□ 本报记者 叶 真
“我们想造一种超级厉害的金属，它需要足够坚硬，既能在冻成‘冰棍’的外太空工作，还能在深海冰冷的水里保持良好的抗压状态，最好还要像橡皮泥一样有不错的延展性！”这是南京理工大学钱学森学院2021级本科生唐己恒一直以来的梦想。如今，他和同学们离这个梦想更近了一步。
近日，唐己恒、李罗和谢江辉三位同学在中国科学院院士、南京理工大学教授陈光的指导下，作为共同作者在《自然·通讯》上发表了研究成果。他们创新性地提出并实现了一种突破传统困境的新范式，通过在D0_19纳米相强化的材料中激发非基面滑移，成功制备出一种宽温域兼具超高强度和优异延展性的镍钴铬钒合金（NiCoCr_0.5V_0.5中熵合金）。
大多数金属都难以兼具强度和延展性，只有少量的特种钢材能实现硬度够强又方便塑形的要求，但它们在低温环境中，也会逐渐变得脆弱。“未来，我们的航天器、潜水艇等需要到更复杂多变或未知的环境中，虽然现在使用在它们身上的‘超级金属’性能很好，但面对更冷、更热、压力更大、强腐蚀性的工作环境，‘超级金属’也显得力不从心。”唐己恒告诉记者，兼具超高屈服强度与优异均匀延伸率的块体金属材料，对航空航天及汽车领域高可靠性轻量化部件开发具有重要意义。
如何找到比“超级金属”更厉害的新材料呢？几位年轻人在老师的带领下，2年前开始了筛选与实验。他们把这个过程比作“做蛋糕”。首先，需要“调配方”，类似于将面粉、糖、鸡蛋按特殊比例混合，把各种不同的金属按照不同的配比混合起来做新材料；之后，需要“控火候”，将备选的金属材料在某个特定的温度下进行加工。经过不断重复的调配和升降温度，最终，他们找到了那个既结实又不容易碎的“魔法配方”，并做成了“蛋糕”——镍钴铬钒合金（NiCoCr_0.5V_0.5中熵合金）。
这种合金在零下269摄氏度到25摄氏度之间拥有卓越的力学性能。在低温下尤为显著，屈服强度能达到2100MPa，且均匀延伸率为15%。这一发现拓展了传统超高强材料低温变形行为的理论认知，成功改善了强度与延展性之间传统的权衡关系。
陈光表示，这一成果为设计面向深低温等极端服役环境的下一代超高强韧金属材料提供了新的理论框架和普适性设计策略，在材料科学基础研究领域具有重要的科学价值。“未来，希望我们的成果能够尽早走出实验室，到广阔的深海、宇宙中‘大展宏图’。”谢江辉说道。