一种新型金属材料可以承受极端温度并抗断裂，在飞机涡轮机、核反应堆和太空探索设备中具有潜在的应用前景，但科学家们直到现在还不明白其中的原因。

根据宾夕法尼亚州立大学研究人员共同领导的一项新研究，答案可能与材料的短程有序或材料内原子的局部排列有关。研究人员表示，这些知识可能会进一步提高这些材料的机械性能和损伤容限，从而提高下一代交通或发电厂工程系统的安全性和可靠性。

他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

该团队开发了一种新的成像方法来研究金属材料的局部原子排列，称为高熵和中熵合金(HEA/MEA)，并将他们的研究重点放在铬钴镍(CrCoNi)MEA及其对机械性能的影响。

“CrCoNi 的机械性能令人惊叹，”宾夕法尼亚州立大学工程科学、力学和核工程助理教授、材料研究所的共同通讯作者杨阳说。“例如，它最近被证明在接近 -423°F 的温度下具有地球上最高的韧性。但人们不知道它为什么这么好。”

“但是，由于材料中的短程有序非常小且微妙，因此观察或测量它以提供实验证明非常具有挑战性，”共同通讯作者、材料科学与工程教授安德鲁·M·米诺(Andrew M. Minor)说。加州大学伯克利分校(UC Berkeley)和劳伦斯伯克利国家实验室(LBNL)。

CrCoNi 具有三种成分：铬、钴和镍。杨说，合金中每种元素都具有相同的原子分数，早期研究假设这三种原子中的每一种都是随机分布在系统内的。然而，杨说，最近的研究表明该材料实际上表现出短程有序。