德科学家称在实验室找到氢气适应性材料

2010-8-16 12:30 来源: 科技日报
924 收藏到BLOG

  据美国物理学家组织网近日报道,氢气被认为是未来燃料,然而这种最轻的化学元素能让机动车引擎上的金属变脆,导致汽车组件突发性故障甚至断裂。德国一家研究院的科学家正在借助最新的特种实验室,进行一项氢致脆裂的研究,旨在寻找能和氢相适应的材料及制造工序。

  氢气会使钢铁、铝和镁这些通用金属变脆,延展性降低,耐久性变差,导致汽车零件的突发性失灵。除了燃料箱本身、燃料电池部分,普通元件如滚珠轴承也会受影响。这些不仅在汽车中发生,几乎所有的工业机械中都会发生。氢气遍布在汽车的原材料和制造工序中,不仅仅是用来装满燃料箱。氢气通过腐蚀、镀铬、焊接、打磨、压制等过程,渗透到金属晶格中,结果导致材料毫无警示地断裂开,只好花费巨大财力重新修复。

  领导该研究的德国研究员尼考拉斯·韦恩瑟说:“在工业领域,元件必须能承受温度压力、机械压力和氢气。在新的特种实验室中,我们提供了必要的分析程序。我们正在研究氢气在金属中的运动、速率及其在材料中累积的关键点。”

  研究人员通过热处理的方法,不断加热样本,同时释放并测试氢气的活动。通过特殊的张力测试设备,确定氢气在金属中的行为和通过金属的速率,当张力增加时,能实时测定氢气的承载力和穿透力,氢气对材料的压力以及材料的抵抗性能。

  研究人员还加入了原子和有限元(FEM)模拟,在原子和宏观的层面观察氢气和金属之间的相互反应。将这些测试结果输入计算机,就能实时算出金属的氢气脆变程度。

  研究人员伍尔夫·派夫博士表示,结合特种实验室测试和模拟工具,有些对于氢气是可适应的材料已经发现,制造工序也能被改良。

  几乎没人不知道美国电视剧《霹雳游侠》中的霹雳车KITT,它有着氢燃料动力马达,在未来,汽车装备了氢推进器,以超过480公里的时速来追捕坏人不仅仅是在电影中,而将出现在真实的生活里。