高熵合金(HEAs)，或含有多個(gè)主族元素的合金，具有接近無限的多組分相空間，從而可獲得異常的力學(xué)性能。一些單相HEAs，通過調(diào)整其化學(xué)復(fù)雜性而產(chǎn)生了固有的濃度不均勻性，從而實(shí)現(xiàn)了良好的強(qiáng)度和延展性、高加工硬化和特殊的損傷容差。此外，設(shè)計(jì)一個(gè)由梯度晶粒尺寸、納米團(tuán)簇、多相等組成的空間非均勻微觀結(jié)構(gòu)，也可以使HEAs獲得與傳統(tǒng)異質(zhì)結(jié)構(gòu)金屬材料類似的優(yōu)異性能。然而，對(duì)于大多數(shù)HEAs來說，傳統(tǒng)金屬材料的持久強(qiáng)度-延性的矛盾仍然存在。

HEAs存在強(qiáng)度和延性之間的權(quán)衡，因?yàn)槠駡?bào)道的HEAs的基本塑性變形特征和機(jī)制與傳統(tǒng)金屬相似。具有可塑性的基本線缺陷，即在傳統(tǒng)金屬中，完全位錯(cuò)和與不同結(jié)構(gòu)缺陷(如高角度晶界(HAGBs)或?qū)\晶界(TBs))的相互作用已被很好地理解。值得注意的是，由于化學(xué)短程有序(SRO)和空間變量疊加故障能(SFE)在原子尺度上的局部不均勻性，在高濃度固溶體的HEAs中發(fā)現(xiàn)了一些不尋常的位錯(cuò)行為。例如，在納米尺度(一般為3nm)，由于局部濃度波動(dòng)或局部SRO的增加，位錯(cuò)滑移模式的改變，以及對(duì)位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)或累積的摩擦阻力增強(qiáng)，這些因素都可能有助于改善力學(xué)性能。

在這里，研究者提出了在穩(wěn)定單相面心立方(fcc) Al_0.1CoCrFeNiHEA中存在非均勻梯度位錯(cuò)胞狀結(jié)構(gòu)(GDS)，該HEA中含有隨機(jī)取向的等軸細(xì)晶粒(FGs)，平均直徑為~46 μm。該合金是一種經(jīng)過充分研究的模型材料，局部SFE變化為6至21 mJ/m²。研究發(fā)現(xiàn)，在初始拉伸應(yīng)變作用下，GDS HEA中出現(xiàn)了意想不到的高密度微小堆積斷層(SFs)、孿晶形核和堆積主導(dǎo)的塑性變形。與其他HEAs相比，這一特性產(chǎn)生了超高強(qiáng)度和延性性能。

在應(yīng)變作用下，試樣水平的結(jié)構(gòu)梯度誘導(dǎo)高密度的微小層錯(cuò)(SFs)和孿晶逐漸形成，由大量的低角度位錯(cuò)胞狀成核。此外，sf誘導(dǎo)的塑性和由此產(chǎn)生的精細(xì)結(jié)構(gòu)，加上密集累積的位錯(cuò)，有助于塑性、強(qiáng)度增加和加工硬化。這些發(fā)現(xiàn)，為利用梯度位錯(cuò)胞狀在納米尺度上剪切性能提供了一個(gè)很有前途的范例，并促進(jìn)了人們對(duì)HEAs內(nèi)在變形行為的基本理解。