如今，科学家和工程师正致力于设计可抵抗极端环境的合金，以用于核聚变反应堆、高超音速飞行和高温喷气发动机等应用。为了应对这些极端环境，研究人员正在尝试将多种金属按相同比例混合，形成复杂组合，即中高熵合金。这些合金旨在实现强度、韧性、耐腐蚀等设计目标，尤其是抵抗当金属与大气中的氧气发生反应时（即氧化）的腐蚀。
传统的金属材料往往难以兼顾高强度与高韧性，特别是在极端温度条件下，其性能往往会大幅衰减。然而，科学研究的魅力就在于不断突破既有认知的边界。近日一项最新研究不仅揭示了一种合金奇迹，更在理论与实践层面挑战了长期以来对材料性能极限的认知。它不仅仅是一项科学发现，更是对材料工程学未来的深刻启示，预示着新型高性能材料时代的到来。
在材料科学领域，创新的研究和技术突破不断推动着新材料的发展。随着对于更高性能材料的需求日益增长，研究人员一直在探索新的合成方法和材料组合，以满足现代工业和科技的要求。近日，美国研究团队在高熵陶瓷领域实现了显著的进步。这一成就不仅标志着高熵材料研究的一个新纪元，也为工业应用提供了新的可能性。高熵陶瓷作为一种新型材料，因其独特的性能而受到广泛关注。
美国加州大学洛杉矶分校的研究人员使用先进的成像技术，首次绘制了中熵和高熵合金中单个原子的三维图像。这项研究成果于2023年12月20日发表在《自然》杂志上。
波兰华沙理工大学科研人员参与的国际科研团队，研发了一种新的W-Ta-Cr-V-Hf合金。该合金为纳米晶体，难熔且具有高熵，极耐辐射，未来可用于核工业和航天工业中。
纳米颗粒已被广泛应用于开发高强度的结构应用材料。然而，这些纳米颗粒很多时因热稳定性不足致难耐高温，在高热环境下会迅速粗化，令合金变弱。由香港城市大学（城大）材料科学家领导的最新研究发现，透过在高熵合金（又称化学复杂合金）中调整钴元素的浓度，可以防止纳米颗粒在高温下快速粗化。这种新颖的稳定策略，为将来设计适用于各种工程领域的新型热稳定化学复杂合金开辟了新道路。
高熵合金是由五种及以上不同元素（每种元素含量在5%—35%之间）组成的固溶体，随着元素种类的增多，合金材料中构型熵也随之增大。与传统低熵纳米材料相比，其晶格畸变所引起的应变效应对催化活性具有促进作用，在热力学（ΔGmix=ΔHmix-TΔSmix）和动力学（空缺机制进行扩散）上可形成更稳定的晶体结构。
由香港城市大学（香港城大）的材料科学家共同领导的一个科研团队，最近发现了一种新机制，可以同时提高“高熵合金”的强度和延展性，解决这两种特性经常互相抵消、难以同时提升的两难困局。这崭新的发现为将来设计既坚固而又富韧性的新一代高熵合金和高熵陶瓷，带来了重要的启示。
美国马萨诸塞大学阿默斯特分校和佐治亚理工大学科学家在最新一期《自然》杂志在线版发表论文称，他们采用3D打印方法，制作出一种双相纳米结构高熵合金（HEA），其强度和延展性优于现有其他先进的3D打印材料，有望催生可用于航空航天、医学、能源和运输等领域的高性能部件。
美国理海大学和俄亥俄州立大学共同与美国陆军研究实验室签署了一项名为“轻质高熵金属合金发现 (LHEAD)”的合作协议，两校将在五年内共同获得2500万美元的投资，并行开发用于高强度应用的新型高温结构材料，该协议已于2022年2月10日生效，第一期的300万美元已获得国会授权。
高熵合金是一种包含五种或以上金属主元，且每种主元按照近等或等原子比例形成的单相固溶体合金。高熵合金因其独特的热、电、磁和力学性能，近年来在诸多领域受到广泛关注，同时”高熵”概念也已扩展到陶瓷、MOF等材料。通过实现纳米化，高熵材料将进一步获得新奇的物理化学特性，是近年来高熵材料发展的重要方向。然而，目前在纳米尺度上合成高熵材料极具挑战，常规的制备方法通常不适用。
最近，化学复杂的合金，例如“高熵”合金，由于其良好的性能而引起了极大的研究兴趣。鉴于此，香港城市大学杨勇教授课题组和台北大学Chun-WeiPao发现报告了一种化学复杂的合金，其具有大原子尺寸的失配，通常在传统合金中是无法承受的。该合金具有高弹性应变极限（约2%）和在室温下非常低的内摩擦（小于2×10-4）。更有趣的是，这种合金表现出非凡的Elinvar效应，在室温和627 ℃（900 K）之间保持近乎恒定的弹性模量。
美国能源部艾姆斯实验室的计算材料科学专家及其在德克萨斯 A&M 和俄罗斯托木斯克州立大学的合作者已经确定了高熵合金 (HEA) 的强度和延展性的来源和调节方法。这一发现可能有助于发电和航空工业开发更高效的发动机，减少燃料消耗和碳排放。
来自桑迪亚国家实验室的研究人员和国际合作者使用计算方法，包括可解释的机器学习模型，来阐明具有有吸引力的储氢特性和直接实验室合成和验证的新型高熵合金。
近年来，物理冶金研究的新热点聚焦在“高熵(或中熵)合金”(high-entropy alloys and medium-entropy alloys,以下简称HEA)。涌现出的新科学问题之一，是HEA与化学无序的传统合金的结构不同：HEA是由等原子比或近等原子比的多种主合金元素组成的固溶体，不同或相同原子彼此必然频繁相遇。
俄罗斯莫斯科国立罗蒙诺索夫大学和俄罗斯金属超塑性问题研究所共同研究了增材制造高熵合金的疲劳性能。通过传统制造技术获得的高熵合金已被证实在较大的温度范围内均具有出色的机械性能，而通过增材制造工艺获得的高熵合金是否具有同样出色的机械性能仍尚需研究验证。
美国能源部所属的艾姆斯实验室，在《自然计算科学》发志上发表了一篇关于“布谷鸟搜索”(CS)算法的文章。这种新算法可以将搜索高熵合金的时间从数周缩短几秒钟。
俄罗斯托木斯克大学新闻处消息，该校西伯利亚物理技术学院高强度晶体实验室的科学家们找到了一种加强合金强度的方法，使其能够承受接近-200°C的极端低温。
