Functionalizing high entropy materials for magnetocaloric and thermoelectric applications

Help

Back »

Details of project

Identifier

128229

Type

Principal investigator

Vitos, Levente

Title in Hungarian

Nagyentrópiás anyagok funkcionalizálása magnetokalorikus és termoelektromos alkalmazásokra

Title in English

Functionalizing high entropy materials for magnetocaloric and thermoelectric applications

Keywords in Hungarian

sűrűség funkcionál elméleti számolások, magas entrópiás anyagok, magnetokalorikus anyagok, termoelektromos együttható

Keywords in English

Density Functional Theory calculations, high entropy materials, magnetocaloric materials, thermopower

Discipline

Material Science and Technology (physics) (Council of Physical Sciences)	50 %
Ortelius classification: Materials technology
Solid-state Physics (Council of Physical Sciences)	50 %
Ortelius classification: Solid state physics

Panel

Physics 1

Department or equivalent

Theoretical Solid State Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)

Participants

Bakonyi, Imre
Dézsi, István
Gulyás, Gábor
Károlyházy, Gyula
Kiss, László Ferenc
Maksa, Zsolt
NGUYEN, QUANG CHINH
Révész, Ádám
Újfalussy, Balázs
Varga, Lajos Károly
Vida, Ádám
Wei, Li

Starting date

2018-09-01

Closing date

2023-08-31

Funding (in million HUF)

47.866

FTE (full time equivalent)

