近年来，基于多主元的高熵合金逐渐成为设计强韧性材料的新范式，与传统合金相比，这种多主元合金具有更为广阔的成分设计空间。然而，随着主元数的增加，在提升强度的同时也不可避免地降低了合金的流动性，加剧了凝固时的偏析。即便采用复杂且耗时的机械热处理也难以完全消除这种铸造缺陷，对于制造理想微观结构和组织均匀的大型构件带来了重重挑战。共晶高熵合金（EHEAs）为解决上述困境提供了新的思路，由于共晶反应在凝固过程中不存在固液两相区（即糊状区），而是通过均匀双相层片的耦合生长，有效地抑制了化学成分偏析、缩孔等铸造缺陷。因此，共晶高熵合金的设计理念为材料的工程应用提供了广阔的前景。本研究以传统共晶合金为研究对象，使用成分简单的NiFeAl合金代替多主元合金，在兼顾制备工艺和制造成本的基础上达到了性能的协同提升。

综上所述，本研究通过纳米析出相工程设计在传统三元共晶NiFeAl合金中制备出一种蚕茧状的超级位错网结构，平均孔洞直径小到26纳米，实现了前所未有的共晶结构细化，因而顺序激活了多重新型的强韧化机制，实现了金属间化合物的室温塑化，克服了低温脆性，突破了传统共晶材料的强塑性记录，为开发低廉、实用、高性能的耐低温合金材料开辟了全新的途径。该研究成果是钟云波教授领衔的 “新能源产业关键材料超常冶金与制备”上海市重点创新团队继在《Science》，《Materials Today》，《Nature Communications》等国际顶级期刊上发表一系列研究性论文后，在基础研究领域取得的又一项重要科研进展。同时，也是该团队以徐匡迪院士“聚焦行业今后10~20年中面临关键科学问题展开研究”的战略指导思想为指引，在聚焦先进基础材料提质升级、培育高性能新材料发展新动能方面做出的又一重要原创性贡献。

图3 蚕茧状纳米位错网结构共晶合金的优异力学性能组合

该成果由上海大学、香港城市大学、西安交通大学等多家单位合作完成，其中上海大学为第一署名单位，上海大学钟云波教授、西安交通大学马恩教授为共同通讯作者，上海大学与香港城市大学的时培建博士为第一作者，上海大学材料学院的李毅博士生、蒋鑫博士生、沈喆副教授、林中泽博士生、李强副教授、丁彪副教授、郑天祥副教授、任维丽教授、雷作胜教授，上海大学微结构重点实验室梁雪高级实验师、闵娜副研究员、彭剑超实验师、李慧副研究员为合作署名作者。该研究得到国家自然科学基金区域联合基金重点项目（No. U23A20607）、科技部国家重点研发计划（2018YFB0109404, 2022YFC2904901， 2022YFC2904903 & 2022YFC2904905）、国家自然科学基金（No. 52231001）和111工程（No. BP2018008）的资助。