YUQORI ENTROPIYALI QUYMALAR

Аннотация

В статье рассматриваются высокоэнтропийные сплавы (ВЭС) и основное внимание уделяется изучению их физических, механических и термодинамических свойств. Высокоэнергетические сплавы представляют собой многоэлементные сплавы с высоким уровнем энтропии, обладающие уникальными и высокоэффективными свойствами. В результате исследований получены высокотемпературные и ударопрочные материалы, обладающие высокой коррозионной стойкостью, высокими механическими свойствами. Ключевые слова: Высокоэнтропийные сплавы (ВЭС), Энтропия смеси, Термодинамические свойства, Механические свойства, Промышленное применение. Annotation: This article is about high-entropy alloys (HEAs) and their physical, mechanical and thermodynamic properties. HEAs are multi-element alloys with high entropy levels, which have unique and highly efficient properties. As a result of research, HEAs are characterized by high temperature and shock resistance, corrosion resistance and high mechanical properties. https://scientific-jl.org/obr Выпуск журнала №-71 283 Часть–1_ июня–2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181- 3187 Keywords: High-entropy alloys (HEA), Mixture entropy, Thermodynamic properties, Mechanical properties, Industrial applications. So‘nggi o‘n yilliklar davomida ilg‘or materiallarni izlash va ishlab chiqish ilm- fan va sanoatning eng dolzarb yo‘nalishlaridan biriga aylandi. An’anaviy quymalar odatda asosiy metallga kichik miqdorda legirlovchi elementlar qo‘shish orqali olinadi. Biroq bu yondashuv materiallarning mexanik, issiqlik va kimyoviy xossalarini chegaralab qo‘yadi. Ushbu muammoni hal qilish maqsadida yangi sinfdagi materiallar — yuqori entropiyali quymalar (High Entropy Alloys, HEAs) paydo bo‘ldi. Yuqori entropiyali quymalar — bu besh yoki undan ortiq asosiy metall elementlardan iborat bo‘lib, ularning har biri teng yoki unga yaqin miqdorda bo‘ladi. Bunday murakkab tarkib entropiyaning yuqori bo‘lishiga olib keladi, bu esa bir fazali qattiq eritma hosil bo‘lishini va materialning strukturaviy barqarorligini ta’minlaydi. HEA materiallarida komponentlar aralashmasining entropiyasi klassik ikki yoki uch elementli quymalarnikidan ancha yuqori bo‘ladi, bu esa ularning fizikaviy va mexanik xossalariga ijobiy ta’sir ko‘rsatadi. HEAlar yuqori qattiqlik, termik barqarorlik, korroziyaga chidamlilik va mukammal mexanik xossalarga ega bo‘lishi bilan ajralib turadi. Shu sababli, ular aerokosmik, yadroviy energetika, kriogen texnologiyalar va boshqa yuqori talablar qo‘yiladigan sohalarda keng qo‘llanilishi mumkin. Mazkur maqolada yuqori entropiyali quymalarning asosiy nazariy tushunchalari, tuzilmasi, fizikaviy xossalari va amaliy qo‘llanilishi ko‘rib chiqiladi. Yuqori entropiyali quymalar (HEA) – bu murakkab kompozitsiyali materiallar bo‘lib, ular kamida besh xil asosiy elementdan iborat bo‘ladi. Har bir elementning konsentratsiyasi odatda 5–35 atrofida bo‘ladi. Shu bilan birga, bu quymalar biror asosiy elementga tayanmagan bo‘ladi – bu esa ularni klassik quymalardan farqlantiradi. Ushbu quymalarda asosiy energetik omil bu entropiya hisoblanadi. Yadro strukturasida har xil atomlarning mavjudligi kristall panjaradagi tartibsizlik darajasini oshiradi, ya’ni entropiya yuqori bo‘ladi. Gibbs energiyasi G=H-TS https://scientific-jl.org/obr Выпуск журнала №-71 284 Часть–1_ июня–2025 ОБРАЗОВАНИЕ НАУКА И ИННОВАЦИОННЫЕ ИДЕИ В МИРЕ 2181- 3187 tenglamasiga ko‘ra, entropiyaning ko‘payishi G ning kamayishiga olib keladi, bu esa barqaror faza holatini shakllantiradi. Aralashma entropiyasi va qattiq eritma. Quymalarda aralashma entropiyasi quyidagicha hisoblanadi: 𝑛 ∆𝑆 = −𝑅∑𝑐 𝑙𝑛𝑐 𝑚𝑖𝑥 𝑖 𝑖 𝑖=1 bu yerda: R - universal gaz doimiysi (8.314 J/mol·K), 𝑐 - i-elementning molyaviy 𝑖 ulushi. HEA larda odatda ∆𝑆 > 1.5𝑅 bo’lishi entropiyaning yuqoriligi va bir 𝑚𝑖𝑥 fazali qattiq eritma hosil bo’lishiga olib keladi. Bu struktura BCC (Body-Centered Cubic) yoki FCC (Face-Centered Cubic) panjaraga ega bo’lishi mumkin. Faza barqarorligi va strukturaviy xossalar. Entropiya ustunligi tufayli HEA lar ko‘p hollarda fazalarning aralashmasi emas, balki bir xil strukturadagi eritma sifatida mavjud bo‘ladi. Bu esa ularning: qattiqligini oshiradi, issiqlikka chidamliligini ta’minlaydi, va plastik deformatsiyaga nisbatan barqarorligini kuchaytiradi. Misol uchun, CoCrFeMnNi tarkibli HEA kriogen haroratda ham yuqori plastiklik ko‘rsatgan. Klassik legirlangan quymalarda faqat bitta asosiy element bor, qolganlari esa ularning xossalarini kuchaytirish uchun ishlatiladi. HEAlar esa ko‘p asosli bo‘lgani sababli, har bir element o‘z ulushini barobar ta’sir qiladi. Bu esa: homogen mikrostrukturani, barqaror fazani, kam difuziya, kabilarni ta’minlaydi. Aralashma entropiyasi (∆𝑺 ) va elementlar soni grafigi. Bu grafik shuni 𝒎𝒊𝒙 ko’rsatadi: elementlar soni oshgani sari aralashma entropiyasi oshadi, ya’ni quymaning struktura barqarorligi kuchaydi. • X o’qi (Gorizontal): Elementlar soni (n = 2, 3, 4, 5, …) https://scientific-jl.org/obr Выпуск журнала №-71 285 Часть–1_ июня–2025 ОБРАЗОВ