• 首 页
  • 机构概况
    • 机构简介
    • 组织机构
      • 科研系统
      • 管理系统
      • 支撑系统
    • 所党委
    • 行政领导
    • 历任党组织负责人
    • 历任行政领导
    • 学术委员会
    • 学位委员会
    • 形象标识
    • 所内风光
      • 中关村园区
      • 怀柔园区
      • 落塔
      • 科学家精神
      • 文体活动
  • 科学研究
    • 研究领域
    • 合作交流
    • 科研进展
    • 仪器设备
    • 科研产出
      • 获奖
      • 专著
      • 论文
      • 专利
  • 人才队伍
    • 人才概况
    • 两院院士
    • 正高级岗位
    • 副高级岗位
    • 优秀人才
      • 国家级领军人才
      • 国家级青年人才
      • 中国科学院青促会
      • 创新团队
      • 优培计划
  • 教育培养
    • 机构简介
    • 导师队伍
    • 招生就业
    • 培养学位
    • 思想政治教育
    • 通知公告
    • 研究生教育
  • 党群园地
    • 党组织机构
      • 所党委
      • 所纪委
      • 党支部
      • 工会
      • 团委
      • 妇委会
    • 党建要闻
    • 基层战斗堡垒作用
    • 党员先锋模范作用
    • 工作通知
    • 学习园地
    • 规章制度
    • 警示教育
    • 流程指南
    • 协力原创文章
      • 党员随笔
      • 创新驱动发展
      • 力学人
    • 党员主题教育基地
  • 科学传播
    • 学术期刊
    • 科普资源
    • 力学园地
      • 科普花园
      • 前沿动态
      • 情系科学
      • 释疑解惑
      • 精彩图片
    • 科普报告
  • 信息公开
    • 信息公开规定
    • 信息公开指南
    • 信息公开目录
    • 依申请公开
      • 公民
      • 法人/其他组织
    • 信息公开年度报告
      • 预算决算
    • 信息公开联系方式
  • 中科力森
    • 关于力森
    • 主体业务
      • 国资监管
      • 成果转化
      • 知识产权运营
      • 投资
    • 产业布局
      • 持股企业
      • 事业部
      • 产品介绍
      • 科技成果
        • 航空航天
        • 生命健康
        • 交通能源
        • 先进制造
        • 专业软件
    • 新闻资讯
      • 力森要闻
      • 持股企业动态
    • 招聘信息
      • 岗位信息
      • 持股公司
    • 联系我们
  • 怀柔园区
    • 基地概况
    • 动态信息
    • 通知公告
    • 科研团队
    • 管理制度
    • 流程指南
    • 基础服务
    • 周边配套及景点
    • 联系我们
    • 图片新闻
    • 科研进展
    • 全文检索
    • 大型装备
    • 园区简介
    • 配套设施
    • 联系我们
  • 基础科学中心
    • 中心简介
    • 工作动态
    • 科研进展
    • 会议通知
    • 人才队伍
      • 核心骨干
      • 青年人才
    • 快讯
  • 媒体扫描
  • 综合信息
  • 通知公告
  • 学术交流
  • 招聘信息
  • 仪器设备
  • 专题报道
  • English
  • 所内网
  • 邮箱登录
  • 所长信箱
  • 联系我们
  • English
  • 所内网
  • 邮箱登录
  • 所长信箱
  • 联系我们
  • 首 页
  • 机构概况
    • 机构简介
    • 组织机构
      • 科研系统
      • 管理系统
      • 支撑系统
    • 所党委
    • 行政领导
    • 历任党组织负责人
    • 历任行政领导
    • 学术委员会
    • 学位委员会
    • 形象标识
    • 所内风光
      • 中关村园区
      • 怀柔园区
      • 落塔
      • 科学家精神
      • 文体活动
  • 科学研究
    • 研究领域
    • 合作交流
    • 科研进展
    • 仪器设备
    • 科研产出
      • 获奖
      • 专著
      • 论文
      • 专利
  • 人才队伍
    • 人才概况
    • 两院院士
    • 正高级岗位
    • 副高级岗位
    • 优秀人才
      • 国家级领军人才
      • 国家级青年人才
      • 中国科学院青促会
      • 创新团队
      • 优培计划
  • 教育培养
    • 机构简介
    • 导师队伍
    • 招生就业
    • 培养学位
    • 思想政治教育
    • 通知公告
    • 研究生教育
  • 党群园地
    • 党组织机构
    • 党建要闻
    • 基层战斗堡垒作用
    • 党员先锋模范作用
    • 工作通知
    • 学习园地
    • 规章制度
    • 警示教育
    • 流程指南
    • 协力原创文章
      • 党员随笔
      • 创新驱动发展
      • 力学人
    • 党员主题教育基地
  • 科学传播
    • 学术期刊
    • 科普资源
    • 力学园地
      • 科普花园
      • 前沿动态
      • 情系科学
      • 释疑解惑
      • 精彩图片
    • 科普报告
  • 信息公开
    • 信息公开规定
    • 信息公开指南
    • 信息公开目录
    • 依申请公开
      • 公民
      • 法人/其他组织
    • 信息公开年度报告
      • 预算决算
    • 信息公开联系方式
  • 首 页
  • 机构概况
    • 机构简介
    • 组织机构
    • 所党委
    • 行政领导
    • 历任党组织负责人
    • 历任行政领导
    • 学术委员会
    • 学位委员会
    • 形象标识
    • 所内风光
  • 科学研究
    • 研究领域
    • 合作交流
    • 科研进展
    • 仪器设备
    • 科研产出
      • 获奖
      • 专著
      • 论文
      • 专利
  • 人才队伍
    • 两院院士
    • 正高级岗位
    • 副高级岗位
    • 中级及以下岗位
    • 优秀人才
      • 国家级领军人才
      • 国家级青年人才
      • 中国科学院青促会
      • 创新团队
      • 优培计划
    • 人才招聘
  • 教育培养
    • 机构简介
    • 导师队伍
    • 招生就业
    • 培养学位
    • 思想政治教育
    • 通知公告
    • 研究生教育
  • 党群园地
    • 党组织机构
    • 党建要闻
    • 基层战斗堡垒作用
    • 党员先锋模范作用
    • 工作通知
    • 学习园地
    • 规章制度
    • 警示教育
    • 流程指南
    • 协力原创文章
      • 党员随笔
      • 创新驱动发展
      • 力学人
    • 党员主题教育基地
  • 科学传播
    • 学术期刊
    • 科普资源
    • 力学园地
    • 科普报告
  • 信息公开
    • 信息公开规定
    • 信息公开指南
    • 信息公开目录
    • 依申请公开
    • 信息公开年度报告
    • 信息公开联系方式
  • 当前位置:首页科学研究科研进展
  • 科研进展

