Effect of YSZ Particle Size and Content on Microstructure, Mechanical and Tribological Properties of (CoCrFeNiAl)1−x(YSZ)x High Entropy Alloy Composites

M. Ghanbariha; M. Farvizi; S. A. Ataie; A. Alizadeh Samiyan; T. Liskiewicz; H. S. Kim

doi:10.1007/s12540-024-01656-2

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저자정보: M. Ghanbariha (Materials and Energy Research Center) M. Farvizi (Materials and Energy Research Center) S. A. Ataie (Iran University of Science and Technology) A. Alizadeh Samiyan (Materials and Energy Research Center) T. Liskiewicz (Manchester Metropolitan University) H. S. Kim (Pohang University of Science and Technology)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.9

발행연도: 2024.9

수록면: 2,523 - 2,539 (17page)

DOI: 10.1007/s12540-024-01656-2

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High entropy alloy composites (HEACs) have recently been explored for use in industrial applications. This study investigatesthe impact of particle size (micro or nano) and content (5 and 10 wt%) of YSZ on the microstructure and tribological propertiesof AlCoCrFeNi. The samples were prepared using a combination of mechanical alloying and spark plasma sintering. XRD results and Rietveld analysis reveal that HEACs with micro-sized YSZ have a higher BCC/FCC ratio. FESEM and EDSresults confirmed the evolution of Al-rich regions in the vicinity of the reinforcements. Especially, in HEA-10NanoYSZsample,due to higher interfacial regions, a huge amount of Al-rich phase has been formed which yields the reduction of BCCphase content in this sample. Microhardness and pin-on-disc wear tests show that the samples reinforced with microparticlesdemonstrate better performance compared to nanocomposite samples. For example, HEA-10MicroYSZ-sample exhibits thehighest hardness (5.1 GPa) and the lowest wear characteristics (with a coefficient of friction of 0.8 and a wear rate of 4 × 10−4mm3/N.m). This can be correlated to the higher hardness and BCC phase content, and grain boundary strengthening in themicrocomposites.

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