26.11

state

closed project

Summary in Hungarian

A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A javasolt kutatás a vezető kutató elméleti, kvantummechanikai számolásainak és a társkutatók kísérleti munkájának az együttműködésén alapszik. Az elmúlt négy évben végzett elektronszerkezeti számolásokat a nagyentrópiájú átlag kristályszerkezettel rendelkező ötvözeteken (HEAs) kiterjesztjük két, alkalmazás-orientált tulajdonság vizsgálatára és tervezésére: 1. olcsó és előnyös tulajdonságú magnetokalorikus ötvözetek, és 2. magas hőmérsékleten használható termoelektromos anyagok. Modellanyagként a Pd- és Al-koncentrációval hangolható tulajdonságú PdxCoCrFeNiPd és AlxCoCrFeNi (ahol x a Pd vagy Al-atomtört) típusú nagyentrópiájú anyagokat (HEM) fogjuk használni. Az első rendszer magnetokalorikus tulajdonságot mutat, míg a második elektrontranszport tulajdonságai széles határok között változtathatóak és potenciálisan alkalmas magashőmérsékletű termoelektromos anyag számára. Az elméleti becsléseket saját készítésű anyagmintákon fogjuk ellenőrizni. A mintákat indukciós olvasztással készítjük hideg tégelyben. Gyorshűtéssel 20-25 mikron vastag szalagot készítünk. A nagy olvadáspont különbségű elemek ötvözésére a mechanikai őrlés módszerét használjuk. A magas hőmérsékletű termoelemet a HEA ötvözet habosításával állítjuk elő. Végül HEM összetételeket és előállítási technológiákat javaslunk mindkét alkalmazáshoz.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
A kísérleti kutatás számára az alapkérdés találni két olyan HEM összetételt és megfelelő előállítási technológiát, amelyek lehetővé teszik a következő alkalmazásokat: i) helyettesíteni a drága, ritkaföldfém valamint a mérgező elemeket (As) tartalmazó magnetolalorikus anyagokat nagyentrópiás ötvözetekkel, ii) lehetővé tenni a magashőmérsékletű termoelem előállítását ”élesztő” technológiával habosított HEM-ból, aminek kicsi a hővezető képessége, ugyanakkor nagy a termoelektromos együtthatója. Elméleti szempontból az alapkérdések: i) tervezni egy olyan többkomponensű ötvözetet, ami a szobahőmérséklet környékén mutat ferro-paramágneses és egyben szerkezeti átalakulást, és ii) megbecsülni a Seebeck együtthatót elektronszerkezeti számolásokból, Egy átlag kristályszerkezetet fogunk definiálni, hogy alkalmazhassuk a vezető kutató által kidolgozott kvantummechanikai számolási módszert és tervezhessük a HEM ötvözeteket a fent említett alkalmazásokhoz. A tervezett ötvözetek tulajdonságait szembesítjük a kísérletileg kapott mechanikai és fizikai tulajdonságokkal.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A vezető kutató által létrehozott, első elveken alapuló kvantummechanikai számolások erősségét mutatja, hogy 4 év alapozó (OTKA 109570) kutatás után képesek vagyunk a gyakorlatban hasznosítható fizikai tulajdonságok elméleti úton való meghatározására, mint például a mágneses és a szerkezet átmenetek valamint a termo elektromos együttható vizsgálatára. Kihívást jelent a célul kitűzött tulajdonságok kiszámolása első elvekből, csak az összetétel és az átlagszerkezet alapján. Ilyen számolások és összetétel tervezések hiányoznak az irodalomban. A ritkaföldfém elemek helyettesítése olcsó HEM anyaggal elsőszámú kihívása jelenleg a többmilliárdos hűtőgép iparnak világszerte. Az alacsony olvadáspontú Pb(Se, Te, Bi) alapú termoelektromos generátor anyagok helyettesítése magas hőmérsékletű HEM-el alapvető fontosságú a hulladékhő hasznosításban. A nagyentrópiájú ötvözetek funkcionalizálása a fenti két alkalmazásra nem megoldott még az irodalomban.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
A projekt célja megtervezni, kifejleszteni és optimalizálni két funkcionális nagyentrópiás ötvözet családot, melyek alkalmasak a következő alkalmazásokra: i) a ritkaföldfém alapú ötvözetek kiváltására az új típusú, magnetokalorikus hűtőgépekben, és ii) a hulladék hő hasznosítására magas hőmérsékletű termoelektromos anyagként.
A többkomponensű, nagyentrópiájú ötvözet összetételének kiválasztása első elveken alapuló kvantumechanikai számolások alapján történik. Először az irodalomban megbecsüljük a fenti alkalmazásokhoz szükséges ferro-paramágneses átmeneteket és szerkezetváltozásokat, valamint a magas hőmérsékletű termoelektromos együtthatót. A felfedezése (2004) óta ez az ötvözetcsalád ígéretes olcsó megoldást ígér sok olyan alkalmazásra, ahol a nagy szilárdság szívóssággal párosul. Célunk hogy előállítsunk és tanulmányozzunk mind kísérletileg, mind elméletileg olyan nagyentrópiás anyagokat, amelyek a fenti két alkalmazásnak eleget tesznek és a projekt végén konkrét prototípus összetételeket és előállítási technológiákat mutassunk be, amelyek alkalmasak nagyüzemi kipróbálásra is. A magnetokalorikus ötvözet és a termoelektromos generátor próbájára a Wigner FK-ban fog sor kerülni.

