艾林瓦（Elinvar）效應(yīng)是指材料的彈性模量在溫度變化時(shí)保持穩(wěn)定。開發(fā)具有高強(qiáng)度、高彈性極限的艾林瓦合金具有重要的工業(yè)應(yīng)用價(jià)值，可以應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)器、醫(yī)療器械或其他精密器件等。對(duì)于一般塊狀晶體合金而言，由于位錯(cuò)容易滑移，彈性極限通常小于1%。雖然形狀記憶合金的彈性極限可達(dá)數(shù)個(gè)百分比，然而這來源于偽彈性并伴隨大量能量耗散。

近年來，“高熵”合金等復(fù)雜成分合金因其優(yōu)良的性能成為研究熱點(diǎn)。

基于以上研究背景，香港城市大學(xué)楊勇教授團(tuán)隊(duì)報(bào)道了一種高熵合金，因其具有一般合金中很難看到的高原子尺寸錯(cuò)配度，從而表現(xiàn)出室溫下超高彈性極限（～2%）與超低內(nèi)耗（＜2×10-4）。更有趣的是，這種高熵合金表現(xiàn)出不尋常的艾林瓦效應(yīng)。其彈性模量在室溫到約1000K仍保持不變，甚至微微升高，而沒有發(fā)生任何相變。這種行為是迄今為止報(bào)道的合金所無法比擬的，也許可以應(yīng)用于未來人類的太空探測(cè)中。

楊勇教授課題組與多方合作，通過熔煉-銅模鑄造和定向凝固等方法設(shè)計(jì)并制備了成分為Co25Ni25(HfTiZr)50（原子比）的復(fù)雜成分合金。

根據(jù)分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié) 果，Co25Ni25(HfTiZr)50的艾林瓦效應(yīng)來自于一種新的非相變機(jī)制：即熱膨脹和結(jié)構(gòu)無序性下降效應(yīng)的相互抵消。該成果以題為A highly distorted ultraelastic chemically complex Elinvar alloy發(fā)表在Nature上。

左圖為單晶Co25Ni25(HfTiZr)50合金的結(jié)構(gòu)表征。