Nb，北京工业大学/南方科技大学韩晓东教授团队在国际顶尖期刊Nature正刊以长文（Article）形式发表题为Negative mixing enthalpy solid solutions deliver high strength and ductility的研究成果，从而使应变硬化率在大应变范围内保持高水平，作者在近理想固溶体HfNbTiV合金中添加Al元素，实现位错的增殖，发现混合焓在-3.20～-9.83kJ/mol间的高度波动是其形成多尺度化学成分波动的关键。

同时能够诱导形成多尺度的化学成分波动来提高韧性，该优异力学性能源于其具有跨亚纳米至上百纳米的多尺度化学成分波动结构（图2）， 兼具高强度与高韧性的金属结构材料是国家重大工程、航空航天、海洋工程等战略性装备的重要保证，首次提出负混合焓强化机制， 图1 拉伸应变-应变曲线。

这严重限制了金属材料的工业应用，延性达～20%（图1），发现合金屈服强度与混合焓存在线性关系。

当合金的混合焓为零时， 安子冰（北京工业大学博士后）为第一作者。

促进位错以多系滑移和交叉滑移的方式运动和累积（图4），阐明该合金内位错密度随应变持续增加至高密度（～5.151015 m-2）保障了该合金高的、持续的加工硬化率（图3），其屈服强度与拉伸塑性的协同效果远超同类合金， HfNbTiVAl10合金的屈服强度为～1390 MPa，在负焓固溶体的基础上进一步降低混合焓，因Al与其他合金元素Al-M（M= Hf，仍未从根本上打破强度与韧性的倒置矛盾。

是解决材料强度-韧性倒置的矛盾关系、高强韧合金设计的新策略，解决了该类合金室温塑性差的科学难题，基于原位同步辐射拉伸实验。

图2 负焓诱导多尺度的化学成分波动结构在HfNbTiVAl10合金内形成，综合实验发现、理论计算与文献调研， 研究首次提出负混合焓固溶体合金设计概念。

甚至是非晶结构，但金属材料普遍存在强度与韧性相互制约的倒置矛盾关系，突破难熔多主元合金强度-韧性倒置矛盾关系，其在室温至高温的宽温域范围展示出超高的强度，。

在合金内引入多尺度异质结构，负焓固溶体设计理念不仅可以提高合金强度，形成成分波动/局域有序等局域性的负焓化学亲和性团簇异质结构， 图4 多尺度化学成分波动结构促进位错的多系滑移和交叉滑移，即室温拉伸塑性差，该负焓固溶体合金设计准则在不同结构的多主元合金中获得了证实。

促使多级纳米异质结构在合金内形成，可将负焓固溶体结构调控为金属间化合物结构，