什么是高熵合金？
高熵合金（HEA）包含五种或更多元素，比例大致相等——打破了以一种主要元素加少量添加元素的传统规则。这创造了独特的原子无序性，可产生非凡的强度、耐热性和耐腐蚀性。
为什么这很重要？高构型熵稳定了简单的固溶体相，而非脆性金属间化合物。这种鸡尾酒效应产生了涌现特性——例如Cantor合金（CrMnFeCoNi）在低温下韧性反而增强，与传统金属完全相反。
📖 深入了解
类比 1
想象一下用五种同样占主导地位的水果制作冰沙，而不是用一种基本水果与少量其他水果一起制作。结果尝起来与任何单独的水果完全不同——这是一种全新的口味。这就是高熵合金中的“鸡尾酒效应”：无法仅从单个金属来预测综合性能。
类比 2
传统合金就像一所以一种语言为主的学校（例如 95% 英语）。高熵合金就像一所同时讲五种语言的学校——由此产生的文化是根本不同的，通常比任何单一语言环境都更具弹性和适应性。
🎯 模拟器提示
初学者
选择等比例的5种元素，观察晶体结构和相稳定性。
中级
改变元素比例以查看熵-焓平衡决定相的形成。
专家
通过优化成分来设计针对特定性能的合金。
📚 术语表
🏆 关键人物
Jien-Wei Yeh (2004)
清华大学教授创造“高熵合金”并首次表征其特性
Brian Cantor (2004)
独立开发等原子多元合金（CrMnFeCoNi）的牛津冶金学家
Robert Ritchie (2014)
加州大学伯克利分校的研究人员发现 HEA 在低温下保持卓越的韧性
Easo George (2014)
橡树岭研究人员测量了康托合金的出色机械性能
Dierk Raabe (2019)
马克斯·普朗克研究人员推进计算 HEA 设计和多主元合金理论
🎓 学习资源
- Nanostructured High-Entropy Alloys with Multiple Principal Elements [paper]
定义高熵合金及其独特性能的基础论文（先进工程材料，2004 年） - A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications [paper]
发现 CrMnFeCoNi 具有优异的低温韧性（《科学》，2014 年） - HEA Database [article]
高熵合金成分和性能的可搜索数据库 - Nature Reviews Materials - HEA Collection [article]
高熵合金研究文章精选集