多主元高熵材料的独特强韧化机制

李志明1，2(1.中南大学材料科学与工程学院)(2.中南大学粉末冶金国家重点实验室)

摘要: 多主元高熵材料拥有几乎无限的化学成分空间，其组织结构也可通过制备与加工工艺有效调控。因此，通过化学成分与组织结构的耦合设计，可有效协调多主元高熵材料中的各种强韧化机制，实现优异的综合力学性能。除传统单主元材料中的强韧化效应以外，多主元高熵材料还可具备独特的强韧化机制，从而获得更优的强度与塑韧性搭配。总结了多主元高熵材料相比于传统单主元材料的多种独特强韧化机制，包括宏量置换固溶与宏量间隙固溶、亚稳工程与双向相变、共生纳米双析与多层级析出、高应力孪生、高密度层错与迟滞马氏体相变、纳米非晶-多主元高熵晶体复合机制等。阐述了上述机制对应的多主元高熵材料成分与结构设计依据和思路，分析了典型机制在具体材料中的微观作用原理。进一步基于传统单主元材料中的经典强韧化机制与多主元高熵材料的独特性讨论了其它可能的强韧化机制。最后，展望了多主元高熵材料基于广阔成分与结构设计空间同时实现优异力学性能与其它功能特性方面的潜力，以有效发挥多主元高熵材料的独特优势和价值。

关键词: 高熵材料; 强韧化; 宏量间隙固溶; 双向相变; 共生纳米双析; 高应力孪生