Чистые металлы твердеют от высокой температуры и скорости

Группа инженеров Северо-Западного университета (штат Иллинойс, США) установила, что при высокоскоростной деформации и повышении температуры чистые металлы становятся тверже, а не мягче. Результаты исследования опубликованы 14 февраля 2026 года в журнале Physical Review Letters.

Для проведения экспериментов ученые использовали микробаллистическую установку, которая выстреливает микроскопическими частицами в металлические образцы со скоростью несколько сотен метров в секунду. Скорость деформации составила 100 миллионов процентов в секунду, что в тысячу раз быстрее, чем моргание человека.

При температуре около 155 градусов по Цельсию образцы чистого никеля и золота продемонстрировали аномальное упрочнение вместо ожидаемого разупрочнения. По словам первого автора исследования Криса Шу, причина этого явления кроется в атомных колебаниях: при сверхбыстром воздействии атомы металла вынуждены двигаться быстрее, чем обычно, и начинают сопротивляться деформации. Повышение температуры усиливает эти колебания, создавая дополнительный барьер.

Эффект упрочнения характерен исключительно для химически чистых металлов. Добавление 0,3 процента примесей полностью устраняет аномалию — сплавы продолжают подчиняться классическому правилу размягчения при нагреве.

Полученные данные открывают перспективы для разработки материалов для гиперзвуковых летательных аппаратов и защитных корпусов космических спутников, устойчивых к столкновениям с микрометеоритами.

Источник: Interesting Engineering