高熵合金 翻轉配方 多元應用

中國時報【（科技部提供、李侑珊整理）】 清華大學材料科學工程學系教授葉均蔚及其團隊於2004年發表論文，發現高熵效應可促進多元素融合，並命名為「高熵合金」(high-entropy alloys)，已被全球廣泛使用，技術不只可應用於防彈鋼板、抗菌刀等器具及生醫領域，葉均蔚還因此被譽為高熵合金之父。 人類對合金及材料的配方觀念，皆以元素或化合物為主，且含量達8成以上，像大量被使用的鋼鐵材料以鐵為主，鋁合金以鋁為主，鈦合金以鈦為主。但葉均蔚團隊在1995年創新研發，用多種水果做成綜合果汁配製綜合合金。 葉均蔚團隊發現，鈷、鉻、鐵、錳、鎳五種元素用等原子比的方式，即各元素原子數皆占20％，可熔合得到強韌合金材料，在室溫下強度達70 kg/mm2，伸長率達56％，即使在液態氮-196°C中，強度亦提高75％，伸長率提高35％。且在高速撞擊下，此合金會表現更強更韌，未來可做為防彈鋼板。 因此，只要對配方做適當的設計，都可以產生優越的特性，包括強韌性、耐腐蝕、耐磨、抗菌、觸媒、多彩色等，其應用範圍廣泛，如民生用抗菌刀、器具、不沾鍋、生醫植入材料、3C產品構件及鍍膜、刀具、軸承、管路、航太渦輪引擎構件等。例如：高熵銅合金具有耐磨的特性，目前已有5千台電腦數值控制加工機的工業應用。 葉均蔚團隊將不可能變成可能，開發各種材料，並研發出應用性產品，更興起熱潮。在教育部深耕計畫及科技部共同補助下，去年成立世界第一個高熵材料研發中心，繼續引領風騷。