金属基材料的力学性能受氢的影响最为严重,因而长期以来受到工业界和学术界的广泛关注。人们发现氢降低材料塑性发生在几乎所有重要的金属与合金中,是一个普遍的现象,并给这种现象起了一个专有名字:氢脆。
氢脆现象是阻碍高强钢广泛使用的一大因素,氢在诸如燃料电池之类的能源领域也具有重要应用。但氢会扩散到材料中并使它们更容易断裂,氢脆涉及多尺度氢缺陷的相互作用。由于氢原子质量小,容易迁移,采用常规技术手段难以确定氢在材料中的精确位置,从而限制了人们对氢脆现象的理解。热脱附光谱法可以识别氢的保留或捕获,但是这些数据很难和不同微观组织特征的相对贡献联系起来。
为此,研究人员使用低温转移原子探针层析成像技术,确定了两种普通钢铁材料中氢原子的确切位置,这是一项新的突破。相关论文2020年1月10日以题为《Observation of hydrogen trapping at dislocations, grain boundaries, and precipitates》发表在《Science》期刊。文章第一作者单位是悉尼大学,通讯单位是悉尼大学和中信金属,合作单位还包括北京科技大学、上海交通大学等。
论文链接:
https://science.sciencemag.org/content/367/6474/171