非传统合金的制造是一个复杂的过程，因为热力学和动力学之间存在无缝的相互作用，并且存在很强的制造条件依赖性。例如，高熵合金（HEAs）是材料科学上的范式转变，但这些转变受到传统的固-液转变的阻碍。相反，蒸气晶体转变提供了形成合金的最有效的动力学途径。
近日，韩国首尔大学Mansoo Choi，Jicheng Feng，中科院过程工程研究所杨军研究员报道了一种称为“火花混搭”的气体源技术，该技术为将55种不同类型的合金制造成成分可控的超小纳米颗粒（<5 nm）以形成不受限制的混合环境，从二元元素到稀土元素，具有成分可控性和均匀性。值得注意的是，研究成功突破混溶极限，在合金NPs中混合了大块不混溶的元素，并发现了从未报道过的非传统合金。
文章要点
1）在火花混搭中，两个具有不同材料的电极在持续几微秒的振荡火花上交替蒸发。这种振荡火花的作用类似于活塞，在控制进料成分的同时强制蒸汽混合。然后产生的蒸汽形成混合团簇的共核，这些团簇在动力学上可以捕获，然后根据进料成分生长成随机合金的NPs。此外，研究人员开发了一种热力学方法来区分合金的纳米级稳定性和一般的混溶趋势。
2）基于以上，所产生的纳米级稳定混合大大增强了混合熵在HEAs中的作用。
3）在实际性能方面，合金NPs被证明是一种高性能的燃料电池催化剂，可用于新型3D纳米结构阵列的增材制造。
与传统的合金开发相比，研究结果为利用不同金属制造非传统合金提供了更先进的途径。此外，这项工作也为发现新材料、新结构、新理论和新应用，以及在HEAs、催化剂和添加剂制造领域开拓新领域提供了基础。
Feng et al., Unconventional Alloys Confined in Nanoparticles: Building Blocks for New Matter, Matter (2020)
DOI：10.1016/j.matt.2020.07.027
https://doi.org/10.1016/j.matt.2020.07.027
