高熵碳化物(Zr_(0.2)Hf_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2))C在准等熵与斜波加载下的塑性变形微观机制OA

高熵碳化物(high-entropy carbide,HEC)因其显著的化学无序与晶格畸变,展现出优异的强-韧协同特性,有望成为冲击防护与高温结构应用领域的前沿材料。然而,在高压、高应变率等极端服役条件下,其微结构演化与动态力学响应仍缺乏系统认识。为此,基于高精度机器学习势,以(Zr_(0.2)Hf_(0.2)Ti_(0.2)Nb_(0.2)Ta_(0.2))C为研究对象,开展了沿[001]、[011]和[111]3个典型晶向的准等熵压缩以及斜波加载分子动力学模拟。从晶向与加载路径角度,系统地揭示了多重“高熵”效应如何影响高熵碳化物在原子尺度下的塑性变形机制。研究发现,引入多主元金属的高熵碳化物显著改善了陶瓷材料的塑性激活方式、滑移系竞争关系及局域变形模式。局域应力扰动与晶格畸变不仅强化了金属子晶格Bain型瞬态堆垛重排,提高了材料的承载能力和延展性,还促进了多滑移系协同激活,使剪切带由单向延伸转变为多向、网络化扩展。第一性原理计算结果表明,高熵碳化物中的碳空位形成能较单组分过渡金属碳化物显著降低,因此,在压缩过程中,碳原子更易先发生大位移,形成碳空位并参与剪切带成核。