MPIE研究院发现新方法 可防止铝合金发生氢脆

由于铝及其合金的低密度、高强度和丰富性，铝及其合金广泛用于建筑、消费电子产品和交通运输，包括汽车、轮船、火车和飞机。但如果不及早发现，铝合金在使用过程中容易发生氢脆，可能造成灾难性的失效。与钢相比，铝中氢的作用尚不清楚。据国外媒体报道，德国马普学会(Max-Planck-Institut für Eisenforschung，MPIE)博士后研究员赵桓博士和他的同事分析了氢气如何使铝合金变脆，并找到了阻止这种效应的方法。该研究成果已发表在《自然》杂志上。

(来源:自然杂志)

赵说:“由于氢是所有元素中最小的元素，在铝中的溶解度很低，因此在原子尺度上探测它非常具有挑战性。氢可以进入铝吗？你输入了多少？它在微结构内部的什么位置？对性能有什么影响？截至目前，这些都是尚未解决的问题。”MPIE研究人员测试了一种高强度铝，7xxx铝，这也是飞机结构部件的首选。研究人员用氢气填充样本，并进行了拉伸测试。实验表明，随着氢含量的增加，塑性会降低。

断口显示裂纹主要沿晶界扩展。通过低温转移原子探针断层扫描，科学家发现氢会沿着这些晶界聚集。MPIE的博士后研究员Poulami Chakraborty博士说:“我们的实验表明，块状材料中颗粒的氢含量远高于晶界。然而，氢只在晶界处使材料变脆。借助计算和模拟，我们可以看到氢会被沿晶界的高能区吸引，导致材料失效，而块体中的颗粒更像氢陷阱，阻碍了裂纹的扩展。”

金属间化合物颗粒或第一溶液

MPIE的研究人员可以展示在材料的加工或使用过程中氢是从哪里进入的。但由于这种方法并不能真正防止氢脆，所以控制其陷获就显得非常重要。研究人员推荐了不同的策略来防止氢脆，特别是使用可以在大块材料中捕获氢的金属间化合物颗粒。此外，控制晶界处的镁含量非常重要。赵博士说:“镁与氢在晶界配对会增加脆化。同时，我们必须控制体积中颗粒的正确尺寸和体积分数，以在保持材料强度的同时捕获氢。”

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乘用车电气化市场与技术月度分析(12期/年)内容包括:政策解读、整体市场分析、行业趋势与专题分析、三电市场分析、新能源市场展望等。采集方法如下:

由于铝及其合金的低密度、高强度和丰富性，铝及其合金广泛用于建筑、消费电子产品和运输，包括汽车、轮船、火车和飞机。但如果不及早发现，铝合金在使用过程中容易发生氢脆，可能造成灾难性的失效。与钢相比，铝中氢的作用尚不清楚。据国外媒体报道，德国马普学会(Max-Planck-Institut für Eisenforschung，MPIE)博士后研究员赵桓博士和他的同事分析了氢气如何使铝合金变脆，并找到了阻止这种效应的方法。该研究成果已发表在《自然》杂志上。

(来源:自然杂志)

赵说:“由于氢是所有元素中最小的元素，在铝中的溶解度很低，因此在原子尺度上探测它非常具有挑战性。氢可以进入铝吗？你输入了多少？它在微结构内部的什么位置？对性能有什么影响？截至目前，这些都是尚未解决的问题。”MPIE研究人员测试了一种高强度铝，7xxx铝，这也是飞机结构部件的首选。研究人员用氢气填充样本，并进行了拉伸测试。实验表明，随着氢含量的增加，塑性会降低。

Th……断口显示裂纹主要沿晶界扩展。通过低温转移原子探针断层扫描，科学家发现氢会沿着这些晶界聚集。MPIE的博士后研究员Poulami Chakraborty博士说:“我们的实验表明，块状材料中颗粒的氢含量远高于晶界。然而，氢只在晶界处使材料变脆。借助计算和模拟，我们可以看到氢会被沿晶界的高能区吸引，导致材料失效，而块体中的颗粒更像氢陷阱，阻碍了裂纹的扩展。”

金属间化合物颗粒或第一溶液

MPIE的研究人员可以展示在材料的加工或使用过程中氢是从哪里进入的。但由于这种方法并不能真正防止氢脆，所以控制其陷获就显得非常重要。研究人员推荐了不同的策略来防止氢脆，特别是使用可以在块状材料中捕获氢的金属间化合物颗粒。此外，控制晶界处的镁含量非常重要。赵博士说:“镁与氢在晶界配对会增加脆化。同时，我们必须控制体积中颗粒的正确尺寸和体积分数，以在保持材料强度的同时捕获氢。”

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