金属工艺学已经走过漫长的成长期，现在不仅成熟，而且还进入了一个转型升级的拐点，具有质变性质的研究成果也进入了收获期。链科技小编今天分享一条新闻，是中国科学家在金属材料的强度与塑性方面的最新突破。浙江大学材料科学与工程学院团队联合美国乔治亚理工学院、加州大学伯克利分校开展研究，从解密高熵合金中元素分布开始着手，揭示了高熵合金中晶格调控力学性能的特殊机制，对理解复杂成分合金中的强化机理具有重要理论意义。
该成果日前刊登在《自然》杂志。区别于元素含量主次明显的传统合金，高熵合金由五种及以上含量相当的金属制成，其晶体结构清楚但元素分布混乱，可兼备高强度和高塑性。但各类元素在微观尺度上究竟如何混合，才能形成其性能优势？以往只知其然却不知其所以然。
在一般材料中，强度和塑性通常是一对不可调和的矛盾，这也是普通材料表现出的局限，而新材料正是要打破这种局限，将矛盾的对立面统一起来，完成强度与塑性的同生共存。通过材料原子尺度的元素分布表征，研究人员发现高熵合金内不同元素的浓度会有起伏，形成状如丘陵的浓度波，不像其在传统合金中那样平直。
与传统的界面调控以及团簇等精细结构调控相比，高熵合金中独特的浓度波调控极精细并具有连续性，是一种可控和高效的材料强韧化方法。这些“丘陵”，是晶格尺度下调控位错移动的本质。课题组将实验合金中的锰元素替换成更重的钯元素后，发现浓度波增加了几倍，即“丘陵的海拔大幅增高”。
材料研究已经由原先的感官经验方式变为分子方式，这是材料科学研究手段的极大提高，凭借现代研究手段，中国新材料研究领域也是捷报频传，不断有震惊世界的高量级成果问世。
在这项成果中，位错不沿着原有的晶面走，而是选择了另一个晶面。研究者把这样的位错移动称为交滑移。实验测得，大量的交滑移作用，使得合金有更好的均匀变形能力又有更好的强度，他们从而发现了可用于调控传统金属材料的强塑性的新机制。这在未来航空、南北极等对温度要求严苛的材料制备及防撞领域上将有重要应用。
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