在人类探索材料科学的征途中，一直渴望找到一种材料，它既像陶瓷一样耐磨，又像金属一样柔韧。然而这两种特性往往是难以兼容。在国家自然科学基金项目（批准号：52127808、52471185、52271155等）资助下，科学家们不仅打破了这一困境，更开创性地提出了一种“熔化熵”主导的全新设计理论。

　　燕山大学王利民、刘日平教授团队以《兼具陶瓷强度与金属韧性的块体金属玻璃》（Ceramic-like strength and metallic toughness in a bulk metallic glass）为题，于2026年4月22日在《自然》（Nature）期刊上发表他们在非晶合金材料研究领域中取得的新进展。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10430-w。

　　非晶态材料作为物质的重要存在形态之一，由于其原子结构呈长程无序状态，展现出晶态材料难以实现的独特物理与化学性能。然而，当前非晶材料的成分设计，仍主要依赖多组元“混乱原则”与深共晶经验规则，缺乏可预测的理论指导，难以摆脱低效率的试错式开发模式。如何突破传统经验范式，实现非晶合金成分的定向设计，始终是该领域亟待解决的核心科学问题，尤其在高温服役等极端应用场景中尤为关键。

　　本研究创新性地提出一种由“熔化熵”主导的热力学驱动设计模型：基于低熔化熵相的结构遗传性原理，将混合热力学行为与组成元素的电子结构特征相耦合，实现对刚性短程有序构型的选择性稳定与调控，成功设计并制备出一类新型Re-Co-Ta-B块体金属玻璃，断裂强度约6.43 GPa，达到陶瓷级别，同时保持了约30 MPa·m^1/2的金属级断裂韧性。此外，该合金还表现出优异的高温稳定性与环境适应性：在900 K条件下仍保持约4.4 GPa的高强度，并在氧化及腐蚀环境中具备良好的性能稳定性，体现出卓越的极端环境服役潜力。

　　该成果成功实现了兼具超高强度、高韧性与高热稳定性的铼基块体非晶合金设计与制备，突破了传统金属材料与结构陶瓷两者之间的强度与韧性边界。相关研究为极端环境结构材料的开发提供了全新思路与材料体系，在航空航天、高端装备制造等战略领域具有重要应用前景。

图 材料强度—韧性关系的Ashby图。基于熔化熵制备兼具陶瓷强度和金属韧性的耐高温铼基块体非晶合金