Summary

Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
The proposed research is based on the synergy of first principle quantum mechanical calculations of the principal investigator and the experimental investigations of the participant researchers. The electronic structure calculations carried out in the last 4 years on multi-component, high entropy alloys (HEA) based on a properly chosen average crystalline structure will be continued and extended towards two application-oriented properties: 1. finding high-entropy materials (HEMs) with advantageous magnetocaloric properties and 2. thermopower coefficient estimation from the derivative of electronic density of state at the Fermi level. Special attention will be paid to Pd-doped PdxCoCrFeNi and Al-doped AlxCoCrFeNi (x is the Pd and Al atomic portion) HEMs. The first system has promising magnetocaloric properties, whereas the second is a prospective high-temperature thermoelectric (HT-TE) material where the structural and transport properties can be spanned over a large interval. The predictions of the calculations will be tested on home-made samples. The samples of HEMs will be prepared by induction melting, rapid quenching from the melt and mechanical alloying. The HT-TE will be prepared from foamed HEMs. Finally, compositions and preparation technologies will be proposed for the two applications.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
The research question for the experimental part is to find at least two HEM compositions and the appropriate preparation technologies for the following applications: i) to replace the expensive rare earth and poisonous elements (As) containing magnetocaloric materials with cheap and advantageous high entropy alloys, ii) to find a HT-TE alloy which can be foamed by “yeast” technology, to reduce the thermal conductivity. The question from theoretical point of view is (in the same order): i) to predict proper HEM compositions with both ferro-paramagnetic and structural transition around the room temperature, ii) to estimate the thermopower (Seebeck coefficient) from electronic structure calculations.
An average crystalline structure will be defined in order to treat the electronic structure within the density-functional theory using exact muffin-tin orbital method and full charge density technique implemented by the principal investigator (PI). The scope is to focus on electronic structure ab-initio calculations for designing compositions for the above mentioned applications. The designed compositions will be correlated with the mechanical, magnetic and physical properties in order to select the proper high-entropy alloys.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
The mightiness of the ab initio computational quantum mechanics for materials engineers introduced by the PI is expressed by the fact that after four years of basic research (with the support of the OTKA grant 109570), we are able to estimate useful physical properties like ferro-para and structural transitions and thermopower. Such calculations are still very scarce in computational materials science even for single-phase alloys. Estimation of the targeted properties at the atomic level using a first-principle theory helps to predict useful quantitative and qualitative data for the development of functional high-entropy alloys which is in itself a challenging problem not yet solved in the literature. Replacing the rare earth elements with HEMs is a foremost problem of the multibillionaire fridge and air conditioner industry. Replacing the low melting temperature Pb(Se, Te, Bi) based thermoelectric materials with high- temperature HEMs is the first condition to find the proper method for recovering the waste heat energy. Functionalizing the HEMs in the above mentioned applications are still unsolved problems in the literature.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
The target of the project is to design, develop and optimize two functional HEAs for magnetocaloric and high temperature thermoelectric materials. The selection of multicomponent and perhaps multi-phase HEMs will be made using ab initio theoretical calculations. For the first time in the literature, the ferro-paramagnetic and structural transition and the thermopower of HEMs will be estimated, which are the material parameters necessary for designing the above mentioned two applications. Since its discovery in 2004, this new class of alloys seems to promise a low-cost solution for many applications where the high strength combines with good ductility. We intend to prepare and study such HEMs experimentally and by computational quantum mechanics and at the end of the project, several prototypes of alloy compositions will be presented which are worth for further investigations for scaling up. Testing the laboratory scale prototypes of magnetocaloric HEMs and thermoelectric generators will be made in the Wigner laboratories.

Final report

Results in Hungarian

A projekt keretén belül az úgy nevezett nagyentrópiás anyagok (NEA-k) vizsgálatán dolgoztunk. Különös figyelmet szenteltünk az anyagok funkcionális (mágneses, termikus) tulajdonságaira. A NEA-k kiváló mechanikai tulajdonsággal, korrózióállósággal és termikus stabilitással rendelkeznek. A kémiai összetétel, előállítás és a tulajdonságok pontos ismerete elengedhetetlen új NEA-k gyors és hatékony tervezéséhez. A projektben sikeresen ötvöztük a számítógépes modellezést és a kísérleti anyagtudományt. A modellezésekhez első elveken alapuló módszereket alkalmaztunk. A kiválasztott NEA-t a Wigner laboratóriumban valamint partnereinknél elkészítettünk el, melyeket részletesen megvizsgáltuk és jellemeztük a szerkezeti, kémiai, mágneses és termikus tulajdonságok alapján. Az ötéves projekt során nagyszámú ígéretes NEA-t azonosítottunk és javasoltunk további fejlesztésekhez. A projekt több mint 70 publikációt eredményezett 2 és 38 közötti impaktfaktorú folyóiratokban (58%-uk 4,0 feletti impaktfaktorral). A projekt három diplomamunkához és öt PhD disszertációhoz is hozzá járult.

Results in English

The target of the project was to design, develop and optimize High Entropy Materials (HEMs) for application where functional properties (magnetic, thermophysical) are in the focus. Since its discovery in 2004, this new class of materials seems to promise a low-cost solution for many applications where high strength combines with good corrosion resistance and where rich functional properties are required. The selection of multicomponent and multi-phase HEMs has been made using ab initio theoretical calculations. We prepared several HEMs using experimental facilities, and characterized them with respect to the structural, chemical, magnetic and thermal properties in the Wigner laboratories and also at our partners. During the five-year project, we investigated a large number of HEMs and proposed alloy solutions for further investigations for scaling up. The project resulted in more than 70 publications in journals with impact factors ranging between 2 and 38 (58% have impact factors over 4.0). The project contributed to three master diploma works and five PhD dissertations.

