
中国粉体网讯 高熵合金(high-entropy alloys, HEAs)是一类新型多主元合金体系,通常由五种或以上元素以近等原子比组成,通过高混合熵效应稳定形成简单固溶体结构。该概念最早由Yeh等学者于2004年提出,突破了传统以单一主元素为核心的设计思路。与传统合金不同,高熵合金不依赖单一元素作为基体,而是通过多组元元素的协同作用,实现晶格畸变、缓慢扩散和“鸡尾酒效应”等综合机制,使其展现出高强度、优异的热稳定性以及良好的耐腐蚀、耐磨损性能。因此,高熵合金在航空航天、能源、核工业及海洋工程等极端服役环境中具有重要应用前景。
根据组成元素和晶体结构的不同,高熵合金大体可以分为面心立方(FCC)型、体心立方(BCC)型和FCC/BCC混合型等几类。
(1)FCC型高熵合金多以Co、Cr、Fe、Ni、Mn等元素为主,典型代表为CoCrFeMnNi合金,其具有较好的塑性和韧性,同时表现出优异的低温延展性和耐腐蚀性;
(2)BCC型高熵合金常以Al、Ti、V、Nb、Mo等难熔元素为主,具有更高的强度和硬度,并在高温下保持良好的力学性能,但塑性相对较差;
(3)FCC/BCC混合型高熵合金则兼具两种结构的优势,能够在强度与塑性之间实现较好的平衡,典型体系如AlxCoCrFeNi。
与传统单一主元素的合金体系相比,高熵合金由于由多种主要元素近等原子比组成,展现出独特的结构稳定性与性能优势。其核心特征主要体现在以下四个方面:
(1)高熵效应:通过提高混合熵降低体系自由能,促进形成稳定的简单固溶体而非复杂金属间化合物;
(2)晶格畸变效应:多元素原子半径差异导致明显的晶格畸变,从而提升合金的强度和硬度;
(3)缓慢扩散效应:多组元协同作用抑制原子迁移速率,有效延缓组织粗化并提高材料的高温稳定性;
(4)“鸡尾酒”效应:多元素间复杂的相互作用产生协同增效,使合金在耐腐蚀、耐磨损及综合服役性能方面显著优于传统合金。
2026年10月15日,中国粉体网将在江苏•苏州举办“2026半导体与光学材料超精密加工技术及应用大会”。届时,我们邀请到苏州极钻纳米科技有限责任公司董事长刘添彪出席本次大会并作题为《高熵合金调控及其在精密抛光中的应用》的报告。
专家简介
刘添彪,苏州极钻纳米科技有限公司董事长刘添彪,专注于掩膜版新材料研发、工艺优化及项目管理。熟悉i-line、KrF、ArF、EUV掩膜版技术,具备超精细研磨抛光、离子束抛光及飞秒激光加工等先进技术的实践经验。在高纯靶材国产化、光刻胶开发等“卡脖子”技术领域取得突破性成果,撰写多篇专利,并与国内龙头企业合作推动技术落地。具备扎实的材料科学背景,熟练掌握多种材料表征和测试技术,如高压原位拉曼光谱、同步辐射等。责任心强,创新能力突出,善于团队协作与问题解决,致力于通过技术创新推动半导体材料国产化进程。
参考来源:
李晓君等,激光增材制备高熵合金的研究现状及展望