在先进核能系统中，，，，，，要害结构质料需恒久服役于低温及重大应力多场耦合的极端情形中，，，，，，极端工况下质料强度与塑性协同提升已成为制约核电装备清静与服役寿命的焦点科学挑战。。。。。近年来，，，，，，将具有显著流变应力差别的软硬相间区域作为基元举行有序修建而形成的异质结构，，，，，，为解决金属质料中强-塑-韧性难以兼顾的问题提供了全新思绪。。。。。高熵合金依附其奇异的多主元因素设计理念及优异的综协力学性能，，，，，，在核电要害结构质料与低温工程领域展现出重大的应用潜力。。。。；；；；；诖，，，，，，围绕异质结构设计与制备，，，，，，系统开展高熵合金等先进金属质料的变形与损伤行为研究，，，，，，深入展现其低温变形历程中的强韧化机制，，，，，，将为新一代高可靠性核电结构质料的设计与研发提供主要的科学理论支持。。。。。

图1 金属学报期刊封面

近期，，，，，，由j9九游会质料科学与工程学院院长、核电要害质料天下重点实验室副主任钟云波教授领衔的高性能结构功效质料超常冶金与制备研究团队在《金属学报》-名家经典专栏（主编李殿中院士特邀）、《cMat》（特刊受邀论文，，，，，，中国科技期刊卓越行动妄想高起点新刊）及《Rare Metals》（中科院1区，，，，，，入选中国最具国际影响力学术期刊）上连发3篇封面论文（图1、图2），，，，，，系统介绍了该研究团队在多级层片异构金属质料方面的研究希望，，，，，，周全梳理了高熵合金在低温情形下的变形行为及强韧化机制，，，，，，并展现了铸态共晶高熵合金凝固机制及层片组织演化对力学性能的内在影响关系，，，，，，为高强韧核电要害质料的因素、结构设计与组织调控提供了新的理论依据和手艺路径。。。。。

图2 cMat（左）及Rare Metals（右）期刊封面

“异质结构”或“异构”作为强韧化领域前沿构型范式，，，，，，为突破金属质料的强度、塑性与韧性等难以兼顾的矛盾提供了全新的解决思绪。。。。。受自然质料的跨标准修建启发，，，，，，该团队提出了仿生“多级层片异构”的协同设计战略，，，，，，且实现了更突出的强-塑-韧性同步提升（图3）。。。。。该研究主要聚焦本团队多年来在多级层片异构金属质料方面的研究希望，，，，，，提炼了仿生鱼骨型、微层片遗传型、蚕茧位错网型等典范多级层片异质结构的理念、设计原理和强韧化机制，，，，，，重点回首了怎样有用突破不可控裂纹、超细晶组织以及高密度位错诱导的强塑性掣肘难题，，，，，，并将该新型异构战略和响应的突出性能改善乐成拓展至多金属系统，，，，，，制备出新一代高铁要害接触线材，，，，，，综合性能国际领先。。。。。最后，，，，，，展望了更先进的多级层片异构质料的开发及未来潜在生长偏向。。。。。

图3 微层片遗传工程制备的多级层片异质结构及多类型纳米孪生诱导的多阶段应变硬化

高熵合金在低温条件下体现出卓越的力学性能，，，，，，突破了古板金属质料中普遍保存的强度-塑性掣肘关系。。。。。上述研究效果还系统综述了近年来关于高熵合金低温变形机制、微结构演化及其反常力学响应的研究希望，，，，，，其优异性能源于变形孪晶、位错滑移、层错及相变等多种变形机制的协同作用，，，，，，这一历程受到温度依赖的层错能及重大内应力场的配合调控。。。。。塑性变形历程中泛起的锯齿流动征象，，，，，，则反映下场部相不稳固性与缺陷相互作用的耦合效应。。。。。同时，，，，，，该研究还强调了高熵合金在低温工程应用中的重大潜力，，，，，，指出目今研究中仍保存的要害科学问题，，，，，，包括应变局部化的起源以及多标准缺陷在延迟断裂中的作用（图4）。。。。。未来研究还将重点生长先进的原位表征手艺、多物理场耦合建模要领，，，，，，并面向极端服役情形开展新型高熵合金因素与组织结构设计。。。。。

图4 高熵合金的典范力学行为、变形机制及低温工程应用中的重大潜力

共晶高熵合金作为高熵合金家族的优异代表，，，，，，因其力学性能的优异平衡以及辽阔的应用远景而受到普遍关注。。。。。然而，，，，，，共晶组织的凝固机制与其力学性能之间的内在关联仍尚不清晰。。。。。该研究报道了一种AlCoFeNi系共晶高熵合金，，，，，，其组织由典范的规则层片和非规则层片配合组成，，，，，，在铸态条件下实现了强度与延展性的协同平衡。。。。。研究批注，，，，，，规则与非规则层片共晶所组成的多级异质结构泉源于凝固历程中溶质扩散行为及其相关的热物理因素。。。。。通过对变形历程的多标准表征，，，，，，展现了混淆层片组织结构在实现强-塑平衡中的要害作用，，，，，，其泉源在于跨越较宽应变规模持续爆发的异质变形诱导应变硬化行为。。。。。研究效果为剖析铸态共晶高熵合金的结构-性能关系及其性能优化提供了新的看法。。。。。

上述研究效果由j9九游会、香港科技大学等多家单位配合相助完成，，，，，，其中j9九游会为第一署名单位。。。。。j9九游会长江学者钟云波教授、j9九游会青年西席时培建教授为三篇论文的通讯（第一）作者，，，，，，蒋鑫博士生（cMat）、秦祎硕士生（Rare Metals）划分为两篇论文的第一作者。。。。。上述研究获得国家自然科学基金（No. U23A20607、No. 52501233）、十四五国家重点研发妄想（No. 2022YFC2904900）的资助。。。。。

相关论文链接：

1.https://www.ams.org.cn/CN/10.11900/0412.1961.2025.00234多级层片异构设计修建超高强塑性金属质料

2.https://doi.org/10.1002/cmt2.70022Decoding cryogenic deformation mechanisms in high-entropy alloys: a comprehensive review of microstructural evolution, strengthening-toughening synergy, and serrated flow dynamics

3.https://www.science.org/doi/10.1126/science.abf6986Hierarchical crack buffering triples ductility in eutectic herringbone high-entropy alloys

4.https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.2409317121Strong, ductile, and hierarchical hetero-lamellar-structured alloys through microstructural inheritance and refinement

5.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702123003504Bioinspired, heredity-derived hierarchical bulk multifunctional copper alloys

6.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702120303321Multistage work hardening assisted by multi-type twinning in ultrafine-grained heterostructural eutectic high-entropy alloys

7.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202405459Strong-yet-ductile eutectic alloys employing cocoon-like nanometer-sized dislocation cells

8.https://www.nature.com/articles/s41467-019-08460-2Enhanced strength-ductility synergy in ultrafine-grained eutectic high-entropy alloys by inheriting microstructural lamellae