新近快速涌现的多主元高/中熵合金颠覆了由一种或两种金属主元构筑的传统合金设计理念，因其具有高强韧塑性、抗辐照、耐冲击等一系列优异的力学性能，在空天、能源等领域显示出广阔应用前景。然而，受困于多种金属主元在拓扑周期性晶格随机占位所引起的复杂局部原子环境和化学短程序的影响，作为塑性变形重要载体的位错如何在高/中熵合金形核与演化仍为难解之谜。近期，中国科学院力学研究所非线性力学国家重点实验室冲击动力学与新型材料力学性能课题组在这方面取得新进展。

　　研究人员以三元Ni-Co-Cr中熵合金体系为研究对象，首先采用分子动力学模拟，结合过渡态理论，考察了位错形核过程中原子的演变情况，发现位错形核过程中伴随着局部fcc-bcc的结构转变，这类bcc缺陷原子作为位错形核的前驱体，促进位错的形成。进一步研究发现这类bcc缺陷多集中为Cr原子。

　　为进一步确定这一bcc诱导的位错形核机制，研究人员利用蒙特卡洛方法建立准随机原子模型，进行第一性原理单轴拉伸计算。结果再一次表明，位错形核前总是伴随着bcc原子的产生，且这些bcc原子以Cr元素为主，验证了位错形核过程中bcc团簇的关键作用。

　　进一步，通过电子结构计算确定了位错形核过程中bcc缺陷结构产生的电子起源。研究发现，Cr元素表现出明显的电子局域化行为，这一局域化行为使得Cr原子键的变形协调性降低，容易产生应力集中。而且，Cr原子周围原子密度较低，导致Cr原子键抗变形能力较低。Cr原子特殊的电子结构，导致变形过程中周围电子结构的坍塌，从而形成bcc结构，进一步促使位错的形核。