什么是氫脆(Hydrogen Embrittlement)？

氫脆是一個工程術語，指的是由于氣體或原子氫的滲入而使模制金屬或合金的抗拉強度降低。簡而言之，占據金屬的氫分子以某種方式反應，使材料變脆，容易開裂。顯然，氫脆在依賴橋梁、摩天大樓、飛機、船舶等的結構完整性方面存在...

氫脆是一個工程術語，指的是由于氣體或原子氫的滲入而使模制金屬或合金的抗拉強度降低。簡而言之，占據金屬的氫分子以某種方式反應，使材料變脆，容易開裂。顯然，氫脆在依賴橋梁、摩天大樓、飛機、船舶等的結構完整性方面存在重大問題。事實上，這種自然現象會導致一種稱為“災難性斷裂失效”的情況，并且是陸地上發生的許多機械災害的直接原因，氫可能與金屬發生反應，使材料變脆從暴露于氫氣開始，在金屬經過特定的制造過程時會發生這種情況，例如電鍍。成功的電鍍依賴于在金屬接受鉻層之前用酸浴進行制備。在“酸洗”和電鍍過程中使用的電會引發一種稱為水解的反應，在這個反應中，水分子被分解成帶正電荷的氫離子和負電荷的氫離子帶電荷的氫氧化物陰離子。氫也是腐蝕反應的副產品，例如生銹。采取防止措施也會引發氫分解，如果使用不當例如，氫脆有時可歸因于陰極保護，它的目的是通過改變材料中易受氫腐蝕的成分來提高涂層金屬的耐腐蝕性。這是通過引入一個相反的電流來“犧牲”比金屬本身具有更低腐蝕電位的金屬陽極來實現的。實際上，材料變得極化了然而，一旦氫存在，單個原子開始在金屬中分散，并在其微觀結構中積聚在微小的空間中，然后在那里重新組合形成氫分子。吸收的氫現在被捕獲，開始尋求逃逸。這是通過產生內部壓力來實現的，這種壓力允許氫氣在氣泡中出現，最終使金屬表面破裂。為了抵消這個過程，電鍍后的金屬必須在一小時或更短的時間內烘烤，以使捕獲的氫從鍍層中逸出，而不會產生裂紋或應力點，已知某些金屬和合金更容易發生氫脆，即磁鋼、鈦和鎳。相比之下，銅、鋁和不銹鋼受到的沖擊最小。然而，鋼和含氧銅在高溫或高壓下暴露在氫氣中，容易發生脆化。這些材料分別受到水合分子與碳或銅氧化物反應產生的氫腐蝕或蒸汽脆化的影響

發表于 2020-08-23 10:48

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分類：文化藝術

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