中國臺灣清華大學材料系講座教授葉均蔚開創全新金屬調合學，研發出無火花無毒的高熵合金安全工具，被譽為「高熵合金之父」，日前他也登上美國斯坦福大學團隊公佈的「全球前2％頂尖科學家」榜單，在單年度科學影響力排行榜中名列臺灣地區第1；全球材料領域榮登第2名，在華人材料領域中排名第1。
臺灣清華大學指出，葉均蔚打破以往學界所認知合金所含金屬元素越多、比率越高越易脆裂的迷思，率先提出高熵合金理論。他混合5種或5種以上等量或比例接近的元素，創造出更強、更韌、更輕，且耐高溫、抗腐蝕、延展性更高的新型合金，開創全新的高熵材料研究領域。
美國斯坦福大學團隊自2019年起，使用全球最大的論文引用Scopus，依據總引用次數、綜合評估質與量的H指數、單獨或第一作者等6項關鍵指標，來分析全球約960萬名科學家的研究表現，發表「全球前2％頂尖科學家」榜單，其中包括「終身」及「年度」2項科學影響力排名。
斯坦福大學團隊於2023年底公佈的「年度科學影響力排行榜」中，統計全球科學家在前1年，即2022年的年度科學影響力，葉均蔚在全球所有領域的科學家中排名第152名，並榮登全臺第1，值得一提的是，葉均蔚在2022年度全球材料領域的科學影響力排名第2。
葉均蔚表示，他歷年來發表論文的篇數294篇，總引用次數近4萬4000次，都不算是最多的。他的研究團隊包括林樹均及陳瑞凱兩位教授在內，只有20多人，且以碩士生為主，可說是「小本經營」。
葉均蔚學士、碩士、博士學業都在清大完成，一輩子沒有留過洋，是道地中國臺灣土產博士，早在1995年時就有了高熵合金的構想及探索，但這個顛覆傳統材料配方思維的想法卻不被接受，但他仍堅持不懈，一步步實驗、驗證，建立起高熵合金的理論架構。
2004年葉均蔚一口氣發表了5篇震撼國際的重磅論文，命名「高熵合金」(High-entropy alloys)，論述高熵合金原理，並提出4項核心效應，帶動了其它高熵及中熵材料研究，自此開創全新的材料研究及應用領域。
自葉均蔚開創高熵合金及高熵材料一方之學，帶動了全球許多新材料的開發和研究，每年相關論文數呈指數性成長，累計論文數超過1萬5千篇；開發出的新材料具有力學、物理、化學及功能上的優越特性，已應用於民生、智慧機械、生醫、國防及太空科技等領域。
葉均蔚被國際譽為「高熵合金之父」，榮獲2021年臺灣地區行政院傑出科技貢獻獎。頂尖國際期刊《自然（Nature）》更在2016年特別越洋專訪葉均蔚，報導他獨創的「金屬調合學」，肯定了臺灣地區為高熵合金發源地的研發成果。
「我所有的研究都是從清華校園、從中國臺灣的這塊土地做起來的，」葉均蔚認為，只要有想法、能堅持，以中國臺灣的資源也能做出令全世界刮目相看的頂尖研究。清華大學圖書館現正展出「亂度中的哲學-高熵合金之父葉均蔚」特展，也特別製作了一面金屬元素週期表牆。
高熵合金入選工信部、 國資委前沿材料產業化重點發展指導目錄
2023年8月28日，工業和資訊化部及國務院國資委聯合釋出關於《前沿材料產業化重點發展指導目錄（第一批）》的通知，高熵合金作為第一批重點材料入選目錄。
作為2004年才被首次提出的新材料概念，高熵合金由於其獨特的設計理念迅速成為金屬新材料的行業熱點，也被普遍認為是未來金屬材料發展的重要趨勢。
高熵合金具備獨特的結構特點，包括熱力學上的高熵效應、結構上的全域晶格畸變效應、動力學上的遲滯擴散效應和化學長程無序、區域性短程有序等，使得高熵合金材料在效能強化、結構功能一體化方面展現出獨特優勢。
高熵合金優異的效能決定了其廣闊的應用空間，其潛在的應用領域包括：含能結構材料、耐磨塗層、高頻交流材料、核結構材料、光傳輸材料、生物醫用材料、儲氫材料、船舶與海洋工程材料、熱電材料、超導材料和電磁材料等，應用前景十分廣闊。
高熵合金的特徵和內涵
在人類社會發展史上，金屬材料的發現和使用極大地提高了社會生產力，具有里程碑的意義。長期以來，傳統金屬材料如鋼鐵、鋁合金、銅合金、鈦合金以及鎂合金等在製備時多是以一種或兩種金屬元素為主，透過新增少量合金元素來調節其微觀組織結構，以滿足特定的效能需求。然而，這種合金設計策略始終將合金材料的成分設計空間侷限在多元相圖的角落位置，限制了元素組合的總數，禁錮了新型合金材料的開發。隨著科技水平的快速發展以及國民經濟建設對高效能合金材料的迫切需求，傳統單一主元的合金材料逐漸不能滿足人們與日俱增的使役需求，亟需一種全新的合金化策略，打破傳統策略的桎梏。為了解決上述問題，高熵合金（或多主元合金）的概念於2004年被提出。相關研究發現，多種元素按近/等原子比例混合後得到的合金並未形成複雜的金屬間化合物，而是形成了簡單的固溶體結構。高熵合金的出現打破了傳統合金以混合焓為主的設計理念，為新材料的研發打開了一個廣闊的成分設計空間。目前，高熵合金的研究範圍包括材料設計、組織調控、加工製備、微觀結構表徵、力學效能、功能效能（如磁性、耐輻照效能、催化效能、熱電效能等）、塑性變形理論、計算機模擬模擬等。
