传统上，合金的发展主要集中在改进合成工艺或调整传统金属合金的成分组合。
2003年，现为牛津大学名誉教授的布赖恩·康托尔和其他同事发表了关于开发新合金的研究。几个月后，国立清华大学的材料科学家叶建伟发表了另一篇论文，将它们命名为高熵合金(HEAs)。
这些hea(也称为成分复杂合金，多成分合金，或多主成分合金)改变了传统的合金制造方法，即将一种基本元素与另一种或两种元素的一小部分结合。
在hea中，没有单一元素占主导地位——相反，它们是4种或4种以上金属元素的组合，通常(尽管不完全)以相等的比例混合。除了陶瓷和氧化物提供的额外可能性之外，使用60到70种元素的机会为发现许多新的金属合金材料创造了潜力。
由于不同元素的组合改变了驱动材料中不同相(物质的均匀状态)形成的热力学因素，它影响了材料的宏观性能，如强度、硬度和延展性。
康托尔和他的同事们发现，在他们制造的合金中，由钴、镍、铬、锰和铁组成的单相占主导地位。同时，它们结合了延展性和高强度，在超冷温度下，它们不会变得越来越脆，而是变得更加坚硬。
显然，作为一种新型结构材料的来源，HEAs在高温下不会融化，更轻，更坚固，更耐氢脆或腐蚀，有潜力改变许多功能性应用，如电池，热电，光伏和催化剂。
考虑到对密度或熔化温度等特定性质的研究，可以通过计算筛选，应用排除不相容竞争者的测试来加强合适的新合金的开发。
一种称为相图计算(CALPHAD)的计算工具使用数据来预测合金在不同温度、压力和成分下的相结构，突出了某些化合物在特定应用中的潜力。除了消除不合适的合金组合外，后续的测试数据还可以重新用于改进机器学习，以便更好地进行后续预测。
虽然仍然是一个具有挑战性的领域，但组合和高通量(CHT)筛选可以测试新合金，以收集有关其性能的信息。新材料将为新技术打开大门，新合金的潜力可能为勘探提供一个丰富的煤层。
