香港理工大学（理大）先进制造研究院及碳中和资源工程研究中心成员、工业及系统工程学系助理教授陈子斌教授带领的研究团队，在极低温结构金属材料领域取得两项重大突破，成功攻克材料在超低温环境下同时兼具高强度、高塑性及高韧性的长期挑战，破解「冷脆性」难题。两项研究成果已分别发表于顶尖学术期刊《自然 ‧ 通讯》（Nature Communications）。
突破一：首创「负曲率界面」工程 实现超卓极低温强韧性能
传统合金在极端低温下往往出现性能退化和脆化现象。为解决这一问题，团队首创「负曲率界面」（Negative-Curvature Interface）调控策略，透过调控散布在合金内部纳米微粒的几何曲率，从而促使合金材料在受力变形的过程中形成密集的「分级层错」。这种纳米机制显著增强了合金的加工硬化能力与耐损度。
团队所设计的新型合金，由镍、钴、铬、铝、钽等元素（NiCoCr-AlTa）组成，在液氮温度（77 K）下展现出破纪录的力学性能：屈服强度约 1.30 GPa、极限抗拉强度约 1.80 GPa、拉伸延伸率达 50%、断裂韧性高达约 213 MPa·m¹/²。该NiCoCr-AlTa合金达到了前所未有的强塑韧性组合，且可透过传统工艺制成，无须依赖复杂的新型加工设备，为未来大规模工业化生产及工程应用奠定了坚实基础。该项成果题为《负曲率界面实现合金在77 K下强度—延展性—韧性的协同提升》。
突破二：结合增材制造技术 构筑超高强度「分级纳米有序结构」
在另一项研究中，陈教授团队将金属增材制造（3D打印）技术与特定的后续处理工艺结合，于NiCoCr基中熵合金中成功构建出「分级纳米有序结构」。该策略透过在材料受力变形过程中依序激活位错源，产生高度协同的加工硬化效应，使材料于变形过程中持续强化。实验结果显示，该合金在液氮温度下达到破纪录的超高强度：屈服强度约 2.0 GPa、极限抗拉强度约 2.4 GPa、均匀拉伸延伸率达 22%。该研究题为《分级纳米有序结构实现中熵合金卓越的低温强度—延展性协同效应》。
两项互补呼应的突破性成果，标志着低温结构材料发展的重大里程碑。研究在实现卓越力学性能的同时兼顾量产可行性，为未来深空探测及深海探索技术提供关键的材料支撑。
网上报导：
Mirage - https://polyu.me/4yBHWiW
巴士的报 - https://polyu.me/4shBbkO
EurekAlert - https://polyu.me/3UoBBcz
| 研究部门 | 先进制造研究院 | 碳中和资源工程研究中心 |
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