在浙江海洋大學(xué)國家海洋設(shè)施養(yǎng)殖工程技術(shù)研究中心(以下簡稱工程中心)，一個由10多名科研人員組成的團(tuán)隊致力于研究多金屬M(fèi)OF材料及高熵合金材料的高效運(yùn)用。該團(tuán)體立足于MOF (金屬-有機(jī)框架材料材料材料)材料，采用MOF前體技術(shù)，實(shí)現(xiàn)由MOF材料為前體所制備合金材料的過程，在前期的MOF研究工作中，成功將研究理論成果文章《Trimetallic metal–organic frameworks and derived materials for environmental remediation and electrochemical energy storage and conversion》發(fā)表到《Coordination Chemistry Reviews》上。

當(dāng)前，傳統(tǒng)合金是以1-2種金屬為主，并通過添加特定的少量其他元素，采用不同工藝來獲得不同性能的合金。但是，傳統(tǒng)合金材料在，增加組成合金的金屬種類的同時，由于合金微觀結(jié)構(gòu)的改變，會導(dǎo)致合金性能惡化，給材料組織，成分分析帶來極大的困難。幸運(yùn)的是，科學(xué)家們在所謂的“高熵合金(High-entropy Alloy，HEA)”中找到了一個看起來十分可行的答案，它是一類具有優(yōu)異性能的新型材料,以其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐腐蝕性能、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)受到科學(xué)界廣泛關(guān)注。

——高熵合金主要運(yùn)用在那些領(lǐng)域?有哪些特點(diǎn)?

高熵合金的運(yùn)用可以總結(jié)為三個領(lǐng)域：1.高溫性能的應(yīng)用;2.斷裂韌性的應(yīng)用;3.耐腐蝕性的應(yīng)用。

現(xiàn)有試驗(yàn)表明耐火HEAs在高溫下具有更高的穩(wěn)定性、更低的成本和密度、正的晶格失配,這表明這些合金由于具有吸引人的高溫機(jī)械性能,有可能取代傳統(tǒng)Ni基高溫合金作為下一代高溫材料。

此外材料的斷裂往往關(guān)乎著安全的問題，在當(dāng)下一些研究的 HEAs中，并沒有出現(xiàn)像傳統(tǒng)金屬材料或者合金那樣尖銳的韌脆轉(zhuǎn)變,這表明這些合金可能是極端寒冷條件下應(yīng)用的優(yōu)良候選材料,例如,用于船體、飛機(jī)和低溫儲存罐的材料。

*后高熵合金作為一種新開發(fā)的多主元合金,超越了基于單一多數(shù)主體元素的傳統(tǒng)合金的設(shè)計限制,具有提高耐腐蝕性的潛力.這表明這些具有優(yōu)異的內(nèi)在耐腐蝕性的新型合金,在惡劣環(huán)境的應(yīng)用中具有巨大的經(jīng)濟(jì)和安全益處。

整體上，高熵合金具有四個效應(yīng)：1.高熵效應(yīng);2.晶格畸變;3.緩慢的擴(kuò)散特點(diǎn);4."雞尾酒"效應(yīng)。正是由于高熵合金所具有的這四個核心效應(yīng)，造就了高熵合金在某個領(lǐng)域所具有的優(yōu)良的特性，也是當(dāng)前科學(xué)研究的集中領(lǐng)域之一。

——研究進(jìn)展怎么樣?

在研究團(tuán)隊在充分研究三金屬M(fèi)OF材料的研究進(jìn)展之后，通過夜以繼日不斷地嘗試，團(tuán)隊研究人員成功的實(shí)現(xiàn)了5金屬M(fèi)OF前體材料的制備，并成功將其轉(zhuǎn)化為高熵合金與碳的復(fù)合材料。

——后續(xù)研究方向?

團(tuán)隊負(fù)責(zé)老師表示，后續(xù)我們在進(jìn)一步研究制備出來的高熵合金的不同組合之外，我們可能將會把它運(yùn)用到海水淡化領(lǐng)域，以望開發(fā)出高熵合金更加廣發(fā)的運(yùn)用領(lǐng)域以及為光熱海水淡化貢獻(xiàn)我們的力量。

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