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0 近日，西安交通大學的劉剛教授和孫軍院士團隊搞了個大動作，研發出一種新型抗氫脆鋁合金。這可不是普通的材料，它在《自然》雜志上都發了文章，叫“基于結構復雜相工程化設計創制抗氫脆鋁合金”。這個研究可不是閉門造車，而是面向實際應用需求的，團隊還打算搞大噸位中試實驗，爭取早點用到工程上去。
在“雙碳”戰略的大背景下，“氫能經濟”成了未來社會發展的一個重要方向。這就好比汽車要跑得遠，得有個好油箱，氫的存儲和運輸就成了關鍵問題。鋁合金因為輕、強度高、低溫性能好，成了輕量化和氫能經濟的熱門材料。但鋁合金也有個致命弱點，就是“氫脆”，就像玻璃一樣，一碰就碎，這可不行，嚴重限制了它在氫能和潮濕環境下的應用。
這個團隊發現，鋁合金里自然形成的金屬間化合物顆粒，要么太大吸氫能力差，要么太小但氫結合能低，都不太理想。他們就想了個辦法，設計復雜的析出過程，讓這些顆粒既高密度又高氫結合能。他們盯上了Samson相Al3Mg2，這東西結構復雜，原子多，空位也多，是個天然的氫陷阱，理論上氫結合能很高。但問題是，它一般在晶界上形核，容易變大，很難在晶粒里均勻分布。
團隊聯合國內外的研究力量，在Al-Mg合金里加了微量的Sc，設計了兩步熱處理。第一步先在晶粒里形成高密度的Al3Sc納米顆粒，這些顆粒大小合適，分布均勻。第二步通過特殊的原子交互作用，在Al3Sc上生成了Al3（Mg,Sc）2納米相。這個過程很巧妙，就像在納米尺度上搭積木，讓氫陷阱顆粒均勻分布在合金里。
這種新型合金效果驚人，強度比沒加Sc的提高了40%，抗氫脆能力更是提高了近5倍。在7.0 ppmw的充氫量下，拉伸延伸率降低幅度還不到10%，遠優于其他鋁合金。更重要的是，它打破了“強度越高氫脆越敏感”的魔咒，讓強度和抗氫脆能力一起提升，為高強鋁合金的研發開辟了新路。
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湖南 - 長沙
2025年08月07日 ~ 09日
