在金属领域，长期以来人们普遍认为金属难以同时兼具强度和延展性，二者如同跷跷板，一种特性增强，另一种特性就会减弱。

此前，由多种金属元素以近乎相等比例混合而成的高熵合金(HEA)备受关注，但多数已开发的HEA结构均匀，限制了强度和延展性的同步提升。金属中大晶粒可增强延展性，小晶粒能提高强度，然而在单一金属中同时包含二者面临巨大挑战。虽有将不同大小晶粒结合的异质晶粒结构策略，但实现它通常需要复杂且成本高昂的粉末冶金技术，难以大规模工业应用。

不过，由浦项科技大学(POSTECH)的Hyoung Seop Kim教授领导的研究团队打破了这一传统观念，相关论文发表在《材料科学与技术杂志》上。该团队通过应用热轧(高温下轧制金属的工艺)和精确的热处理，在镍基高熵合金内部开发出独特的“核壳”结构。此结构中，核心如同蛋黄，对应原始大晶粒;外壳类似蛋清，由围绕核心新形成的较小晶粒组成。在此过程中，合金内部会形成细小的纳米级B2沉淀物，阻止小晶粒过度生长，维持结构稳定。在最后的热处理步骤中，这些沉淀物会选择性沿晶界形成。当施加外部应力时，壳层像盾牌阻挡位错运动增强强度，核层像缓冲垫吸收冲击力减轻开裂，二者共同作用使材料兼具强度与抗断裂能力。

新开发的合金性能出色，屈服强度达1029MPa，抗拉强度达1271MPa，伸长率达31.1%，不仅强度远超传统金属，而且在拉伸强度超过30%的情况下也不会断裂。更值得一提的是，这一成果仅通过铸造(熔化并倒入模具中)和热处理实现，无需复杂加工。

领导这项研究的Hyoung Seop Kim教授表示：“这项研究首次仅使用铸造和热处理，不依赖粉末冶金技术就实现了复杂的核壳结构。通过精确控制纳米级沉淀物，我们能够同时确保结构稳定性和变形能力，为开发能够承受极端环境的结构材料开辟了可能性。”

更多信息：Hyojin Park 等人，《操控晶界迁移，在镍基高熵合金中制备具有增强应变硬化的整体核壳结构》，《材料科学与技术杂志》(2025 年)