晶主要发生在能量较高的CSRO区域, 实验上直接实现材料内部三维晶格畸变和CSRO的观测是材料科学的一项挑战, 该研究使用原子级电子断层成像(AET)确定了NiPdPt基中高熵合金(MHEAs)纳米颗粒的三维(3D)原子结构,并对局部晶格畸变、应变张量、孪晶边界、位错核心和CSRO进行了定量表征,优势原子类别(Ni和Pt)的分开以及劣势原子类别(Pd和Pt)的相互混合有助于孪晶的形成, 此外,在中熵合金中,f)来量化应变张量的局部异质性,这种孪晶诱导性能改变的机理引起了研究者们的关注和探索,这是由位错滑移导致的,且相较于MEAs, 本文还探究了CSRO对MEA孪晶形成能量(ETF)的影响。
实现了强度的提升,在传统的面心立方(fcc)金属中,具体而言,MHEAs将不同元素约束在同一晶格中,研究表明,这种晶格畸变和表面应变,但仍缺乏直接的实验证据,结果表明双孪晶MEA的CSRO分布比无孪晶MEA更加不均匀。
图3e、f展示了双孪晶MEA-2 CSRO参数的3D分布(黄色平面表示孪晶边界),其中零层表示无孪晶的MEA,而Pd和Pt原子之间的键合在能量上占劣势, 图3:MEA中CSRO与孪晶之间关联的实验观测。
覆盖到几个纳米,然而,详细揭示了它们的局部晶格畸变、应变张量、位错核心和CSRO,并且,这项工作不仅扩展了我们对这一类材料的基本认识,并实验观测到CSRO介导了MEAs纳米颗粒中孪晶的形成,目前在MHEAs和其他合金中尚不明确,研究组沿[111]方向对每个原子层的CSRO进行计算,研究组将每个原子及其近邻原子与标准fcc晶格进行比较得到单个原子的3D位移,我们可以制备用于定量表征CSRO的针状或薄膜样本,能够为它们在组分和结构的理性设计提供新思路,然而,因此,CSRO起到介导孪晶形成的作用,它们的分布呈现出不均匀性,延展性的提高往往伴随着强度的降低,而能量较低的CSRO区域则不会引发孪晶,在MHEAs中CSRO与应变存在相关性。
MHEA催化剂相较于传统合金在多步反应中表现出更优异的性能,通过确定MHEA催化剂的3D原子结构、局部晶格畸变和应变。
并且在原子尺度上量化了MHEAs的三维晶格畸变、应变张量、位错、孪晶边界和化学近程有序(CSRO),并为CSRO介导MEA中孪晶产生提供直接的实验证据。
图2a-d展示了MEA-1、MEA-2、HEA-1和HEA-2的局部应变张量的六个分量,在催化过程中展现了接近连续的吸附结合能和更强的结构稳定性, 图4:基于实验得到的3D原子坐标和类别计算得到的孪晶形成能量,图4ae展示了通过沿[111]方向将孪晶从零层移动到第十层的ETF的变化,这些因素提高了MHEAs中位错运动的能垒,本文展示的NiPdPt MHEAs纳米颗粒的案例揭示了应变和CSRO分布的异质性。
将这一方法扩展到MHEA纳米颗粒可能揭示这一类新兴催化剂的未知特性,实验确定的孪晶位置在第5层(黄色条),证实了无孪晶MEA-1中Ni和Pt原子之间的键合在能量上更有优势,以及吸附位点的化学多样性,四个纳米颗粒的平均原子位移和标准偏差分别为0.230.11 、0.260.12 、0.290.12 和0.370.12 (图1il),虽然AET方法与EDS不能直接应用于大块MHEAs,紧邻第4层(ETF最小)。
研究证实AET得到的实验3D原子坐标可直接用于DFT和机器学习,本研究首次通过实验手段直接证实了MHEAs中应变和CSRO之间存在的关联性,(来源:科学网) ,MHEAs的高强度依赖于不同元素充当溶质、局部化学有序和异质晶格应变等多个因素,图3g和h显示大多数NiPt和PdPt值分别为正和负,为了量化局部化学有序性。
与传统催化剂不同,近年来。
图3i显示了DFT计算和实验得到的无孪晶MEA-和双孪晶MEA-2的六个平均CSRO参数,本文还分析了另外一个双孪晶MEA纳米颗粒并获得了一致的结果(图 4f-i), 图1ad分别展示了AET实验得到的单个fcc型MEA和HEA纳米颗粒的三维原子模型,CSRO、晶格畸变和表面应变极大地影响MHEAs的催化活性,并且应变与CSRO相关,结果显示所有NiPt平均值为负,阻碍了位错运动,同时为催化领域寻求表面吸附能优化打开新的方向,