作为高性能材料与先进制造技术结合的典范，增材制造（AM）多主元合金（MPEAs）近年来备受关注，为先进工业领域复杂零部件的短流程制造提供了创新方案[[1], [2], [3], [4]]。然而，单相面心立方（FCC）结构的合金存在一个显著缺点，即高温下的抗热性能差，表现为温度超过600°C时强度和/或塑性急剧下降[[5], [6], [7], [8], [9]]。以广泛研究的增材制造CoCrNi多主元合金为例，当温度从室温升至700°C时，其强度下降超过50%，并伴随明显的延性-脆性转变[10]。毋庸置疑，尽管这类合金具有优异的抗氧化和耐蚀性能，但这种性能退化已成为其高温应用的关键障碍。
先前的研究表明，增材制造FCC多主元合金中观察到的抗热性能差主要源于增材制造过程中形成的位错胞网络（DCN）热稳定性有限。具体来说，DCN在室温下对协同提升合金的强度和塑性起着关键作用，但只能在600°C以下保持稳定[[11], [12], [13], [14]]。因此，引入弥散第二相颗粒已成为提升增材制造FCC多主元合金热稳定性的主流策略，要么通过成分设计配合时效处理诱导原位析出，要么通过原位掺入陶瓷颗粒（如TiB2、Y2O3）[[15], [16], [17], [18], [19]]。这些颗粒可以提供两个积极作用：(1)有效钉扎胞壁内的位错，降低DCN的粗化和湮灭速率[15,19]；(2)通过Orowan绕过或颗粒剪切机制提供显著的析出强化，补偿高温下位错回复引起的强度损失[19,20]。然而，该策略仍面临重大局限。对于原位析出方法，额外的时效处理可能导致非预期的再结晶和晶粒粗化，从而降低合金性能[17,21]。相反，原位陶瓷颗粒掺杂可以避免时效处理的问题，但增材制造固有的超快熔化和凝固过程容易引发陶瓷颗粒的团聚和偏析，使其成为固有的应力集中点[22]。此外，由于增强体与基体之间的物理不匹配，该方法也面临界面结合问题[23,24]。
值得注意的是，与合成结构材料中广泛采用的颗粒强化策略不同，自然优化的生物材料（如珍珠母和牙齿组织）表现出独特的拓扑互穿相结构，其中一个相通过准三维网络贯穿基体（图1a）[25,26]。研究表明，这种结构不仅能整合不同组成相各自的性能优势，还能促进相间的应力传递，从而使生物材料能够在恶劣环境中生存[25,27]。这自然启发了一个想法：用热稳定的胞相网络（CPN）替代不稳定的DCN，可能是提升增材制造FCC多主元合金抗热性能的有效途径。值得注意的是，Ma等人最近通过构建热稳定的纳米级共晶胞网络实现了AlLaScZr合金高温强度的提升[28]。因此，迫切需要探索这种受生物启发的CPN结构在提升增材制造FCC多主元合金抗热性能方面的潜力。
在这项研究中，我们报道了一种简便策略，通过在增材制造FCC多主元合金中掺杂难熔多主元合金（RMPEA）粉末来构建热稳定的CPN，基于难熔元素在打印过程中倾向于偏析在胞界的这一事实[17]，从而为CPN的形成提供化学驱动力，如图1b所示。具体而言，为了提升增材制造NiCoCr多主元合金的抗热性能，本研究选择HfNbTaTiZr RMPEA作为掺杂粉末，以在当前合金中诱导形成期望的CPN，因为富(Zr, Hf)相被报道在800°C以上具有优异的热稳定性。令人兴奋的是，所开发的(NiCoCr)95(HfNbTaTiZr)5复合多主元合金不仅在室温下表现出优异的强塑性协同，而且具有令人印象深刻的高温性能；甚至在800°C下，仍保留了原始强度的约85%。同时，系统地揭示了其变形机制。当前研究提供了一种有前景的策略，以突破增材制造FCC多主元合金高温应用的瓶颈。
