近日,王沿东教授团队与上海大学、德国马克斯-普朗克研究所等国内外科研机构合作,采用独特的凝固组织控制手段,在共晶高熵合金中形成了分层组织的“仿生鱼骨”微观结构,可实现仿生分层多级微裂纹缓冲,激发了共晶高熵合金的超优塑性。该项成果于2021年8月20日以“Hierarchical crack buffering triples ductility in eutectic herringbone high-entropy alloys”为题,在国际顶尖期刊《Science》上发表。
该工作提供了一种分层微观结构设计方法,开发出抗开裂的高延展性共晶高熵合金材料,其拉伸塑性的显著提高归因于其多级的鱼骨结构和这种结构诱导的强裂纹缓冲效应,在巨大应变范围内显著抑制了微裂纹可能导致的灾难性破坏。不仅裂纹容限保持在约25%的拉伸伸长率的大范围内,还使材料的延展性相对于传统铸造材料提高了3倍,且不会牺牲强度。这种分层鱼骨微观结构设计方法也可以在其它由软硬相组成的块体材料中实现,对于指导更广泛的共晶型高熵/传统合金的性能改善具有显著的实际意义。