为什么说加压压缩储氢可能产生氢脆现象?

氢脆现象定义明明是溶于钢中的氢,聚合为氢分子,造成应力集中,超过钢的强度极限,在钢内部形成细小的裂纹。说加压压缩储氢可能产生氢脆现象,难道意思是用钢瓶储氢时氢气会溶解在钢中吗?但是这又与定义中说的“溶于钢中的氢聚合为氢分子”不符合啊。

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6个答案
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冬鼠包金属有机,围棋

2014-09-27 14:14

题主的疑问是,“氢气会溶解在钢中”和“溶于钢中的氢聚合为氢分子”矛盾?本来就是氢气如何聚合为氢气?

从简单的气-固模型来看,首先主要发生气体在金属表面的物理吸附,之后化学吸附增多。化学吸附与金属性质有关,一般比物理吸附慢。铁对于氢气属于不那么活泼的,不过有一定程度,随着氢气压力增加,反应程度变大,另外钢材掺入的其他成分,比如其他金属如镍,对氢气的活性可能高于铁。氢气分解为H-M形式,之后氢原子进入金属主体。进入的氢可以重新结合为氢气,对金属的结构有较大的破坏,导致氢脆。另外能形成较强M-H的金属(钯、铂等)与氢气反应也可直接改变材料的属性;氢原子本身渗入金属晶格也可直接造成氢脆。以上过程,增加氢气压力会促进正向进行。

简单的模型就是这样……当然,压力足够高,很多东西都能直接渗入固相了……

最后歪个图


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据我所知几家的70mpa的高压氢气罐都不是钢材做的。

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氢分子什么的不知道,不过高压下气体确实会渗进金属,据说压力够高了油都会渗。
进去了之后氢原子对金属晶格的作用就不好说了。一般来说非金属成分会使钢材变硬变脆,但氢这东西也有表现金属性的时候。
不管怎样,弹性模量不均匀了,就可能在负荷改变时造成应力集中,然后先裂带动后裂

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是因为高压状态下氢原子更容易进入金属材料内部。而且高压条件下不仅是氢脆,还有氢腐蚀也更严重。高压状态下聚集的氢会造成更高的应力集中

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氢脆,一楼解释的挺好的。另外,国内的现在70Mpa及以上的储氢气瓶都是铝合金内胆,外面缠绕碳纤维复合材料层。再说,扛得住70Mpa压力的钢瓶得要多厚?

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丁大zhǔn电厂化学学士

2014-09-29 21:53

据腐蚀与防护老师讲,氢气会渗透进钢材晶格中,并且和其中的碳形成甲烷,进而导致氢鼓包,引发氢脆。

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