Full text

https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=128229

Decision

Yes

List of publications

He Huang, Xin Wang, Jie Shi, Huogen Huang, Yawen Zhao, Haiyan Xu, Pengguo Zhang, Zhong Long, Bin Bai, Tao Fa, Ce Ma, Fangfang Li, Daqiao Meng, Xiaoqing Li, Stephan Schonecker, Levente Vitos: Material informatics for uranium-bearing equiatomic disordered solid solution alloys, Materials Today Communications 29, 102960 (2021)., 2021

Zhibiao Yang, Chengren Dai, Jian Sun, Song Lu, Wei Li, XiaoJie Li, Xiaoqing Li, Levente Vitos: Theoretically exploring covalent bonding effect on deformability of B2/ Ti (AlxNb1-x) phase, Computational Materials Science 194, 110469 (2021)., 2021

Shuo Huang, Zhihua Dong, Wangzhong Mu, Valter Strom, Guocai Chai, Lajos Karoly Varga, Olle Eriksson, and Levente Vitos: Magnetocaloric properties of melt-spun MnFe-rich high-entropy alloy, Appl. Phys. Lett. 119, 141909 (2021)., 2021

Raquel Lizarraga, Xiaojie Li, Daixiu Wei, Levente Vitos, and Xiaoqing Li: The effect of Si and Ge on the elastic properties and plastic deformation modes in three high entropy alloys, Appl. Phys. Lett. 119, 141904 (2021)., 2021

Xiaojie Li, Stephan Schonecker, Levente Vitos, and Xiaoqing Li: Generalized stacking faults energies of face-centered cubic high-entropy alloys: A first-principles study, Intermetallics 145, 107556 (2022)., 2022

Zhibiao Yang, Song Lu, Yanzhong Tian, Zijian Gu, Jian Sun, Levente Vitos: Theoretical and experimental study of phase transformation and twinning behavior in metastable high-entropy alloys, Journal of Materials Science and Technology 99, 161-168 (2022)., 2022

Young Won Choi, Zhihua Dong, Wei Li, Raquel Lizarraga, Se Kyun Kwon and Levente Vitos: Density Functional Theory description of paramagnetic hexagonal close-packed iron, Materials 15, 1276 (2022)., 2022

Shuo Huang, Jie Cheng, Lei Liu, Wei Li, Hongyun Jin, Levente Vitos: Thermo-elastic behavior of hexagonal Sc-Ti-Zr-Hf high-entropy alloys, Journal of Physics D: Applied Physics 55, 235302 (2022)., 2022

Stephan Schonecker, Xiaojie Li, Daixiu Wei, Shogo Nozaki, Hidemi Kato, Levente Vitos, Xiaoqing Li: Harnessing elastic anisotropy to achieve low-modulus refractory high-entropy alloys for biomedical applications, Materials & Design 215, 110430 (2022)., 2022

Xiaojie Li, Stephan Schonecker, Xiaoqing Li, Wei Li, Xiaoqing Liang, Levente Vitos: First-principles calculations of the cleavage energy in random solid solutions: A case study for TiZrNbHf high-entropy alloy, Computational Materials Science 212, 111575 (2022)., 2022

Esmat Dastanpour, Shuo Huang, Stephan Schonecker, Huahai Mao, Valter Strom, Olle Eriksson, Lajos K_aroly Varga and Levente Vitos: On the structural and magnetic properties of Al-rich high entropy alloys: a joint experimental-theoretical study, J.Phys. D: Appl. Phys. 56 015003 (2023)., 2023

Esmat Dastanpour, Shuo Huang, Zhihua Dong, Stephan Schonecker, Valter Strom, Olle Eriksson, Lajos Karoly Varga, Levente Vitos: Investigation of the metastable spinodally decomposed magnetic CrFe-rich phase in Al doped CrFeCoNi alloy, Journal of Alloys and Compounds 939, 168794 (2023)., 2023

