Физики заметили необычное поведение многокомпонентных сплавов при деформации. Выяснилось, что при экстремальной угловой нагрузке в кристаллической структуре металла образуется аморфная фаза. Это очень необычное явление для сплавов, а в случае с многокомпонентными — наблюдается впервые.

Статья опубликована в Science Advances.

Высокоэнтропийные сплавы, разработанные независимо Брайаном Кантором (Brian Cantor) и Йен-Веем Йе (Jien-Wei Yeh) в 2004 году, представляют собой смесь из не менее пяти металлов, содержание которых примерно одинаково. Поэтому иногда их называют эквиатомными высокоэнтропийными сплавами. Известно, что такие сплавы демонстрируют необычные для металлов и известных сплавов свойства.

Например, при низких температурах они проявляют такую же или даже повышенную прочность, тогда как обычные сплавы становятся хрупкими и их прочность заметно падает. Помимо этого, высокоэнтропийные сплавы заметно выигрывают у обычных в прочности и пластичности, и как результат, в устойчивости к деформации.

Согласно теории пластичности, есть три механизма пластической деформации: дислокация, двойникование и фазовое превращение. Дислокация возникает при частичном сдвиге поверхности внутри металла, фазовое превращение — при возникновении новой фазы с другим кристаллическим строением. Двойникование — это возникновение кристалла в кристалле за счет вращения внутренних фрагментов металла относительно всего образца. Помимо этих механизмов, существует еще один, более редкий — аморфное превращение. Он заключается в образовании аморфной фазы в кристаллической структуре металла.

Описание таких явлений и оценка их влияния на механические свойства потенциального конструкционного материала — важное направление металлургии и смежных дисциплин.

Группа ученых под руководством Шитенга Жао (Shiteng Zhao) из Калифорнийского университета Беркли использовала высокоэнтропийный сплав из хрома, железа, марганца, кобальта и никеля для доказательства существования аморфной фазы при сильных деформациях.