高熵合金（High-Entropy Alloys，简称HEAs）是由五种或五种以上主要元素构成，且每种主要元素的原子分数在5%至35%之间的一种合金。
在材料科学及工程领域，由于高熵合金可能具备众多理想的性质，因此备受重视。过去观念中，合金中金属种类增加会导致材质脆化，但高熵合金却能以多种金属而不出现脆化现象。
熵表示一个体系内的混乱程度，越混乱熵就越高，越有秩序熵就越低。根据热力学第二定律，高熵合金的内部微观结构混乱，原子排布随机、无序。这种合金是通过快速冷却液态金属实现的。当合金处于液态时，其内部的原子运动剧烈且排列随机。若缓慢降温，原子会重新排列，但若快速降温，原子来不及重新排列，便被固定在了各自的位置，形成高熵合金。
高熵合金具有四大核心效应：高熵效应、晶格畸变、缓慢的扩散特点以及“鸡尾酒”效应。这些效应共同作用，使高熵合金具有优良的物理和机械性能。
高熵合金的应用广泛。例如，其高温性能使其成为发动机部件材料的理想选择；其断裂韧性使其成为极端寒冷条件下应用的优良候选材料；其耐腐蚀性使其在恶劣环境中具有巨大的经济和安全益处。非晶态高熵合金的制备将进一步扩大其应用领域。
随着对高熵合金的深入研究，第一性原理计算方法被广泛应用于研究各种元素含量变化对高熵合金力学和微观结构的影响。这种方法不仅可以研究材料的力学性能，还可以从热力学和力学的角度研究材料的稳定性，为材料设计提供新的思路。
从传统合金到高熵合金，材料的发展呈现了一个“熵增加”的趋势。追求过高的混合熵并不意味着材料的性能会得到无限优化，反而可能增加合金的成本。最具性价比的材料发展区域可能位于中熵合金和高熵合金的交界处。
高熵合金的独特性质和广泛应用使其成为材料科学领域的研究热点。未来，随着对高熵合金的深入研究和理解，将会有更多的高熵合金被开发和应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
结语
高熵合金以其独特的组成和结构赋予了它一系列优异的性能，使得它在多种工业应用中都有着重要的价值。未来，随着科研的深入和技术的进步，高熵合金的应用领域将会进一步拓宽，为人类社会的进步和发展提供更多的可能性。