铝合金平面长“痘痘”的缘由 剖析

科技日报讯（记者史俊斌）当“恬静 ”的铝合金碰见 “顽皮”的氢原子，为什么 “肌肤”轮廓会冒出“痘痘”？这个存在跨越 50年的谜团，已被西安交通年夜 学金属材料强度国度 重点尝试室微纳标准 材料行动 研究中间 科研人员破解，其功效 揭晓在最新出书 的世界闻名期刊《天然 》上。

“宇宙中氢的质量分数在70％以上，人类造的任何遨游飞翔 器在太空航行时都必需 斟酌 氢对材料机能 的影响，这项发现对许多 与氢有关的未解之谜都有侧重 要的启迪 。”西安交年夜 微纳中间 主任单智伟传授 告知 科技日报记者，“好比 半导体芯片中的导线基底界面劣化、电厂的汽轮机叶片的氧化皮脱落、核电站中丰年 夜 量的质子辐射情况 和 高温水汽情况 等等。”

科研人员发现，对 “纤瘦”的氢原子而言，刚玉中的原子间隙如斯 之年夜 ，它们可以在此中往来来往 自若 。氢原子的随性“游走”会损坏 金属铝和刚玉之间“手拉手”的慎密 联系，从而使一部份 铝原子“重获自由”。这些铝原子也会在氧化物和金属铝的界面上自由活动 ，并在金属铝的一侧构成 许多 细小 的坑。跟着 坑的不竭终年 夜 ，氢原子具有 足够的空间从新 连系 构成 氢份子 并对氧化膜发生 压力。当坑的直径年夜 到某一临界尺寸时，氧化膜就会被撑得发生 塑性变形，并向外鼓出构成 气泡。而气泡密度足够年夜 时，氧化膜护卫层便会脱落，终究 致使 材料掉 效。这是在石化、海洋、核、航空航天及半导体等工业里常见的金属材料掉 效缘由 之一，此前人类对其原子标准 的机理一向 不甚清楚明了 。传统的轮廓鼓泡理论只能诠释气泡的发展 ，对 气泡的形核则缺少 理论及尝试证据。

西安交通年夜 学的这一研究发现弥补 了氢致界面掉 效现象发源 的尝试和理论空白，有助于人们找到避免 氢致界面掉 效的方式 ，提高材料在含氢情况 中的服役寿命。此项研究工作获得 国度 天然 科学基金、973项目及111项目标 帮助 。