O. Temesi, L. K. Varga, X. Li, L. Vitos, and N. Q. Chinh: Estimation of Shear Modulus and Hardness of High-Entropy Alloys Made from Early Transition Metals Based on Bonding Parameters, Materials 16, 2311 (2023)., 2023

Shuo Huang, Esmat Dastanpour, Stephan Schonecker, Valter Strom, Guocai Chai, Laszlo Ferenc Kiss, Lajos Karoly Varga, Hongyun Jin, Olle Eriksson, and Levente Vitos: Combinatorial design of partial ordered AlCrMnCo medium-entropy alloys for room temperature magnetic refrigeration applications, Appl. Phys. Lett. 123, 044103 (2023)., 2023

M. El-Tahawy, L. Peter, J. Gubicza, G. Molnar, C. Li, L. Vitos and I. Bakonyi: Metastable Phase Formation in Electrodeposited Co-Rich Co-Cu and Co-Ni Alloys, J. Electrochem. Soc. 170, 062507 (2023)., 2023

Song Lu, Xun Sun, Yanzhong Tian, Xianghai An, Wei Li, Yujie Chen, Hualei Zhang, and Levente Vitos: Theory of transformation-mediated twinning, PNAS Nexus 2, 111 (2022)., 2022

Sagar Ghorai, Johan Cedervall, Rebecca Clulow, Shuo Huang, Tore Ericsson, Lennart Haggstrom, Vitalii Shtender, Erna K. Delczeg-Czirjak, Levente Vitos, Olle Eriksson, Martin Sahlberg, and Peter Svedlindh: Site-specific atomic substitution in a giant magnetocaloric Fe2P-type system, Phys. Rev. B 107, 104409 (2023)., 2023

Frank Niessen, Wei Li, Konstantin V. Werner, Song Lu, Levente Vitos, Matteo Villa, Marcel A.J. Somers: Ab initio study of the effect of interstitial alloying on the intrinsic stacking fault energy of paramagnetic gamma-Fe and austenitic stainless steel, Acta Materialia 253, 118967 (2023)., 2023

Changle Li, Song Lu, Sergiy Divinski, Levente Vitos: Theoretical and experimental grain boundary energies in body-centered cubic metals, Acta Materialia 255, 119074 (2023)., 2023

Shuo Huang, Wei Li, Erik Holmström, and Levente Vitos: Strengthening Induced by Magneto-Chemical Transition in Al-Doped Fe-Cr-Co-Ni High-Entropy Alloys, Physical Review Applied 10, 064033 (2018)., 2018

Zhihua Dong, Stephan Schönecker, Wei Li, Se Kyun Kwon, Levente Vitos: Plastic deformation modes in paramagnetic γ-Fe from longitudinal spin fluctuation theory, International Journal of Plasticity 109, 43-53 (2018)., 2018

Shuo Huang, Fuyang Tian, and Levente Vitos,: Elasticity of high-entropy alloys from ab initio theory, Journal of Materials Research 33, 2938-2953 (2018)., 2018

Zhihua Dong, Stephan Schönecker, Wei Li, Dengfu Chen, and Levente Vitos,: Thermal spin fluctuations in CoCrFeMnNi high entropy alloy, Scientific Reports 8, 12211 (2018)., 2018

Shuo Huang, Wei Li, Erik Holmström, Se Kyun Kwon, Olle Eriksson, and Levente Vitos,: Plastic deformation transition in FeCrCoNiAlx high-entropy alloys, Materials Research Letters 7, 439-445 (2019)., 2019

Hualei Zhang, Xun Sun, Song Lu, Zhihua Dong, Xiangdong Ding, Yunzhi Wang, Levente Vitos,: Elastic properties of AlxCrMnFeCoNi high-entropy alloys from ab initio theory, Acta Materialia 155, 12-22 (2018)., 2018

Zhihua Dong, Stephan Schönecker, Dengfu Chen, Wei Li, Song Lu, and Levente Vitos: Influence of Mn content on the intrinsic energy barriers of paramagnetic FeMn alloys from longitudinal spin fluctuation theory, International Journal of Plasticity 119, 123-139 (2019)., 2019

