韓國科學家研發出超級金屬，極端溫度下強度不減

韓國浦項工科大學（POSTECH）由 Hyoung Seop Kim 教授領導的研究團隊，成功開發出一種突破性的鎳基高熵合金（High-Entropy Alloy，HEA），能在攝氏零下 196 度的深冷環境至攝氏 600 度的高溫下（橫跨近 800 度的溫差範圍），依然保持優異的強度與延展性。這項被團隊稱為首款「超適應體」（Hyperadaptor）的新材料，研究成果已發表於國際期刊《材料研究快報》（Materials Research Letters）。

傳統金屬材料對溫度變化極為敏感，性能通常僅在有限的溫度區間內最佳化，難以應對溫度劇烈波動的極端環境。為此，POSTECH團隊引入「超適應體」概念，開發出這款新型高熵合金。高熵合金通常包含五種或以上元素且比例相近，利用高混合熵原理來穩定其固相結構，進而獲得比傳統合金更佳的機械性能與熱穩定性。

這款新型鎳基合金（包含鎳、鐵、鈷、鉻、鋁、鈦等元素）的卓越穩定性，源於其特殊的內部結構。其立方晶系（face-centred cube，FCC）結構賦予材料良好的延展性，而內部均勻分布的奈米級L1₂析出相則如同強化骨架，有效抑制材料在高低溫下的變形。鋁和鈦的加入進一步提升了熱穩定性，使得合金的內部滑移機制能在廣泛溫度範圍內保持一致，進而維持恆定的機械性能。

圖為鎳基高熵合金的拉伸性能與微觀結構，該合金在寬廣溫度範圍內展現出對溫度不敏感的力學性能。（Source：浦項工科大學）

研究主要作者朴孝珍（Hyojin Park）博士指出，這種溫度不敏感的特性，使得「超適應體」合金在航空航太（如火箭、噴射發動機）、汽車工業（如排氣系統）及能源領域（如發電廠渦輪機、管道）等需要承受劇烈溫度變化的嚴苛應用中，具有巨大的潛力，能顯著提升設備的安全性與效率。金炯燮教授總結道：「我們的高熵合金突破了現有合金的限制，建立了一種新型的溫度不敏感材料。『超適應體』概念代表了開發下一代材料的一大突破，即使在極端條件下也能維持一致的機械行為。」

（首圖來源：AI 生成）