اس مطالعہ نے فیز ڈایاگرام کے حساب کی بنیاد پر L12 precipitates کی قابل کنٹرول تیاری حاصل کی۔ سنکنرن کے تھرموڈینامک پوٹینشل-پی ایچ ڈایاگرام اور غیر فعال فلموں کے TEM مشاہدات کے ساتھ مل کر، اعلی-انٹروپی مرکبات کے سنکنرن رویے پر نانوسکل L12 مرحلے کے مواد کے اثر و رسوخ کے طریقہ کار کی منظم طریقے سے چھان بین کی گئی۔ یہ واضح کیا گیا کہ نانوسکل L12 فیز کی بارش FCC میٹرکس میں Cr عناصر کی افزودگی میں مدد کرتی ہے، اس طرح غیر فعال فلموں کے استحکام اور بڑھنے کی مزاحمت میں بہتری آتی ہے۔ ایک نئی حکمت عملی کی تجویز پیش کی گئی تھی تاکہ نانوسکل L12 مراحل کو تیز کر کے اعلی-انٹروپی مرکب کی صلاحیت کو نمایاں طور پر بڑھایا جا سکے۔
تصویری وضاحت
L12-ہائی اینٹروپی الائیز کا فیز ڈایاگرام کیلکولیشن ورن کو مضبوط بنانے والے ہائی اینٹروپی مرکبات کی قابل کنٹرول تیاری کے لیے درست رہنمائی فراہم کرتا ہے۔ جیسا کہ شکل 1a میں دکھایا گیا ہے، Co20Cr15Fe20Ni33Al6Ti6 مرکب 800-1100 ڈگری کی وسیع درجہ حرارت کی حد کے اندر ایک سادہ FCC + L12 ڈھانچے کی نمائش کرتا ہے، B2 اور سگما مراحل کی تشکیل سے گریز کرتا ہے۔ اعداد و شمار 1a اور 1b کو ملا کر، L12 مرحلے کے سائز کو درست طریقے سے کنٹرول کیا جا سکتا ہے جبکہ اس کے مواد میں فرق ہوتا ہے۔ اعداد و شمار 1c اور 1d درجہ حرارت کے کام کے طور پر FCC اور L12 مراحل کے اندر عنصری ساخت میں تبدیلیوں کی پیشین گوئی کرتے ہیں، جو کہ مرکب کی سنکنرن مزاحمت میں تبدیلی کی ایک اہم وجہ ہو سکتی ہے۔
کلیدی نکتہ 2: L12 فیز ریئنفورسڈ ہائی-اینٹروپی الائیز کا سنکنرن برتاؤ۔ شکل 2a-b سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے L12 مرحلے کا مواد بڑھتا ہے، مصر دات کی سنکنرن صلاحیت نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے، جو تقریباً 600 mV SCE تک پہنچ جاتی ہے۔ دوسرے ملٹی فیز ہائی-اینٹروپی الائیز یا روایتی مرکب دھاتوں کے مقابلے میں، یہ مرکب یکساں سنکنرن اور پٹنگ سنکنرن کے خلاف مزاحمت کے لحاظ سے اہم فوائد کی نمائش کرتا ہے (شکل 2c)۔
پوائنٹ 3: دو-مرحلے کی سطح پر آکسائیڈ کے تھرموڈینامک استحکام کا ممکنہ-pH ڈایاگرام کے ذریعے تجزیہ کیا جاتا ہے۔ اعداد و شمار 3a-b بالترتیب FCC مرحلے اور L12 مرحلے کی سطحوں پر آکسائڈ کی تشکیل کے تھرموڈینامک استحکام کو ظاہر کرتے ہیں۔ ایف سی سی مرحلے کی سطح پر بننے والا آکسائڈ بنیادی طور پر Cr2O3 ہے، جبکہ L12 مرحلے کی سطح پر بننے والا آکسائڈ بنیادی طور پر Al2O3 ہے۔ Cr2O3 کی سنکنرن کے خلاف مضبوط مزاحمت ہوتی ہے، جبکہ Al2O3 کلورائیڈ پر مشتمل محلول میں Cl- کے ذریعے آسانی سے جذب اور ختم ہو جاتا ہے، اس طرح اس کی سنکنرن کے خلاف کمزور مزاحمت ہوتی ہے۔ لہذا، یہ نتیجہ اخذ کیا جا سکتا ہے کہ FCC مرحلے کے مقابلے L12 مرحلہ سنکنرن کے لیے زیادہ حساس ہے۔
