氢化物介导的相形成与结构演化控制
材料科学
2025-11-11 v1
摘要
氢气是降低材料生产中温室气体排放的关键因素。同时，它显著影响机械性能，常导致脆化。尽管如此，氢气不可避免的角色不应仅仅被视为劣势，而应被利用以创造新型甚至更优越的材料。本文展示，使用以金属氢化物形式存在的氢气可引入机械合金化的阻力，稳定原本无法实现的结构。高熵合金（HEA）TiVZrNbHf 与 Cu 的复合材料进行严重塑性变形导致无定形化，而将 HEA 替换为其氢化物可保持双相结构。Monte Carlo 模拟确认，显著不同的氢亲和力，以及氢化物中受限位错运动，共同构成了机械合金化的阻力。这种氢化物路径实现了新的微观状态，即便是在已研究良好的材料体系中，也如此。它为设计具有不同氢亲和力的材料提供了新的维度，使对机械合金化拥有更精细的控制。
引用
@article{arxiv.2504.07047,
title = {Hydrogen-Mediated Control of Phase Formation and Microstructure Evolution},
author = {Lukas Schweiger and Florian Spieckermann and Peter Cengeri and Alexander Schökel and Michael Zehetbauer and Erhard Schafler and Daniel Kiener and Jürgen Eckert},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.07047},
year = {2025}
}
备注
Manuscript plus Supplementary Information