高性能超弹性金属材料high-performance ultraelastic metals，具有极高强度、超大弹性应变极限和温度不敏感弹性模量（Elinvar埃林瓦效应）。从致动器和医疗设备到高精度仪器等各种工业应用，已经成为新兴产业发展不可或缺的战略性金属材料。不过，因其位错的易滑移特性，块体晶态金属 bulk crystalline metals的弹性应变极限通常小于1%。然而，形状记忆合金Shape memory alloys，包括胶质金属gum metals和应变玻璃合金strain glass alloys，可以达到高达百分之几的弹性应变极限，尽管是伪弹性结果并且伴随着较大的能量耗散。最近，化学复合性金属间合金chemically complex alloys，如“高熵”合金‘high-entropy' alloys，因其良好性能而激起极大的研发兴趣。

今日，中国香港城市大学Y. Yang团队，联合中国台湾应用科学研究中心C. W. Pao, 中国香港大学D. J. Srolovitz团队在Nature上发文，报道了一种具有大原子尺寸错配size misfit的化学复合性金属间合金，通常在传统合金中是不可得的。该合金，在室温下表现出超高的弹性应变极限（约2%）和超低内耗internal friction（小于2×10-4）。同时，这种合金表现出非凡的Elinvar埃林瓦效应，在室温和627摄氏度（900开尔文）之间保持接近恒定的弹性模量，为此，这是迄今为止，现有合金所无法比拟的。

A highly distorted ultraelastic chemically complex Elinvar alloy

一种高度扭曲的超弹性化学复合埃林瓦合金

图1：单晶Co25Ni25（HfTiZr）50合金结构表征。

图2：Co25Ni25（HfTiZr）50合金三种结构模型DFT计算

图3：Co25Ni25（HfTiZr）50合金力学性能。

图4：Co25Ni25（HfTiZr）50合金中Elinvar效应。

该项研究证明了Co25Ni25（HfTiZr）50合金，具有高度扭曲的晶格结构和非常复杂的原子尺度化学有序。由于结合了独特的晶体结构特征，该合金获得了非常高的位错运动能垒，显示出极好的弹性应变极限、非常低的能量耗散和埃林瓦效应，这是迄今为止所报道的常规合金无法比拟的。这种独特的弹性组合，可以应用于需要恒定弹性刚度的高精度设备中，例如，空间任务中使用的宽温度范围内工作的机械计时器mechanical chronometers。

文献链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-04309-1

https://doi.org/10.1038/s41586-021-04309-1