一个新的特殊实验室正在帮助研究人员寻找与氢相容的金属

2019-04-15 09:52:31
来源:

让人们想到未来最终的汽车,他们的回答往往是KITT--来自美国电视连续剧“骑士骑士”的传奇超级跑车。氢动力涡轮发动机为幻想车辆提供燃料,并以每小时300英里的速度推动它追逐坏人。未来,汽车可能不仅在电视节目中配备氢气推进装置,而且在现实生活中也是如此。

在运输和能源领域,氢被视为化石燃料动力原材料的最终替代品,如煤,石油和天然气。然而,对于钢,铝和镁等金属(通常用于汽车和能源技术),氢气并不十分理想。它可以使这些金属变脆; 金属的延展性降低。其耐久性恶化。这可能导致零件和组件突然发生故障。除了燃油箱本身或燃料电池的一部分外,还会影响滚珠轴承等普通部件。这些不仅存在于汽车中,而且存在于几乎所有工业机械中。

这种最轻的化学元素渗透到原材料中,不仅在填充罐时,而且通过各种制造工艺制造车辆。氢可以通过腐蚀或汽车部件的镀铬过程渗透金属晶格。在焊接,研磨或压制过程中同样可能发生渗透。结果总是相同的:材料可能在没有警告的情况下撕裂或破裂。结果是昂贵的维修。为了防止未来出现裂缝和破损,弗劳恩霍夫弗劳恩霍夫材料力学研究所的研究人员正在研究氢致脆化。他们的目标是:寻找与氢相容的材料和制造工艺。

“通过我们新的特殊实验室,我们正在研究氢气如何以及以何种速度通过金属迁移。我们能够检测到元素在材料中积聚的点,以及不存在的点,”研究员Nicholas Winzer说。在IWM。

由于潜在风险主要来自氢的可扩散的,因此可移动的部分,因此必须将其与整个氢含量分开。研究人员可以通过热处理释放并同时测量氢的可移动部分,其中样品被连续加热。此外,专家可以测量氢气通过金属传输的速率,同时机械地对材料样品施加应力。它们可以确定当张力增加时金属中的氢如何表现。为此,科学家们使用特殊的拉伸试验设备,允许同时进行机械加载和氢气渗透。接下来,他们确定材料的耐受性。“在工业中,组件必须承受温度的综合作用力,机械应力和氢。通过新的特殊实验室,我们可以提供必要的分析程序,“因为Winzer解释了同步测试的特殊功能。

研究人员使用实验室测试的结果进行计算机模拟,用它们计算金属中的氢脆。在这样做的过程中,他们采用原子和有限元模拟来研究氢和金属在原子和宏观尺度上的相互作用。

“通过特殊实验室和模拟工具的结合,我们发现哪些材料适用于氢,以及如何改进制造工艺。凭借这些知识,我们可以为行业中的公司提供支持,”Wulf Pfeiffer博士说。 IWM的过程和材料分析业务部门。

声明:本站系本网编辑转载,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系,我们将在第一时间删除内容!
热门文章
头条推荐