高熵合金结构与性能剖析

传统合金设计大多是以一种主要元素为核心，搭配少量其他元素进行强化；而高熵合金则颠覆这个传统思维，它由五种以上主要元素以近等比例组成，藉由产生高配置熵来稳定晶体结构，创造出更强的机械强度与高温稳定性。

其优异性能来自于四大机制：高熵效应、晶格畸变、缓慢扩散与鸡尾酒效应。这些特性使得HEAs 能在实际应用中展现出极佳的耐磨损、抗腐蚀、抗高温与抗辐射能力，特别适合应用于航太、国防、核能与其他高端制造领域。

高熵合金的应用现况

目前，高熵合金的实际应用场域涵盖多个高技术产业。例如，在航太结构中，它能够应对极端温差与高压环境；在核能领域，其抗辐射特性有助于延长关键设备寿命；而在军工设备方面，则可应用于耐冲击与高磨耗涂层，强化武器系统的耐用性。

此外，高熵合金也被广泛应用于高性能刀具的表面涂层，以提升耐磨耗性与使用寿命。除了块材用途，HEAs 更常见于薄膜或涂层形式，广泛应用于精密加工与高转速切削设备之中，担任关键刀具表面保护材料。

切削加工面对的润滑挑战

随着高熵合金材料在加工现场的应用增加，也对切削液与润滑油提出了更高的挑战。由于HEAs 的高硬度与稳定性，在加工过程中容易加速刀具磨耗，并产生大量热能，进而导致切削液快速劣化与性能下降。

因此，未来切削润滑油品必须具备更高的极压抗磨性能，以稳定切削中的摩擦与热管理；同时，也需要强化油品的热稳定性与抗氧化能力，以应对长时间、高压环境中的劣化问题。针对高熵合金表面的油膜稳定性与黏附特性，也将成为未来润滑油配方设计的重要关键。

未来趋势：高熵合金与润滑技术的整合

展望未来，随着高熵合金技术的商业化持续加快，其与工业润滑油的整合应用将更为密切。润滑油供应商与金属加工业者应从以下几个面向展开布局：第一，开发对应HEAs 加工特性的专用切削液与极压添加剂配方；第二，深入研究不同高熵材料对润滑油热劣化与废油成分的影响；第三，提升油品与高熵金属表面之间的润滑稳定性与附着能力。

海陸家赫深耕金属加工润滑领域多年，拥有丰富的材料应用经验与切削润滑解决能力。面对高熵材料技术的迅速发展，我们持续整合油品配方研发与现场实务需求，协助客户优化加工流程，掌握新材料时代的竞争优势。

◆ 引用自: MDPI

◆ 资料来源: https://www.mdpi.com/1099-4300/25/1/73