    力学所在高强钢氢脆损伤机理研究方向取得进展

    作者:彭庆发布时间:2024-12-10【字体: 大  中  小 】

    在现代汽车制造中,高强度钢因其优越的机械性能、成形性、低成本以及便于防腐处理的特点,仍然是汽车车身的主要材料。然而,随着钢材强度的提高,其对氢脆的抵抗力却往往降低,给汽车安全带来了新的挑战。研究显示,氢在晶格缺陷中的聚集是导致氢脆的主要原因。因此,如何有效控制氢的扩散和捕获,成为当今钢铁研究的重要课题。在此背景下,最新的研究聚焦于碳化钒在高强度钢中的作用。然而,关于碳化钒析出物的氢捕获机制,目前仍存在诸多争议。中国科学院力学所的彭庆研究员与东北大学的唐帅教授的联合团队,通过第一性原理计算,系统分析了碳化钒晶格中不同间距碳空位的氢捕获和扩散行为。

    研究结果表明,碳空位在氢原子的捕获和扩散过程中扮演了关键角色。单个碳空位能够有效捕获氢原子,而当多个碳空位相邻时,氢的捕获能力则显著增强。这一发现为改进高强度钢的氢脆抗性提供了新的思路。研究还发现,碳空位作为强氢陷阱,能够有效阻止氢的逃逸,从而提升材料的稳定性。此外,氢通过连接碳空位在碳化钒析出物内部扩散,可实现碳化物内部的氢捕获。这样的结果说明,设计具有连接碳空位网格的碳化物结构,能更有效地提高碳化物的氢捕获能力。通过与热脱附谱实验结果的对比,研究验证了计算模型的有效性,发现氢在碳化物内部的扩散能垒与实验测得的数值相近,进一步支持了研究的结论。

    这项研究不仅为理解氢在高强度钢中扩散和捕获的机制提供了新的视角,也为未来钢铁材料的优化设计奠定了理论基础。研究人员希望通过调控碳空位的浓度和分布,实现高强度钢在氢脆环境中的更好表现,从而为汽车行业的安全性和经济性做出贡献。

    该研究成果以“First-principles study of hydrogen trapping and diffusion mechanisms in vanadium carbide with connecting carbon vacancies”为题发表于International Journal of Hydrogen Energy期刊上。东北大学博士生李林鲜为论文第一作者,彭庆研究员和唐帅教授为通讯作者。此工作得到国家自然科学基金(12272378和52175293)和力学所力英计划的支持。

    论文连接:https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.10.150

    图1 氢原子在单个碳空位附近的扩散。氢原子扩散到碳空位和从碳空位逸出的扩散路径(a1)-(a3)和能垒图(b)。

    图2 三个连接碳空位的氢捕获与扩散。(a)三碳空位构型和(b)碳空位的氢捕获,以及氢原子的扩散路径(c)及能垒(d)。

    图3 三个连接碳空位的多氢扩散。第一种扩散路径(a)及能垒(b);第二种扩散路径(c)及能垒(d)。

    图4 不同空位间距下的电子局域函数云图。(a)2.95 Å,(b)5.09 Å,(c)5.89 Å,(d)7.20 Å。


    附件下载:

    上一篇:力学所在空间引力波探测相位计研究中取得进展
    下一篇:力学所实现珠光体钢冲击能量耗散的定量表征
    版权所有 © 中国科学院力学研究所 京ICP备05002803号-1 京公网安备110402500049
    地址:北京市北四环西路15号 邮政编码:100190