近年来，由多种主要组成元素组成的高熵合金设计理念的提出打破了传统单一或两主元合金设计空间狭隘的限制，一系列具备优异力学性能的高熵合金相继涌现。高熵合金中复杂化学成分对其力学行为，尤其是对本征脆性体心立方结构合金塑性的影响一直是金属结构材料领域前沿热点问题。

近日，浙江大学交叉力学中心王宏涛教授团队联合北京科技大学吕昭平教授团队和香港城市大学陆洋教授团队，对等原子比的体心立方结构的HfNbTiZr高熵合金中由于局部成分起伏引起的韧化机制进行了深入研究。相关工作作为封面文章发表于材料科学领域顶级期刊《Materials Today》（Mater. Today,2021,46:28-34）。浙江大学卜叶强博士和北京科技大学吴渊教授为论文第一作者，浙江大学刘嘉斌副教授和王宏涛教授、香港城市大学陆洋教授和北京科技大学吕昭平教授为论文通讯作者。

研究团队利用三维原子探针层析技术和原子级分辨率的扫描透射电子显微技术观察到了高熵合金中存在原子尺度范围的化学成分涨落。进一步地，研究人员利用原位透射电子显微技术捕捉到了HfNbTiZr在变形过程中，内部位错与这些局部化学涨落之间的动态交互作用。局部化学涨落引起局部位错运动阻力的涨落，进而触发交滑移、位错钉扎和增殖等多种位错机制。位错钉扎对于合金屈服强度的提升具有重要意义，但是单一的钉扎导致材料塑性下降。在高熵合金中由于局部化学涨落带来的位错钉扎还同时伴随位错增殖，使材料具有高密度的可动位错，显著提升了塑性。此外，由于局部化学涨落带来的局部位错滑移势垒的变化，引起位错在合金中不同位置上滑移时倾向的最易滑移面也会随之变化，这使得HfNbTiZr中的位错频繁地发生局部双交滑移。局部双交滑移可以将位错线分布在空间中的各个原子平面上，避免了由于在某一原子平面上位错塞积导致局部应力集中等问题，提高了高熵合金塑性变形的均匀性，延缓了断裂。

、

图（1）利用高分辨扫描透射电子显微技术和三维原子探针层析技术表征HfNbTiZr合金中的局部化学涨落。

图（2）利用原位透射电子显微技术揭示HfNbTiZr高熵合金变形过程中位错与局部化学涨落之间的交互作用。

图（3）原位透射电子显微技术捕捉到的HfNbTiZr高熵合金中由于位错受局部化学涨落钉扎产生的位错环的扩展、融合和滑移。

图（4）利用高分辨扫描透射电子显微技术表征HfNbTiZr高熵合金中位错钉扎点处的局部化学涨落以及伴随的局部晶格应变波动。

图（5）利用原位透射电子显微技术表征HfNbTiZr高熵合金中受局部化学涨落影响导致的局部位错双交滑移。

总的来说，研究团队利用原位透射电子显微技术结合高分辨扫描透射电子显微技术和三维原子探针层析技术研究了高熵合金这种复杂合金体系中化学成分对位错行为的影响，揭示了高熵合金中由局部化学涨落介导的韧化机制，为未来高性能合金的设计点明了新的思路。