作者与期刊信息

本文的主要受访者是Jien-Wei Yeh（叶均蔚），他是台湾国立清华大学的教授，同时也是高熵合金（High-Entropy Alloys, HEAs）领域的先驱之一。本文发表于2016年11月的《MRS Bulletin》期刊，由N. Balasubramanian进行采访。该访谈是为2016年11月27日在美国波士顿举行的MRS秋季会议中关于高熵合金的研讨会所做的预热。

主题与背景

本文的主题围绕高熵合金（HEAs）的发现、发展及其在材料科学中的潜在应用展开。高熵合金是一种由五种或更多种主要金属元素以等比例或接近等比例组成的合金。与传统合金（通常由一种或两种主要金属元素组成）不同，高熵合金因其高混合熵（high-mixing entropy）而表现出独特的稳定性和性能。

叶均蔚教授在访谈中分享了他如何从传统合金研究转向高熵合金的探索。他在硕士和博士期间专注于7000系列铝合金的强化和增韧机制，并发明了双盘法（twin-disk method）和往复挤压法（reciprocating extrusion method）来改善铝合金的性能。然而，这些方法成本较高且工艺复杂。1995年，他提出了将多种金属元素混合以增加混乱度和复杂性的想法，从而开启了高熵合金的研究。

主要观点与论据

1. 高熵合金的定义与分类

叶均蔚教授将合金世界分为三类： - 高熵合金（HEAs）：由五种或更多主要元素组成。 - 中熵合金（Medium-Entropy Alloys）：由三到四种主要元素组成。 - 低熵合金（Low-Entropy Alloys）：由一种或两种主要元素组成。

传统合金大多属于低熵合金，而高熵合金的研究为材料科学提供了新的视角。高熵合金的独特之处在于其高混合熵能够抑制金属间化合物的形成，从而形成单一相结构（如面心立方结构，face-centered cubic, FCC或体心立方结构，body-centered cubic, BCC），并表现出优异的力学性能和功能特性。

支持论据： - 高熵合金的典型例子包括CoCrFeMnNi（FCC结构）和CoCrFeMnAl（BCC结构）。 - 高熵合金的研究从2003年的第一篇论文发展到2016年近1000篇相关论文，显示了其快速增长的学术影响力。

2. 高熵合金的科学意义与应用潜力

高熵合金的研究不仅满足了科学好奇心，还为理解整个材料世界提供了新的视角。叶教授指出，高熵合金的研究有助于填补传统材料科学的空白，并为新材料的设计提供了更多可能性。

支持论据： - 高熵合金表现出高强度、高延展性、独特的温度依赖性、抗辐照性以及多种功能特性。 - 高熵合金在多个领域具有潜在应用，包括切削工具、涡轮发动机、模具、卫星喷嘴、第四代核反应堆、室温超导体等。

3. 高熵合金的工业化挑战与前景

尽管高熵合金在实验室中表现出优异的性能，但其工业化仍面临挑战。叶教授强调，学术界与工业界的合作至关重要，特别是在材料认证和测试方面。

支持论据： - 叶教授已开始与本地企业合作，解决生产过程中的材料瓶颈问题。 - 高熵合金在功能性涂层、3C外壳（计算机、通信和消费电子）以及高尔夫球杆头等领域的应用可能更容易实现工业化。

访谈的亮点

1. 高熵合金的发现过程：叶教授从传统合金研究转向高熵合金的探索，体现了科学研究的创新精神。
2. 高熵合金的独特性能：高混合熵抑制了金属间化合物的形成，使高熵合金表现出单一相结构和优异的力学性能。
3. 广泛的应用潜力：高熵合金在航空航天、核能、电子等领域的应用前景广阔。
4. 学术与工业的结合：叶教授强调学术界与工业界的合作对高熵合金的工业化至关重要。

意义与价值

本文通过叶均蔚教授的访谈，深入探讨了高熵合金的发现、发展及其在材料科学中的重要意义。高熵合金不仅为材料科学提供了新的研究方向，还为多个工业领域提供了潜在的应用解决方案。叶教授的研究成果和观点对材料科学领域的研究者和从业者具有重要的启发意义。

此外，本文还为2016年MRS秋季会议中关于高熵合金的研讨会做了预热，展示了高熵合金领域的最新进展和未来发展方向。

总结

本文通过叶均蔚教授的访谈，全面介绍了高熵合金的发现、发展及其在材料科学中的重要意义。高熵合金的研究不仅填补了传统材料科学的空白，还为多个工业领域提供了潜在的应用解决方案。叶教授的研究成果和观点对材料科学领域的研究者和从业者具有重要的启发意义。