金属中氢鼓泡形核的机理

摘要

通过实验和理论分析研究了氢鼓泡形核、长大和开裂的过程.在充氢试样中发现直径小于100nm未开裂的孔洞,它们是正在长大的氢鼓泡,也发现已开裂的鼓泡以及裂纹多次扩展导致破裂的鼓泡.分析表明,氢和空位复合能降低空位形成能,从而使空位浓度大幅度升高,这些带氢的过饱和空位很容易聚集成空位团.H在空位团形成的空腔中复合成H2就使空位团稳定,成为氢鼓泡核.随着H和过饱和空位的不断进入,鼓泡核不断长大,内部氢压也不断升高.当氢压产生的应力等于被氢降低了的原子键合力时,原子键断开,裂纹从鼓泡壁上形核.