高熵合金(High Entropy Alloys)是使用多種主要元素的合金材料，由於具備眾多優越特性，可望藉此開創全新的材料研究及應用領域。日本東北大學於日前發表，與仙台高等專門學校、日立製作所共同利用金屬3D列印，成功地提高了高熵合金的耐腐蝕性。
研究團隊首先利用金屬3D列印之「電子束積層造形法(Electron Beam Melting；EBM)」製作了等原子比組成的AlCoCrFeNi系高熵合金，並對其腐蝕狀態變化進行了調查。研究團隊將EBM材料與一般鑄造法製成的既有高熵合金材料在3.5wt.％NaCl水溶液中以極化試驗(Polarisation)進行了耐腐蝕性評估，發現以EBM製作的合金底邊部位，形成了緻密且具有優異穩定性的鈍態膜(Passive Film)，進而提高了耐腐蝕性。
研究團隊也進一步利用電子背向散射繞射檢測(Electron Backscatter Diffraction)、掃描穿透式電子顥微鏡(STEM)進行了構造與組織分析。結果顯示，由於EBM急冷凝固、高溫保持等特徵構成的複雜熱歷程(Thermal History)促進奈米組織的形成，強化了在腐蝕環境形成的鈍態膜，俾使底邊部位因此獲得了優異的耐腐蝕性。
此次的研究不僅提高了高熵合金的耐腐蝕性，也同時從奈米組織形成之間的關係，解明了耐腐蝕性提高的機制，對於高熵合金結合金屬3D列印之積層製造(Additive Manufacturing)技術發展將可望有重大貢獻。此外，新研究成果亦可應用於化學廠或石油、天然氣井挖掘設備，以及嚴苛腐蝕環境之下所利用的金屬零組件，將可望藉此提高其穩定性、可靠性。除此之外，也能應用於高熵合金以外具有複雜組織的既有合金上。
資料來源：https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2020/08/press20200831-01-3D.html
