近日，北京科技大学新金属材料国家重点实验室，北京材料基因工程高精尖创新中心的吕昭平教授团队，利用晶界工程的策略解决了难熔高熵合金的氧脆问题。该研究成果以“Solving oxygen embrittlement of refractory high-entropy alloy via grain boundary engineering”为标题，发表于国际著名期刊Materials Today中。

难熔高熵合金，尤其是NbMoTaW难熔高熵合金，由于在高温下具有很强的相稳定性并保持优异的高温强度，因此作为高温结构材料表现出巨大的应用潜力。然而，在室温条件下受到外力作用时，表现出显著的沿晶断裂方式，且没有明显的塑性，导致该合金轧制和锻造过程中的加工性能较差。因此，迫切需要揭示NbMoTaW难熔高熵合金的室温脆性的潜在机制，以便合理解决当前面临的室温脆性问题。

为了解决这些问题，通过研究NbMoTaW 难熔高熵合金的变形和断裂机制。结果表明，铸态NbMoTaW 难熔高熵合金的室温脆性源于氧杂质向晶界处的偏析，这是由于在样品加工过程及原材料中不可避免的引入氧杂质，然而，大量氧原子的偏析削弱了晶界的结合力。根据以上分析，通过掺杂微量B和C等小原子来解决这一关键问题。B和C的添加优先取代晶界处的氧原子（即净化晶界），并增强了与基体金属原子之间的电子交互作用。因此，通过晶界工程的策略，晶界脆性得到有效缓解，该合金的断裂方式从沿晶转变为穿晶断裂，从而大幅提高了室温下的力学性能。具体力学性能表现为，掺杂5000 ppm B的难熔高熵合金表现出大于10%的塑性，同时强度高于1750 MPa，这显著优于未掺杂B、C小原子的NbMoTaW 难熔高熵合金。同时，小原子掺杂的难熔高熵合金在1600℃时的强度约为700MPa，比未掺杂小原子的NbMoTaW 难熔高熵合金高约200MPa。

这项研究不仅有助于理解难熔高熵合金的脆化机理，而且为脆性难熔高熵合金的韧化提供了一条有效的途径。