镁基含氢合金

氢致增韧2.76%

吸氢镁比纯镁延展性更高，氢在晶内诱发层错并阻碍解理开裂，为镁合金抗腐蚀与力学协同设计提供新思路。

Ji, Yucheng · Shuang, Fei · Zhiyang, Ni · Chenyang, Yao · 李晓 · Fu, Xiaoqian · 陈章华 · 李晓刚 · 董超芳

International Journal of Plasticity 2024

参数信息

延伸率提升

2.76 %

Prism-I {101¯0}面有效氢吸附密度

18 nm⁻²

Prism-I {101¯0}面氢扩散能垒

0.156 eV H⁻¹

基面{0001}层错能

-7.13 J m⁻²

技术优势

延伸率提升2.76%

原子氢促进镁的孪生，同时阻碍基面沿[101¯0]的解理开裂，使得含氢镁的延伸率比空气中高2.76%。

基面层错能大幅降低

氢将基面{0001}的层错能降至-7.13 J m⁻²，使层错更容易形成，从而促进孪生。

阻碍解理开裂

分子动力学模拟显示，氢阻碍镁基面沿[101¯0]方向的解理开裂，降低脆性断裂风险。

应用场景

• 镁合金结构件：利用氢致增韧效应，在不牺牲耐蚀性的前提下提高镁合金结构件的塑性。
• 轻量化复合材料：以含氢镁为增强相或基体，开发兼具轻量化和高延展性的复合材料。
• 航空航天轻质材料：通过氢调控镁的孪生行为，为航空航天轻质材料提供增韧新策略。
• 氢环境机械部件：揭示氢环境下镁部件的力学响应机制，为氢兼容部件设计提供依据。