再造元素週期表新生命--高熵合金-工程技術

清華大學材料科學工程學系葉均蔚教授於1995年逆向思考，認為多元素下會產生高熵效應，促進融合，旋即他在無論文及書籍參考下，探索前進開疆闢土，於 ... 跳到主要內容區塊 生命科學 人文社會 工程技術 自然科學 電子報 再造元素週期表新生命--高熵合金 :::首頁/工程技術/再造元素週期表新生命--高熵合金 作者葉均蔚 簡介葉均蔚教授於1980年取得清華大學材料科學工程系博士，2017年成為特聘教授，並兼高熵材料研發中心主任。

2000年獲教育部產學合作獎;2003年獲侯金堆傑出獎;2015年獲中國材料科學學會會士;2016年獲科技部傑出研究獎;2017年獲陸志鴻紀念獎章;2019年獲中技社科學貢獻獎及美國高熵合金高峰會的非凡貢獻獎(ExceptionalContribution);2020年獲第二十七屆東元獎，專長包括傳統合金與高熵合金，目前致力於高熵合金研發及產業化。

單位國立清華大學 標籤 高熵合金 極端高熵合金 高熵抗菌合金 分享文章 基於國際授權條款4.0，您可免費分享此篇文章 工程技術 圖文 2020年12月21日 　　自古以來，材料的製造都存在牢不可破的迷思：認為當合金元素添加種類越多比例越高時，越難熔合，即使熔合，也會形成大量脆性化合物，變得一無是處。

清華大學材料科學工程學系葉均蔚教授於1995年逆向思考，認為多元素下會產生高熵效應，促進融合，旋即他在無論文及書籍參考下，探索前進開疆闢土，於第9年（2004年）正式發表高熵合金（High-EntropyAlloys）概念的論文及另4篇高熵合金論文，迄今已發表140餘篇論文，他不僅為之取名高熵合金，更定義高熵合金為五種以上的主元素混合，每個主元素原子百分比介於5%至35%之間，每個次元素小於5%。

他因而開啟了「高熵合金」新領域，全球高熵論文呈指數成長，至2020年10月已超過5,500篇，因此他的新配方觀念，賦予了元素週期表新生命，產生無限的配方組合及性質。

目前他進一步將高熵合金導入產業界，應用於航太、高端機械、民生等產業，以突破瓶頸、增加效率、降低成本及節約資源。

高熵材料可應用產業及實際產品   材料為工業科技之母，高熵合金創造材料新紀元 　　“高熵合金”為革命性的合金觀念，翻轉自古以來以一個元素為主的配方觀念，顛覆合金元素越多，越容易脆化的迷思，此材料新領域，源於臺灣清華大學葉均蔚教授1995年的發明，他為“高熵合金（High-entropyalloys）”命名、定義，更論述高熵合金基本原理及四項核心效應：高熵、緩慢擴散、晶格扭曲以及雞尾酒效應，此新配方觀念下的合金可展現特殊優異性質，突破傳統材料的瓶頸，包括性能不足、成本昂貴或製程有危害人體等，並獲得臺灣、中國大陸及日本發明專利。

  Nature報導肯定高熵合金源於臺灣 　　葉均蔚教授與其團隊於1995年至2003年間累積大量研究數據及成果，2004年首度公開發表5篇高熵合金論文，爾後，每年平均發表10篇高熵合金論文，此發明自2004年發表後隨即引發世人重視及跟進，於2012年起高熵合金及相關材料論文呈現指數性成長，如圖1，2016年Nature更對高熵合金做專題報導「金屬調酒學-合成更強更韌更延合金」。

此報導肯定了高熵合金新領域，且肯定了臺灣為發源地的事實。

  成立世界第一個高熵材料研發中心 　　2018年在科技部及教育部補助下，成立世界第一個高熵材料研發中心。

共有30位教授參與不同主題的研究，不但追求學術卓越且落實產業之應用。

高熵合金更被證實可具備比商用傳統合金更高硬度、耐溫、耐磨耗、抗腐蝕、抗沾黏及低成本等特性，因而可應用於民生、智慧機械、綠能科技、國防、航太等產業。

  高熵材料的產業化 　　2020年7月科技部補助價值創造計畫，衍生創立高熵材料科技公司，以將高熵材料科技商業化，供應高熵材料給產業界，突破產業界面臨的傳統材料瓶頸，提高競爭力及擴大市場應用層面。

所選定的高熵產品如下(如圖2)： 極端高熵合金線性滑軌之滑塊可取代傳統滑塊材料。

極端高熵合金油井軸承可取代傳統鈷基合金，廣泛應用在鑽油井、化工、地熱及相關產業。

極端高熵合金所製擠型模可用為1500℃以上高熔點合金之熱擠型。

高熵無火花合金所製工具，其產品性價比高且無毒性，可取代現行使用具高毒性且昂貴的鈹青銅防爆工具，用於易爆易燃的工作場所。

高熵抗菌合金可應用於民生刀具及後疫時代的抗菌欄杆、抗菌把手等。

圖1：全球每年高熵論文數成長曲線(至2020年9月底)   圖2：高熵合金產品應用，左上為CNC加工機臺用第四軸蝸輪、左下為高熵抗菌刀、右上為極端高熵合金油井軸承、右下為無鈹無火花工具。

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