高熵合金因其革命性的設計理念以及特殊的物理、化學和力學效能，受到了全球性的研究與關注。目前，主要發達國家和地區（包括美國、歐洲、加拿大、澳大利亞、日本等）以及我國都在此領域積極開展相關研究工作和應用探索。2020年，我國非晶及高熵合金相關領域的資助專案約有1757項。近年來，高熵合金已在Science、Nature、Advanced Materials等國際權威學術期刊發表數十篇研究性論文或綜述，展現出巨大的理論研究價值和工業化應用前景。儘管高熵合金有望在多個國家重大工程領域得到應用，但是目前國內外針對高熵合金的研究主要聚焦於理論性的學術研究方面，在裝備領域的工業化應用方面尚處於起步階段。因成本過高，目前我國暫無工業化應用的高熵合金牌號。如何根據市場需求，開發低成本的高熵合金產品是該領域未來工業化應用的關鍵所在。此外，高熵合金領域尚有諸多理論性問題亟待解決，如高熵合金具有元素種類多的特點，大型高熵合金鑄錠始終存在成分易偏析等問題難以解決。目前，以AlCoCrFeNi2.1為代表的共晶高熵合金得益於其優異的鑄造成型效能、力學效能和耐蝕性，是最具規模化工業應用前景的一類高熵合金。有別於我國較為緩慢的高熵合金工業化推廣程序，歐洲正在積極快速地推廣共晶高熵合金作為雙相不鏽鋼的替代品，相關產品已處於中試階段。
高熵合金可在國防、航空、航天等多個關鍵領域得到應用，目前我國大多數高熵合金材料的研究仍停留在實驗室階段，工業化推廣程序極為緩慢。當前，國際形勢錯綜變化，開發並推廣具有自主智慧財產權的高熵合金新材料具有重大戰略意義。為此在介紹高熵合金材料特徵和內涵的基礎上，剖析先進高熵合金的工業應用前景，釐清國內外高熵合金的發展現狀，指出我國高熵合金領域存在的差距和不足，並給出相應的發展對策，以期推動相關產業的升級和發展。
高熵合金最初的定義為：至少包括5種主要元素，每種元素含量在5%~35%之間，若含有次要元素，則次要元素含量小於5%的合金。隨著對高熵合金研究的不斷深入，人們逐漸發現上述定義不能準確地涵蓋高熵合金的全部特點。例如，假設一種等原子比的高熵合金由25種元素組成，雖然其混合熵高達3.2 R，但是由於其每種主要元素的含量僅為4%，並不滿足高熵合金最初的定義。因此，將高熵合金的定義進行了修正，即以熔融狀態下或高溫完全互溶狀態時的混合熵為標準，只有當混合熵達到1.5 R時，才有可能形成穩定固溶體相。至此，以混合熵作為界定高熵合金的標準，並規定：當合金的混合熵大於1.5 R時，將其稱為高熵合金；當合金的混合熵介於1~1.5 R時，則稱為中熵合金；當合金的混合熵低於1 R，則稱為低熵合金。
高熵合金從報道至今僅僅經歷10多年，儘管目前對於“高熵合金”的定義仍存在一系列爭議問題，但並不影響高熵合金因其優異效能及其廣闊的多維成分空間所帶來的科學和應用潛力。從這個意義上來說，高熵合金實際上是一種全新的合金設計思想。因此文章認為，高熵合金的定義可拓展為：由多種主要元素構成的合金體系。根據這一定義標準，目前已經存在大量的高熵合金體系。在高熵合金中已使用的元素高達37個，接近元素週期表中72種候選元素的1/2（惰性氣體、鹵族元素和放射性元素除外）。
高熵合金作為一種多主元合金材料，其在微結構和效能等方面具有諸多獨有特徵和優勢。高熵合金在熱力學上具有“高熵效應”，可以促進高熵固溶體的形成；在動力學上具有“遲滯擴散效應”，擴散係數明顯低於傳統合金；在微觀結構方面具有“晶格畸變效應”，可以引起固溶強化提高強度；在效能方面具有“雞尾酒效應”，有利於優化合金的各項效能。此外，最近幾年對高熵合金的化學短程有序結構、超高間隙原子固溶度等也有新的學術發現。
