什麼是高熵合金？
高熵合金（HEA）包含五種或更多元素，比例大致相等——打破了以一種主要元素加少量新增元素的傳統規則。這創造了獨特的原子無序性，可產生非凡的強度、耐熱性和耐腐蝕性。
為什麼這很重要？高構型熵穩定了簡單的固溶體相，而非脆性金屬間化合物。這種雞尾酒效應產生了湧現特性——例如Cantor合金（CrMnFeCoNi）在低溫下韌性反而增強，與傳統金屬完全相反。
📖 深入了解
類比 1
想像一下用五種同樣占主導地位的水果製作冰沙，而不是用一種基本水果與少量其他水果一起製作。結果嘗起來與任何單獨的水果完全不同——這是一種全新的口味。這就是高熵合金中的「雞尾酒效應」：無法僅從單一金屬來預測綜合性能。
類比 2
傳統合金就像一所以一種語言為主的學校（例如 95% 英語）。高熵合金就像一所同時講五種語言的學校——由此產生的文化是根本不同的，通常比任何單一語言環境都更具彈性和適應性。
🎯 模擬器提示
初學者
選擇等比例的5種元素，觀察晶體結構與相穩定性。
中級
改變元素比例以查看熵-焓決定相的形成。
專家
透過優化成分來設計針對特定性能的合金。
📚 術語表
🏆 關鍵人物
Jien-Wei Yeh (2004)
清華大學教授創造「高熵合金」並首次表徵其特性
Brian Cantor (2004)
獨立開發等原子多元合金（CrMnFeCoNi）的牛津冶金學家
Robert Ritchie (2014)
加州大學柏克萊分校的研究人員發現 HEA 在低溫下保持卓越的韌性
Easo George (2014)
橡樹嶺研究人員測量了康托合金的出色機械性能
Dierk Raabe (2019)
馬克斯普朗克研究人員推進計算 HEA 設計和多主元合金理論
🎓 學習資源
- Nanostructured High-Entropy Alloys with Multiple Principal Elements [paper]
定義高熵合金及其獨特性能的基礎論文（先進工程材料，2004 年） - A fracture-resistant high-entropy alloy for cryogenic applications [paper]
發現 CrMnFeCoNi 具有優異的低溫韌性（《科學》，2014 年） - HEA Database [article]
高熵合金成分和性能的可搜尋資料庫 - Nature Reviews Materials - HEA Collection [article]
高熵合金研究文章精選集