清華大學材料科學工程學系教授葉均蔚及其團隊於2004年發表論文,發現高熵效應可促進多元素融合,並命名為「高熵合金」(high-entropy alloys),已被全球廣泛使用,技術不只可應用於防彈鋼板、抗菌刀等器具及生醫領域,葉均蔚還因此被譽為高熵合金之父。
人類對合金及材料的配方觀念,皆以元素或化合物為主,且含量達8成以上,像大量被使用的鋼鐵材料以鐵為主,鋁合金以鋁為主,鈦合金以鈦為主。但葉均蔚團隊在1995年創新研發,用多種水果做成綜合果汁配製綜合合金。
葉均蔚團隊發現,鈷、鉻、鐵、錳、鎳五種元素用等原子比的方式,即各元素原子數皆占20%,可熔合得到強韌合金材料,在室溫下強度達70 kg/mm2,伸長率達56%,即使在液態氮-196°C中,強度亦提高75%,伸長率提高35%。且在高速撞擊下,此合金會表現更強更韌,未來可做為防彈鋼板。
因此,只要對配方做適當的設計,都可以產生優越的特性,包括強韌性、耐腐蝕、耐磨、抗菌、觸媒、多彩色等,其應用範圍廣泛,如民生用抗菌刀、器具、不沾鍋、生醫植入材料、3C產品構件及鍍膜、刀具、軸承、管路、航太渦輪引擎構件等。例如:高熵銅合金具有耐磨的特性,目前已有5千台電腦數值控制加工機的工業應用。
葉均蔚團隊將不可能變成可能,開發各種材料,並研發出應用性產品,更興起熱潮。在教育部深耕計畫及科技部共同補助下,去年成立世界第一個高熵材料研發中心,繼續引領風騷。
資料來源:https://www.chinatimes.com/newspapers/20190526000540-260114?chdtv