Lei Liu, Shuo Huang, Levente Vitos, Minjie Dong, Elena Bykova, Dongzhou Zhang, Bjarne S.G. Almqvist, Sergey Ivanov, Jan-Erik Rubensson, Béla Varga, Lajos K. Varga, and Peter Lazor,: Pressure-Induced magnetovolume Effect in CoCrFeAl high-entropy alloy, Communications Physics 2, 42 (2019)., 2019

Raquel Lizárraga, Erik Holmström, and Levente Vitos,: Alloying effect of tungsten on the structural and magnetic properties of CoCrFeNiW high entropy alloys, Physical Review Materials 2, 094407 (2018)., 2018

Ruiwen Xie, Wei Li, Song Lu, Yan Song, Levente Vitos,: Generalized stacking fault energy of carbon-alloyed paramagnetic -Fe, Journal of Physics: Condensed Matter 31, 065703 (2019)., 2019

A. Östlin, L. Vitos, and L. Chioncel: Correlated electronic structure with uncorrelated disorder, Physical Review B 98, 235135 (2018)., 2018

Li-Yun Tian, Henrik Levämäki, Mikael Kuisma, Kalevi Kokko, Ágnes Nagy, and Levente Vitos,: Density Functional Theory description of random Cu-Au alloys, Physical Review B 99, 064202 (2019)., 2019

Xiaojie Li, Stephan Schnönecker, Xiaoqing Li, Shengzhi Hao, Jijun Zhao, Börje Johansson, and Levente Vitos,: First-principles study of crystal-face specificity in surface properties of Fe-rich, Fe-Cr alloys, Physical Review Materials 3, 034401 (2019)., 2019

Ruiwen Xie, Raquel Liz_arraga, David Linder, Ziyong Hou, Valter Ström, Martina Lattemann, Erik Holmström, Wei Li, and Levente Vitos,: Quantum mechanics basis of quality control in hard metals, Acta Materialia 169, 1-8 (2019)., 2019

Dávid Molnár, Göran Engberg, Wei Li, Song Lu, Peter Hedström, Se Kyun Kwon and Levente Vitos,: Experimental study of the gamma-surface of austenitic stainless steels, Acta Materialia 173, 34-43 (2019)., 2019

Noura Al-Zoubi, Stephan Schönecker, Xiaoqing Li, Wei Li, Börje Johansson, and Levente Vitos,: Elastic properties of 4d transition metal alloys: Values and trends, Computational Materials Science 159, 237-280 (2019)., 2019

Li-Yun Tian, Henrik Levämäki, Olle Eriksson, Kalevi Kokko, Ágnes Nagy, Erna Krisztina Délczeg-Czirják, and Levente Vitos,: Density Functional Theory description of the order-disorder transformation in Fe-Ni, Scientific Reports 9, 8172 (2019)., 2019

Zhihua Dong and Levente Vitos,: Finite temperature magnetic properties of Cr-Co-Ni medium entropy alloys from first principles, Scripta Materialia 171, 78-82 (2019)., 2019

Dávid Molnár, Xun Sun, Song Lu, Wei Li, Göran Engberg, Levente Vitos,: Effect of temperature on the stacking fault energy and deformation behavior in 316L austenitic stainless steel, Materials Science & Engineering A 759, 490-497 (2019)., 2019

J.H. Dai, W. Li, Y. Song, and L. Vitos,: Theoretical investigation of the phase stability and elastic properties of TiZrHfNb-based high entropy alloys, Materials & Design 182, 108033 (2019)., 2019

Wenyue Zhao, Wei Li, Zhimei Sun, Shengkai Gong, and Levente Vitos: First-principles prediction of the thermo-mechanical properties of Ni-Mo solid solution in Ni-based superalloys, Computational Materials Science 158, 140-148 (2019)., 2019

Martina Lattemann, Ruiwen Xie, Raquel Lizarraga, Levente Vitos, Erik Holmstrom: Understanding quality control of hard metals in industry - A quantum mechanics approach, Advanced Theory and Simulations 2, 1900035 (2019)., 2019

Young Wong Choi, Zhihua Dong, Wei Li, Stephan Schönecker, Hansoo Kim, Se Kyun Kwon and Levente Vitos: Predicting the stacking fault energy of austenitic Fe-Mn-Al (Si) alloys, Materials and Design 187, 108392 (2020)., 2020

