金属界面抗氢子助力开裂的保护
材料科学
2025-09-23 v1 应用物理
摘要
实现氢能源经济需要开发抗氢脆（HE）材料。尽管已有百余年研究导致了若干机制和模型描述氢子如何与晶格缺陷相互作用并导致机械性能退化，但抗氢保护材料的解决方案仍稀少。本文考察了嵌段溶质在保护对氢敏感晶体缺陷中的作用。Ab initio 计算表明，固溶态中的硼和碳可有效防止氢子集中。我们随后在对氢脆性强的马氏体钢上实现了这一界面保护概念，通过掺杂不同浓度的硼和碳来处理最敏感的界面。这种集成，除应力松弛外，显著降低了氢的渗透，减半，实现了空前的 HE 抗性。这种量身定制的嵌段集成策略可扩展至其他易受氢子介导界面失效影响的金属材料。
引用
@article{arxiv.2509.17364,
title = {Protection of metal interfaces against hydrogen-assisted cracking},
author = {Guillaume Hachet and Shaolou Wei and Ali Tehranchi and Xizhen Dong and Jérémy Lestang and Aochen Zhang and Binhan Sun and Stefan Zaefferer and Baptiste Gault and Dirk Ponge and Dierk Raabe},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.17364},
year = {2025}
}
备注
Pre-print