美國能源部的橡樹嶺和勞倫斯·伯克利國家實驗室的研究人員創造了一種新的金屬合金，由五個元素組成，隨著溫度下降，這些元素變得越來越強，更強壯，更具延展性。
它被稱為“高滲透合金”，其中包含鉻，錳，鐵，鈷和鎳，但行為不像普通合金那樣，因為沒有一種元素是主導的，而其他元素則提供了補充的特徵。當研究人員測試合金時，它將結晶成具有特殊損傷的單相，面部中心的立方體材料，超過一吉帕斯卡的拉伸強度和裂縫韌性的局部質量值，而其他金屬合金都無法比較。
勞倫斯·伯克利國家實驗室的材料科學家，研究的主要作者羅伯特·里奇（Robert Ritchie）表示，沒有一個元素主導材料的想法，例如高滲透合金所顯示的材料，是配置熵的水平與合金元素一起上升。這抵消了化合物形成，穩定合金，因此它以類似於純金屬的單相結束。
高滲透合金並不是很新的，但這是該合金首次以足夠的質量創建以進行測試。為了實現這一目標，橡樹嶺國家實驗室的研究人員使用液滴和弧形熔融過程結合了高度純的元素起始材料，從而在厚度約10毫米的床單中生產合金。一旦測試了微觀結構和拉伸性能的樣品，就將其發送給伯克利實驗室的研究人員進行韌性和斷裂測試。
不過，高滲透合金真正出色的是，與大多數金屬合金不同，當溫度較低時它們不會變得更脆和降低性。研究人員將合金的出色韌性，延展性和低溫強度歸因於納米扭轉，這是一種現象，其中鄰近晶體結構中原子的排列在變形過程中相互反映。
“當材料在低溫溫度下發生塑性變形時，就會產生這些納米螺旋體。納米攪拌變形的結果是一種連續的應變硬化，這起到導致過早失敗的局部變形的作用，”解釋了里奇。
稱為“用於低溫應用的抗裂縫的高滲透合金”，學習發表在《科學》雜誌上。其他作者包括：Edwin Chang，Dhiraj Catoor，Anton Hohenwarter，Bernd Gludovatz和Easo George。
合金的其他例子是青銅（由錫和銅組合製成），鋼（由混合碳和鐵產生）和非腐蝕性鋼（通過將鎳和鉻添加到鋼的成分中而產生）。
