氫氣導致金屬脆裂問題有望解決

【資料簡介】

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氫氣被認為是未來燃料，然而這種zui輕的化學元素能讓機動車引擎上的金屬變脆，導致汽車組件突發性故障甚至斷裂。德國一家研究院的科學家正在借助的特種實驗室，進行一項氫致脆裂的研究，旨在尋找能和氫相適應的材料及制造工序。
　　氫氣會使鋼鐵、鋁和鎂這些通用金屬變脆，延展性降低，耐久性變差，導致汽車零件的突發性失靈。除了燃料箱本身、燃料電池部分，普通元件如滾珠軸承也會受影響。這些不僅在汽車中發生，幾乎所有的工業機械中都會發生。氫氣遍布在汽車的原材料和制造工序中，不僅僅是用來裝滿燃料箱。氫氣通過腐蝕、鍍鉻、焊接、打磨、壓制等過程，滲透到金屬晶格中，結果導致材料毫無警示地斷裂開，只好花費巨大財力重新修復。
　　領導該研究的德國研究員尼考拉斯·韋恩瑟說：“在工業領域，元件必須能承受溫度壓力、機械壓力和氫氣。在新的特種實驗室中，我們提供了必要的分析程序。我們正在研究氫氣在金屬中的運動、速率及其在材料中累積的關鍵點。”
　　研究人員通過熱處理的方法，不斷加熱樣本，同時釋放并測試氫氣的活動。通過特殊的張力測試設備，確定氫氣在金屬中的行為和通過金屬的速率，當張力增加時，能實時測定氫氣的承載力和穿透力，氫氣對材料的壓力以及材料的抵抗性能。
　　研究人員還加入了原子和有限元（FEM）模擬，在原子和宏觀的層面觀察氫氣和金屬之間的相互反應。將這些測試結果輸入計算機，就能實時算出金屬的氫氣脆變程度。
　　研究人員伍爾夫·派夫博士表示，結合特種實驗室測試和模擬工具，有些對于氫氣是可適應的材料已經發現，制造工序也能被改良。