研發(fā)具備超高強度與大塑性變形能力的新型合金是材料領域的重要發(fā)展方向之一。然而，金屬材料的實際強度通常遠低于理論值，且合金的均勻塑性變形能力通常隨著強度的提升而降低。德國馬普鋼鐵所研究團隊提出了一種新的超強高塑性合金設計策略：使用具備劇烈晶格畸變的多組元合金作為基體，引入大量間隙固溶元素，從而獲得近理論強度與大塑性均勻變形能力。研究人員借助熱力學理論指導，結合高熵合金的過飽和置換固溶體特性，將等原子比TiNbZr 合金作為基體，成功在該合金中引入原子分數12%的間隙O 元素，沒有生成氧化物，合金保持單相體心立方（BCC）結構。這一大量間隙固溶合金具備4.2GPa 的超高屈服強度，接近理論極限和優(yōu)異的均勻塑性變形能力。相關成果以Massive interstitial solid solution alloys achieve near-theoretical strength為題發(fā)表在Nature Communications上。下圖為大量間隙固溶O 合金的塑性變形機制。