金屬材料對(duì)于現(xiàn)代社會(huì)的意義，就如同骨骼對(duì)于人體，是支撐起人類(lèi)文明的脊梁。如何提高金屬結(jié)構(gòu)材料的強(qiáng)度一直是研究者關(guān)注的焦點(diǎn)。高熵合金打破傳統(tǒng)金屬以單一元素作為主元的限制，展現(xiàn)出獨(dú)特的力學(xué)和物理性能，是近年來(lái)金屬材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。其成分的可設(shè)計(jì)性和可調(diào)節(jié)性有利于形成特殊的微觀組織結(jié)構(gòu)，進(jìn)而獲得超高的強(qiáng)度。

論文發(fā)表在Science Advances上

10 月 12 日，Science 雜 志 子 刊Science Advances 在 線 發(fā) 表 題 為“Ahigh-entropy alloy with hierarchicalnanoprecipitates and ultrahigh strength”（一種具有多級(jí)納米析出和超高強(qiáng)度的高熵合金）的研究論文。華南理工大學(xué)金屬材料制備成形及裝備研究所陳維平教授與加州大學(xué)歐文分校 Enrique J.Lavernia 教授為共同通訊作者，陳維平教授 2015 屆博士付志強(qiáng)為第一作者。該研究以華南理工大學(xué)（第一單位）廣東省金屬新材料制備與成形重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和加州大學(xué)歐文分校為依托，完成了材料的制備、性能測(cè)試與表征。

該研究利用高熵合金設(shè)計(jì)理念，采用近凈成形工藝，短流程制備出一種具有多級(jí)共格析出納米顆粒增強(qiáng)的塊體高熵合金。單一主元的傳統(tǒng)金屬材料結(jié)構(gòu)（例如：鎳基高溫合金），通常只能獲得一級(jí)析出相。而高熵合金成分的多主元性，使其析出相通常也表現(xiàn)出多主元的成分特性。通過(guò)巧妙的成分設(shè)計(jì)和恰當(dāng)?shù)闹苽涔に嚕隳茉谠擃?lèi)合金的析出相上再析出更加細(xì)小的納米析出相，最終形成多級(jí)納米析出相，進(jìn)而極大地發(fā)揮析出強(qiáng)化效果。該研究所制備 Fe 25 Co 25 Ni 25 Al 10 Ti 15 高熵合金展現(xiàn)出超高的室溫拉伸性能，其斷裂強(qiáng)度高達(dá)2.52GPa，是目前斷裂強(qiáng)度最高的高熵合金。該新型高熵合金獲得超高強(qiáng)度的原因，不僅是因?yàn)闃O大地發(fā)揮了析出強(qiáng)化效果，還有晶界強(qiáng)化和硬質(zhì) bcc 相的輔助作用。該研究中所闡述的多級(jí)納米析出強(qiáng)化理論也為今后新型高強(qiáng)韌合金的設(shè)計(jì)，提供了新的思路。

多級(jí)納米析出相的示意圖與透射電鏡照片

陳維平教授先后主持和承擔(dān)各類(lèi)科研項(xiàng)目 37 項(xiàng)，發(fā)表 SCI/EI 收錄論文 200余篇，獲國(guó)家級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng) 2 項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng) 7 項(xiàng)。付志強(qiáng)博士在我院攻讀博士學(xué)位期間，在 Acta Mater.，Scri. Mater.，Mater. Des.，Mater. Sci.Eng.A.，J.Alloys Compd. 等專(zhuān)業(yè) top 期刊上發(fā)表第一作者或通訊作者論文 20余篇，并擔(dān)任上述國(guó)際期刊的審稿人，先后獲得機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院“全國(guó)百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文培育對(duì)象”特別獎(jiǎng)學(xué)金，華南理工大學(xué)第五屆 （2013） “十大學(xué)術(shù)之星”等。2016 年 1 月至今，付志強(qiáng)博士在加州大學(xué)歐文分校Enrique J.Lavernia 教授課題組從事博士后研究。

該工作得到了廣東省金屬新材料制備與成形重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金及美國(guó)相關(guān)研究基金的資助。