航空航天、能源领域急需能承受极端高温的新材料，传统镍基合金在1000℃以上会迅速软化。而今，一项颠覆性研究通过组合增材制造技术，一次性合成496种成分的钨-铼-锇合金，并筛选出性能逆天的W₄₂Re₃₀Os₂₈超高温材料！

近日，《自然·通讯》发表了一项重磅研究，科学家们利用组合增材制造技术，高通量发现了钨-铼-锇系超高温多主元合金。其中，最优成分W₄₂Re₃₀Os₂₈在室温下屈服强度高达1.83 GPa，塑性约9%，甚至在1400℃高温下仍保持1.38 GPa的屈服强度，远超现有高温合金。

一、为何聚焦超高温材料？

随着太空探索和能源技术的发展，对极端高温环境下工作的结构材料需求迫切。传统镍基高温合金在1000℃以上会快速软化，而多主元合金为这一挑战提供了新思路。然而，巨大的成分空间使得筛选合适合金异常困难。

研究团队从元素本性入手，选择了三种熔点均超过3000℃的难熔金属——钨、铼、锇。这些元素不仅熔点高，且具有高固有强度，特别适合超高温应用。

二、高通量制备：一次实验生成496种合金

研究采用组合增材制造技术，通过独立控制钨、铼、锇三种元素粉末的送粉速率，在单次实验中制备出成分连续变化的合金库。该库包含496个样本，覆盖近整个三元相图，每个样本直径约5毫米、高3毫米。

三、精准筛选：W42Re30Os28脱颖而出

通过高通量相表征和维氏硬度测试，团队结合TOPSIS多目标筛选方法，综合评估高温硬度、热软化抗性和室温塑性，最终锁定成分W₄₂Re₃₀Os₂₈（代号WRO-3）。其相对接近度最高，预示卓越性能。

四、微观结构揭秘：双相共晶铸就卓越性能

WRO-3合金呈现独特的双相亚共晶结构：HCP初生相与BCT-ReW纳米层片共晶组织交织。这种结构不仅赋予高强度，还通过异质变形诱导几何必需位错、孪生等多重机制，实现持续加工硬化。

高温下，合金激活{1121}和{1012}两种孪生类型，形成三维障碍网络，进一步强化抗软化能力。DFT模拟证实，BCT-ReW相在高温下强度更高，双相协同作用提升热稳定性。

五、应用前景：航空航天、核能领域的理想材料

WRO-3合金的熔点高达3244℃，双相结构抑制扩散和晶界滑移，使其在1400℃仍保持优异性能。该材料特别适合制造高温部件，如火箭发动机喷嘴、核反应堆内衬等极端环境组件。本研究不仅推出了一款革命性超高温合金，更建立了“高通量实验+机制解析”的材料开发范式，未来可加速更多高性能材料的发现。

结语

从单一实验筛选500种成分，到锁定性能逆天的W₄₂Re₃₀Os₂₈，这项研究彰显了组合增材制造与高通量表征的强大威力。超高温材料的突破，将为人类探索极端环境开启新篇章！

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