高真空热处理炉是严格必需的，以防止 Al0.3CoCrFeNiMo0.75 涂层在长时间暴露于极端温度下时发生快速氧化。具体来说，维持压力小于或等于10^-2 Pa的环境可确保合金在从激光诱导的亚稳态转变为受控的平衡微观结构时保持化学稳定。
核心要点：高真空环境不仅仅是一种保护措施；它是高熵合金在 1100 °C 下进行必要的相变而不发生标准大气压下会发生的化学降解的基本工艺要求。
高温下保持化学完整性
快速氧化的风险
含有铝（Al）和铬（Cr）等元素的高熵合金（HEAs）在高温下具有高度反应性。
如果在1100 °C下在氧气存在下进行退火，Al0.3CoCrFeNiMo0.75 涂层的表面会立即氧化。这种氧化层会改变表面化学性质，并可能降低您试图增强的机械性能。
真空阈值
为减轻此风险，炉子必须维持≤ 10^-2 Pa的高真空。
这个特定的压力阈值创造了一个环境，其中氧分压不足以驱动严重的氧化反应。这使得材料能够承受长时间热处理以实现深层微观结构变化。
控制微观结构演变
释放亚稳态
激光熔化是一种快速凝固过程，可将合金冻结在过饱和亚稳态中。
由于冷却速度快，原子被锁定在非平衡位置。真空退火提供了“松弛”这种结构所需的能量，而不会受到大气化学的干扰。
实现平衡
此退火的主要目标是将合金转变为平衡微观结构。
在受保护的真空中，材料可以自然地分离成稳定的相。这种环境有助于精确研究这些结构变化如何直接与材料性能相关。
相变和析出
虽然主要参考资料侧重于 Al0.3CoCrFeNiMo0.75 合金，但在类似 HEA（如 AlCoCrFeNi2.1）中观察到的原理表明，这种环境会促进复杂的相演变。
真空退火允许形成特定的析出物（通常富含铬）以及双相结构（如 BCC 和 FCC）的演变。这些转变对于调节硬度和延展性等机械性能至关重要。
理解权衡和风险
对真空质量的敏感性
该工艺对设备故障或密封泄漏不容忍。
在 1100 °C 循环期间，即使压力略高于 10^-2 Pa 的阈值，也可能导致表面变色或“内部氧化”。这会损害微观结构研究的有效性和涂层的性能。
设备复杂性和成本
能够达到 1100 °C 的高真空炉比标准惰性气体炉昂贵得多，且操作更复杂。
在开始加热之前，它们需要更长的周期时间来抽空至所需压力。然而，对于高价值的 HEA 涂层来说，这种成本是不可避免的，因为在这些极端温度下，惰性气体吹扫通常不足以防止痕量氧化。
为您的目标做出正确选择
在规划高熵合金涂层热处理策略时，请考虑您的具体目标：
- 如果您的主要重点是基础研究：优先选择严格低于 10^-2 Pa 的真空度，以确保任何观察到的微观结构变化仅由热效应引起，而不是与大气的化学反应引起。
- 如果您的主要重点是机械性能：确保在整个冷却阶段都保持真空，以防止表面脆化，这可能成为应力测试期间的裂纹萌生点。
最终，高真空炉充当一个中性容器，允许合金的固有物理特性决定其最终结构，而不会受到环境干扰。
总结表：
| 参数 | 要求/值 | 在 HEA 退火中的作用 |
|---|---|---|
| 真空度 | ≤ 10^-2 Pa | 防止 Al 和 Cr 快速氧化 |
| 退火温度 | 1100 °C | 促进向平衡状态的转变 |
| 主要目标 | 相变 | 释放亚稳态以改善性能 |
| 风险因素 | 痕量氧气 | 导致表面变色和内部氧化 |
| 关键结果 | 化学完整性 | 确保结构变化纯粹是热效应 |
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