Учёные научились делать сверхпрочные металлы пластичными при комнатной температуре, увеличив их прочность в 6–10 раз относительно стали

Наномеханические испытания проводят на сканирующем электронном микроскопе в Центре электронной микроскопии Пердью. Источник: Purdue University

Интерметаллиды (интерметаллические соединения) — класс материалов, состоящих из двух или более металлов с упорядоченной кристаллической решёткой. Они известны высокой прочностью, термостойкостью и устойчивостью к ползучести, из-за чего применяются в экстремальных условиях, например в турбинах и авиационных двигателях. Однако их ключевая проблема — хрупкость при комнатной температуре, что ограничивает использование в инженерных конструкциях.

Инженеры из Университета Пердью (Purdue University, США) сообщили, что смогли добиться редкого сочетания высокой прочности и пластичности в интерметаллиде CoAl (кобальт-алюминий).

Обычно такие материалы разрушаются из-за отсутствия достаточного числа дислокаций — микроскопических дефектов кристаллической решётки, которые позволяют металлу деформироваться без разрушения. В новой работе учёные искусственно сформировали эти дефекты прямо в процессе получения материала с помощью магнетронного напыления — метода нанесения тонких металлических слоёв из паровой фазы.

Ключевым элементом стала структура, получившая название framework of amorphous interfaces (FAIs) — «каркас аморфных интерфейсов». Это переходные границы между слоями материала, которые частично остаются неупорядоченными и затем кристаллизуются при деформации, стимулируя образование дислокаций. Такой механизм позволяет материалу одновременно выдерживать нагрузку и не разрушаться хрупко.

В экспериментах CoAl-структура показала предел текучести около 6 ГПа, что примерно в 6–10 раз выше, чем у высокопрочной стали. При этом материал выдерживал до 15% пластической деформации при сжатии при комнатной температуре — редкое сочетание для интерметаллидов.

Для изучения поведения материала использовалось механическое тестирование в сканирующем электронном микроскопе, позволяющее наблюдать деформацию в реальном времени на микроскопическом уровне. Дополнительно молекулярное моделирование показало, как интерфейсы переходят в кристаллическое состояние и запускают движение дислокаций.

Авторы работы отмечают, что подход может быть распространён и на другие интерметаллические системы. Технология может открыть путь к созданию новых конструкционных материалов для авиации, энергетики и космической техники, где одновременно требуются высокая прочность и способность материала не разрушаться под нагрузкой.

Источник: https://www.ixbt.com/news/2026/06/22/uchjonye-nauchilis-delat-sverhprochnye-metally-plastichnymi-pri-komnatnoj-temperature-uvelichiv-ih-prochnost-v-610-raz.html