材料人网产品板块致力于收录有价值的新材料成果。欢迎课题组和企业前往网站发布。近期产品库收录的关于高熵合金的新思路、新方法如下，部分成果摘录自高校及科研单位官网报道。

1.Acta Materialia: 3D打印高熵合金的加工-结构-性能关系研究

最近，南京理工大学曹阳教授联合马萨诸塞大学陈文教授通过激光定向能量沉积（L-DED）和激光粉末床融合（L-PBF）两种不同的打印工艺制备了多组分CoCrFeMnNi合金，并对该AM HEAs的微观结构、力学行为和变形机制进行了比较研究。两种样品中，都形成了高度不均匀的微观结构，由柱状晶粒、凝固单元和位错胞状结构组成。然而，在晶体学织构、单元尺寸和元素分布方面却存在巨大差异。L-DED样品中更深的熔池有助于形成<101>/<111>的混合织构，而L-PBF样品具有较浅熔池，沿着堆叠方向形成<001>织构。尽管L-DED工艺中冷却速率低得多，但是该样品中的<101>/<111>织构促进了泰勒强化，导致其屈服强度与L-PBF样品相当。在L-DED样品中，<101>/<111>织构提高了流变应力，促进了变形孪晶的激活。此外，L-DED样品中更大的凝固单元尺寸和跨越胞壁的元素偏聚增加了位错存储能力和对位错运动的阻碍作用，诱导塑性变形过程中出现大量的平面滑移带和微带。与L-PBF样品相比，L-DED样品中增强的塑性变形能力产生了更持久的应变硬化，从而产生了更高的延展性。

相关研究成果以题为“ Microstructure and mechanical behavior of additively manufactured CoCrFeMnNi high-entropy alloys: Laser directed energy deposition versus powder bed fusion”发表在国际期刊Acta Materialia上。

2.投稿两年终online！武大&南科大最新Nature

武汉大学付磊教授、曾梦琪教授、郭宇铮教授，南方科技大学林君浩教授（共同通讯作者）通过使用液态金属反应介质实现了在温和条件下与一系列金属元素合成HEA-NPs，其利用纳米级分散的液态金属作为储层，与各种金属盐混合为前驱体。然后，金属盐发生热分解和氢还原，金属元素在液态金属中混合，从而使得在923 K处形成HEA-NPs。样品自然冷却至室温，冷却速率相对较低。根据高角度环形暗场扫描透射电子显微镜（HAADF-STEM）图像和能量色散X射线光谱（EDS）显示，液态Ga纳米颗粒（NP）被前驱体中由氧化镓和混合金属盐（由快速傅里叶变换（FFT）模式证实）组成的无定形涂层均匀包围。前驱体中的两个相邻的GaNP也被均匀分布的金属盐包围。此外，作者还合成了具有不同Ga原子百分比的HEA-NPs，从而证明了产品中Ga含量的可调性。HEA-NPs的大小可以通过Ga-NPs的大小，反应温度和时间来调整。因此，Ga NPs越小，温度越低，反应时间越短，HEA-NPs就越小。

相关研究成果以“Liquid metal for high-entropy alloy nanoparticles synthesis”为题发表在Nature上。值得注意的是，本文从投稿到接收历时两年！

3.Scripta Materialia：亚稳态高熵合金中强度和延展性之间宽范围权衡的微观机械起源

美国田纳西大学的高雁飞教授与日本国立材料科学研究所的Taisuke Sasaki共同报告，通过调整不同的退火温度和时间，间隙型亚稳态高熵合金可以实现广泛的强度与延展性之间的权衡关系。借助原位中子衍射、电子背散射衍射和电子通道对比成像分析，他们研究了这些材料背后的变形机制。这些技术揭示了，通过各种退火处理，可以调节相变过程，从而在相应的微观结构尺度上实现不同程度的载荷分配和共享。因此，通过热处理和由面心立方相到六方最密堆积

相的相变产生的微观结构，可以有效地改善所研究合金的延展性。相关成果以“Micromechanical origin for the wide range of strength-ductility trade-off in metastable high entropy alloys”为题发表在Scripta Materialia上。

4.超高强塑性钨高熵合金

据中国科学院官网介绍，力学研究所戴兰宏研究团队前期工作研发了一种具有剪切自锐（self-sharpening）特性的钨高熵合金，首次在铸态钨合金中实现了自锐性的突破，使高速穿甲侵彻能力获得显著提高。近期，戴兰宏团队联合美国加利福尼亚大学伯克利分校、北京航空航天大学、香港理工大学和香港城市大学，在超高强钨高熵合金的研究中又取得重要进展。科研人员提出了逐级可控有序纳米沉淀强韧化的新策略。该策略在高温（900℃）和中温（650℃）分级时效，实现了纳米片层状δ相和纳米颗粒状γ"相差异性可控的双共格纳米沉淀相析出，使所制备钨高熵合金材料具有2.15GPa的超高室温强度和15%的拉伸塑性。同时，该钨高熵合金在800℃高温环境下仍可保持1GPa以上的高屈服强度。与已报道相关钨合金和难熔高熵合金相比，所研制钨高熵合金强塑性目前在国际上处于最优水平。研究人员对不同拉伸变形阶段的微观结构进行系统表征分析，揭示了位错滑移切过两种共格沉淀相并保持完美的共格结构，实现了材料晶体结构“切过而不断”，这是该合金材料具有超高强塑性的主要原因。位错切过δ片层沉淀后，片层出现了显著的局部高应变，同时保持了晶体结构连续，有效释放由位错塞积产生的应力集中，避免了裂纹提前萌生诱致的脆性破坏。位错切过共格γ"沉淀后，发生共格强化和有序强化，使材料强度进一步提高。两种不同形态纳米沉淀相的协同强韧化，实现了该合金强度和塑性的同步提升。逐级可控的沉淀结构实现了钨高熵合金的超高强塑性，为高性能先进合金材料研发提供了新思路。相关研究成果以Ultra-strong tungsten refractory high entropy alloy via stepwise controllable coherent nanoprecipitations为题，发表在Nature Communications上。

