日本物質材料研究機構（NIMS）國際青年科學家研究中心（ICYS）的Jein Lee研究員和土谷浩一主任，與韓國首爾國立大學的Eun Soo Park教授等組成的研究小組，開發出了具有形狀記憶效果的高熵合金。與以往的合金相比，新合金能在更大的溫度範圍内記憶形狀，比鈦鎳合金的形狀記憶效果具有更高的溫度耐性，有望今後應用於高溫致動器的研製（圖1）。
圖1：高熵合金與現有的形狀記憶合金的麻田散體轉變溫度的比較
Ms : 麻田散體轉變開始溫度，Af : 麻田散體逆轉變結束溫度 (形狀恢復溫度)
開發概要
高熵合金是以等摩爾比或近等量混合5種及以上元素獲得的固溶體合金總稱。近年，很多國家和地區都在積極開展高熵合金的研究。歐美、韓國、臺灣等正在推進相關的政府專案，日本也從2018年度開始利用文部科學省的科研經費補助金專案「新學術領域研究 (研究領域提案型)」，起動了「高熵合金：基於元素多樣性和不勻性的新材料原理」的研究專案。以往的合金探索大多是以一種元素爲主元素，向其中添加少量不同元素構成的合金。而高熵合金是多種高濃度元素的合金，涉及此前從未研究過的成分範圍，有望發現前所未有的優異特性和新功能。
此次，研究小組對鉻（Cr）、錳（Mn）、鐵（Fe）、鈷（Co）和鎳（Ni）各20%混合形成的Cantor合金的外圍成分合金進行了熱力學計算，調查了面心立方（fcc：face centered cubic)相和密排六方（hcp：hexagonal close-packed）相的穩定性，由此發現了隨着溫度變化進行可逆相變的高熵合金。而且，這種高熵合金具有形狀記憶功能。當這種合金變形後，透過加熱即可以恢復到原來的形狀。
以往具有形狀記憶功能的合金僅在有限的溫度範圍内有效，而高熵合金透過改變合金組成可以在極爲寬泛的不同溫度下仍然具有形狀記憶效果。
研究團隊計劃繼續操作研究熱處理和加工結構對高熵合金形狀記憶效果的影響，開發出具備優異特性的合金，應用於管道接頭和高溫致動器等。
相關研究論文已於2019年9月11日發表在科技期刊《科學報告》（Scientific Report）的網路版上。
論文資訊
題目：A strategy of designing high entropy alloys with high temperature shape memory effect
期刊：《科學報告》
發表時間：2019年9月11日 (網路版)
DOI：10.1038/s41598-019-49529-8
文：JST客觀日本編輯部翻譯整理
