80年前的一個夜晚，美國天鵝島造船廠中突然傳出了一聲驚天巨響。嚇醒了旁邊結束一天工作正在休息的工人們。

他們來不及穿好衣服就匆匆沖上碼頭，看到的竟然是那艘剛剛完工沒超過半個月的油輪生生斷成了兩節(jié)！而這艘船明天就即將下水進行最后的試驗。

這還不是一個偶然的事件，這批油輪中，一共有1500艘都出現(xiàn)了嚴重的裂縫，要知道，當時一艘自由輪的造價在200萬美元左右，這可算是一筆價格不菲的費用。

不過幸運的是，這些油輪并不是在洶涌的海水中被一分為二的，不然死傷的情況可就難以讓人估量了。

發(fā)生這些事情之后，一時之間謠言四起，人心惶惶。要知道人為力量是絕對不會將這些巨輪在沒有任何預兆的情況下毀成兩半，大伙們斷言肯定是有超自然的能力，要么是外星人向我們下了手，要么就是不知道何方而來的妖魔鬼怪想給我們點顏色瞧瞧。

眼看著大家的揣測越來越離譜，政府也決定從頭到尾徹查這件事情。

好端端的輪船斷成兩半，負責調(diào)查的專家首先就從焊接工人開始詢問，是不是在焊接過程當中出現(xiàn)了什么意外情況。

這可把負責焊接的小弟們嚇壞了，他們跟專家反饋說自己每個步驟都是嚴格按照生產(chǎn)規(guī)章手冊進行的，絕對不會出現(xiàn)問題。

專家們左檢查右檢查，甚至都懷疑到外部海水溫度上面去了，但卻始終一籌莫展，最后就連專家們都懷疑難不成真的有什么外太空的UFO當晚襲擊了我們。

但其實毀滅船體的元兇就是：氫。這種我們在生活中不說十分熟悉，至少也經(jīng)常聽聞的普通元素。

“神秘力量”——氫

大家可能會產(chǎn)生疑惑，這氫不是大自然中的一種化學元素嗎？看不見摸不著的難道會有這么大的威力？

氫是元素周期表中最簡單的元素，也是宇宙中最豐富的元素之一，學過化學的小伙伴們肯定都知道是用“H”表示。其原子構成只有一個質子和一個電子，可以參與許多的化學反應。

它可以與氧結合形成水分子，是生命中不可或缺的組成部分。同時，氫也能與其他元素發(fā)生反應，形成各種化合物。在工業(yè)生產(chǎn)中，氫常被用作還原劑，參與到多種合成和生產(chǎn)過程中。

是不是感覺氫挺萬能的，隨時都能變身？但是當我們將氫引入金屬的領域時，就會涉及到一個現(xiàn)象，即氫脆。

在焊接過程中，小小的氫原子會滲透到金屬晶格中，形成氫分子，再與金屬原子發(fā)生化學反應，形成氫化物。

它們聚集在金屬的晶粒附近，破壞原有的結構，使其膨脹變脆，一些金屬材料在受到外部應力或負荷時變得脆弱易斷，內(nèi)部甚至會形成細小的裂紋，這種現(xiàn)象也就是“氫脆”。

特別容易發(fā)生氫脆的金屬包括鋼鐵和鋁合金。在一些工業(yè)制造和建筑領域，如果不謹慎處理氫脆問題，可能會對結構的強度和耐久性造成影響。

其實在十九世紀八十年代的時候，科學家強森就偶然發(fā)現(xiàn)了一個神奇的現(xiàn)象，難以掰彎的條在醋里面浸泡一下，醋液中的氫就會溶解到了鐵中，使其變得異常脆弱，輕輕一折就可以折斷。

這就是科學們第一次認識到氫脆現(xiàn)象的發(fā)生，但盡管如此，人們卻未真正認識到這一現(xiàn)象可能帶來的潛在危害。

氫脆事件都是事前毫無預兆突然發(fā)生的，比如這次的郵輪也是因為氫脆現(xiàn)象而產(chǎn)生的斷裂，類似的情況還發(fā)生在許多其他領域，如航空、石油、化工、核能等。

