研究梯度材料的組織結構及其性能可以加速開發具有優異性能的新成分材料. 

北京科技大學張勇課題組提出一種新方法來制備梯度多組元合金Al-Li-Mg-Zn-Cu——超重力法(即離心). 超重力場會導致材料中各個相的比例發生變化，在離心冷卻過程中 MgZn2將沿超重力方向由金屬間化合物轉變為共晶結構，在合金相中將出現一些結構的波動。文章近期發表于Science China Materials, 2018, doi: 10.1007/s40843-018-9365-8

圖1 超重力分離示意圖

通過實驗條件的優化和系統的表征, 作者發現超重力處理后出現了梯度組織結構和硬度值。沿著超重力方向, 合金的組織結構從大塊金屬間化合物轉化為共晶結構, 同時鋁的氧化物也在離心中被打碎并沿著這一方向梯度分布。

圖2 (a) 超重力狀態下晶界尺寸，(b) 粘度、氧化物含量的梯度分布。

實驗結果表明, 通過短時間離心的超重力方法有望提升合金綜合性能并加快高性能多組元合金的開發。

來源：中國科學材料