材料人網產品板塊致力于收錄有價值的新材料成果。歡迎課題組和企業前往網站發布。近期產品庫收錄的關于高熵合金的新思路、新方法如下，部分成果摘錄自高校及科研單位官網報道。

1.Acta Materialia: 3D打印高熵合金的加工-結構-性能關系研究

最近，南京理工大學曹陽教授聯合馬薩諸塞大學陳文教授通過激光定向能量沉積（L-DED）和激光粉末床融合（L-PBF）兩種不同的打印工藝制備了多組分CoCrFeMnNi合金，并對該AM HEAs的微觀結構、力學行為和變形機制進行了比較研究。兩種樣品中，都形成了高度不均勻的微觀結構，由柱狀晶粒、凝固單元和位錯胞狀結構組成。然而，在晶體學織構、單元尺寸和元素分布方面卻存在巨大差異。L-DED樣品中更深的熔池有助于形成<101>/<111>的混合織構，而L-PBF樣品具有較淺熔池，沿著堆疊方向形成<001>織構。盡管L-DED工藝中冷卻速率低得多，但是該樣品中的<101>/<111>織構促進了泰勒強化，導致其屈服強度與L-PBF樣品相當。在L-DED樣品中，<101>/<111>織構提高了流變應力，促進了變形孿晶的激活。此外，L-DED樣品中更大的凝固單元尺寸和跨越胞壁的元素偏聚增加了位錯存儲能力和對位錯運動的阻礙作用，誘導塑性變形過程中出現大量的平面滑移帶和微帶。與L-PBF樣品相比，L-DED樣品中增強的塑性變形能力產生了更持久的應變硬化，從而產生了更高的延展性。

相關研究成果以題為“ Microstructure and mechanical behavior of additively manufactured CoCrFeMnNi high-entropy alloys: Laser directed energy deposition versus powder bed fusion”發表在國際期刊Acta Materialia上。

2.投稿兩年終online！武大&南科大最新Nature

武漢大學付磊教授、曾夢琪教授、郭宇錚教授，南方科技大學林君浩教授（共同通訊作者）通過使用液態金屬反應介質實現了在溫和條件下與一系列金屬元素合成HEA-NPs，其利用納米級分散的液態金屬作為儲層，與各種金屬鹽混合為前驅體。然后，金屬鹽發生熱分解和氫還原，金屬元素在液態金屬中混合，從而使得在923 K處形成HEA-NPs。樣品自然冷卻至室溫，冷卻速率相對較低。根據高角度環形暗場掃描透射電子顯微鏡（HAADF-STEM）圖像和能量色散X射線光譜（EDS）顯示，液態Ga納米顆粒（NP）被前驅體中由氧化鎵和混合金屬鹽（由快速傅里葉變換（FFT）模式證實）組成的無定形涂層均勻包圍。前驅體中的兩個相鄰的GaNP也被均勻分布的金屬鹽包圍。此外，作者還合成了具有不同Ga原子百分比的HEA-NPs，從而證明了產品中Ga含量的可調性。HEA-NPs的大小可以通過Ga-NPs的大小，反應溫度和時間來調整。因此，Ga NPs越小，溫度越低，反應時間越短，HEA-NPs就越小。

相關研究成果以“Liquid metal for high-entropy alloy nanoparticles synthesis”為題發表在Nature上。值得注意的是，本文從投稿到接收歷時兩年！

3.Scripta Materialia：亞穩態高熵合金中強度和延展性之間寬范圍權衡的微觀機械起源

美國田納西大學的高雁飛教授與日本國立材料科學研究所的Taisuke Sasaki共同報告，通過調整不同的退火溫度和時間，間隙型亞穩態高熵合金可以實現廣泛的強度與延展性之間的權衡關系。借助原位中子衍射、電子背散射衍射和電子通道對比成像分析，他們研究了這些材料背后的變形機制。這些技術揭示了，通過各種退火處理，可以調節相變過程，從而在相應的微觀結構尺度上實現不同程度的載荷分配和共享。因此，通過熱處理和由面心立方相到六方最密堆積

相的相變產生的微觀結構，可以有效地改善所研究合金的延展性。相關成果以“Micromechanical origin for the wide range of strength-ductility trade-off in metastable high entropy alloys”為題發表在Scripta Materialia上。

4.超高強塑性鎢高熵合金

據中國科學院官網介紹，力學研究所戴蘭宏研究團隊前期工作研發了一種具有剪切自銳（self-sharpening）特性的鎢高熵合金，首次在鑄態鎢合金中實現了自銳性的突破，使高速穿甲侵徹能力獲得顯著提高。近期，戴蘭宏團隊聯合美國加利福尼亞大學伯克利分校、北京航空航天大學、香港理工大學和香港城市大學，在超高強鎢高熵合金的研究中又取得重要進展。科研人員提出了逐級可控有序納米沉淀強韌化的新策略。該策略在高溫（900℃）和中溫（650℃）分級時效，實現了納米片層狀δ相和納米顆粒狀γ"相差異性可控的雙共格納米沉淀相析出，使所制備鎢高熵合金材料具有2.15GPa的超高室溫強度和15%的拉伸塑性。同時，該鎢高熵合金在800℃高溫環境下仍可保持1GPa以上的高屈服強度。與已報道相關鎢合金和難熔高熵合金相比，所研制鎢高熵合金強塑性目前在國際上處于最優水平。研究人員對不同拉伸變形階段的微觀結構進行系統表征分析，揭示了位錯滑移切過兩種共格沉淀相并保持完美的共格結構，實現了材料晶體結構“切過而不斷”，這是該合金材料具有超高強塑性的主要原因。位錯切過δ片層沉淀后，片層出現了顯著的局部高應變，同時保持了晶體結構連續，有效釋放由位錯塞積產生的應力集中，避免了裂紋提前萌生誘致的脆性破壞。位錯切過共格γ"沉淀后，發生共格強化和有序強化，使材料強度進一步提高。兩種不同形態納米沉淀相的協同強韌化，實現了該合金強度和塑性的同步提升。逐級可控的沉淀結構實現了鎢高熵合金的超高強塑性，為高性能先進合金材料研發提供了新思路。相關研究成果以Ultra-strong tungsten refractory high entropy alloy via stepwise controllable coherent nanoprecipitations為題，發表在Nature Communications上。