1903年洛杉磯時報曾經(jīng)發(fā)生過一場大火，當時洛杉磯時報的辦公室正使用氫氣充當印刷機的動力源。就在印刷時突然引起了一場大火，整個建筑幾乎在瞬間被吞噬。原因竟然是印刷機中的氫氣在與空氣中的氧氣混合后發(fā)生了爆炸。

1937年的“希尼堡災難”中，一艘名為“希尼堡”的巨型飛艇在降落時由于引擎主軸斷裂而墜落，最終爆炸起火，造成了慘重的人員傷亡。

1975年美國芝加哥一家煉油廠，一根15cm的不銹鋼管也是突然發(fā)生破裂，引起爆炸和火災，不僅造成人員傷亡，而且對當?shù)丨h(huán)境造成了嚴重污染。

1988年法國工廠中也發(fā)生了一場意外事故，一個裝有3000升氫氣的金屬罐突然發(fā)生爆炸，附近的居民和樓房全部受到波及，傷亡人數(shù)數(shù)不勝數(shù)。

現(xiàn)代如何避免“氫脆”現(xiàn)象發(fā)生？

在我們?nèi)粘５纳钪?，氫元素無疑是金屬材料中不可或缺的一部分，但是一旦氫脆的現(xiàn)象發(fā)生，就會引起巨大的災難。那么，我們究竟該如何在使用氫氣的時候，避免這令人頭疼的化學反應呢？

我國的煉鋼工人通過長期的生產(chǎn)勞動經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，氫元素雖然在一些金屬中容易擴散，但在鉻、鈦、釩等金屬中卻表現(xiàn)得相對穩(wěn)定。

所以在使用氫氣時，能都選擇合適的金屬材料是至關重要的。為了防范氫脆現(xiàn)象的突然發(fā)生，我們需要避免使用那些容易與氫氣產(chǎn)生反應的金屬，而應選擇那些更為穩(wěn)定的材料。

氫脆一般在-50℃~100℃之間發(fā)生，這是因為在這個溫度范圍內(nèi)，氫的擴散速度較慢。而在寒冷的環(huán)境中，一般通過太高溫度的烘烤就能將氫“烤”出金屬，讓氫元素離開，自然也就減少了氫脆的風險。

為了進一步降低氫脆的發(fā)生概率，我國的工業(yè)化生產(chǎn)采取了一項巧妙的措施——去氫過程。在金屬完工之后，通過將金屬加熱至200~240°C的溫度，這樣大部分的氫都會被驅逐出去。這就像是對金屬進行一次“排毒”，確保氫元素不再潛伏其中，從而降低氫脆的風險。

科學家們一直在不懈努力，致力于尋找最佳方法來最大限度地避免氫脆現(xiàn)象的發(fā)生。早在2015年，牛津大學的研究小組就開始了一項研究，目標是生產(chǎn)出一種不會受到氫脆影響的鋼。

這種創(chuàng)新的鋼體，可以在讓氫原子在進入金屬之初就被困住。這就好比在鋼材內(nèi)部安裝了一個能夠吸收氫原子的“海綿”，一旦氫原子進入，就會被迅速、牢固地吸收，從而避免對材料性能造成嚴重危害。

更為驚喜的是，研究小組發(fā)現(xiàn)，通過使用碳和金屬的混合化合物，可以借助碳的特性，讓氫原子有效吸附在其表面，從而降低對金屬的破壞。這一發(fā)現(xiàn)為制定更為先進的防范策略提供了新的思路。

在滿足產(chǎn)品技術條件的情況下，我們還可以采用不會造成滲氫的涂層，例如達克羅涂覆層可以取代傳統(tǒng)的鍍鋅，不僅不會發(fā)生氫脆，而且耐蝕性提高了7～10倍，附著力也更為出色，從而不影響裝配的穩(wěn)定性。

此外，我們也不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)場所中經(jīng)常會采用一些特殊的空氣控制系統(tǒng)，以確保氣體濃度的穩(wěn)定性。

通過科學手段，系統(tǒng)能夠努力保持氫氣的濃度在安全范圍內(nèi)，為工業(yè)領域設置的一道無形的安全屏障，保障著生產(chǎn)過程的平穩(wěn)進行。

任何事物都是多面性的，被譽為宇宙第一元素的氫既是無害的存在，又可能釋放出強大的能量。我們能做的就是在無數(shù)次的嘗試中找到完美的解決辦法，最大限度的減少可能的災難性事故發(fā)生。