前言

探索新型材料是人类文明发展进程中的永恒追求。传统研发新材料的办法是基于一种或两种主元或组分，通过添加少量的其他主元或组分，以达到优化材料性能的目的，满足人类的实际使用要求。近年来，人们开始从调节材料的“序参量”，有序或无序的程度，或者“熵参量”来研究和发展材料。“序参量”也分“结构序”和“化学序”参量。前者主要指空间结构上的序，后者主要指化学占位上的序。众所周知的例子，如非晶合金、有序金属间化合物高温材料、高熵合金等。

高熵合金是基于“化学无序”发展的新材料，主要提出了从熵的角度开发和研究合金材料，突破了过去合金材料基元的限制。到目前为止，高熵合金经历了三个主要阶段：第一，五元-等原子比-单相固溶体合金；第二，四元或五元-非等原子比-多相合金；第三，高熵薄膜或陶瓷。

第一个阶段主要是研究熵如何稳定化学无序的固溶体结构或结构无序的非晶结构，熵和焓如何协同作用影响合金相的形成，并提出各种预测高熵合金相形成的判据；高熵合金的强化机制，特别是固溶强化，因为高熵合金是典型的“浓固溶体”区别于传统合金“稀固溶体”；并总结出了高熵合金的五大特点，即高温稳定性好、低温高韧性、抗辐照肿胀率、缓慢扩散效应、晶界能和层错能低。

第二个阶段的研究是基于实际的工程应用，需要降低合金的成本，先报道了五元-非等原子比-双相合金，实现了孪晶增韧（TWIP）和相变增韧（TRIP）同步产生，导致其强度和室温塑形同步提高；具有良好铸造性能的共晶高熵合金；具有良好综合性能和高温性能的析出强化高熵合金等。

第三个阶段主要是以混合组分为基础，如几种碳化物或几种氮化物或氧化物，形成陶瓷的置换固溶体，预期得到更高的热稳定性或生物相容性。混合的办法可以是物理气相沉积（PVD）、磁控溅射（Sputter）、固相反应、烧结等。

本书将为读者提供关于高熵材料一个概括的总结，为对高熵合金感兴趣的读者提供一个引子，以便将来进行更深入、系统的研究。本书总共分为11章，具体分工如下：张勇负责全部的统筹安排和撰写，其中张蔚冉负责第1章撰写，王军强、赵昆、高选桥和霍军涛负责第2章撰写，左婷婷和张涛负责第3章、第7章、第11章撰写，田付阳负责第4章撰写，陈明彪负责第5章和第6章撰写，杨潇负责第8章和第9章撰写，夏松钦负责第10章撰写。在本书撰写中，张敏和李冬月在排版和校对方面做了细致的工作。编著者对此表示衷心的感谢和崇高的敬意！

由于高熵合金是近期研究的热点，涉及的学科多、发展快，加上编著者水平和学识有限，在取材和论述方面会存在不妥之处，敬请广大读者批评指正。

张　勇　

2018年3月