高/中熵（High/Medium entropy alloys, HEA/MEA）合金，又称多主元合金（Multi-principal element alloys, MPEA）的发现与发展为物理冶金学带来了新的生机。这种基于化学复杂浓缩单相固溶体的新型材料设计理念，打开了相图成分空间中广阔的未被探索中心区域，带来了诸多优异的力学、物理与化学性能。由此，多主元合金引起了各学科领域的浓厚兴趣。虽然近年来文献中有大量关于多主元合金新奇性能的报道，但这类合金的塑性变形机制，特别是与化学无序结构的关联尚不明晰。理论上，晶体的初始塑性通常是基于多种预先存在的结构缺陷形核位错引起的，故而理解多主元合金中的塑性载体形核过程十分重要。另一方面，塑性相关的迟滞扩散效应，在高熵合金的概念确立时就被认为是高熵的核心效应之一，但其成立与否至今还存在争议。此外，早期学界对多主元合金的普遍认知是高混合构型熵降低自由能，从而提供相稳定性。多主元合金的化学无序确实带来了与传统合金截然不同的物理性质，然而其中依旧存在一部分问题无法解释，特别是近期实验上的报道直接观测到化学短程有序结构，这些发现对混合熵主导的热力学稳定性观点提出了严峻挑战。在这一背景下，学界有必要探究化学短程序的存在对多主元合金稳定性与塑性变形的影响。最后，原子尺度的模拟，特别是分子动力学的固有缺陷是结果过度依赖经验势函数的准确性，而对于多主元体系经验势函数的开发成本远超经典的单质或二元体系。基于机器学习势函数的原子级模拟有效解决了精度和成本折中的问题，为多主元合金的计算模拟开辟了新的道路。为此，我们开展了如下研究：

（1）基于分子动力学模拟、密度泛函理论研究了多主元NiCoCr合金中基于预设嵌入纳米级孔洞的非均匀位错形核行为。通过对可能的最小能量路径进行原子可信度的探索，借助连续介质力学模型分析位错形核动力学行为，并且与单质金属铜中的相同塑性机制进行了系统比较。计算发现多主元合金中位错崎岖形核路径导致了位错临界形核应力的额外热软化效应和应变率敏感性，这与实验的观察结果一致。计算表明，额外温度软化效应与多主元合金的高总熵有关，其中构型熵相比于振动熵在其中起主导作用，后者与化学无序耦合微弱，大小主要取决于温度变化。NiCoCr合金中相对较小的激活体积导致了额外的应变率敏感性。该论文的计算与力学分析策略，提供了实验现象背后的原子细节以及可能的物理图像，强调了在一般复杂浓缩合金中，构型无序对位错承载的塑性变形机制起到了关键的调节作用。

（2）采用原子模拟定量评估了化学短程序（CSRO）对具有代表性的NiCoCr中熵合金扩散动力学的影响。为此，我们引入了一个物理有序度参数，用以量化化学短程序与扩散系数之间的关联。分子动力学模拟表明，化学短程序，而不是通常认为的化学无序，有助于抑制扩散并局部化承载扩散的结构缺陷。我们观察到扩散激活能与化学短程序之间存在正相关，这为计算发现的化学有序引起扩散动力学减慢提供了理论支持。此外，计算揭示了扩散激活能与激活熵之间存在线性关系，这与Meyer-Neldel定律一致，复现了实验结果。以上观点有助于厘清化学短程序与多主元合金塑性变形中的复杂交互作用。

（3）利用双谱系数作为描述符训练了MoNbTaW体心立方多主元合金的神经网络势函数，使用该机器学习势函数研究了化学短程序对MoNbTaW力学行为的影响。神经网络势函数提供了一个具有泛化能力的经典力场，但其精度可与密度泛函理论相媲美。我们利用这种机器学习势函数系统研究了化学短程序对MoNbTaW多主元合金的弹性、振动、塑性和强度等各方面影响。研究结果发现MoNbTaW中Mo-Ta对之间存在显著吸引力，导致了局部有序B2相的形成。这些团簇不仅可以通过退火温度来调节，还可以通过组分Nb的含量调控。化学短程序的存在导致高频声子模式的增加，并为位错运动引入额外的晶格摩擦阻力。计算辅助的研究方法有助于多主元合金有效的成分筛选，为设计具有优异力学性能的新型多主元合金铺平了道路。