西安交通大学金属材料强度国家重点实验室材料创新设计中心提出并论述利用高熵合金中的化学不均匀性，可同时实现高强度高塑性，近日该研究成果发表在《材料科学进展》上。
金属合金的拉伸屈服强度versus延伸率。（课题组供图）
多主元合金为解决材料强化方法中的“强度—塑性相互掣肘”难题提供了新的机遇。多主元合金是以高构型熵为设计理念的一类金属，通常由3种以上的元素以接近等原子比混合组成，又称为高熵合金（High-entropy alloys, HEAs）。HEA的高浓度组分带来了从亚纳米到约十纳米尺度上的化学不均匀性，包括化学成分起伏、局域化学序以及丰富的“界面”。位错需要穿过不同组分、不同化学有序度的纳米级局部区域，能量不断起伏。因此，位错线受到额外阻力，导致其波浪状地向前运动。此种类型的位错运动需要更高的驱动应力，使得合金的强度得以明显提升。与此同时，在缺陷的动态演化方面，上述减缓的位错运动会促进位错的相遇、缠结、反应和增殖。大量局部区域的低层错能也使得在拉伸变形过程中很容易产生层错、孪晶以及相变层。这些在变形中不断积累的缺陷和细化了的微观组织，使材料在高流变应力下仍保持足够高的加工硬化率，从而提高均匀拉伸塑性乃至总延伸率。