北京时间2026年6月19日，重庆大学材料学院陈厚文教授及其合作者在国际顶级学术期刊Science上发表Strain-induced fully coherent triphase nanoarchitecture in refractory high-entropy alloys（《难熔高熵合金应变诱导完全共格三相纳米结构》）的研究成果，重庆大学为第一完成单位和第一通讯作者单位。此前，重庆大学材料学院已有7项研究成果在Science和Nature上发表，充分凸显了重庆大学在材料科学前沿基础研究领域的原创科研实力和国际学术影响力。

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      纳米结构金属材料因具有高强度、高硬度等优异性能已成为高端装备领域发展的重要材料。然而，传统纳米结构金属材料制备条件苛刻、规模化制备困难、高温下稳定性不足，严重限制了其工程应用。因此，研发兼具优异力学性能、高温稳定性和可规模化制备的新型纳米结构金属材料及其制备工艺一直是材料科学领域亟待突破的重要课题。

      针对这一难题，陈厚文教授及其合作者通过调幅分解与应变诱导结构相变精准协同调控原子排布，在等原子比HfNbTaTiZr难熔高熵合金中构筑出三相共格纳米结构。该结构由体心立方、面心立方和密排六方的纳米晶体自组装而成，使HfNbTaTiZr高熵合金展现出优异的力学性能和高温稳定性。该研究提出了一种基于相变工程策略制备大尺寸、高热稳定性纳米结构金属材料的新方法，为破解纳米结构金属材料在性能、稳定性与制备尺度之间难以兼顾的关键难题提供了一个新路径。更具深远意义的是，研究提出了全新的材料底层设计思路，对于先进材料研发具有重要引领作用。

图1、550℃等温时效过程中的显微组织演变。(A)时效1小时、(B)时效8小时、(C)时效32小时、(D)时效64小时。(A)为环形明场扫描透射电镜(ABF-STEM)图像；(B~D)为高角环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)图像。插图(A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1、D2)为对应标记区域的原子分辨率HAADF-STEM图。© 2026 Science

图2、三相纳米结构的原子构型与元素分布特征。(A)550℃时效32h样品三相纳米组织HAADF-STEM图；(B)对应区域Ta、Nb、Ti、Hf、Zr元素EDS面扫分布图；(C)图A红框放大图，叠加柏格斯回路；(D)自组装BCC/FCC/HCP纳米结构示意图；(E、F)原子应变分布图；(G)三维结构示意图，平面FCC相铺展于BCC{001}面，棒状HCP相沿BCC{001}交线分布，将基体分割为近立方纳米胞。© 2026 Science

作者展示了合金550℃下随时间的组织演化：淬火后为单相BCC晶粒，1 h基体出现细长应变衬度，旋节分解启动；随时间延长，析出相连成网络并将BCC分割为纳米畴，32 h形成稳定网络结构，64 h网络占比提升且组织仅轻微粗化。针对32 h峰值组织表征，证实该纳米架构由富Ta、Nb的BCC基体、富Hf、Zr的FCC网络壁与HCP节点三相构成，Ti均匀分布；三相密排面连续贯通，界面无失配位错，依靠晶格畸变容纳巨大错配应变，三维上FCC与HCP相交织把BCC分割为近立方纳米胞，完整呈现全共格三相自组装纳米构型。

图3、长时时效阶段合金形貌与取向演变特征。(A)550℃时效128h合金HAADF-STEM图；(B、C)对应物相分布图与晶粒取向分布图；(D)550℃时效480h合金HAADF-STEM图；(E、F)对应物相分布图与取向分布图；(G)柱状图展示128h至480h时效后各类取向晶粒占比变化。© 2026 Science

图4、三相纳米结构室温压缩力学性能。(A)淬火态与550℃时效32h峰值态合金微柱压缩应力-应变曲线；(B)本合金与其他等原子难熔复杂合金的断裂应变-抗压屈服强度对比图；(C、D)微柱压缩过程形貌变化，C为淬火试样、D为峰值时效试样；C1、D1为压缩初始状态，C2、D2为曲线上箭头对应变形点，C3、D3为压缩断裂终点。© 2026 Science

作者揭示了长时间范围内组织演变规律，128 h时组织内HCP相完全消失，仅剩余BCC与FCC两相，FCC晶粒发生细分并出现多种晶体取向；延长至480 h，FCC网络小幅粗化，近Pitsch取向晶粒占比明显提升，该晶粒取向多元化由相变储存应变驱动无变形再结晶引发。对比力学性能，淬火态合金屈服强度仅1.1 GPa，变形不均易形成剪切带；550℃时效32 h的三相纳米结构样品抗压屈服强度超2 GPa，强度提升约80%，仍保有7%塑性，变形均匀协调，其综合强塑性优于多数同类型等原子难熔高熵合金。

      重庆大学张宇副教授为唯一第一作者，重庆大学陈厚文教授、美国俄亥俄州立大学Yunzhi Wang教授和澳大利亚蒙纳士大学Jian-Feng Nie教授为共同通讯作者，重庆大学/中国科学院苏州纳米所厉志乔副研究员、重庆大学谢今副教授、重庆大学赵小军博士为共同作者。该研究得到了国家重点研发计划（2021YFB3702101）、国家自然科学基金（52473230、52071033、51901027）以及中央高校基本科研业务费等项目的资助。

       论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.aec4995