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大多數(shù)常見的合金，如不銹鋼或青銅，是由一種主要金屬與少量其他元素混合而成。但是，一種被稱為高熵合金（HEAs）的新興材料涉及將五種不同的元素以大致相等的比例混合在一起。由此產(chǎn)生的合金最終具有耐人尋味和有用的特性，如高強(qiáng)度重量比和隨溫度上升的硬度。

這項(xiàng)新的研究集中于含有鋁、鈷、鉻、鐵和鎳的等量的HEA。這種特殊的混合物已經(jīng)實(shí)驗(yàn)了幾年，但該團(tuán)隊(duì)使用一種尚未應(yīng)用于它的技術(shù)--激光粉末床融合技術(shù)來(lái)制造它?；旧?，原始金屬的粉末形式被鋪設(shè)在一個(gè)表面上，然后用高功率的激光進(jìn)行噴射，使它們迅速熔化并重新凝固。

這種技術(shù)是3D打印的一種形式，使最終的合金具有與其他制造方法非常不同的微觀結(jié)構(gòu)。該團(tuán)隊(duì)將其描述為看起來(lái)像一張網(wǎng)，有不同的立方體結(jié)晶結(jié)構(gòu)的交替層。這使得HEA的屈服強(qiáng)度約為1.3GPa，比使用傳統(tǒng)鑄造方法制造時(shí)幾乎強(qiáng)三倍。同時(shí)，它也更具延展性，與常見的權(quán)衡方法相反。

這項(xiàng)研究的首席研究員陳文說(shuō)：“這種不尋常的微觀結(jié)構(gòu)的原子重排產(chǎn)生了超高的強(qiáng)度和增強(qiáng)的延展性，這是不常見的，因?yàn)橥ǔ?qiáng)大的材料往往是脆性的 。對(duì)于許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)，強(qiáng)度和延展性的結(jié)合是關(guān)鍵。我們的發(fā)現(xiàn)對(duì)材料科學(xué)和工程來(lái)說(shuō)都是原創(chuàng)的，令人振奮?！?/p>

這種強(qiáng)度和延展性的特殊組合可以使這種合金在航空航天、能源、運(yùn)輸或其他工程領(lǐng)域的部件中發(fā)揮作用。

該研究發(fā)表在《自然》雜志上。