在力學效能方面，高熵合金不僅在室溫下具有優異的強度‒塑韌性組合，在超低溫、超高溫極端環境中也可以展現出優異的效能。例如，在低溫及超低溫環境，CrMnFeCoNi高熵合金具有極高的低溫韌性、塑性和強度；與傳統高溫合金相比，CrMoNbV高熵合金在1273 K高溫中表現出優異的高屈服強度和抗熱軟化效能，遠超傳統鎳基高溫合金。
高熵合金在彈性、高溫阻尼效能、軟磁性、耐輻照、耐腐蝕、耐磨性等效能方面也具有顯著優勢，具有作為先進結構‒功能一體化材料的開發潛力。例如，Co25Ni25(HfTiZr)50高熵合金表現出非凡的Elinvar特性，可以隨溫度變化保持接近恆定的彈性模量，優於迄今為止報道的傳統彈性合金。(Ta0.5Nb0.5HfZrTi)98O2高溫高阻尼合金可以在更高溫（約747 K）和更寬溫度範圍（1.0 Hz，約53 K）內使用，高溫阻尼效能優於現有的傳統阻尼合金（包括銅、鎂和鐵基阻尼合金）。Fe32Co28Ni28Ta5Al7高熵合金不僅具有優異的力學效能，還表現出極低的矯頑力（低於1 Oe）以及中等飽和磁化強度（100 A·m2·kg-1），是一種高強度‒高塑性的軟磁材料。除結構材料外，高熵合金也可開發為效能優異的功能材料，包括電催化劑、光催化劑、熱電材料等。
高熵合金目前存在兩種分類方式。一類是按照其主要元素在週期表中的位置，分為3d過渡族高熵合金、難熔高熵合金、稀土高熵合金、貴金屬高熵合金、非金屬元素摻雜高熵合金等；一類是按照高熵合金的特點和用途，分為輕質高熵合金、耐高溫難熔高熵合金、耐腐蝕高熵合金、耐輻照高熵合金、生物醫用高熵合金、共晶高熵合金、耐磨高熵合金、儲氫高熵合金、催化高熵合金、軟磁高熵合金等。
2022年中國新興科技產業投資分析報告
第一章：2022年中國新興科技產業投資分析綜述
1. 2022年中國新興科技產業投資規模
2. 2022年中國新興科技產業投資分佈
3. 2022年中國新興科技產業投資區域
4. 2022年中國新興科技產業投資分析
第二章：2022年中國半導體產業投資分析
1. 2022年中國半導體產業投資規模
2. 2022年中國半導體產業投資分佈
3. 2022年中國半導體產業投資區域
4. 2022年中國半導體產業投資分析
4.1 2022年中國半導體晶圓製造產業投資分析
4.2 2022年中國半導體封裝測試產業投資分析
4.3 2022年中國半導體材料產業投資分析
4.4 2022年中國半導體晶片設計產業投資分析
4.5 2022年中國半導體裝置產業投資分析
第三章：2022年中國光電顯示產業投資分析
1. 2022年中國光電顯示產業投資規模
2. 2022年中國光電顯示產業投資分佈
3. 2022年中國光電顯示產業投資區域
4. 2022年中國光電顯示產業投資分析
4.1 2022年中國顯示面板產業投資分析
4.2 2022年中國面板模組產業投資分析
4.3 2022年中國面板材料產業投資分析
4.4 2022年中國Mini/MicroLED產業投資分析
4.5 2022年中國顯示光學膜產業投資分析
第四章：2022年中國印刷線路板產業投資分析
1. 2022年中國印刷線路板產業投資規模
2. 2022年中國印刷線路板產業投資分佈
3. 2022年中國印刷線路板產業投資區域
4. 2022年中國印刷線路板產業投資分析
4.1 2022年中國印刷線路板PCB產業投資分析
4.2 2022年中國印刷線路板FPC產業投資分析
4.3 2022年中國印刷線路板IC載板產業投資分析
4.4 2022年中國印刷線路板銅箔產業投資分析
4.5 2022年中國印刷線路板覆銅板產業投資分析
第五章：2022年中國消費電子產業投資分析
1. 2022年中國消費電子產業投資規模
2. 2022年中國消費電子產業投資分佈
3. 2022年中國消費電子產業投資區域
4. 2022年中國消費電子產業投資分析
第六章：2022年中國新能源產業投資分析
1. 2022年中國新能源產業投資規模
2. 2022年中國新能源產業投資分佈
3. 2022年中國新能源產業投資區域
4. 2022年中國新能源產業投資分析
4.1 2022年中國新能源電池產業投資分析
4.2 2022年中國新能源風電光伏產業投資分析
4.3 2022年中國新能源電動車產業投資分析
4.4 2022年中國新能源氫能產業投資分析
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