高熵合金突破了传统合金以一种或两种元素为主要基元的设计思路,通常由四种或四种以上元素组成,且每种元素的原子比不少于5 at.%。这种新的合金设计理念打破了以往合金设计的藩篱,拓宽了合金的研究范围。高熵合金特有的高熵效应、缓慢扩散效应、晶格畸变效应和“鸡尾酒”效应,其通常表现为高强高硬、耐磨耐蚀及抗氧化等超越传统合金性能的特性,使其具有巨大的理论研究价值和广泛的工业应用潜力。通过熵值对高熵合金和中熵合金的分类进行了重新划分,是对以往高熵合金定义和分类的补充。本课题利用高熵合金的设计理念进行面向核能体心立方高熵合金的开发。对所设计的“伪二元”VCrFeTaxWx（x=0.1,0.2,0.3,0.4和1）系低活化高熵合金及贫铀高熵合金U-Nb-Zr-X（Ti/Mo）进行电弧熔炼制备,并研究成分对合金组织及性能变化规律的影响。（1）采用高熵合金相形成规律进行合金设计,研究低活化高熵合金VCrFeTaxWx的相组成、显微结构、力学性能、抗腐蚀性能、热稳定性及热变形行为,并研究了 Ta和W含量的变化对合金组织及性能的影响规律。通过高熵合金相形成规律对合金相组成的预测与实验结果基本一致。热处理和热分析（DSC）结果表明,VCrFeTa0.1W0.1和VCrFeTa0.2W0.2合金具有良好的结构稳定性,在1400℃以内未发生相变反应。随Ta和W含量的增加,显微硬度升高,塑性降低。其中VCrFeTa0.1W0.1和VCrFeTa0.2W0.2合金的压缩屈服强度分别为1341 MPa和1742 MPa,且其塑性分别为42.2%和35.7%,表现出优异的力学性能。VCrFeTa0.1W0.1在3.5 wt.%NaCl溶液中表现出较强的耐腐蚀性能,其腐蚀电流密度和点蚀电位分别为0.066μA/cm2和1.058 VSCE。对VCrFeTa0.1W0.1和VCrFeTa0.2W0.2合金在600～1000℃时的动态高温压缩变形研究发现,合金在600和800℃时均表现较高的抗高温软化性能,在800℃时的屈服强度分别达到1019 MPa和1033 MPa,且具有良好的塑性。两合金在1000℃以内具有较小的热膨胀倾向,线性膨胀系数低于12×10-6/℃。对在铸态压缩过程中存在塑性失稳现象的VCrFeTa0.1W0.1合金进行了锯齿流变的研究及探讨。该合金在800℃保温300 min时的硬度值达到596 HV0.2,屈服强度达到1612 MPa以及31%的塑性,这种高温硬化能力对于其在高温环境下的服役是非常有利的。通过临界应变与平均应力跌幅值探讨了VCrFeTa0.1W0.1合金的锯齿流变行为,合金的应力降幅值与溶质原子气团的含量及稳定有关。对VCrFeTa0.2W0.2合金进行了高温氧化实验,该合金在650℃时属于抗氧化级别,在700和750℃属于次抗氧化,在800℃时属于弱抗氧化,在900℃不抗氧化。该合金的氧化活化能为197.5 KJ/mol,与Ni基高温合金接近。氧化机制由氧化膜到扩散层从直接接触反应控制转变成扩散控制的氧化机制。研究电子束改性对VCrFeTa0.2W0.2高熵合金组织结构、相组成、硬度及耐蚀性能的影响发现,经电子束轰击后,合金的晶格常数减小,晶粒细化程度明显,显微硬度提高,抗腐蚀性能提高3倍左右。从熵和表面能角度对电子束改性后合金性能改善进行了讨论,固溶度提高,晶粒的细化以及偏析减少,是硬度提高、耐蚀性增强的原因。通过Refined Composite Multiscale Entropy方法模拟揭示了电子束改性后合金腐蚀电流波动与耐蚀性之间的关系。（2）利用高炮合金相形成规律对贫铀高摘合金进行设计,以UNb0.5Zr0.5为基础,通过向合金中添加不同含量的Ti和Mo进行贫铀高熵合金的设计和实验。理论与实验相结合,最终设计出屈服强度和硬度分别为1157 MPa和297 HB的综合性能优异的UNb0.5Zr0.5Ti0.2Mo0.2贫铀高熵合金。