前言

探索新型材料是人類文明發展進程中的永恒追求。傳統研發新材料的辦法是基于一種或兩種主元或組分，通過添加少量的其他主元或組分，以達到優化材料性能的目的，滿足人類的實際使用要求。近年來，人們開始從調節材料的“序參量”，有序或無序的程度，或者“熵參量”來研究和發展材料。“序參量”也分“結構序”和“化學序”參量。前者主要指空間結構上的序，后者主要指化學占位上的序。眾所周知的例子，如非晶合金、有序金屬間化合物高溫材料、高熵合金等。

高熵合金是基于“化學無序”發展的新材料，主要提出了從熵的角度開發和研究合金材料，突破了過去合金材料基元的限制。到目前為止，高熵合金經歷了三個主要階段：第一，五元-等原子比-單相固溶體合金；第二，四元或五元-非等原子比-多相合金；第三，高熵薄膜或陶瓷。

第一個階段主要是研究熵如何穩定化學無序的固溶體結構或結構無序的非晶結構，熵和焓如何協同作用影響合金相的形成，并提出各種預測高熵合金相形成的判據；高熵合金的強化機制，特別是固溶強化，因為高熵合金是典型的“濃固溶體”區別于傳統合金“稀固溶體”；并總結出了高熵合金的五大特點，即高溫穩定性好、低溫高韌性、抗輻照腫脹率、緩慢擴散效應、晶界能和層錯能低。

第二個階段的研究是基于實際的工程應用，需要降低合金的成本，先報道了五元-非等原子比-雙相合金，實現了孿晶增韌（TWIP）和相變增韌（TRIP）同步產生，導致其強度和室溫塑形同步提高；具有良好鑄造性能的共晶高熵合金；具有良好綜合性能和高溫性能的析出強化高熵合金等。

第三個階段主要是以混合組分為基礎，如幾種碳化物或幾種氮化物或氧化物，形成陶瓷的置換固溶體，預期得到更高的熱穩定性或生物相容性。混合的辦法可以是物理氣相沉積（PVD）、磁控濺射（Sputter）、固相反應、燒結等。

本書將為讀者提供關于高熵材料一個概括的總結，為對高熵合金感興趣的讀者提供一個引子，以便將來進行更深入、系統的研究。本書總共分為11章，具體分工如下：張勇負責全部的統籌安排和撰寫，其中張蔚冉負責第1章撰寫，王軍強、趙昆、高選橋和霍軍濤負責第2章撰寫，左婷婷和張濤負責第3章、第7章、第11章撰寫，田付陽負責第4章撰寫，陳明彪負責第5章和第6章撰寫，楊瀟負責第8章和第9章撰寫，夏松欽負責第10章撰寫。在本書撰寫中，張敏和李冬月在排版和校對方面做了細致的工作。編著者對此表示衷心的感謝和崇高的敬意！

由于高熵合金是近期研究的熱點，涉及的學科多、發展快，加上編著者水平和學識有限，在取材和論述方面會存在不妥之處，敬請廣大讀者批評指正。

張　勇　

2018年3月