01【引言】
高熵合金（HEAs），或含有多個主元素的合金，具有接近無限的多組分相空間，可以產生不尋常的力學效能。一些單相HEAs透過調整其化學複雜性而產生了內在的濃度不均勻性，從而實現了良好的強度和延展性、高加工硬化和特殊的損傷容限。此外，設計由梯度晶粒尺寸、奈米團簇、多相等組成的空間異質微觀結構，也可以使HEAs獲得與傳統異質結構金屬材料類似的優異效能。然而，大多數HEAs仍然存在傳統金屬材料的長久強度-延展性悖論。HEAs的強度和延展性存在權衡，因為迄今報道的HEAs的基本塑性變形特徵和機制與傳統金屬相似。在傳統金屬中，完全位錯和與不同結構缺陷相互作用，如高角度晶界（HAGBs）或孿晶界（TBs）。由於化學短程有序（SRO）和空間可變堆積斷層能（SFE）在原子尺度上的區域性不均勻性，在高濃度固溶體的HEAs中發現了一些不尋常的位錯行為。
02【成果簡介】
今日，在中國科學院金屬研究所盧磊研究員團隊等人帶領下，在具有面心立方結構的穩定單相HEA中可控地引入了梯度奈米位錯胞結構，從而在不明顯喪失延展性的情況下提高了強度。在施加應變時，樣品級的結構梯度誘導了高密度的微小堆垛層錯（SFs）和孿晶的逐步形成，從大量的低角度位錯胞成核。此外，SF誘導的塑性和由此產生的精細結構，加上密集積累的位錯，有助於塑性、強度增加和加工硬化。這些發現為在奈米尺度上用梯度位錯胞定製特性提供了一個有前景的範例，並促進了研究人員對HEAs內在變形行為的基本理解。相關成果以題為“Gradient cell–structured high-entropy alloy with exceptional strength and ductility”發表在了Science。
03【圖文導讀】
圖1 梯度位錯結構的典型微觀結構和結構梯度
圖2 GDS Al0.1CoCrFeNi HEA的力學效能
圖3 GDS Al0.1CoCrFeNi HEA在3%拉伸應變下的變形微觀結構
圖4 GDS Al0.1CoCrFeNi HEA在單軸拉伸時40%拉伸應變下的變形特徵和原位中子衍射測量
04【產品推薦】
今天Science還報道了其他材料科研進展，我們均已收錄入材料人產品庫。
1、用於分子散射的量子機械雙縫
研究驅動所有分子相互作用的基本量子原理將提高操縱微觀世界的能力，其潛在應用範圍從分子工程到量子計算機的實現。
2、高滑動面密度帶來的強度
位錯、堆垛層錯和孿晶界等晶體缺陷可以賦予金屬良好的機械效能，這似乎有悖常理。