5.化學短程序提升高熵合金抗輻照性能

西安交大金屬材料強度國家重點實驗室材料創新設計中心與核科學與技術學院極端環境下先進材料實驗室合作，利用大規模分子動力學模擬，結合原位離子束輻照-透射電鏡表征聯機實驗，對具有代表性的CrCoNi中熵合金的輻照損傷進行了系統的研究，揭示了化學短程序對輻照產生缺陷的演化機理的影響。此項研究表明了調控化學短程序是提升高（中）熵合金等多主元合金抗輻照性能的一個有效手段。局部化學有序的程度可以通過熱處理（比如本研究采用的中溫時效）來調控，也可以通過引入碳/氮等小間隙原子，以它們對不同主組元元素親合力的差異來產生局部化學有序[該研究成果見團隊近期論文Acta Materialia 245 (2023) 118662]。這一系列工作揭示了化學短程序對輻照產生缺陷的演化的影響及其機理，對設計高性能核用結構合金材料具有重要的指導意義。上述研究成果以“局域化學有序度對CrCoNi中熵合金輻照損傷的影響”（Effect of local chemical order on the irradiation-induced defect evolution in CrCoNi medium-entropy alloy）為題發表于 PNAS。

6.杭州電子科技大學金屬頂刊Acta Materialia：多重共格結構協同提升軟磁高熵合金力學性能和磁性能

高熵合金（HEAs）是至少四種元素以等原子或接近等原子比例形成的固溶體。自2004年J.W.Yeh和B.Canter首次提出以來，許多HEA通過其獨特的成分和微觀結構實現了強度和塑性之間的平衡。但強度、塑性和矯頑力三者之間的平衡仍然是磁性HEAs面臨的巨大挑戰。報道顯示，可以通過引入納米級共格析出相來提高HEAs的強度和塑性。當位錯切割共格析出相時，析出相與不同原子的強鍵合力增強了合金的強度。同時，完全共格結構幾乎不對疇壁運動產生強釘扎作用。

盡管過去有許多關于HEAs的報道，但大多都集中在單相HEAs上，它們面臨著強度和塑性之間的矛盾。Kov’acs和Banerjee發現，由于FCC和BCC相的不同力學性能，在FCC/BCC雙相HEA中可以實現強度和塑性的平衡。此外，調研發現，Cu元素是FCC相促進劑，Al/Ga元素可以穩定BCC相，并在FCC相中與Ni元素形成Ni3Al型析出相。本工作設計了具有大量FCC相+少量BCC相的雙相HEA2合金，以平衡強度、塑性和矯頑力。為了比較，還制備了具有幾乎等量FCC和BCC相的HEA1和具有兩種FCC相的HEA3。在HEA2中觀察到L12、B2有序納米析出相和多重完全共格界面，并通過球差校正TEM和原位洛倫茲TEM進行了系統的研究。研究證明，多重共格界面和小于疇壁寬度的納米析出相可以在不犧牲矯頑力的情況下提高合金強度和塑性。這些發現可以為設計具有綜合力學和磁性能的HEA軟磁性材料提供依據。

相關成果以“Strength, plasticity and coercivity tradeoff in soft magnetic high-entropy alloys by multiple coherent interfaces”為題發表在國際金屬頂刊《Acta Materialia》上。杭州電子科技大學為第一通訊單位，杭州電子科技大學李忠為第一作者，通訊作者為杭州電子科技大學白國華教授和劉先國教授。

7.北理工薛云飛&西交大馬恩教授Nat. Mater: 調控面滑移帶大幅度塑化高熵合金

近日，來自北京理工大學的薛云飛教授與西安交通大學的馬恩教授強強聯合，展示了一種在Ti-Zr-V-Nb-Al bcc HEA中調控平面滑移帶的策略，實現了接近純金屬的近50%的延伸至失效率，同時提供了千兆帕級的屈服強度。HEA成分的設計不僅增強了B2- (LCO)，還增加了分散平面滑移的種子位點，而且在變形誘導的LCO破壞時產生多余的晶格畸變，從而促進彈性應變和位錯碎片導致動態硬化。這促使第二波平面滑移帶從第一波帶中分支出來，有效地擴散塑性流并滲透到樣品體積中。此外，豐富的條帶相交，以保持足夠的加工硬化率(WHR)大應變。本工作展示了塑性流動動力學的調整，將原本不受歡迎的變形模式轉變為優勢，為bcc HEAs實現了屈服強度和UTD的同步提升。相關成果以“Tailoring planar slip to achieve pure metal-like ductility in body-centred-cubic multi-principal element alloys”為題發表在國際材料頂級期刊Nature Materials期刊上。