金属的强塑性匹配矛盾是困扰材料学界的挑战性问题，影响了超高强度金属材料在航空航天，运输，能源等支柱型工程产业的广泛应用。具有高界面密度的纳米片层金属材料被认为是一种潜在的能够获得优异性能匹配的设计方法，然而，现有的纳米及片层金属材料尽管拥有着超高的强度，但是其塑性较差（延伸率低于5%），严重制约了其在工程领域的实际应用。 成果简介 近日， 香港理工大学焦增宝博士 团队、 香港城市大学刘锦川院士 团队及中国科学院金属所的研究人员，提出共格纳米片层合金的设计理念，成功的开发出了具有超高强度（屈服高于2GPa）高塑性（均匀延伸率16%）的新型合金，成功解决了金属材料的强塑性矛盾。新型纳米片层合金的超高强度来源于其高密度的FCC/L1 2 界面，其高塑性是由多种因素共同作用：一，FCC片层具有较低的层错能，共格FCC/L1 2 界面促进了大量层错均匀的贯穿纳米片层，不会聚集在界面处引起应力集中；二，不同滑移面层错前沿的不全位错发生位错反应，产生大量的不可动Lomer-Cottrell (LC) 位错锁，提高材料的加工硬化能力；三，多组元L1 2 片层具有比传统简单组元L1 2 更高的强度和塑性。 香港理工大学为论文第一单位 ，通讯作者为香港理工大学焦增宝博士和香港城市大学刘锦川院士，第一作者为香港理工大学博士生范磊， 相关论文以“Ultrahigh strength and ductility in newly developed materials with coherent nanolamellar architectures”发表在Nature Communications上。 图文导读 图1 共格纳米片层合金的拉伸应力应变曲线（红色）。
结论展望 综上所诉，该研究提出了一种设计具有优异力学性能金属材料的新方法：共格纳米片层合金。基于开发的FCC/ L1 2 共格纳米片层高熵合金在室温具有超过2GPa的屈服强度和16%的均匀延伸率，显著优于传统的片层材料和纳米结构材料。该材料优异的综合性能使其具有广泛应用于航空航天，能源，运输等支柱型产业的潜力，而且该设计方法有望应用于包括高温合金，钛合金及超强钢在内的其他金属材料。
