美國(guó)能源部的Ames實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一種計(jì)算分析方法，可以幫助預(yù)測(cè)尚未制成的高性能合金的成分和性能。

    這些材料由多種元素（四種或四種以上）組成，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在不同的溫度范圍內(nèi)具有良好的機(jī)械性能、抗氧化性能或者耐腐蝕性能而備受追捧。這些材料性能的提高能夠加強(qiáng)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和燃油效率，以及機(jī)械部件在惡劣環(huán)境下其他應(yīng)用的運(yùn)行。

    “傳統(tǒng)意義上的材料設(shè)計(jì)方面是調(diào)整我們對(duì)已發(fā)現(xiàn)材料的了解，并且我們知道，即使合金成分的微小變化也會(huì)導(dǎo)致其性能發(fā)生重大變化，”Ames實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家和計(jì)算理論家Duane Johnson說，“但這種方式意味著那里有很多未被發(fā)現(xiàn)的領(lǐng)域，特別是在由四種或更多元素組成的合金中。”

    鑒于可能的合金成分組合數(shù)量龐大，科學(xué)家們很難知道在哪里尋找下一個(gè)新的高熵合金。不僅如此，高熵合金制造過程困難，需要昂貴的材料和特殊加工技術(shù)。即使如此，實(shí)驗(yàn)室的嘗試也不能保證理論上可行的化合物在自然界中也是可行的，更不用說潛在的價(jià)值了。

    研究人員約翰遜使用高通量計(jì)算方法和獨(dú)特的電子結(jié)構(gòu)方法預(yù)測(cè)任意高熵合金成分的性質(zhì)，同時(shí)評(píng)估其簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)，原子排序，化學(xué)成分穩(wěn)定性及其在不斷變化的溫度下的機(jī)械性能。

    約翰遜說： “我們的計(jì)算回答了許多問題，我們可以縮小多組分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)空間，并圍繞最有前景的材料研究或開發(fā)并進(jìn)行局部調(diào)整。”

    本文來自science daily網(wǎng)站，原文題目：Taking the guesswork out of discovering new high-entropy alloys，本文由新材料科技在線整理報(bào)道。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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