npjMD 专题征稿 | 氢脆

Arun Devaraj 是太平洋西北国家实验室物理与计算科学理事会的首席材料科学家。他的研究重点是建立金属合金、氧化物和复合材料在极端环境下材料加工-微观结构-性能关系和材料降解机制的原子尺度机制。他在应用原子探针断层扫描 (APT) 进行材料表征方面拥有丰富的经验，此外还在相关扫描电子显微镜、能量色散 X 射线光谱、聚焦离子束、透射电子显微镜 (TEM)、X 射线吸收近边光谱、扫描透射 X 射线显微镜和美国能源部同步加速器各设施光束线上的原位高能 X 射线衍射方面拥有丰富的经验。

Wendy Gu 是斯坦福大学机械工程系助理教授。她的研究重点是纳米材料的机械行为。她研究纳米级金属、陶瓷和纳米结构复合材料的独特性能，以设计坚固、坚韧和轻质的结构材料、极端环境材料和机械驱动传感器。她的实验室的实验工具包括纳米压痕、电子显微镜和胶体合成。

Milos B. Djukic 教授是氢脆、材料和腐蚀科学以及材料机械行为方面的专家。他是贝尔格莱德大学机械工程学院氢-材料相互作用实验室主任、塞尔维亚共和国氢战略制定团队成员以及欧洲结构完整性协会 (ESIS) 执行委员会成员。Djukic 博士科学研究最重要的贡献是对金属材料中氢脆现象的基本理解领域的研究见解。

氢脆

Hydrogen Embrittlement

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氢是最轻的元素，也是最丰富的元素之一。氢正成为全球重要的能源和能源载体，但储存和运输仍然具有挑战性。氢会通过一种称为氢脆的过程导致材料发生灾难性故障。这对核能、汽车、航空航天、建筑和化学工业来说是一个至关重要的安全问题。尽管氢脆已被人们熟知数十年，但其潜在机制仍存在争议，这主要是因为难以精确地高保真地绘制氢的分布图，以及计算方法无法准确捕捉现实世界实验研究的所有复杂性。在过去十年中，原位和操作高空间分辨率 3D 表征技术取得了实质性进展，包括低温原子探针断层扫描、高级透射电子显微镜、原位环境透射电子显微镜、二次离子质谱、热解吸光谱、原位同步加速器 X 射线断层扫描、原位高能 X 射线、中子衍射方法和其他新方法，这些方法可以深入了解氢对从原子到宏观尺度的变形机制的影响。与此同时，从原子尺度密度泛函理论、中尺度分子动力学、蒙特卡罗方法和相场模拟到连续尺度有限元建模，旨在了解氢对变形机制的影响的计算方法也取得了广泛进展。实验和计算研究的复兴加速了对机械的理解，并为发现具有高抗降解机制的材料提供了指导方针。本期关于氢脆的特刊旨在收集一系列评论和原创研究文章，总结从实验和计算角度理解材料氢脆机制的前沿进展。

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