高熵合金是一种由五种或五种以上等量或大约等量金属形成的合金。与主要成分为一至两种金属的常规合金不同，高熵合金具有许多理想的性质，因此在材料科学及工程上备受重视。常规合金如铁基合金，在辐照条件下容易发生脆化，导致服役性能下降。高熵合金由于其特殊的金属组分与微观结构，在核反应堆辐照条件下，表现出优异的抗辐照性能和高温力学性能。

该联合团队在研究中发现，高熵合金中的元素并不是完全随机分布的，而是会形成一种被称为短程有序（SRO）的结构。这种结构会影响材料的性能。在辐照条件下，SRO会受到由级联碰撞引起的无序和由热激活原子扩散引起的有序两个过程的影响（图1-3）。研究表明，由于Mn元素较低的空位迁移能垒，其相关元素对的短程有序结构在辐照后的恢复速度较快，而所有元素对的短程有序结构在辐照下的破坏速度差异相对较小。这导致在特定辐照条件下，高熵合金中的短程有序结构会处于热力学非平衡态（图4-6）。

这一突破性的研究结果为理解高熵合金在辐照条件下的行为和性能提供了重要的理论支持。同时，这项研究还为开发新一代核反应堆的候选材料提供了新的方向。未来的第四代先进核反应堆将在很宽的温度和剂量范围内运行，因此需要材料能够在极端条件下保持稳定的性能。高熵合金的优异性能使其成为这种极端条件下应用的极具潜力的候选材料之一。该工作成果以“Element-dependent evolution of chemical short-range ordering tendency of NiCoFeCrMn under irradiation”为题发表在2023年12月期的《International Journal of Plasticity》上。《International Journal of Plasticity》是力学领域的顶级期刊，中国科学院分区为1区，期刊影响因子8.5。彭庆研究员、施坦助理教授和卢晨阳教授为该工作的共同通讯作者。这项工作获得了国家自然科学基金重点项目、力英计划、广东省高水平创新研究院项目等资助。

总的来说，这项研究成果不仅增加了人们对高熵合金在核反应堆应用中的潜在价值的认识，也为开发更适应于先进核反应堆运行环境的高性能材料提供了新的思路和方法。相信未来将会有更多关于高熵合金在核反应堆以及其他关键领域应用的研究成果不断涌现，更好地发掘这种新型材料的潜在价值和应用前景。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2023.103768