马克斯·普朗克学会
含有锌、镁和铜的铝基合金在120℃下老化24小时后的拉伸性能和金相断口
a)未充电和充氢样品的工程应力-应变曲线
b和c)经受拉伸断裂的充氢合金的晶间裂纹的电子成像
GB:晶界；GBPs:晶界沉淀
信用:自然 由于铝及其合金的低密度、高强度和丰富性，铝及其合金被广泛用于例如建筑、消费电子产品和包括汽车、轮船、火车和飞机在内的交通工具
然而，铝合金容易氢脆，如果不及早注意，在使用过程中会导致灾难性的故障
与钢相比，氢在铝中的作用还不太清楚
博士；医生
MPIE马普研究所的博士后研究员赵桓和她的同事分析了氢是如何使铝合金变脆的，并找到了阻止这种效应的第一种方法
科学家们已经在《自然》杂志上发表了他们的最新成果
“由于氢是所有元素中最小的元素，并且在铝中的溶解度很低，因此在原子尺度上进行检测极具挑战性
氢是否以及有多少进入铝中？它在微观结构中的位置是什么？它是如何影响性能的？这些都是至今没有解决的问题，”赵解释说
MPIE的研究人员使用了所谓的7xxx铝，这是一种高强度的铝，是飞机结构部件的主要材料
他们给样品充氢，进行拉伸试验，结果显示延展性随着氢含量的增加而降低
断口显示裂纹主要沿晶界扩展
通过低温转移原子探针断层扫描，科学家们揭示了氢沿着这些晶界聚集
“我们的实验能够表明，体内颗粒中的氢含量比晶界处的氢含量高得多
然而，氢只会使晶界处的材料变脆
在计算机模拟的帮助下，我们能够看到氢被沿着晶粒边界的高能区域吸引，导致材料的失效，而大部分的颗粒起到了氢陷阱的作用，阻碍了裂纹的扩展
Poulami Chakraborty，最近出版的合著者，MPIE的博士后研究员
金属间颗粒可以是第一种解决方案 MPIE的研究人员能够显示氢在材料加工或使用过程中进入后的位置
因为这是无法避免的，所以控制它的陷阱是很重要的
他们推荐了不同的策略来防止氢脆，特别是通过使用金属间化合物颗粒，这些颗粒可以将氢捕获在大块材料中
此外，控制晶界处的镁含量显得至关重要
赵说:“镁与氢在晶界配对增加了脆性。”
“与此同时，我们必须控制整体颗粒的正确尺寸和体积分数，以捕捉氢，同时保持材料的强度
" 追求“完美的”颗粒分布和消除晶界镁修饰的进一步研究，以设计先进的高强度、抗氢铝合金
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