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传统金属磁性材料的局限性：当前常用的金属磁性材料（如电工纯铁、硅钢、坡莫合金等）多为金属间化合物或非晶态化合物，存在强度与塑性不可兼得的问题，难以满足高速运转设备对机械载荷的要求。

高熵合金的优势：高熵合金因其固溶体本质和晶格畸变、迟滞扩散等特性，展现出优异的力学性能。通过选择高浓度的磁性元素（Fe、Co、Ni）作为基底，可以设计出兼具优异力学性能和磁学性能的新型磁性合金。

应用领域的需求：航空航天、汽车、电子信息等行业对金属磁性材料的需求不断增加，特别是对高强度、高塑性、低矫顽力、高电阻率的软磁材料需求迫切。

（1）多尺度强化机制

通过晶界工程、相调控和激光增材制备技术等多种手段，系统研究了高熵合金的强化机制。特别是利用激光增材制备技术，实现了对高熵合金微观组织的精细调控，显著提高了合金的力学性能。

（2）软磁性能优化

针对高熵软磁合金，通过元素选择和相组成调控，平衡了合金的力学性能和软磁性能。特别是引入纳米共格相，利用其与基底相之间的低晶格失配度，实现了对合金强度和矫顽力的同时优化。

（3）多功能磁性合金开发

研究了FeCoNi基高熵磁性合金在永磁材料、磁热材料、高频磁性材料方面的应用潜力。特别是在磁热效应和高频磁性能方面，展示了高熵合金的独特优势和应用前景。

图1 Al_0.5CoCuNiTi高熵合金SEM图：(a)、(b)铸态样品；(c)、(d)热处理后样品

Fig.1 SEM images of Al_0.5CoCuNiTi high entropy alloy: (a)-(b) as-cast samples; (c)-(d) samples after heat treatment

图2 Fe₂₀Mn₂₀Cr₂₀Co₂₀Ni₂₀合金微观组织表征结果：（a）APT扫描结果；（b）TEM形貌图；（c）图(b)中黄色箭头位置的放大图片；（d）图（c）的衍射结果

Fig.2 Microstructure characterization results of Fe₂₀Mn₂₀Cr₂₀Co₂₀Ni₂₀ alloy: (a) APT scan results; (b) TEM topography; (c) enlarged image of the yellow arrow position in (b); (d) diffraction results in (c)

图3 Fe₄₀Mn₂₀Co₂₀Cr₁₅Si₅的元素分布图

Fig.3 Element distribution diagram of Fe₄₀Mn₂₀Co₂₀Cr₁₅Si₅

图5 LMD制备得到的CoCrFeMnNi样品EBSD结果：（a）形貌图；（b）反极图

Fig.5 EBSD results of CoCrFeMnNi samples prepared by LMD: (a) topographic map; (b) IPF image

图6 Fe₃₃Co₂₈Ni₂₈Ta₅Al₆合金晶体结构表征结果：（a）X射线衍射与电子背散射衍射结果；（b）TEM形貌及衍射；（c）TEM高分辨形貌图

Fig.6 Characterization results of Fe₃₃Co₂₈Ni₂₈Ta₅Al₆ crystal structure: (a) X-ray diffraction and electron backscatter diffraction results;(b) TEM topography and diffraction;(c) TEM high-resolution topography map

图10 Fe₂CoNiAlCu_0.4Ti_0.4高熵合金热处理后EBSD结果：（a）反极图；（b）图像质量；（c）相图

Fig.10 EBSD results of Fe₂CoNiAlCu_0.4Ti_0.4 high entropy alloy after heat treatment: (a) IPF image; (b) image quality; (c) phase image

图11 Fe₂CoNiAlCu_0.4Ti_0.4合金中化学形状各向异性示意图：（a）交替分布的富Fe和富Fe纳米阵列，穿透A2+L2₁两相胞状纳米结构；（b）通过方向观测化学边界（CB）和相界（PB）的投影图；（c）A2和L2₁的晶体结构

Fig.11 Schematic diagram of chemical shape anisotropy in Fe₂CoNiAlCu_0.4Ti_0.4 alloy: (a) alternating Fe-rich and Fe-rich nanoarrays penetrating the A2+L2₁ two-phase cellular nanostructure; (b) projection of the chemical boundary (CB) and phase boundary (PB) observed in the direction; (c) crystal structure of A2 and L2₁

图14 具有核壳结构CoCrFeNi薄膜示意图

Fig.14 Schematic diagram of CoCrFeNi thin film with core-shell structure

（1）力学性能显著提升：通过晶界工程、相调控和激光增材制备技术，FeCoNi基高熵磁性合金的屈服强度、抗拉强度和延展性均得到显著提升，满足了高速运转设备对机械载荷的要求。

（2）软磁性能优化：通过元素选择和相组成调控，特别是引入纳米共格相，有效降低了高熵软磁合金的矫顽力，提高了饱和磁感应强度，实现了力学性能和软磁性能的平衡。

（3）多功能应用前景广阔：FeCoNi基高熵磁性合金在永磁材料、磁热材料、高频磁性材料方面展现出巨大潜力。特别是其优异的磁热效应和高频磁性能，为磁制冷技术和高频电子器件的发展提供了新的材料选择。未来，随着成分设计和制备工艺的不断优化，FeCoNi基高熵磁性合金有望在更多领域实现广泛应用。

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