近期，美国马萨诸塞大学阿默斯特分校和佐治亚大学的科学家们通过3D打印的方式，制作出了一种双相纳米结构的高熵合金（HEA）。据称，其强度和延展性均已超过其他先进的增材制造材料。

该研究团队表示，这一突破有望催生可用于航空航天、医学、能源和运输等领域的更高性能部件。该研究成果已于日前发表在了《自然》杂志上。

在过去的15年中，高熵合金作为一种新的范式在材料科学中越来越受欢迎。它们由比例几乎相等的五种或五种以上的元素组成，具有许多理想且独特的性质。传统的合金，如黄铜、不锈钢、碳钢和青铜，只含有一种初级元素和一种或多种微量元素。

3D打印，也被称为增材制造，最近成为了一种强大的材料开发方法。基于激光的3D打印可以产生较大的温度梯度和较高的冷却速率，这是传统方法无法实现的。

这一次，研究人员就是将HEA与先进的3D打印技术（激光粉末床熔融）结合起来，开发出了具有前所未有性能的新材料。据悉，由于该工艺使材料熔化和凝固速度非常快，所得到材料的微观结构与传统方法制造出的材料大相径庭。

具体而言，新材料的微观结构看起来像一个“网”，由名为面心立方（FCC）和体心立方（BCC）的纳米层状结构交替组成，这些层被嵌入微尺度共晶团中。研究人员表示，分层纳米结构的HEA可以实现两相的协同变形。

研究人员说，“这种不同寻常的微观结构带来了超高的强度和增强的延展性，这是不寻常的，因为通常高强度的材料往往是脆的。与传统金属铸造相比，新材料的强度提升了3倍，延展性不减反增。”

“对于许多应用，强度和延展性的结合是关键。全新HEA将有助于研制出机械效率高且节能的轻质结构。”他们补充说。