Studie: Erstaunliche Festigkeit von Metallen bei extremer Hitze

Forschende am MIT haben entdeckt dass Metalle bei extremen Einschlägen stärker werden wenn sie erhitzt werden. Dieses überraschende Phänomen könnte die Entwicklung von Materialien für extreme Umgebungen revolutionieren wie Schutzschilde für Raumfahrzeuge oder auch für den 3D-Druck kann diese Methode eine Rolle spielen.

Traditionell wird davon ausgegangen, dass Metalle bei Erwärmung weicher werden, was unter anderem bei der Schmiedearbeit genutzt wird. Die Forschungsergebnisse des Teams um Ian Dowding, Doktorand am MIT, und Christopher Schuh, ehemaliger Leiter des Fachbereichs Materialwissenschaften und nun Dekan an der Northwestern University, weisen jedoch nach, dass unter bestimmten Bedingungen das Gegenteil der Fall ist: Metalle können, wenn sie von Objekten mit extrem hoher Geschwindigkeit getroffen werden, stärker statt schwächer werden.

Diese Erkenntnisse könnten insbesondere für die Entwicklung von Materialien, die in extremen Umgebungen wie dem Weltraum oder in der Hochgeschwindigkeitsfertigung eingesetzt werden, von Bedeutung sein. In ihrer Studie beschossen die Forschenden Metallplatten mit winzigen Saphirpartikeln, die durch Laserstrahlen auf hohe Geschwindigkeiten beschleunigt wurden. Diese Partikel, nur wenige Mikrometer groß, zeigen, dass bei sehr schnellen Aufprallgeschwindigkeiten und erhöhten Temperaturen die Metalle eine erhöhte Festigkeit aufweisen.

Die Ergebnisse sind besonders relevant für Bereiche wie den Schutz von Raumfahrzeugen oder die Entwicklung neuer Fertigungstechnologien. Laut Schuh könnte die Anwendung dieser Erkenntnisse zu neuen Ansätzen in der Materialauswahl führen, wobei auch weniger feste, aber kostengünstigere oder einfacher zu verarbeitende Metalle unter extremen Bedingungen verwendet werden könnten.

Abschließend betont die Forschungsgruppe, dass die Techniken, die zur Entdeckung dieses Phänomens führten, auch auf andere Materialien und extreme Situationen angewendet werden könnten. Dies öffnet die Tür für weiterführende Studien, die möglicherweise die Materialwissenschaft erheblich vorantreiben werden, indem sie zeigen, wie Materialien sich unter extremen Stressbedingungen verhalten.