高熵合金行业概述 - 高熵合金概念于2004年提出 多种元素按近/等原子比例混合形成简单固溶体结构而非复杂金属间化合物[1][2] - 具备四大核心效应 包括热力学高熵效应（单相固溶体）、晶体结构晶格畸变效应、动力学扩散迟滞效应及鸡尾酒效应（优异综合性能）[1][2] - 打破传统合金以混合焓为主的设计理念 开辟广阔新材料成分设计空间[1][2] 高熵合金分类体系 - 按相结构类型分类 包括FCC型（如FeCoCrNiMn合金）、BCC型（难熔高熵合金）、HCP型（稀土元素组成）、非晶型及金属间化合物型[4] - 按相种类分类 涵盖单相（高温稳定性＞900℃）、双相（如FCC+BCC）、共晶（FCC基体+硬质相）及多相高熵合金[4] 制备工艺与技术 - 制备方法分为固相成形（机械合金化）、液相成形（电弧熔炼/激光熔覆）和气相成形（磁控溅射/脉冲激光沉积）三大类[6][8] - 机械合金化可制备纳米晶颗粒但易引入杂质[8] 电弧熔炼工艺成熟但产品脆性较大[8] 激光熔覆可实现表面改性但易产生裂纹[8] - 磁控溅射法制备薄膜厚度均匀但靶利用率低[8] 脉冲激光沉积对基底温度要求低但无法制备大尺寸产品[8] 政策支持与标准建设 - 2023年《前沿材料产业化重点发展指导目录（第一批）》将高熵合金列为重点材料[9][10] - 多部门政策支持研发工程化 包括《有色金属行业稳增长工作方案》及甘肃、重庆、宁夏等地专项规划[9][10] - 国家标准GB/T 42787-2023规范增材制造用高熵合金粉 于2024年3月实施[11][12] 团体标准T/CIET 948-2024覆盖涂层技术要求[12] 行业发展现状 - 过渡元素高熵合金主元素包括Al、Cr、Fe、Ni等 AlCrFeNi、CoCrFeNi为常用组合[12] 难熔高熵合金以Mo、Ti、Nb等为主 具备优异高温性能[12] - 应用集中于国防、航空、航天等领域[1][14] 中辰至刚在宁夏建成首条中试产线实现工程化突破[14] - 多数研究处于实验室阶段 工业化推广缓慢 纳米颗粒制备存在技术挑战[1][14] 2024年行业市场规模仅0.83亿元[1][14] 未来发展趋势 - 制备技术有望突破实现规模化生产[1][16] 通过成分设计和工艺优化开发高性能定制材料[1][16] - 随性能研究深入与成本降低 应用领域将进一步扩展[1][16]