近日，上海大學材料學院博士研究生賈岳飛在輕質高熵合金領域取得重要進展，在《Advanced Science》發表題為“Efficient Coarse-grained Superplasticity of a Gigapascal Lightweight Refractory Medium Entropy Alloy”的研究論文（IF=17.5）。材料學院賈岳飛博士生為該文第一作者，孫康博士為通訊作者。

輕質高熵材料作為一類新興的結構材料表現出強度高、密度低、高溫性能優異等特點，有潛力成為下一代航空結構材料。然而，大多數輕質高熵材料，在室溫下的塑性變形能力十分有限，絕大多數比較脆，難以加工成復雜形狀的零件，這嚴重限制了輕質高熵合金的廣泛應用。

超塑性是一種奇特的現象。具有超塑性的合金能像飴糖一樣伸長3倍以上，既不出現縮頸，也不會斷裂。超塑性合金可以用來生產具有復雜形狀的高質量部件，應用于航空航天、化學和生物醫學工程等領域。然而，目前大多數超塑性合金缺乏足夠的強度，并且有很長的超塑性變形期，限制了其廣泛的應用。一些由超細/納米結構晶粒組成的合金可以實現高應變率的超塑性。然而，獲得細小/納米晶粒需要額外的晶粒細化過程，一般都很復雜且成本較高，如高壓扭轉、摩擦攪拌加工或等通道擠壓等，這大大限制了這些材料的經濟可行性。此外，為避免超細晶在變形過程中的晶粒長大，成型溫度要足夠低，這又與高應變速率需要更高的變形溫度相矛盾。

為解決上述問題，該研究團隊在粗晶粒和高強度的輕質難熔高熵合金中實現了鮮有的高應變速率粗晶超塑性，為輕質中、高熵合金的復雜成型及廣泛應用提供了重要的研究基礎。該研究團隊通過對粗晶超塑性變形過程中微觀組織演變進行系統的分析，提出了位錯滑移誘發晶界動態再結晶，進而激發晶界滑移，這樣的連續觸發的“多米諾”粗晶超塑性新機制。這種新機制可以進一步指導新型高強度、粗晶超塑性材料的反向設計與開發。該研究因為不需要額外的晶粒細化過程，直接粗晶實現高應變速率超塑性成型，為高效的超塑性成形開辟了新道路，并且將粗晶超塑性材料應用拓寬到輕質-高強度領域。

研究工作得到了國家自然科學基金和中國載人航天工程的資助。

文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202207535