TDS測氫：第二代鎳基單晶高溫合金的氫捕獲與氫脆研究

1）1280°C/2 h + 1300°C/2 h + 1320°C/6 h，空冷（AC）；

2）1140°C/4 h，AC；

3）870°C/24 h，AC。

-應變速率：1×10??/s；

-溫度：室溫（RT）；

-測試樣本：啞鈴形平板試樣，標距長度 25 mm，截面 5×1.5 mm2；

（2）氫脆敏感性評估

-氫脆指數（HEI）計算：

-記錄斷裂應變、屈服強度及斷口形貌。

四、微觀結構表征

（1）初始顯微組織分析：

-SEM（Zeiss Gemini 300）：觀察 γ/γ′ 相分布；

-HRTEM（JEOL JEM-2200FS）：分析 γ/γ′ 界面晶格結構；

-APT（CAMECA LEAP 5000XR）：元素空間分布及界面成分。

（2）斷口分析：

-SEM：觀察斷口形貌（滑移臺階、準解理面、微裂紋）；

-Micro-CT：三維裂紋分布；

-EBSD/ECCI：裂紋附近塑性變形區及位錯結構。

五、氫分布與氫捕獲行為分析

-試樣預處理：輕微蝕刻（CuSO? + H?SO? + HCl + H?O）；

-氫還原反應：AgBr + H → Ag + H? + Br?；

-銀顆粒分布分析（SEM-EDS），定位氫富集區域（γ 基體、γ/γ′ 界面）。

（2）熱脫附技術（TDS）：

-儀器：JTF20A 分析儀，加熱速率 100–350°C/h；（點擊查看TDS熱脫附測氫表征測量系統詳細介紹）

-脫附峰擬合（Gaussian 分峰），計算氫脫附活化能（Choo-Lee 方程）：

-真空層厚度：12 ?。

(2)計算參數：

-模型：VASP（PAW ，PBE-GGA 泛函）；

-平面波截斷能：500 eV；

-k 點網格：7×7×2（Γ 中心）。

(3)界面結合強度分析：

-分離功（Wsep）計算（Rice-Wang熱力學理論）；

-分析氫對 Ni-Ni/Ni-Al 鍵的影響。

七、數據分析與關聯性研究

（1）氫捕獲與力學性能關聯

-γ/γ′ 界面作為可逆氫陷阱的機理（界面錯配應力場）。

（2）氫脆機制驗證：

-HELP（氫增強局部塑性）與 HEDE（氫增強解聚）的協同作用；

-滑移帶-微裂紋-納米孔洞的演化路徑。

備注：實驗設計覆蓋氫捕獲行為、力學性能劣化機制及微觀結構演化的多尺度關聯，為開發抗氫脆高溫合金提供理論依據。