基于多尺度力学实验的氢脆现象的最新研究进展

• 作者: 兰亮云 孔祥伟 邱春林 杜林秀
• 来源期刊: 金属学报
• 关键词: 氢脆 多尺度力学实验 纳米压痕 位错 金属材料
• 年，卷（期）: 2021,（7）
• 所属期刊栏目: 综述|Overview
• 页码范围: 845-859
• 页数: 15页
• 分类号: TG111.8
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00378

摘要

氢作为新型载能体在未来能源市场占据举足轻重的地位,然而金属材料的氢脆现象却成为阻碍氢能发展的主要瓶颈.由于原子氢在材料内部的固有本质(如可快速扩散、跨尺度分布以及不稳定性等),氢脆问题一直是个悬而未决但又引人入胜的科学问题.近20年来,随着多尺度力学表征技术的发展,冶金学者针对氢脆问题做了大量研究工作.本文基于此,综述了氢脆研究的最新进展:首先简述了表征材料氢脆倾向性的宏观力学尺度实验(如恒载荷、慢应变速率拉伸实验等)并对比分析各自优缺点;其次从介观尺度上分析了氢-压痕法的特点及主要应用范围;最后基于纳米压痕技术、微圆柱压缩和微悬臂梁弯曲以及环境TEM等原位力学实验表征材料在氢条件下的力学响应行为,重点讨论微纳观力学尺度上氢脆本质的最新研究成果;并对比分析不同实验结果,阐明其诠释氢脆机理的对立统一关系.