近日，中国科学院力学研究所造出了一种超硬（达到48.3GPa）的高熵合金氮化物薄膜，以后可以用于航空航天、交通、能源等领域。
提起合金，我们都很熟悉：青铜、黄铜、铝合金、钛合金、不锈钢……作为工程技术中最重要、用量最大的金属材料，钢铁就是铁与碳、硅、锰、磷、硫以及少量的其他元素所组成的合金。其中除铁以外，碳的含量对钢铁的机械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。
青铜也是一种合金，它由铜和锡组成。在人类文明史上，青铜器的出现和使用，标志着人类从原始文明（石器时代）进入了农业文明（青铜时代）。人类生产合金即是从制作青铜器开始，6000年前古巴比伦人就开始提炼青铜了。中国也是世界上最早研究和生产合金的国家之一，在距今3000多年前的商朝，青铜工艺已经十分发达。
近年来，合金家族还出现了一支新秀——高熵合金（High-Entropy Alloys，HEAs）。高熵合金含有五种或五种以上等原子比或者接近等原子比的金属元素，各个元素的原子百分比在5%-35%之间。2004年，台湾新竹清华大学叶均蔚教授和英国牛津大学Cantor教授正式提出了多主元合金的设计理念。高熵合金和传统合金最大的不同是：主元素多，各元素随机地占据在晶格的位点上。
在高熵合金这支新秀里，其实还有一位新朋友——高熵合金氮化物薄膜（High Entropy Alloy Nitride Films，HEAN films）。它是块体高熵合金体系的衍生产物，以薄膜的形式呈现，其厚度通常为微米级，一般制备在某种材料基体的表面，所以是一种表面改性技术。
近日，中国科学院力学所夏原研究团队就在研发Al-Cr-Ti-V-Zr-N高熵合金氮化物体系的工作中，取得了重要进展：他们在碳化钨（WC）硬质合金刀具上所制备的薄膜达到了超硬水平（48.3GPa）。
夏原研究团队在自主研制的气相沉积PVD设备上，利用高能脉冲磁控溅射（HiPIMS）构建了一个高离化率的高熵合金等离子体成膜环境，并通过基体偏压技术实现了对到达基体表面的离子能量和通量的控制。研究结果表明，在强离子轰击效应作用下，薄膜的微结构形貌玻璃态化，晶粒尺寸细化，表面粗糙度改善。
中国科学院力学所夏原研究团队研发的HiPIMS制备技术，使得高熵合金氮化物薄膜（AlCrVTiZr）N的硬度达到了超硬水平，为高性能的高熵合金氮化物薄膜的设计和制备提供了一种新的思路。