氢脆降低了氢经济所需的结构钢的耐久性。了解氢如何与材料相互作用在管理脆化问题中起着至关重要的作用。理论模型表明,金属碳化物沉淀中的碳空位是钢中有效的氢陷阱。增加单个金属碳化物中碳空位的数量很重要,因为通过在钢中引入丰富的金属碳化物可以平衡整体氢捕集能力。
悉尼大学Yi-Sheng Chen、Julie M. Cairney、清华大学Hao Chen和台湾大学Hung-Wei Yen等将含有缺乏碳空位的碳化钛(TiCs)的参考钢与添加了钼(Mo)的实验钢进行了比较。
本文要点:
(1)
实验钢形成了比TiCs包含更多碳空位的Ti-Mo碳化物。我们采用理论和实验技术来检查碳化物的氢捕获行为,证明添加钼改变了氢捕获机制,使氢能够进入碳化物内的碳空位陷阱,从而导致捕获能力增加。
(2)
这使得作者可以比较(Ti,Mo)C和TiC中的氢俘获。作者的发现强调了过渡金属碳化物中碳空位的关键作用,通过添加Mo形成,显著提高了氢捕集能力。
参考文献:
Liu, PY., Zhang, B., Niu, R. et al. Engineering metal-carbide hydrogen traps in steels. Nat Commun 15, 724 (2024).
DOI: 10.1038/s41467-024-45017-4
https://doi.org/10.1038/s41467-024-45017-4