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Posted in | Nanomaterials | Nanoanalysis

Étude de Nanoscale de Fragilisation Par L'hydrogène En Métaux

Published on November 20, 2012 at 4:47 AM

L'Hydrogène, l'élément le plus léger, peut facilement dissoudre et migrer dans des métaux pour rendre ceux-ci les matériaux autrement étirables des ruptures fragiles et essentiellement plus enclines.

Depuis Que le phénomène a été découvert en 1875, la fragilisation par l'hydrogène a été un problème persistant pour le design des matériaux structurels dans industries variées, des cuirassés aux aéronefs et aux réacteurs nucléaires. En Dépit des décennies de recherche, les experts ont pour comprendre encore entièrement la physique étant à la base du problème ou pour développer un modèle rigoureux pour prévoir quand, où et comment la fragilisation par l'hydrogène se produira. En conséquence, les créateurs industriels doivent encore recourir à un élan de test et erreur.

Maintenant, la Chanson de Juin, un Professeur Adjoint en Matériaux Concevant à l'Université de McGill, et Prof. William Curtin, Directeur de l'Institut de l'Industrie Mécanique chez Ecole Polytechnique Federale De Lausanne en Suisse, ont prouvé que la réponse à la fragilisation par l'hydrogène peut être enracinée dans la façon dont l'hydrogène modifie des comportements matériels au nanoscale. Dans leur étude, publiée en Matériaux de Nature, la Chanson et le Curtin présentent un modèle neuf qui peut exactement prévoir le cas de la fragilisation par l'hydrogène.

Dans des conditions normales, les métaux peuvent subir la déformation en plastique substantielle une fois soumis aux forces. Cette plasticité provient de la capacité des fissures nano- et de taille micro de produire des « dislocations » dans le métal - mouvements des atomes qui servent à détendre le stress dans le matériau.

Des « Dislocations peuvent être visualisées comme véhicules pour transporter la déformation en plastique, alors que les fissures nano- et de taille micro peuvent être visualisées comme hub pour acheminer ces véhicules, » Chanson explique. « Les propriétés désirables des métaux, tels que la ductilité et la dureté, se fondent sur les hub fonctionnant bien. Malheureusement ces hub attirent également des atomes d'hydrogène. La voie que les atomes d'hydrogène fragilisent des métaux est en entraînant un genre d'embouteillage : ils se serrent autour du hub et bloquent toutes les artères possibles pour la répartition de véhicule. Ceci mène éventuellement à la décomposition matérielle. »

des simulations sur ordinateur de pointe ont été exécutées par Chanson pour indiquer expressément comment les atomes d'hydrogène déménagent dans des métaux et comment ils agissent l'un sur l'autre avec des atomes en métal. Cette simulation a été suivie d'analyse cinétique rigoureuse, pour joindre les détails de nanoscale avec des conditions expérimentales macroscopiques.

Ce modèle a été appliqué pour prévoir des seuils de fragilisation en un grand choix d'aciers fer-basés de ferrite et de excellentes conventions produites avec des expériences. Les découvertes fournissent un cadre pour interpréter des expériences et concevoir les matériaux structurels fragilisation-résistants de la deuxième génération.

Source : http://www.mcgill.ca/

Last Update: 20. November 2012 05:46

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