高熵合金良好的高温稳定性和慢扩散效应使其具有作为高温结构件材料应用的潜力,然而对高熵合金单晶体的研究寥寥无几,使得高熵合金在高温领域的应用没有得到充分挖掘。本研究以FCC结构FeCoCrNi系高熵合金为研究对象,通过布里奇曼法对高熵合金进行定向凝固,辅以界面快速淬火的方式研究合金元素Al和Mo对高熵合金定向凝固的固液界面形态、溶质再分配以及晶体生长方式的影响;通过增减主元数改变高熵合金构型熵,形成单相、均质、同结构的高熵合金,研究构型熵对高熵合金定向凝固行为的影响;对制备出的高熵合金单晶体进行力学性能分析,以冷轧变形和退火二次硬化的方式对高熵合金单晶材料进行强化。实验结果表明:对于非均质,但具有单相FCC结构的高熵合金Al_0.3CoCrFeNi和Mo_0.2CoCrFeNi,Al和Mo在合金中以溶质形式存在,并显著降低了定向凝固界面的稳定性。对于均质、单相FCC结构的高熵合金CoCrNi和CoCrFeNi,随着构型熵的增加,界面张力增大,固液界面稳定性越好,枝晶尖端圆角半径越小,侧向分枝结构比尖端分叉结构更为稳定,易形成二次枝晶。对于均质、单相BCC结构的高熵合金AlCoCrFeNi,在抽拉速度大于50μm·s^-1时晶体生长滞后,大量自由形核在界面前沿形成,堵塞了原有树枝晶的生长通道,凝固过程变为液相中自由形核并长大的过程。树枝晶的生长方式对竞争行为影响很大,在具有较强枝晶尖端分叉不稳定性的合金中,枝晶能在尖端分裂-竞争生长-分裂的循环方式下发生偏转,最终枝晶的一次主干逐渐平行于热流方向,并且枝晶分叉会取代一次晶轴参与枝晶的竞争生长,枝晶尖端分叉造成的生长角度变化会使得枝晶可以在两个方向上占据有利的竞争地位,更易于形成反常淘汰。在定向凝固行为研究结果的指导下,制备出了Al_0.3CoCrFeNi、Mo_0.2CoCrFeNi、Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi、Al_0.4CoCrFeNi四种高熵合金单晶体,并对单晶体进行了拉伸力学性能测试,其中Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi和Al_0.3CoCrFeNi塑性最好,延伸率达到了170%。四种高熵合金单晶体经应变率为78.6%冷轧和500℃退火120分钟处理后,强度均提升将近10倍,其中Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi抗拉强度最高,达到了2.2 GPa,拉伸断裂方式表现为脆断。组织分析结果表明:Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi单相FCC单晶中形成了少量FCC有序相和大量纳米亚晶粒;Al_0.4CoCrFeNi中形成了少量的L1₂有序相。Al_0.3CoCrFeNi与Al_0.4CoCrFeNi高熵合金单晶在轧制后低角度界面数量增加,但仍保持原有的单晶状态;Mo_0.2CoCrFeNi和Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi高熵合金单晶在轧制和退火处理后形成了大量高角度界面,其中Mo_0.2CoCrFeNi新增加了大量的[111]取向织构,Al_0.2Mo_0.2CoCrFeNi产生了大量的[111]与[100]取向织构,未能保持原有的单晶状态。