使用激光诱导的粒子冲击测试进行了高晶率微机械冲击实验，该测试在方法中详细介绍。球形氧化铝微粒尺寸约为12.5±1μm，作为撞击器，因为它们的硬度更高（静态硬度为15.7 ves neiareyered Cu的静态硬度为15.7）34,35）34,35，以将可塑性隔离到构造底物。图1显示了一些典型的结果，其中我们通过高速摄像头跟踪氧化铝颗粒的入站和反弹轨迹，它们会影响铜底物。图1中的三个示例是为条件的紧密相似性选择的：这三个名义上相同的粒子以几乎相同的速度启动，因此非常接近相同的入站轨迹。但是，这三个实验是在20、100和177°C进行的，随着测试温度的升高，颗粒会更加积极地反弹，如增加的回弹轨迹所示，以及撞击后600 NS插图的黑色和白色照片的高度差异。这些结果表明，在较高的温度下，铜的强度较高，因为反弹中会带走更多的动能。这是强度在高速率上的异常温度依赖性的第一个签名。

　　图1中的原始轨迹数据通过对局部塑性变形的独立测量来证实。图1中的上部插图显示了使用3D激光扫描共聚焦显微镜对相同的三个影响（顶行）和平面视图投影（中间行）进行的冲击火山口轮廓测量；在相同的冲击速度下，火山口直径和深度随着测试温度而降低。定量地，火山口容量在室温至177°C之间降低了约2倍。由于火山口体积与强度成反比36，因此图1中的火山口图像独立证实，在这些极端影响条件下，铜在较高温度下正在变硬。

　　图1中的热硬化的两个独立特征（弹跳器的增加和减小的火山口体积）都可以进行定量分析，以提取强度度量，并且在接下来的内容中，我们又采取了这些分析。我们首先查看了更多影响实验的较大的反弹数据。使用恢复系数COR = VR/VI（反弹和冲击速度的比率）来量化反应响应。图2a将COR绘制为双层格式的冲击速度的函数。对于给定的测试温度，较高的影响速度会导致较小的反弹，因为底物的可塑性消散了更多的能量。实际上，图2a中的抛物线缩放是Wu等人30,31开发的可塑性形式，他表明理想的塑料影响遵循了幂律的关系：

　　对于变形底物的不形成撞击器的系数α= 0.78，YD是底物的动态屈服强度，E*是所涉及材料的有效弹性模量，而VY是一个特征性的速度，启动了塑性变形（请参阅补充信息部分，请参见详细信息）。图2a中的数据不仅符合方程式（1）的缩放，而且方程与单个参数的拟合完全预测，即动态屈服强度YD，这是描述影响整个影响的整个持续时间的平均强度度量。在室温下，拟合图2a中的COR数据的铜的动态强度为280 MPa，这些测试的平均应变速率为107 s -1。为了进行比较，在绝对条件下，退火的铜在70 MPa（参考文献37）和涉及冲击的极端条件下（例如Richtmyer -Meshkov不稳定性测试38）具有典型的强度，最多可推断出高达1,000 MPA的优势。这些限制之间的现值代表了大量的硬化，但没有冲击或高压的叠加效果。这种对强度评估的优点是，它平均在整个撞击速度范围内平均微观结构（包括晶界，晶体取向效应和缺陷结构）的局部异质性；这些效果有助于数据中的散射，并提供定量测量不确定性，这是数据与图2A中趋势线的偏离的标准偏差。

　　图2a中更有趣的趋势是测试温度对COR曲线的影响及其封装的动态屈服强度。如图1所示，对于几个示例案例，我们现在非常广泛地看到，在经过全面测试的速度范围内，温度可以促进铜的更大的反弹。拟合实线反映了动态强度的增加：YD，20°C = 280 MPa，YD，100°C = 310 MPa和YD，177°C = 364 MPa。随着温度的升高，铜的动态屈服强度在约150°C的范围内增加了约30％。

　　上面的COR分析的一个局限性是，它平均在一系列速度上平均具有动态强度，因为它需要将许多数据点拟合在一起。第二个强度度量（动态硬度）允许对上述趋势进行测试分析。动态硬度测量还需要对入站和出站速度进行定量测量，以评估沉积到基材中的能量量，并以塑性变形为单位，该速度由陨石坑体积归一化（参考文献33）：

　　其中MP是粒子的质量。如图1所示，可以通过扫描共聚焦显微镜准确评估火山口体积，并结合相关的速度测量值，为每个实验提供了铜的动态硬度。该分析的结果在图2B中绘制了测试的应变率范围，给定实验的净应变率分配为撞击速度与颗粒直径VI/D的比率。显然，除了实验的固有散射外，这些数据还证实了上述所有观察结果：应应变速率大于106 s -1，铜的硬度随着测试温度的升高而增加。

　　上面的结果代表了在应变速率大于106 s -1时显示异常温度依赖性的第一个实验数据，在既有定量且没有强烈冲击效应的实验中。该结果也不仅限于纯铜。如扩展数据图中所示，我们也观察到了纯AU和Ti的相同趋势。1和2。对于所有三种金属，两种独立的强度度量（动态屈服强度和动态硬度）反映了由于应变速率和温度之间的协同作用而变形机制的变化；以极高的应变速率，加热时所有三种金属都变硬。