Design criteria for single-phase non-equiatomic refractory multiprincipal element alloys from the Nb-Ti-Zr system
Notice bibliographique
Résumé
• Design criteria for stable, single-phase refractory high entropy alloys from Nb-Ti-Zr system are established. • Combinational synthesis enabled screening through large portion of the Nb-Ti-Zr system. • Dissolved oxygen is the primary factor destabilizing the desired single-phase BCC structure. • Ti-rich compositions had higher oxygen tolerance than Zr-rich ones, despite similar oxygen solubility. Refractory high entropy alloys (RMPEAs) hold promise as candidate materials for high-temperature applications challenging widely used nickel-based superalloys. RMPEAs application is currently limited by their low structure and phase stability in the presence of oxygen, which can be improved by single-phase alloy design. This study establishes design criteria for achieving single-phase, non-equiatomic RMPEAs through a systematic exploration of the Nb-Ti-Zr compositional space. Using combinatorial synthesis via magnetron co-sputtering and high-throughput characterization, we map phase stability across a broad compositional range. We identify a stable single-phase BCC region for compositions containing 19.5–55 at.% Nb, 43–59 at.% Ti, and less than 30.5 at.% Zr. Monte Carlo simulations were used to predict the phase formation at high temperatures along with electron microscopy revealing phase segregations at high-Zr compositions, exploring the role of soluble oxygen in phase formation. Our findings provide a foundation for the rational alloy design, explain the effect of each element, and pave a path for further exploration and modification of the identified compositional space.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».