高熵合金是近年来发展的一种新型合金体系，具有较大的晶格畸变特征，展示出了高强度、高硬度、高耐磨性等力学特性。高熵合金通常呈现出高熵驱动的理想随机固溶体结构。因此，类似于传统金属及合金材料，缺乏调控位错等塑性变形载体的能力，高熵合金的强度与韧性之间依旧存在倒置矛盾关系。根据Gibbs自由能理论，混合焓是调控材料显微结构与力学性能的另一个抓手，其完全独立于混合熵并且与其相互竞争。然而，利用混合焓调控材料微观结构及力学性能在国际领域基本属于空白。课题组通过对系列高熵合金研究结果的梳理与总结，并结合对材料热力学与电子显微学的认识，阐明了混合焓对材料显微结构与力学性能的影响机制。本文综述了课题组针对材料混合焓-微观结构-力学性能相关性的研究工作，揭示了负混合焓是局部化学有序及成分波动等异质结构形成的本质原因，阐明了负焓合金的强韧化机理，探索了负焓强韧化合金设计路线，建立了混合焓、显微结构与力学性能的内在联系。负焓合金化设计理念不仅为高强韧合金设计提供了范例、更有助于发展先进结构材料新体系，同时也为传统材料的合金化设计提供数据支撑和理论支持。