氫脆降低了氫經濟所需的結構鋼的耐久性。了解氫如何與材料相互作用在管理脆化問題中起著至關重要的作用。理論模型表明,金屬碳化物沉淀中的碳空位是鋼中有效的氫陷阱。增加單個金屬碳化物中碳空位的數量很重要,因為通過在鋼中引入豐富的金屬碳化物可以平衡整體氫捕集能力。
悉尼大學Yi-Sheng Chen、Julie M. Cairney、清華大學Hao Chen和臺灣大學Hung-Wei Yen等將含有缺乏碳空位的碳化鈦(TiCs)的參考鋼與添加了鉬(Mo)的實驗鋼進行了比較。
本文要點:
(1)
實驗鋼形成了比TiCs包含更多碳空位的Ti-Mo碳化物。我們采用理論和實驗技術來檢查碳化物的氫捕獲行為,證明添加鉬改變了氫捕獲機制,使氫能夠進入碳化物內的碳空位陷阱,從而導致捕獲能力增加。
(2)
這使得作者可以比較(Ti,Mo)C和TiC中的氫俘獲。作者的發現強調了過渡金屬碳化物中碳空位的關鍵作用,通過添加Mo形成,顯著提高了氫捕集能力。
參考文獻:
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