上海
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
氢脆（Hydrogen embrittlement，HE）会降低铝合金的耐久性，并阻碍其在氢经济中的应用。铝合金中的金属间化合物颗粒能够捕获氢并减轻氢脆，但这些颗粒通常与传统的强化纳米析出相相比，数量密度较低。
2025 年 4 月 30 日， 西安交通大学孙军院士、刘刚教授、 上海交通大学材许元涛等人作为共同通讯作者，在Nature期刊发表了题为： Structurally complex phase engineering enables hydrogen-tolerant Al alloys 的研究论文 。
在这项最新研究中，研究团队报道了在添加钪（Sc）的铝镁（Al–Mg）合金中通过尺寸筛选的复合沉淀，以实现具有高氢捕获能力的细小 Al3Sc 纳米沉淀物和原位形成的核壳结构 Al3(Mg, Sc)2/Al3Sc 纳米相的高密度分散。
两步热处理会在仅大于 10 纳米的 Al3Sc 纳米沉淀物表面诱导出异质形核的萨姆森相 Al3(Mg, Sc)2。尺寸依赖性与 Al3Sc 纳米析出物的不相干性有关，这导致镁的局部偏析，并引发 Al3(Mg, Sc)2 的形成。
在这些铝镁钪（Al–Mg–Sc）合金中，双纳米沉淀物的定制分布使强度提高了约 40%，与不含钪的合金相比，抗氢脆性能提高了近五倍，达到了含氢量高达 7 ppmw 的铝合金的拉伸均匀伸长率的记录水平。
研究团队进一步将这一策略应用于其他铝镁基合金，例如铝镁钛锆（Al–Mg–Ti–Zr）合金、铝镁铜钪（Al–Mg–Cu–Sc）合金和铝镁锌钪（Al–Mg–Zn–Sc）合金。
总的来说，这项研究展示了一种提高高强度铝合金抗氢性能的可能途径，并且能够轻松地应用于大规模工业生产。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08879-2
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