经过环境透射电子显微镜内的原位曲折试验并结合原子标准模仿核算，西安交大资料学院单智伟研讨团队发现并提出在金属铝中因为部分塑性变形引发小角晶界的动态构成然后促进资料氢脆开裂的新机制。

  金属的氢脆问题在各种工业使用中都会存在，并常常导致要害金属构件在无预兆情况下发生忽然开裂，引发安全事故。但现在学术界对金属氢脆现象尽管阅历了上百年的研讨，但在微观层面上，对许多要害机制性问题依然短少认知。金属的氢脆开裂类型按断口特征一般分为沿晶开裂和穿晶开裂两种。关于沿晶开裂的解说，弱键理论（HEDE）供给了广受认可的解说，该理论以为氢原子在晶界上集合到必定浓度能弱化晶界结合强度，促进开裂。而关于穿晶开裂，因为缺少直接的微观试验依据支撑，现在还处于多理论并存阶段。穿晶开裂断口上的塑性特征来源于裂尖小体积塑性区内位错活动，因而氢怎么样影响塑性区内位错活动并导致开裂是该研讨的要害争论点。

  针对这一困扰，西安交通大学单智伟研讨团队提出裂尖塑性区中常见的位错亚结构（位错墙、小角晶界等）或许发挥与惯例晶界相似的效果，即吸收氢并转变成弱结合状况，然后促进氢致开裂。针对这一想象，该团队使用原位环境透射电子显微镜对微纳米标准的单晶铝预制裂纹悬臂梁进行了曲折试验，针对有氢和无氢环境比较研讨了在裂尖实时生成的由位错组成的小角晶界的开裂进程。研讨之后发现，比较于真空环境下预制裂纹较简单发生钝化止裂，在氢气氛中预制裂纹更简单沿该晶界构成新裂纹后扩展。为进一步解说氢对小角晶界特性的影响，团队与武汉大学万亮课题组协作，使用原子标准模仿和核算发现，所构成的小角晶界可以强有力地捕获氢原子，使氢原子在晶界处很多偏聚，晶界的结合强度因为晶界上高密度氢原子所发生的强HEDE效应大幅度下降。这些成果阐明，在更一般的情况下，金属多晶体资猜中氢致穿晶裂纹的扩展可以终究靠不断地先在裂纹顶级塑性变形区动态地构成小角晶界并招引氢原子在该晶界处偏聚，再由氢原子弱化晶界结合强度而促进裂纹扩展来进行。

  这一发现为金属资料可以终究靠由部分塑性变形动态构成新的晶界后在该晶界发生穿晶裂纹的氢脆开裂机制供给了试验依据，有助于进一步加深人类关于金属资猜中部分塑性变形在氢诱导穿晶开裂中所起效果的了解。

  该研讨以“Hydrogen enhanced cracking via dynamic formation of grain boundary inside aluminium crystal”为题在学术期刊Corrosion Science上宣布，西安交通大学资料学院副教授解德刚为论文榜首作者，单智伟教授为论文通讯作者，武汉大学动力与机械学院副教授万亮为一起通讯作者。研讨工作得到了国家重点研制方案、国家自然科学基金、中心高校根本科研业务费等项目的支撑。

  下一条：西安交大科研人员在抗疲劳复合水凝胶模仿生物心脏瓣膜研讨方面获得重要发展