5.化学短程序提升高熵合金抗辐照性能

西安交大金属材料强度国家重点实验室材料创新设计中心与核科学与技术学院极端环境下先进材料实验室合作，利用大规模分子动力学模拟，结合原位离子束辐照-透射电镜表征联机实验，对具有代表性的CrCoNi中熵合金的辐照损伤进行了系统的研究，揭示了化学短程序对辐照产生缺陷的演化机理的影响。此项研究表明了调控化学短程序是提升高（中）熵合金等多主元合金抗辐照性能的一个有效手段。局部化学有序的程度可以通过热处理（比如本研究采用的中温时效）来调控，也可以通过引入碳/氮等小间隙原子，以它们对不同主组元元素亲合力的差异来产生局部化学有序[该研究成果见团队近期论文Acta Materialia 245 (2023) 118662]。这一系列工作揭示了化学短程序对辐照产生缺陷的演化的影响及其机理，对设计高性能核用结构合金材料具有重要的指导意义。上述研究成果以“局域化学有序度对CrCoNi中熵合金辐照损伤的影响”（Effect of local chemical order on the irradiation-induced defect evolution in CrCoNi medium-entropy alloy）为题发表于 PNAS。

6.杭州电子科技大学金属顶刊Acta Materialia：多重共格结构协同提升软磁高熵合金力学性能和磁性能

高熵合金（HEAs）是至少四种元素以等原子或接近等原子比例形成的固溶体。自2004年J.W.Yeh和B.Canter首次提出以来，许多HEA通过其独特的成分和微观结构实现了强度和塑性之间的平衡。但强度、塑性和矫顽力三者之间的平衡仍然是磁性HEAs面临的巨大挑战。报道显示，可以通过引入纳米级共格析出相来提高HEAs的强度和塑性。当位错切割共格析出相时，析出相与不同原子的强键合力增强了合金的强度。同时，完全共格结构几乎不对畴壁运动产生强钉扎作用。

尽管过去有许多关于HEAs的报道，但大多都集中在单相HEAs上，它们面临着强度和塑性之间的矛盾。Kov’acs和Banerjee发现，由于FCC和BCC相的不同力学性能，在FCC/BCC双相HEA中可以实现强度和塑性的平衡。此外，调研发现，Cu元素是FCC相促进剂，Al/Ga元素可以稳定BCC相，并在FCC相中与Ni元素形成Ni3Al型析出相。本工作设计了具有大量FCC相+少量BCC相的双相HEA2合金，以平衡强度、塑性和矫顽力。为了比较，还制备了具有几乎等量FCC和BCC相的HEA1和具有两种FCC相的HEA3。在HEA2中观察到L12、B2有序纳米析出相和多重完全共格界面，并通过球差校正TEM和原位洛伦兹TEM进行了系统的研究。研究证明，多重共格界面和小于畴壁宽度的纳米析出相可以在不牺牲矫顽力的情况下提高合金强度和塑性。这些发现可以为设计具有综合力学和磁性能的HEA软磁性材料提供依据。

相关成果以“Strength, plasticity and coercivity tradeoff in soft magnetic high-entropy alloys by multiple coherent interfaces”为题发表在国际金属顶刊《Acta Materialia》上。杭州电子科技大学为第一通讯单位，杭州电子科技大学李忠为第一作者，通讯作者为杭州电子科技大学白国华教授和刘先国教授。

7.北理工薛云飞&西交大马恩教授Nat. Mater: 调控面滑移带大幅度塑化高熵合金

近日，来自北京理工大学的薛云飞教授与西安交通大学的马恩教授强强联合，展示了一种在Ti-Zr-V-Nb-Al bcc HEA中调控平面滑移带的策略，实现了接近纯金属的近50%的延伸至失效率，同时提供了千兆帕级的屈服强度。HEA成分的设计不仅增强了B2- (LCO)，还增加了分散平面滑移的种子位点，而且在变形诱导的LCO破坏时产生多余的晶格畸变，从而促进弹性应变和位错碎片导致动态硬化。这促使第二波平面滑移带从第一波带中分支出来，有效地扩散塑性流并渗透到样品体积中。此外，丰富的条带相交，以保持足够的加工硬化率(WHR)大应变。本工作展示了塑性流动动力学的调整，将原本不受欢迎的变形模式转变为优势，为bcc HEAs实现了屈服强度和UTD的同步提升。相关成果以“Tailoring planar slip to achieve pure metal-like ductility in body-centred-cubic multi-principal element alloys”为题发表在国际材料顶级期刊Nature Materials期刊上。