中德团队开发新型不锈钢，同时破解“耐腐蚀”与“抗氢脆”两大难题

　　氢气被视为未来气候中性能源体系的基石，但如何安全储存和运输氢气仍是材料领域的重大挑战。近日，由北京科技大学与马克斯·普朗克可持续材料研究所牵头的国际研究团队，成功开发出一种新型奥氏体不锈钢，同时解决了长期困扰行业的“腐蚀”和“氢脆”两大难题。相关研究成果已发表于期刊《Science Advances》。
　　氢脆是指氢渗入金属内部、削弱内部键合，最终可能导致材料突然失效的过程。研究团队将研究重点放在晶界——钢中最脆弱的缺陷部位，从源头阻止氢的侵入。他们并未依赖传统的表面氧化膜，而是将氮原子直接引入钢的晶界中。这种原子尺度的“装饰”能有效阻断氢的进入，并在损伤发生前抑制缺陷活性。
　　最终研发出的合金成分为Fe-20Cr-9Ni-2.5Mn-1.6Mo-1Cu-0.2N。与商业化316L不锈钢相比，其耐腐蚀性能提高了3.8倍，抗氢脆能力提升了1.35倍。与通过析出相“捕获”氢的传统策略不同——后者往往会迅速饱和——晶界钝化提供了长期、稳定的防护效果。
　　该新型合金成本可控，兼容现有工业加工路线，且相较许多高性能替代材料具有更低的碳足迹。通过将耐久性、耐氢性和经济性相结合，为更安全的氢气管道、储罐及运输储存部件提供了切实可行的路径。此外，这种原子尺度设计策略还有望推广至其他合金体系，为能源、化工及基础设施领域开发更耐久的材料打开新机遇。