热迁移与应力驱动氢 Transport 在金属中的相互作用
材料科学
2026-03-23 v1
摘要
热迁移是由于温度梯度导致的氢运输驱动力。它可能与由应力梯度引起的氢运输竞争。虽然应力驱动的氢迁移已为人所知，但热迁移仍相对不太被探索，主要由于机理理解有限和实验数据稀缺。本文我们构建了一个对氢运输进行热力学一致性建模的框架，包含热迁移的机械模型。该模型在有限元框架中实现，采用有效化学势。我们采用铁和镍热交换器以及锆合金核燃料夹套的案例研究，量化了热迁移和应力驱动运输的竞争与协同效应。我们指出，热迁移常常在拥有显著热不兼容应力的组件中主导氢 Redistribution，但应力驱动的运输在锐利应力集中处变得决定性。引入一种图示方法，可在无需完全耦合仿真的情况下快速识别主导运输机制。结果为评估热携带结构组件中的氢 Redistribution 和脆化风险提供了实用指导。
引用
@article{arxiv.2603.20049,
title = {The interplay between thermomigration and stress-driven hydrogen transport in metals},
author = {Daniel J. Long and Edmund Tarleton and Alan C. F. Cocks and Felix Hofmann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.20049},
year = {2026}
}