科技导报

作者：董姝君, 赵前程, 成红旭, 孙明磊, 刘孝辰, 王雪飞, 骆鸿*

单位：北京科技大学新材料技术研究院，北京100083；

关键词：高熵合金,腐蚀行为,合金元素,微观结构

基金：国家自然科学基金项目（52361145849, 52371047）

高熵合金是由Yeh等[1]和Cantor等[2]在21世纪初首次提出的一类新型合金类型，其定义基于其独特的合金设计概念。这种合金由5种或5种以上的主元素组成，每种元素的原子百分比为5%~35%。这一设计理念允许高熵合金不必遵循等摩尔或接近等摩尔的成分比例，甚至可以包含微量元素来优化材料的各种性能。此外，另一种对高熵合金的定义是基于理想固溶体的摩尔混合熵，当其混合熵大于1.5 R（R为气体常数）时，即可被归类为高熵合金。这一定义突破了传统合金设计的范式，使得合金设计的思路从相图的角落和边缘扩展到了相图的中心区域，增加了合金设计的自由度。由于熵效应，高熵合金易于形成面心立方（FCC）[3]、体心立方（BCC）[4]或密排六方（HCP）[5]结构的简单无序固溶体。高熵合金的独特性能源于其内在的4大核心效应：高熵效应、缓慢扩散效应、晶格畸变及鸡尾酒效应[6−7]。高熵效应有助于形成简单的固溶体结构并促进元素的均匀分布，从而提升合金的钝化膜稳定性，在一定程度上减弱电偶腐蚀的倾向。缓慢的滞后扩散效应被认为是高熵合金结构稳定性、热稳定性和优异机械性能的原因[8−9]。这些效应的协同作用使得高熵合金与传统合金相比具有硬度高[10]、耐磨性好[11−12]、耐腐蚀性强[13]、强度高[14]等诸多突出性能，引发了材料科学与工程领域对其的广泛关注。

来源：2025年第17期

《科技导报》期刊编辑部

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