一種簡單的合金已經獲得了“有史以來最堅硬的材料”的桂冠。在一項新的研究中，由伯克利實驗室的研究人員領導的團隊通過一系列測試發現，這種合金不僅具有令人難以置信的韌性，而且具有高強度和高延展性，在較低的溫度下，這種材料的強度和延展性實際上有所提高，這與大多數已知材料不同。

這種合金含有鉻、鈷和鎳（CrCoNi），它屬於一類被稱為高熵合金（HEA）的金屬。大多數合金是由一種主要的元素和少量的其他元素組成的，但是HEAs包含每種元素的數量相等。這可以賦予它們一些令人印象深刻的特性，例如高強度重量比，隨溫度上升的彈性模量，或超強度和延展性。

在以前的工作中，研究人員發現CrCoNi在-196 °C（-321 °F）左右的低溫下顯示出高強度和韌性。在新的研究中，研究小組調查了它在更低的溫度-253°C（-424°F）下是否可以保持，在這個溫度下，氦作為一種液體存在。果然，它的韌性在防止裂縫擴展方面達到了新的高度。

這項研究的聯合首席研究員羅伯特-里奇說：”這種材料在接近液態氦溫度時的韌性高達500兆帕斯卡的平方根米。”在相同的單位中，一塊矽的韌性是1，航空客機的鋁製機身大約是35，而一些最好的鋼的韌性大約是100。因此，500是一個極為驚人的數字。”

鉻鈷鎳合金晶體結構的顯微鏡圖像，以及對含有錳和鐵的變化的測試（CrMnFeCoNi）Robert Ritchie/Berkeley

通常情況下，材料在較低的溫度下會變得更脆，因此研究小組調查了鉻鈷鎳如何能夠保持得如此好。他們使用幾種類型的顯微鏡來探測受力合金的晶格結構。結果發現，鉻鈷鎳通過一系列以特定順序發生的原子相互作用獲得其冷韌性。晶體中的缺陷被施加的力所取代，直到它們產生障礙，以增加對該力的阻力。該過程的最後一步是將晶體結構從立方體轉換為六方體。

研究小組說，這種材料在面對難以置信的低溫時的韌性可以使它對在深空等極端環境中工作的物體很有用。

該研究發表在《科學》雜誌上。