序1

高熵合金是近年來(lái)采用多主元混合引入“化學(xué)無(wú)序”獲得的新型合金材料，其主要特點(diǎn)是沒(méi)有主導(dǎo)元素或主元。傳統(tǒng)的合金材料大多數(shù)是稀釋的固溶體，一般分為溶質(zhì)和溶劑，高熵合金則是分不出何為溶質(zhì)，何為溶劑的高濃度固溶體。目前高熵合金的概念已經(jīng)擴(kuò)展到了高熵陶瓷、高熵薄膜、高熵鋼、高熵高溫合金、鋁鎂系高熵輕質(zhì)合金、高熵硬質(zhì)合金等。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)高熵合金在低溫下仍有很高的斷裂韌性，在抵抗高溫軟化方面強(qiáng)于傳統(tǒng)的合金材料，也就是在韌脆轉(zhuǎn)變溫度和合金軟化溫度之間的服役溫度范圍更為寬廣，表現(xiàn)出寬溫域服役的特點(diǎn)。同時(shí)，也有大量報(bào)道高熵合金具有更強(qiáng)的抗輻照性能，其輻照導(dǎo)致的體積膨脹明顯低于鋯合金和不銹鋼。一般認(rèn)為，高熵合金的無(wú)序復(fù)雜結(jié)構(gòu)使得原子的自由程更短，離位原子和空位復(fù)合的概率更高，和ODS合金靠相界面及納米晶材料靠晶界吸收空位的機(jī)制明顯不同。

目前有關(guān)高熵合金的研究還處于探索性階段，主要集中在高校和研究院所，如美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校和橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研制出低溫高韌性的高熵合金；德國(guó)馬普研究所和美國(guó)麻省理工學(xué)院探索具有孿晶增韌（TWIP）和相變?cè)鲰g（TRIP）的雙相高熵合金。這些研究都表明：高熵合金的發(fā)展?jié)摿薮螅鋺?yīng)用領(lǐng)域?qū)⑹謴V泛。核能領(lǐng)域需要大量的特殊材料，需要具有抗輻照、抗氧化、抗腐蝕、耐高溫、焊接性好、組織穩(wěn)定性好等特點(diǎn)的材料。傳統(tǒng)的合金設(shè)計(jì)理念面臨許多挑戰(zhàn)，高熵合金的提出，為此開(kāi)辟了新的方法。

需要強(qiáng)調(diào)的是，中國(guó)多個(gè)機(jī)構(gòu)和一些學(xué)者在高熵合金領(lǐng)域做出很多前沿性的成果，國(guó)家自然科學(xué)基金委工程材料學(xué)部也新增了高熵合金的研究方向。北京科技大學(xué)新金屬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的張勇教授（我曾指導(dǎo)過(guò)的博士生）認(rèn)為：“我們幾乎已經(jīng)探索過(guò)傳統(tǒng)金屬的所有方面，而對(duì)于高熵合金這方面的研究是全新的。”張勇教授是我國(guó)最早對(duì)高熵合金的理論與制備技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行深入、系統(tǒng)、廣泛的研究的科研人員之一，他領(lǐng)導(dǎo)的研究組在塊體高熵合金、高熵合金薄膜、高熵合金纖維等方面均有前沿性工作，他提出了高熵合金的相形成判據(jù)，發(fā)展了高熵合金理論。張勇等統(tǒng)計(jì)了大量的高混合熵合金，從原子尺寸錯(cuò)配度、混合焓和混合熵角度進(jìn)行系統(tǒng)分析，并用Adam-Gibbs方程作出了解釋；提出的“熵”和“焓”在熔點(diǎn)附近的平衡參數(shù)Ω在高熵合金研究中發(fā)揮了重要作用。張勇教授在高熵合金方面的研究活動(dòng)及成果已在國(guó)內(nèi)乃至國(guó)際產(chǎn)生了重要影響，并被同行所熟知。

目前人們對(duì)高熵合金的研究還處于初始階段，作為一個(gè)材料研究的新興領(lǐng)域，高熵合金有著很高的研究?jī)r(jià)值與廣闊的應(yīng)用前景。目前關(guān)于高熵合金的書(shū)籍還很少，這與快速發(fā)展的高熵合金領(lǐng)域不相適應(yīng)。因此，迫切需要出版一本高熵合金方面的內(nèi)容全面、系統(tǒng)的專著。張勇教授根據(jù)高熵合金學(xué)科的發(fā)展，組織相關(guān)科研人員撰寫(xiě)了這本高熵合金專著。該專著系統(tǒng)概括總結(jié)了高熵合金在基本理論、設(shè)計(jì)、制備、應(yīng)用等方面的研究進(jìn)展，綜合了近年來(lái)高熵合金的新理論和技術(shù)成果以及編者多年的科研成果。該著作內(nèi)容全面、系統(tǒng)而深入，是適應(yīng)于高熵合金研究及其知識(shí)普及和應(yīng)用的重要著作。相信此書(shū)對(duì)高熵合金研究者、相關(guān)技術(shù)人員和教師及學(xué)生具有重要的指導(dǎo)意義。相信此書(shū)能進(jìn)一步推動(dòng)高熵合金這一新興領(lǐng)域在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，引領(lǐng)更多的科研工作者去探索高熵合金這一豐富領(lǐng)域。

中國(guó)工程院院士　　

中國(guó)核學(xué)會(huì)理事長(zhǎng) 　

2018年5月