近年来，材料科学领域的研究者们始终致力于通过合金设计提高材料的性能。从传统的将少数元素作为次要成分的合金设计，到2004年叶均蔚教授与Cantor教授提出的高熵合金（HEAs）概念，材料设计理念发生了根本性的变革。高熵合金的诞生打破了传统合金设计规则，采用了五种或更多元素（每种元素的原子百分比在5%到35%之间）形成基于高构型熵的固溶体合金，这种创新不仅拓宽了材料库，还为材料设计和开发提供了全新的平台。高熵合金展现出了优异的抗辐照性、高强度、高催化活性等特性，具有广阔的应用前景，包括在能源、治疗等领域的潜力。
武汉大学的付磊教授与曾梦琪教授团队的综述文章，详细介绍了高熵合金的可控合成过程。文章从成分设计、形貌控制到结构构建、表面和界面工程等多个方面，系统分析了影响高熵合金性能的关键因素。高熵合金的形成与其混合熵、混合焓、原子尺寸差异、价电子浓度、电负性差异等基本参数密切相关，精确控制这些参数能够实现高熵合金的稳定性和优异的微观结构。此外，先进的表征技术，如同步辐射、透射电子显微镜、X射线衍射等，为我们提供了深入理解高熵合金的手段。
图1展示了高熵合金的合成流程，从成分设计、形貌控制到结构构建和表面/界面工程，清晰呈现了合成过程中的各个步骤。首先，文章概述了高熵合金的基本参数和高级表征技术，为理解合金的原子与电子结构打下基础。接着，从成分设计、形态控制、结构构建到表面/界面工程等多个方面，介绍了合成具有预期特性的高熵合金的策略。
图2展示了碳热冲击策略下，八种不同元素的高熵合金纳米粒子的合成过程。该方法利用高温和超快冷却速率实现高熵混合状态，是实现高熵合金的全新合成途径。
图3展示了原子级调节策略中，Pt元素引入如何通过负混合焓诱导周围原子重排，形成具有中程有序性和非晶化结构的准晶体高熵合金，从而显著提高了合金的屈服强度和硬度。
图4展示了通过湿化学合成方法，精确控制高熵合金纳米粒子（HEA-NPs）的尺寸和形状，利用DNA折纸模板实现纳米粒子的有序组装。这种方法为纳米级高熵合金的精细合成提供了新的思路。
图5展示了通过Ag纳米线模板诱导各向异性生长的高熵合金纳米线合成过程。这些纳米线具有独特的结构和电子特性，在电催化反应中展现出卓越的性能。
图6描述了通过热退火处理实现高熵合金的有序化，形成具有L10结构的高熵合金纳米粒子（HEI-NPs）。该方法通过硫锚定策略抑制纳米粒子的烧结，保持了小尺寸和高活性。
图7展示了高熵合金的表面修饰过程，包括通过两步加热策略实现的Pd装饰，以及Pt枝晶在高熵合金表面的自催化生长。这些修饰显著提高了催化剂的活性和稳定性。
图8揭示了高熵合金在不同条件下的表面重构现象，包括氧化、热处理和电化学条件下的元素重分布和表面结构重排，进一步验证了表面/界面工程对合金性能的影响。
图9展示了在共晶高熵合金中，层状相界面的构建过程，并通过激光粉末床熔化策略制造的相界面。该设计显著提高了合金的力学性能。
图10展示了通过电弧熔化和热机械处理，在高熵合金中构建金属间纳米沉淀与FCC基体的界面。这些沉淀-基体界面对提高合金的力学性能起到了关键作用。
高熵合金的挑战与未来发展方向
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