پوائنٹ 4: Passivation فلم کے TEM مشاہدے نے تھرموڈینامک پیشین گوئی کی تصدیق کی۔ اعداد و شمار 4a-f نے اشارہ کیا کہ L12 مرحلے کو سنکنرن کے عمل کے دوران ترجیحی طور پر خراب کیا گیا تھا، لیکن Passivation فلم نچلے FCC میٹرکس کے ساتھ تیزی سے بڑھی، ایک خمیدہ لیکن مسلسل اور یکساں گزرنے والی فلم بناتی ہے۔ یہ نتیجہ ممکنہ-پی ایچ گراف کی پیشین گوئی سے مطابقت رکھتا تھا۔ مزید برآں، الائے پیسیویشن فلم کا استحکام بنیادی طور پر ایف سی سی میٹرکس کی خصوصیات سے متعلق ہے، اور ایف سی سی میٹرکس میں سی آر عنصر کا مواد جتنا زیادہ ہوگا، پیسیویشن فلم اتنی ہی مستحکم ہوگی۔ لہذا، L12 مرحلے کے مواد کو بڑھا کر اور FCC میٹرکس (Figure 1c) میں Cr عناصر کی افزودگی کو فروغ دے کر، Passivation فلم کے استحکام کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جا سکتا ہے۔
پوائنٹ 5: پٹنگ سنکنرن کی ترقی کے استحکام کا تجزیہ یہ فرض کرتے ہوئے کہ L12 فیز مکمل طور پر تحلیل ہو چکا ہے، کیا تحلیل کے بعد باقی رہ جانے والے ذیلی-مستحکم "گڑھے" بڑھتے رہیں گے یا دوبارہ کرسٹلائزیشن سے گزریں گے؟ شکل 5a ذیلی-مستحکم سنکنرن گڑھوں کے اندر ہونے والے الیکٹرو کیمیکل عمل کو دکھاتا ہے۔ یہاں، آیا پٹنگ مستحکم طور پر بڑھ سکتی ہے اس کا انحصار تحلیل حرکیات اور بازی حرکیات کے درمیان مقابلہ پر ہے۔ اسی سائز کے ذیلی-مستحکم پٹنگ سنکنرن گڑھوں کے لیے، idiff،crit کو مستقل رہنا چاہیے، جیسا کہ شکل 5b میں نیلی لکیر سے دکھایا گیا ہے، جب کہ مختلف Cr مواد کے ساتھ FCC میٹرکس تحلیل حرکیات میں نمایاں تبدیلیاں لاتے ہیں، جیسا کہ شکل 5b میں سرخ لکیر سے دکھایا گیا ہے۔ FCC میٹرکس میں Cr کا مواد جتنا زیادہ ہوگا، موجودہ کثافت کی ڈھلوان بمقابلہ صلاحیت اتنی ہی کم ہوگی، اس طرح پٹنگ سنکنرن کی مستحکم نشوونما کے لیے ایک اعلیٰ نازک حالت کی ضرورت ہوتی ہے، جو پٹنگ سنکنرن کی مستحکم نمو کے خلاف مزاحمت کو بڑھاتی ہے۔
اس کام نے L12 فیز کے مواد کو ریگولیٹ کر کے ورن کی سنکنرن مزاحمت کو نمایاں طور پر بڑھایا-مضبوط اعلی-انٹروپی مرکب۔ L12 فیز کی ورن کے دوران عناصر کی تقسیم کی خصوصیات کو سمجھا گیا، ہائی-اینٹروپی الائے کے سنکنرن رویے پر تیز رفتار مرحلے کے مواد کے اثر و رسوخ کو واضح کیا گیا، اور Passivation فلم کے استحکام پر L12 فیز کے مواد کے اثر کا میکانزم اور corrosion pitting کے بڑھنے کے عمل کو واضح کیا گیا۔