Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Nghiên cứu phát hiện cách hydro làm giòn thép (21/01/2020)

Các nhà khoa học đã xác định được cách hydro làm giòn thép. Nghiên cứu do các kỹ sư tại trường Đại học Sydney thực hiện, cũng tiết lộ các chiến lược mới để thép chịu giòn được.

Hình ảnh minh họa.

Nhiều nhà khoa học và các nhà hoạch định chính sách vẫn hy vọng nền kinh tế hydro - sử dụng nhiên liệu hydro để cấp năng lượng cho ô tô, xe tải, máy bay và nhiều thiết bị khác - sẽ giảm đáng kể phát thải cacbon. Nhưng quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế hydro sẽ cần có hạ tầng để phân phối và lưu trữ hydro.

Hiện nay, nhiều hệ thống đốt và đường ống được sử dụng để đốt nhiên liệu cho nền kinh tế cacbon sử dụng thép và hợp kim thép. Tuy nhiên, hydro làm suy yếu tính toàn vẹn của cấu trúc thép, đây là quá trình làm giòn. Cho đến nay, các nhà khoa học chưa hiểu về quá trình làm giòn thép.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật hình ảnh tinh xảo được gọi là chụp cắt lớp đầu dò nguyên tử chuyển cryo để quan sát hành vi của các nguyên tử hydro bên trong thép. Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science, cho thấy hydro tích tụ bên trong các vị trí lệch hoặc ranh giới ngăn cách các tinh thể thép riêng lẻ. Khi có ngày càng nhiều hydro tích tụ bên trong những vị trí lệchày, các vết gãy bắt đầu tiến triển, gây ra tình trạng giòn.

Nghiên cứu đột phá cũng tiết lộ kỹ thuật để ngăn chặn hiện tượng giòn của thép. Trong một số hợp kim thép, hình ảnh cho thấy các cụm niobi cacbua hoạt động để bẫy các nguyên tử hydro và ngăn chúng di chuyển đến và tích tụ trong các vị trí trật khớp và ranh giới tinh thể. Trong tương lai, các nhà nghiên cứu có thể sử dụng cacbua niobi hoặc các hợp chất có chất lượng tương tự tạo ra các loại thép để chống lại hiện tượng thép giòn do hydro gây ra.

Yi-Sheng Chen, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: "Những phát hiện này rất quan trọng để thiết kế thép chống giòn; cacbua cung cấp giải pháp để đảm bảo thép có độ bền cao không dễ bị gãy sớm và giảm độ dẻo dai khi có sự xuất hiện của hydro".

Nguồn: N.P.D (NASATI)/www.vista.gov.vn

Cập nhật: 21/01/2020