Zhihua Dong, Wei Li, Guocai Chai, Levente Vitos,: Strong temperature-dependence of Ni-alloying influence on the stacking fault energy in austenitic stainless steel, Scripta Materialia 178, 438441 (2020)., 2020

Yaochun Yang, Hualei Zhang , Qiaoyan Sun, Qing-Miao Hu, Xiangdong Ding, Yunzhi Wang, Levente Vitos: Ab initio study of the elastic properties of body-centered cubic Ti-Mo-based alloys, Computational Materials Science 172, 109320 (2020)., 2020

Shuo Huang and Levente Vitos: High entropy alloys: Elastic parameters and trends, Encyclopedia of Materials: Metals and Alloys https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803581-8.11714-X (2019)., 2019

A. Östlin, Y. Zhang, H. Terletska, F. Beiuseanu, V. Popescu K. Byczuk, L. Vitos, M. Jarrell, D. Vollhardt, L. Chioncel: Ab initio typical medium theory of substitutional disorder, Physical Review B 101, 014210 (2020)., 2020

Xiaoqing Li, Daixiu Wei, Levente Vitos, Raquel Lizárraga,: Micro-mechanical properties of new alternative binders for cemented carbides: CoCrFeNiWx high-entropy alloys, Journal of Alloys and Compounds 820, 153141 (2020)., 2020

Xun Sun, Hualei Zhang, Wei Li, Xiangdong Ding, Yunzhi Wang, Levente Vitos,: Generalized Stacking Fault Energy of Al-Doped CrMnFeCoNi High-Entropy Alloy, Nanomaterials 10, 59 (2020)., 2020

Y. Yang, W. Li, S. Schönecker, C. Wang, S. Huang, J. Zhao, and L. Vitos,: First-principles study of the Sigma3(112) grain boundary in Fe-rich Fe-Cr alloys, Scripta Materialia 181, 140-143 (2020)., 2020

Haiyang Chen, Yan-Dong Wang, Zhihua Nie, Runguang Li, Daoyong Cong, Wenjun Liu, Feng Ye, Yuzi Liu, Peiyu Cao, Fuyang Tian, Xi Shen, Richeng Yu, Levente Vitos, Minghe Zhang, Shilei Li, Xiaoyi Zhang, Hong Zheng, John F. Mitchell, Yang Ren,: Unprecedented non-hysteretic superelasticity of [001]-oriented NiCoFeGa single crystals, Nature Materials 19, 712-718 (2020)., 2020

Xiaoqing Li, Wei Li, Douglas L. Irving, Lajos K. Varga, Levente Vitos, Stephan Schönecker,: Ductile and brittle crack-tip response in equimolar refractory high-entropy alloys, Acta Materialia 189, 174-187 (2020)., 2020

Shuo Huang, Wei Li, Olle Eriksson, and Levente Vitos,: Chemical ordering controlled thermo-elasticity of AlTiVCr1-xNbx high-entropy alloys, Acta Materialia 99, 53-62 (2020)., 2020

Li-Yun Tian, Olle Eriksson, and Levente Vitos,: Pressure effect on the order-disorder transformation in L10 FeNi, Scientific Reports 10, 14766 (2020)., 2020

Ruiwen Xie, Song Lu, Wei Li, Yanzhong Tian, and Levente Vitos,: Dissociated dislocation-mediated carbon transport and diffusion in austenitic iron, Acta Materialia 191, 43-50 (2020)., 2020

Shuo Huang, Zhihua Dong, Wangzhong Mu, Valter Ström, Guocai Chai, and Levente Vitos: Thermo-elastic properties of bcc Mn-rich high-entropy alloy, Applied Physics Letters 117, 164101 (2020)., 2020

Dávid Molnár, Song Lu, Staffan Hertzman, Göran Engberg, Levente Vitos,: Study of the alternative mechanism behind the constant strain hardening rate in high-nitrogen steels, Materials Characterization 170, 110726 (2020)., 2020

