高熵合金結構與性能剖析

傳統合金設計大多是以一種主要元素為核心，搭配少量其他元素進行強化；而高熵合金則顛覆這個傳統思維，它由五種以上主要元素以近等比例組成，藉由產生高配置熵來穩定晶體結構，創造出更強的機械強度與高溫穩定性。

其優異性能來自於四大機制：高熵效應、晶格畸變、緩慢擴散與雞尾酒效應。這些特性使得 HEAs 能在實際應用中展現出極佳的耐磨損、抗腐蝕、抗高溫與抗輻射能力，特別適合應用於航太、國防、核能與其他高端製造領域。

高熵合金的應用現況

目前，高熵合金的實際應用場域涵蓋多個高技術產業。例如，在航太結構中，它能夠應對極端溫差與高壓環境；在核能領域，其抗輻射特性有助於延長關鍵設備壽命；而在軍工設備方面，則可應用於耐衝擊與高磨耗塗層，強化武器系統的耐用性。

此外，高熵合金也被廣泛應用於高性能刀具的表面塗層，以提升耐磨耗性與使用壽命。除了塊材用途，HEAs 更常見於薄膜或塗層形式，廣泛應用於精密加工與高轉速切削設備之中，擔任關鍵刀具表面保護材料。

切削加工面對的潤滑挑戰

隨著高熵合金材料在加工現場的應用增加，也對切削液與潤滑油提出了更高的挑戰。由於 HEAs 的高硬度與穩定性，在加工過程中容易加速刀具磨耗，並產生大量熱能，進而導致切削液快速劣化與性能下降。

因此，未來切削潤滑油品必須具備更高的極壓抗磨性能，以穩定切削中的摩擦與熱管理；同時，也需要強化油品的熱穩定性與抗氧化能力，以應對長時間、高壓環境中的劣化問題。針對高熵合金表面的油膜穩定性與黏附特性，也將成為未來潤滑油配方設計的重要關鍵。

未來趨勢：高熵合金與潤滑技術的整合

展望未來，隨著高熵合金技術的商業化持續加快，其與工業潤滑油的整合應用將更為密切。潤滑油供應商與金屬加工業者應從以下幾個面向展開布局：第一，開發對應 HEAs 加工特性的專用切削液與極壓添加劑配方；第二，深入研究不同高熵材料對潤滑油熱劣化與廢油成分的影響；第三，提升油品與高熵金屬表面之間的潤滑穩定性與附著能力。

海陸家赫深耕金屬加工潤滑領域多年，擁有豐富的材料應用經驗與切削潤滑解決能力。面對高熵材料技術的迅速發展，我們持續整合油品配方研發與現場實務需求，協助客戶優化加工流程，掌握新材料時代的競爭優勢。

◆ 引用自: MDPI

◆ 資料來源: https://www.mdpi.com/1099-4300/25/1/73