解锁超强高温陶瓷：高熵氮化物中超越等摩尔组成的非等摩尔设计

传统上，在保持稳定的单相固溶体的同时增加高熵合金陶瓷的组成复杂性与化学多样性，一直是开发新型陶瓷的主要设计策略。然而，仅有少数陶瓷展现出足以证明其增加合金含量的性能。在此，我们揭示了一种突破性策略，该策略基于从传统等摩尔组成偏离至非等摩尔组成空间，从而能够调控过饱和单相固溶体的亚稳程度。通过对难熔金属基高熵氮化物进行高温微力学测试，我们发现，在非等摩尔氮化物中，亚稳相分解时激活的额外强化机制使其于1000°C下的屈服强度达到惊人的6.9 GPa，比最坚固的等摩尔氮化物高出40%。我们表明，固有的不稳定性触发了非等摩尔组成固溶体在高温下的分解，由于调幅结构（spinodally modulated structure）的共格应力以及产物固溶体相的晶格阻力共同诱导了强化。与之形成鲜明对比的是，具有多样化学组成的等摩尔体系的强度随温度上升而下降，这是由于晶格阻力的减弱且缺乏其他强化机制。