Changle Li, Henrik Levämäki, Ruiwen Xie, Liyun Tian, Zhihua Dong, Wei Li, Song Lu, Qing Chen, John Ågren, Levente Vitos: Critical assessment of Co-Cu phase diagram from first-principles calculations, Physical Review B 102, 184428 (2020)., 2020

Xiaojie Li, Stephan Schönecker, Xiaoqing Li, Shengzhi Hao, Jijun Zhao, Levente Vitos,: The influence of temperature on the elastic properties of body-centered cubic reduced activation steels, Materials & Design 197, 109282 (2021)., 2021

Z. Yang, S. Lu, Y. Tian, Z. Gu, H. Mao, J. Sun and L. Vitos,: Assessing the magnetic order dependent -surface of Cr-Co-Ni alloys, Journal of Materials Science & Technology 80, 66-74 (2021)., 2021

Z. Dong, W. Li, S. Schönecker, B. Jiang, and L. Vitos,: Invariant plastic deformation mechanism in paramagnetic nickel-iron alloys, Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS 118, e2023181118 (2021)., 2021

Henrik Levämäki and Levente Vitos,: Electron localization function implementation in the exact muffin-tin orbitals method, Physical Review B 103, 035118 (2021)., 2021

Xun Sun, Song Lu, Ruiwen Xie, Xianghai An, Wei Li, Tianlong Zhang, Chuanxin Liang, Xiangdong Ding, Yunzhi Wang, Hualei Zhang, and Levente Vitos,: Can experiment determine the stacking fault energy of metastable alloys?, Materials & Design 199, 109396 (2021)., 2021

Peiyu Cao, Fuyang Tian, Wei Li, Levente Vitos, Yandong Wang,: Ideal superelasticity in Ni-based Heusler alloys, Acta Materialia 210, 116816 (2021)., 2021

Shuo Huang, Zhihua Dong, Esmat Dastanpour, Valter Ström, Guocai Chai, Varga K. Lajos, Olle Eriksson, Levente Vitos: Vibrational entropy-enhanced magnetocaloric effect in Mn-rich high-entropy alloys, Applied Physics Letters 119, 084102 (2021)., 2021

Zhihua Dong, Shuo Huang, Valter Ström, Guocai Chai, Lajos Károly Varga, Olle Eriksson, Levente Vitos,: MnxCr0.3Fe0.5Co0.2Ni0.5Al0.3 high entropy alloys for magnetocaloric refrigeration near room temperature, Journal of Materials Science & Technology 79, 15-20 (2021)., 2021

Gang Qin, Ruirun Chen, Huahai Mao, Yan Yan, Xiaojie Li, Stephan Schönecker, Levente Vitos, Xiaoqing Li,: Experimental and theoretical investigations on the phase stability and mechanical properties of Cr7Mn25Co9Ni23Cu36 high-entropy alloy, Acta Materialia 208, 116763 (2021)., 2021

Zhibiao Yang, Jian Sun, Song Lu, and Levente Vitos,: A comparative study of solid-solution strengthening in Cr-Co-Ni complex concentrated alloys: The effect of magnetism, Computational Materials Science 192, 110408 (2021)., 2021

Li-Yun Tian, Oliver Guteisch, Olle Eriksson, Levente Vitos,: Alloying effect on the order-disorder transformation in tetragonal FeNi, Scientific Reports 11, 5253 (2021)., 2021

Changle Li, Song Lu, and Levente Vitos,: Predicting grain boundary energies of complex alloys from ab initio calculations, Scripta Materialia 203, 114118 (2021)., 2021

Li-Yun Tian, Levente Vitos, and Raquel Lizarraga,: Temperature effects on the elastic and thermodynamic properties of Al1-xLix and Al1-xCrx alloys from first principles, Physical Review Materials 5, 063604 (2021)., 2021

Zhihua Dong, Wei Li, Bin Jiang, Qian Li, Fusheng Pan, and Levente Vitos,: Thermo-mechanical properties of Cr-Co-Ni alloys from longitudinal spin fluctuation theory, Applied Physics Letters 119, 081904 (2021)., 2021

Events of the project

2022-02-23 13:09:02

Résztvevők változása

2021-11-17 15:03:24

Résztvevők változása

2018-12-03 15:54:31

Résztvevők változása

Back »