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開闢高熵合金領域~葉均蔚教授樂當領航員

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撰文、攝影/陳千惠

 

  「靈感」往往是在無意之間降臨,不過,即便是無意,也可能是蘊釀多時的結果。1995年葉均蔚教授在開車經過北埔、關西鄉間,幽雅的風景讓他放慢車速,突然有個念頭出現,他想或許這可以解決他的研究瓶頸。

  在清華大學材料科學工程系任教的葉均蔚教授回到新竹後,沒有忘記他腦中的靈感,以突破傳統合金的做法,請黃國雄研究生在陳瑞凱教授的協助下熔製第一個高熵合金塊,當時裂成數塊令人失望,不過,請學生再多熔幾道次就得到完整的塊材了,他於是找到合金新領域的曙光──高熵合金,經過數年探索沈潛,從2004年開始發表論文,至今儼然成為高熵合金的領航員。

  熵(entropy)是熱力學上代表亂度的一個參數,「高熵合金」指的是至少五種金屬元素,以每種不超過35%的原子比例混搭,產生高熵效應,若以常用的13種金屬元素計算,至少可以創造出7099種的高熵合金系統,因此有很大的發展空間。

  當初葉教授是想要解決合金領域中快速凝固法的瓶頸,決定試試突破傳統合金配方的做法,從約等比例的多元合金配方下手。「以前沒有人配綜合果汁的合金吧?」葉均蔚教授笑著說,他找遍文獻沒有高熵合金的研究,大家做的都是以某個金屬為主(超過50%)再搭配其它少數金屬的合金,連「高熵合金」這個名詞都是他命名的。

 
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高爾夫球桿是高熵合金可能的用途之一

  一開始他走得戰戰兢兢,也整合其他專長教授一起研究,沈潛七、八年未曾發表相關論文,免得被其它國家趕上。目前葉教授因高熵合金獲得「侯金堆傑出榮譽獎」,除獲得國科會及經濟部的經費支持外,工業技術研究院材料研究所也取得清大的授權,發展多項前瞻技術研究。

  「高熵合金」具有不同的特性,有些「高熵合金」耐高溫(攝氏1000度以上)、超堅固,可以做為模具或各種合金產品,像是汽車零件、高爾夫球桿頭、電子鍍膜,甚至是噴射引擎等軍用品,因此不僅吸引相關業者,美國海軍、空軍研發中心亞洲辦事處人員也將來台灣拜訪他。

  每天埋首研究的葉均蔚說起至今最讓他覺得開心的是,當國際知名的金屬專家Professor Ranganathan 在2004年到台灣拜訪他時,露出一臉不可置信的樣子問他:「你怎麼會有這種點子?」,受到這位他一向崇敬的學者矚目,讓葉教授感到十分光榮。

  葉均蔚強調:做研究要不畏挑戰、也必須耐得住寂寞。深信「一切早有安排」的他並不坐以待逸,反而積極進取,工作到深夜,「樂在研究」是他最好的寫照。

 
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