面向极端载荷环境用高熵合金的研究进展OA北大核心CSTPCD

高熵合金作为一种合金设计新范式,近20年来受到研究人员的广泛关注。基于高熵准则的复杂合金颠覆了传统设计观念,展示出更加优异的力学性能与功能特性,成为未来重大工程应用的备选材料。尤其是近年来涌现出一批在低温断裂韧度、高温强度、抗冲击性、抗辐照性和抗疲劳性能等多种性能指标上表现突出的合金体系,是航空发动机、深空深海探测、低温超导和先进核能等重要领域中极具应用前景的重点研究材料。本文将简要介绍高熵合金的概念与发展,综述高熵合金在极低温至超高温、高速冲击以及高核能辐照等多种极端条件下的实验研究进展。梳理高熵合金的强韧性协同提升策略,提炼高熵合金在不同极端载荷下的变形机制和物理化学性质。可以预见,通过精细调整合金元素的选择与比例、优化热处理工艺等手段高效构筑多尺度序构进一步提升材料的综合力学性能将是高熵合金的主要发展方向。对于极端载荷环境用高熵合金的深入研究,一方面要继续深挖极端载荷下合金的微观变形机制,提出解决强度与塑韧性矛盾的新策略,利用机器学习等最新材料计算工具提升研发效率,结合先进表征技术了解微观结构。另一方面也要针对现有优势体系的不同强韧化机制设计优化策略,尤其关注能够激发位错、孪晶和相变等多种强韧化机制协同的体系和增材制造等新的加工方法。此外,进行更贴近极端服役环境的模拟实验,获取更多贴合实际情况的工程数据是加快高熵合金在极端环境中具体应用的重要环节。