Pang-Yu Liu, Boning Zhang, Ranming Niu, Shao-Lun Lu, Chao Huang, Maoqiu Wang, Fuyang Tian, Yong Mao, Tong Li, Patrick A. Burr, Hongzhou Lu, Aimin Guo, Hung-Wei Yen, Julie M. Cairney, Hao Chen & Yi-Sheng Chen

Nature Communications 15,724 (2024)

https://www.nature.com/articles/s41467-024-45017-4

在金屬材料中，重量分率僅百萬分一等級的氫就可使材料在服役過程中發生災難性破壞，主要由於氫擴散能夠使受力鋼材中的裂紋生成與快速擴展，此稱為氫脆，而禦抗氫脆為淨零氫能時代之關鍵議題。材料科學與工程學系顏鴻威教授與雪梨大學 Julie Cairney教授及北京清華大學陳浩教授組成國際研究團隊，共同發展禦抗氫脆的材料策略。

團隊於理論計算證實碳化物的碳空位是相當有效的氫陷阱，可抑制氫於鋼材中的擴散。為驗證此概念，團隊以原子針尖斷層影像儀解析TiC與複合型(Ti, Mo)C之碳空位濃度與氫捕獲特性(右圖) ，研究成果發現(Ti, Mo)C 擁有較高的碳空位濃度，並能將氫捕獲至碳化物之晶體內，有別於TiC 僅以碳化物界面捕獲氫， (Ti, Mo)C因而擁有較高氫捕獲能力，此碳化物晶體缺陷工程可作為禦抗氫脆之材料策略。

Keywords: ATOM-PROBE TOMOGRAPHY; GENERALIZED GRADIENT APPROXIMATION; INTERPHASE PRECIPITATION; QUANTITATIVE-ANALYSIS; DELAYED FRACTURE; PHASE-STABILITY; TRAPPING SITES; GROUP IVB; EMBRITTLEMENT; 1ST-PRINCIPLES