既耐高温又具强度！贵州理工学院学生团队研发高熵合金材料

1月31日晚，贵州理工学院材料与能源工程学院2021级学生张淏东，结束了为期1个月的外出调研工作，从深圳乘坐飞机回到太原，开启寒假之旅。

此次深圳之行，张淏东收获颇丰。作为团队负责人，他与清华大学深圳国际研究生院和南方科技大学的多位专家，围绕难熔高熵合金涂层进行深度研讨。

在清华大学深圳国际研究生院做实验

“难熔高熵合金涂层是材料领域的新兴产业，目前还有很大的挖掘空间。深圳是我国的发达地区，科技创新资源非常丰富。除了理论层面，我也深入探访了多家公司，为产品应用寻找意向企业。”张淏东对记者说。

与此同时，在贵州理工学院校内，团队成员们也充分利用寒假，通过高能机械合金化球磨优化难熔高熵合金涂层性能，直至1月27日才踏上回家的列车。

参加比赛获奖

2023年12月，2023年贵阳贵安大学生科技创业立项项目名单公示，张淏东团队的《熵创新材——未来制造产业的宝藏》项目入选，将在贵阳落地转化。

2021年9月入学时，热爱科研的张淏东结合就读专业，通过请教学长学姐、了解材料领域前沿、阅读学术期刊等途径，最终选定高熵合金涂层项目。

线下路演

传统高温耐磨、减摩材料主要基于一种主合金元素，受主元素特性影响，产品存在高温环境下强度低、抗摩擦性能差、耐腐蚀性能差的痛点问题。而高熵合金是由五种或更多高熔点金属元素（Mo、Nb、Hf、Zr、Ti等）组成的均匀固溶体合金。与传统的合金相比，高熵合金的元素含量更加均匀，没有主要的基体相分离，从而表现出许多独特的性质。

张淏东表示，近年来，随着高熵合金的优异性能逐渐被更多人熟知，越来越多的企业开始涉足相关研究。截至目前，高熵合金在企业产品中的应用仍处于探索期或计划期。

2021年11月的一天，上完《材料科学基础》课后，张淏东到办公室找到了授课教师龙绍檑。30分钟的交流，张淏东坚定了聚焦高熵合金开展攻关的决心。

罗湘兰在做实验

“近年来，因金属材料引发的安全问题屡见不鲜，一些事故更是深深触动了我。我很想通过自己的科研，解决现有金属材料的痛点问题。”张淏东说。

目标确定后，团队成员进行多方探索，决定将激光增材技术应用到高熵合金涂层制造中，通过重复筛选找到在高温合金涂层中掺入碳纳米管的配比。

团队成员叶先要

其中，团队成员叶先要制备出了NiMoTiVAl系的难熔高熵合金涂层，性能得到了局部范围的提高；团队成员罗湘兰制备出了HfNbTaTiZr系的难熔高熵合金涂层，赋予材料更出色的弹性、塑性、断裂韧性等。

自团队成立以来的两年多时间里，指导老师龙绍檑以丰富的科研经验和细腻的科研敏觉，为团队提供技术支持和实验操作指导，奋力攻克关键技术。

老师在指导团队成员

2022年11月，团队在进行高能球磨时，产生了团聚现象，多次尝试依然无法解决。仔细分析后，龙绍檑认为，可能是操作间隔时间过短，材料过烧；亦或是缺少分散剂，导致局部过热。在龙绍檑的指导下，问题迎刃而解。

经过团队的不懈努力，2023年5月，性能优化后的难熔高熵合金涂层产品最终定型。凭借该项科创成果，团队获得各类国家级奖项六项、省级奖项七项。

最终产品

“部分碳纳米管的掺杂大幅提升了材料的硬度，1000℃时最高可达820MPa，远高于传统高温合金。其余碳纳米管也可作为润滑剂，提高复合涂层的耐磨性，平均摩擦系数从0.55降至0.44，助力耐磨合金形成。”张淏东说。

研发出难熔高熵合金涂层材料只是第一步，如何将其有效涂覆在基材表面，同样重要。张淏东表示，传统产品的涂层出现片状剥落，主要是因为使用了附着力和柔韧性差的涂料，且墙面或基层表面预处理不充分，导致涂膜硬化和脆化。

涂覆后的工件

在暨南大学教师易艳良的指导下，张淏东等人研发出了实时光束整形激光-感应复合熔覆技术。“我们的涂层表面相对光滑，基材无明显变形，涂层组织致密，与基体结合良好，且涂层内无明显裂纹、气孔等缺陷。经测算，涂层用量减少10倍，成本降低50%，器件利用率从35.4%提高至95.3%。”张淏东说。

市场急需高强度、高耐磨损、高耐腐蚀的金属材料。去年8月，贵州淏隆新材料科技有限公司成立，项目由学生作品转变为企业产品，迈出了坚实的一步。

探访北京材料研究院

为切实推进成果转化落地，团队多次前往北京、深圳、贵阳等地的企业和科研机构调研，向航空航天、汽车工业、生物医学、钢铁冶金等领域提供高强度、低摩擦、耐腐蚀的新材料涂层制造方案，助力制造强国战略建设。

2024年6月前进行中试、5年内实现商业化，发展蓝图已绘制。寒假结束后，团队成员将加快走出校园的步伐，促使难熔高熵合金涂层实现更广泛的应用。

贵州日报天眼新闻记者 潘晓飞

编辑 梁珍情

二审 王雨

三审 岳振