《科学》首次发表氢脆原理，用于储氢的耐脆性钢或将可期？

研究发现，氢聚集在称为位错的微结构中以及构成钢的单个晶体之间的边界处，越来越多的氢积累在位错中会导致结构变化，造成钢晶体分离，裂缝开始发展，最终导致钢的脆化。

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撰文： Kirito

来源：能链

近日，据外媒报道，《科学》杂志发表了悉尼大学研究团队关于氢脆的文章，这是科学界首次发表的关于氢脆原理的研究。

▲ 图源：FuelCellsWorks

报道称，研究人员使用低温原子探针，观察了钢中特定微观结构的氢原子与钢中各种缺陷之间复杂的相互作用。

最终发现 ：氢聚集在称为位错的微结构中以及构成钢的单个晶体之间的边界处，随着越来越多的氢积累在位错中，这种积累会导致结构变化，造成钢晶体分离，裂缝开始发展，最终导致钢的脆化。

▲ 钢中富碳（蓝色）位错处氢（红色）的积累（图源：悉尼大学）

此外，研究还发现，钢中的碳化铌团簇会捕获氢，使氢不能轻易移动到位错和晶体边界而引起脆化。这些碳化物将是未来耐脆性钢的关键因素，为确保高强度钢在纯氢环境中不易过早断裂和降低韧性提供了解决方案。

悉尼大学澳大利亚显微技术和微观分析中心以及工程学院的资深作者朱莉·凯尼教授表示，氢是一种有可能替代化石燃料的低碳燃料源。

但是， 如何使用钢来安全地存储和运输氢气仍然存在着难度 。这项研究为我们提供了解决这一问题的关键见解，有望改善氢脆的情况。

什么是“氢脆”？

氢元素在地球上无处不在，是构成生命最为重要的元素之一，当金属或合金材料处于氢浓度较高的环境中时，氢原子就会钻进这些材料，对它们造成不可逆转的氢损伤。