在金属资料领域 ，严沉的强度-塑性矛盾一向是造约资料机能提升的关键成分。尤其是在多主元高熵合金中 ，脆性金属间化合物的存在时时引发资料过早失效 ，造成资料塑性显著降落。多级异质结构作为一种新型微观结构设政战术 ，为实现强塑性的协同提升提供了新的可能。然而 ，传统造备异质结构的步骤不仅成本高昂 ，并且耗时冗长 ，为异构资料的现实利用带来了巨大挑战。
近日 ，亿万先生MR资料学院钟云波教授领衔的高机能结构职能资料超常冶金与造备钻研团队 ，通过创新的多尺度微观结构遗传和细化战术 ，成功在多主元合金中造备出了一种怪异的多级异质层片结构 ，实现了优异的强塑性匹配。该成就以“Strong, ductile, and hierarchical hetero-lamellar-structured alloys through microstructural inheritance and refinement”为题 ，在国际权威期刊PNAS上颁发 ，全称〖国国度科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)。
该钻研团队基于多尺度微观结构遗传和细化战术 ，奇妙地处置了铸态异质Al0.7CoCrFeNi多主元合金中的“层级结构先驱体”：这些先驱体在经过单一的轧造和一步退火后就可直接形成多级异质层片结构（HLS）（图1）。值妥贴心的是 ，这里仅需10分钟的退火功夫（比传统加工Al0.7CoCrFeNi以达到最佳机能所需的功夫少2个数量级） ，即可通过多级HLS设计实现更高的强度-塑性组合（图2）。系统的钻研批注 ，这种新型的多级HLS设计能够顺次激活多种以前无法实现的变形和强化机造。出格是HLS所实现的超高异质变形诱导（HDI）内应力 ，其在正本脆性金属间化合物相中诱导出拥有五个以上独立滑移系的<111>型位错 ，并在相邻的高堆垛层错能软相中激活了大量堆垛层错和纳米孪晶。这些逾越多个长度尺度的、出乎意料的、动态加强的异质变形机造推进了高且持续的HDI硬化 ，同时产生了显著的微裂纹介导的表在韧化效应。这些系统地批注该钻研提出的微观结构遗传与细化战术为克服宽泛结构资猜中的强度-塑性平衡提供了一种高效、急剧且低成本的步骤。
图1 Al0.7CoCrFeNi多主元合金多级异质层片微观组织结构
图2 Al0.7CoCrFeNi多主元合金的高效热处置工艺及优异力学机能组合
图3 HLS多主元合金中分歧特点区域的强烈、逐步增长的位错堆积和跨尺度的、拓扑变动的异质变形
钟云波教授领衔的“新能源产业关键资料超常冶金与造备”上海市沉点创新团队 ，始终秉持徐匡迪院士的战术领导思想 ，聚焦行业将来10~20年面对的关键科学问题 ，致力于先进基础资料的提质升级。上述原创性钻研成就 ，是团队在聚焦高机能新资料发展领域做出的又一沉要原创性贡献 ，也是继在Science、Materials Today、Nature Communications、Advanced Materials等国际顶级期刊上颁发系列钻研论文后的又一沉量级论文。
该钻研由亿万先生MR、香港城市大学、新加坡科技钻研局、北京大学、中科院人为智能钻研所、香港大学、香港科技大学、清华大学等多家科研单元共同合作实现 ，其中亿万先生MR为第一署名单元。亿万先生MR长江学者钟云波教授、香港城市大学C.T. Liu院士和Yuntian Zhu院士、清华大学高华健院士为共同通讯作者。亿万先生MR与香港城市大学的时培建博士为第一作者 ，亿万先生MR资料学院的李毅博士生（共统一作）、蒋鑫博士生、秦祎硕士生、林一凡硕士生、黄靖然硕士生、谭博东硕士生、沈喆副教授、丁彪副教授、李强副教授、郑天祥教授、任维丽教授等为合作署名作者。该钻研得到国度天然科学基金区域结合基金沉点项目（No. U23A20607）、十四五国度沉点研发打算（No. 2021YFA1200200）的赞助。
全文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2409317121
