近日，福耀科技大学蒋建中教授团队联合北京科技大学、新加坡国立大学，在国际顶级材料学期刊 Advanced Science 发表突破性研究成果。团队以量子机器学习与高通量计算为创新手段，精准设计出可用于增材制造的Al₈₅Cu₅Li₄Mg₃Zn₃轻质铝基熵合金，在突破高强铝合金打印热裂难题的同时，实现了室温超强、高温高稳、轻质高强的多性能协同，为航空航天等极端工况关键构件提供了全新材料方案。
传统高强铝合金在激光增材制造中极易出现热裂纹，而可打印合金又面临高温强度快速衰减的固有矛盾。针对这一瓶颈，研究团队建立数据驱动合金设计范式，从 1800 余种候选成分中精准筛选出目标五元铝基体系，通过选择性激光熔化（SLM）将易脆的微米级金属间化合物原位调控为纳米级共晶组织、准晶相以及高密度层错、纳米孪晶、9R 相等平面缺陷，构筑出强韧协同的多级纳米结构。
所制备的合金展现出一系列国际领先性能：
室温抗压强度突破 1000 MPa，塑性达20%，破解强度与塑性难以兼顾的行业难题；
200℃高温抗压强度仍超 800 MPa，屈服强度保持率高达95%，耐高温性能远超传统铝合金；
比强度达350×10³ N·m/kg，可与高端钛合金相媲美；
打印致密度近100%，无热裂纹，成型性优异。
研究同时发现，该合金可通过准晶−晶体可控相变进一步调控力学性能，经 400℃热处理后，抗压强度保持921 MPa，塑性提升至34%，为服役后性能再优化提供全新路径。多尺度表征与理论计算表明，纳米共晶骨架、低堆垛层错能诱导的纳米缺陷以及非均匀变形强化效应，共同赋予合金超高强、高耐温、高塑性的综合优势。
此项工作首次将数据驱动设计、熵合金调控、增材制造三者深度融合，为解决高强铝合金 “可打印性−耐热性” trade‑off 提供了原创解决方案，也为先进轻质高强结构材料的高通量开发与工程化应用奠定重要基础。
研究得到国家自然科学基金、福州市科技项目、教育部硅基材料重点实验室等资助。
DOI：10.1002/advs.202522817
