什么是氢脆(Hydrogen Embrittlement)？

氢脆是一个工程术语，指的是由于气体或原子氢的渗入而使模制金属或合金的抗拉强度降低。简而言之，占据金属的氢分子以某种方式反应，使材料变脆，容易开裂。显然，氢脆在依赖桥梁、摩天大楼、飞机、船舶等的结构完整性方面存在...
氢脆是一个工程术语，指的是由于气体或原子氢的渗入而使模制金属或合金的抗拉强度降低。简而言之，占据金属的氢分子以某种方式反应，使材料变脆，容易开裂。显然，氢脆在依赖桥梁、摩天大楼、飞机、船舶等的结构完整性方面存在重大问题。事实上，这种自然现象会导致一种称为“灾难性断裂失效”的情况，并且是陆地上发生的许多机械灾害的直接原因，氢可能与金属发生反应，使材料变脆从暴露于氢气开始，在金属经过特定的制造过程时会发生这种情况，例如电镀。成功的电镀依赖于在金属接受铬层之前用酸浴进行制备。在“酸洗”和电镀过程中使用的电会引发一种称为水解的反应，在这个反应中，水分子被分解成带正电荷的氢离子和负电荷的氢离子带电荷的氢氧化物阴离子。氢也是腐蚀反应的副产品，例如生锈。采取防止措施也会引发氢分解，如果使用不当例如，氢脆有时可归因于阴极保护，它的目的是通过改变材料中易受氢腐蚀的成分来提高涂层金属的耐腐蚀性。这是通过引入一个相反的电流来“牺牲”比金属本身具有更低腐蚀电位的金属阳极来实现的。实际上，材料变得极化了然而，一旦氢存在，单个原子开始在金属中分散，并在其微观结构中积聚在微小的空间中，然后在那里重新组合形成氢分子。吸收的氢现在被捕获，开始寻求逃逸。这是通过产生内部压力来实现的，这种压力允许氢气在气泡中出现，最终使金属表面破裂。为了抵消这个过程，电镀后的金属必须在一小时或更短的时间内烘烤，以使捕获的氢从镀层中逸出，而不会产生裂纹或应力点，已知某些金属和合金更容易发生氢脆，即磁钢、钛和镍。相比之下，铜、铝和不锈钢受到的冲击最小。然而，钢和含氧铜在高温或高压下暴露在氢气中，容易发生脆化。这些材料分别受到水合分子与碳或铜氧化物反应产生的氢腐蚀或蒸汽脆化的影响
  • 发表于 2020-08-23 10:48
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  • 分类：文化艺术

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