高强难熔复杂固溶体合金的设计

镍基高温合金和含钼近等原子比高熵合金以高温强度与耐腐蚀性著称。然而，复杂固溶体合金提供了一个巨大的设计空间，可在略微降低熵的条件下调控以获得最优性能。针对难熔Mo-W-Ta-Ti-Zr体系，我们展示了如何利用KKR电子结构方法结合相干势近似，在五维设计空间中识别出具有更优力学性能以及必要全局（形成焓）和局部（短程有序）稳定性的合金。变形行为通过经典分子动力学模拟建模，并由我们的第一性原理数据验证。我们预测出稳定性改善的复杂固溶体合金，其弹性模量较近等原子比情形大幅提升（300 K时提高$3\times$），并已得到实验验证，且在500 K以上温度时模量高于商用合金（2000 K时提高$2.3\times$）。我们还表明，由于关键的电子效应，经典势无法很好地描述最优复杂固溶体合金。