編輯丨王多魚(yú)
排版丨水成文
氫脆（Hydrogen embrittlement，HE）會(huì)降低鋁合金的耐久性，并阻礙其在氫經(jīng)濟(jì)中的應(yīng)用。鋁合金中的金屬間化合物顆粒能夠捕獲氫并減輕氫脆，但這些顆粒通常與傳統(tǒng)的強(qiáng)化納米析出相相比，數(shù)量密度較低。
2025 年 4 月 30 日， 西安交通大學(xué)孫軍院士、劉剛教授、 上海交通大學(xué)材許元濤等人作為共同通訊作者，在Nature期刊發(fā)表了題為： Structurally complex phase engineering enables hydrogen-tolerant Al alloys 的研究論文 。
在這項(xiàng)最新研究中，研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了在添加鈧（Sc）的鋁鎂（Al–Mg）合金中通過(guò)尺寸篩選的復(fù)合沉淀，以實(shí)現(xiàn)具有高氫捕獲能力的細(xì)小 Al3Sc 納米沉淀物和原位形成的核殼結(jié)構(gòu) Al3(Mg,?Sc)2/Al3Sc 納米相的高密度分散。
兩步熱處理會(huì)在僅大于 10 納米的 Al3Sc 納米沉淀物表面誘導(dǎo)出異質(zhì)形核的薩姆森相 Al3(Mg,?Sc)2。尺寸依賴性與 Al3Sc 納米析出物的不相干性有關(guān)，這導(dǎo)致鎂的局部偏析，并引發(fā) Al3(Mg,?Sc)2 的形成。
在這些鋁鎂鈧（Al–Mg–Sc）合金中，雙納米沉淀物的定制分布使強(qiáng)度提高了約 40%，與不含鈧的合金相比，抗氫脆性能提高了近五倍，達(dá)到了含氫量高達(dá) 7 ppmw 的鋁合金的拉伸均勻伸長(zhǎng)率的記錄水平。
研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步將這一策略應(yīng)用于其他鋁鎂基合金，例如鋁鎂鈦鋯（Al–Mg–Ti–Zr）合金、鋁鎂銅鈧（Al–Mg–Cu–Sc）合金和鋁鎂鋅鈧（Al–Mg–Zn–Sc）合金。
總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究展示了一種提高高強(qiáng)度鋁合金抗氫性能的可能途徑，并且能夠輕松地應(yīng)用于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。
論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08879-2
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