氢能破坏金属吗?

让我们回到1520年。在瑞士，一位名叫腓力浦斯·帕拉塞尔苏斯的炼金术士把一块铁放入硫酸溶液中。酸开始在“像风一样爆发的空气中”冒泡。尽管巴拉塞尔士当时并不知道，这种产生气泡的风原来是氢气。18世纪末，法国贵族安托万-洛朗·拉瓦锡(Antoine-Laurent Lavoisier)正式命名了第一元素，他涉足科学，最终在法国大革命中失去了头颅[来源:ASME，化学物质遗产］．

科学家和发明家很快发现，拉瓦锡的氢是宇宙中最轻的元素。虽然这对于填充气球来说可能很美妙，但当涉及到氢和金属之间的相互作用时，就不那么棒了。事实上，氢原子有一种不可思议的能力，可以渗透到各种金属中，使它们变脆，最终开裂、破裂和破坏它们。科学日报］．

尽管科学家们从1875年就开始研究这一现象，但他们并没有完全理解这一问题的物理原理。他们所知道的是，氢原子很容易在金属中扩散，尤其是在高温下。原子相互结合形成氢分子。这些分子在金属的微小角落和缝隙中找到了归宿，产生了巨大的压力。这种压力降低了金属的抗拉强度。裂缝!金属断裂[来源:麦吉尔大学］．

研究人员无法预测氢脆会发生在哪里。他们所知道的是，微小的氢原子喜欢渗透并吞噬大多数高强度合金，包括钢和镍基合金。他们甚至可以在计算机模拟中看到它的发生[来源:麦吉尔大学］．脆性的严重程度因合金类型和温度而异[来源:灰色的］．

氢脆已经成为航空母舰、战舰、飞机、宇宙飞船和核反应堆．有时，后果是致命的。1985年，英国一名士兵死于一门美制155毫米榴弹炮自行火炮的螺栓失效。18新利最新登入螺栓固定着升降枪的管汇。螺栓啪的一声，把士兵压在了管汇下面。调查人员将其归咎于氢脆。气体使螺栓非常脆弱，无法承受射击枪产生的剧烈震动。1984年，M1艾布拉姆斯坦克上的螺栓(也是火炮支架)也断了[来源:安德森］．

科学家们正狂热地试图预测氢脆发生的方式、时间和地点。18新利最新登入汽车行业和其他行业都对此感到担忧。你可能知道，氢动力汽车从一个叫做燃料电池．燃料电池使氢与氧结合产生热和电。唯一的副产品是热和水[来源:国家可再生能源实验室］．

在制造过程中，比如工人在铬板汽车零件、焊接零件时，或者在金属被碾磨或压制时，氢原子可以穿透金属。当汽车在路上行驶时，氢气也会渗入。原子渗透到金属中，渗入油箱和其他部件。因此，汽车零部件等油箱例如，燃料电池和滚珠轴承可能会毫无征兆地故障。结果呢?昂贵的维修费用——甚至更糟糕的情况。科学日报］．

现在还不要放弃氢动力汽车的想法。德国的研究人员一直在研究氢原子如何在金属中移动。18新利最新登入通过追踪原子的运动路线，他们希望开发出可用于氢动力汽车的抗脆化材料。科学家们还在研究如何通过不断加热不断移动的氢原子来阻止脆化过程[来源:科学日报］．

通过更好地理解氢原子的破坏性，科学家和工程师们相18新利最新登入信，他们将能够制造出不会随时间退化的机载燃料箱和其他部件[来源:Azom.com］．在你知道之前，我们都将驾驶氢动力汽车。