美國國家航空航天局發(fā)射的好奇號、洞察號火星探測器和洞察號傳回地球的第一張圖片

SCIENCE CHINA Materials 近期在線發(fā)表的一篇論文深入研究了 CoCrFeNi 高熵合金的超低溫服役行為，發(fā)現(xiàn)液氦環(huán)境下孿晶主導的變形機制引發(fā)了鋸齒流變行為，變形孿晶和相變行為的共同作用導致了其優(yōu)異的力學性能。

聚變反應(yīng)堆裝置示意圖

超低溫材料在深空探測、應(yīng)用超導和氣體工業(yè)領(lǐng)域有諸多應(yīng)用。隨著聚變反應(yīng)堆領(lǐng)域和空間技術(shù)的進步，針對高性能低溫材料的需求越來越迫切。高熵合金作為多主元合金（多種合金元素等比例或近似等比例組成）的代名詞，近些年引起研究人員的廣泛關(guān)注。由于其合金設(shè)計理念的不同，高熵合金被認為具有突破傳統(tǒng)材料諸多性能極限的潛力。

CoCrFeNi高熵合金的拉伸應(yīng)力應(yīng)變曲線

該文詳細研究了具有面心立方結(jié)構(gòu)的 CoCrFeNi 高熵合金的超低溫服役行為，結(jié)果顯示該合金在極低溫環(huán)境下，能夠保持高強度和極優(yōu)異的韌性。 ▼歸根結(jié)底，這些優(yōu)異的綜合性能源于多組元合金極低的層錯能，使變形孿晶在超低溫環(huán)境下大量出現(xiàn)，進而導致材料在極限溫度下保持高強高韌的特點。另外，研究還發(fā)現(xiàn)該合金在超低溫環(huán)境準靜態(tài)拉伸時表現(xiàn)出 FCC-HCP 相變行為，說明在極低溫且高應(yīng)力狀態(tài)下，HCP 結(jié)構(gòu)的 CoCrFeNi 合金比 FCC 結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，加深了我們對高熵合金相穩(wěn)定性的認識。除此之外，高熵合金在液氦溫區(qū)拉伸時出現(xiàn)了鋸齒流變行為，作者認為這種特異性的現(xiàn)象是由孿晶主導的變形機制引起的，且相變行為的出現(xiàn)導致了該鋸齒行為不穩(wěn)定。

不同金屬材料在4.2 K時的拉伸強度-延伸率圖