中高熵合金单原子3D图首次创建

在材料应用中，工程师常常面临一个挑战：要么是坚硬但容易脆裂的合金，要么是柔软但容易凹陷的合金。为了解决这一难题，近20年前诞生了中熵和高熵合金，它们成功地平衡了硬度和柔韧性。

中熵合金由3或4种金属元素以近乎等比例混合而成，而高熵合金则由5种或更多金属混合而成。研究人员发现孪晶边界结构缺陷，这一结构被认为是中、高熵合金独特性能的关键因素。当晶体基质受应变影响而部分原子对角弯曲时，周围原子保持原始结构，形成镜像对称的孪晶结构。

通过使用多种金属制造纳米颗粒，研究团队创建了6个中熵和4个高熵合金纳米颗粒。在极高温度下将金属液化并迅速冷却，他们成功观察到了这些纳米颗粒中的孪晶边界。这个过程揭示了合金中不同元素混合对结构的影响。

通过绘制中、高熵合金纳米颗粒中每个原子的图谱，研究团队发现：不同元素的原子混合越多，合金的结构变化就越大。这些发现为设计更耐用的中、高熵合金提供了信息，甚至可能创造出目前钢和传统合金中所不具备的特性。