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西湖
2024年12月18日，“氢脆”有多可怕？一艘刚完工的油轮，静止状态下瞬间折成两段！首发2023-12-20 20:30·科普启示录#文章首发挑战赛#80年前的一个夜晚，美国天鹅岛造船厂中突然传出了一声惊天巨响。吓醒了旁边结束一天工作正在休息的工人们。他们来不及穿好衣服就匆匆冲上码头，看到的竟然是那艘刚刚完工没超过半个月的油轮生生断成了两节！而这艘船明天就即将下水进行最后的试验。这还不是一个偶然的事件，这批油轮中，一共有1500艘都出现了严重的裂缝，要知道，当时一艘自由轮的造价在200万美元左右，这可算是一笔价格不菲的费用。不过幸运的是，这些油轮并不是在汹涌的海水中被一分为二的，不然死伤的情况可就难以让人估量了。发生这些事情之后，一时之间谣言四起，人心惶惶。要知道人为力量是绝对不会将这些巨轮在没有任何预兆的情况下毁成两半，大伙们断言肯定是有超自然的能力，要么是外星人向我们下了手，要么就是不知道何方而来的妖魔鬼怪想给我们点颜色瞧瞧。眼看着大家的揣测越来越离谱，政府也决定从头到尾彻查这件事情。好端端的轮船断成两半，负责调查的专家首先就从焊接工人开始询问，是不是在焊接过程当中出现了什么意外情况。这可把负责焊接的小弟们吓坏了，他们跟专家反馈说自己每个步骤都是严格按照生产规章手册进行的，绝对不会出现问题。专家们左检查右检查，甚至都怀疑到外部海水温度上面去了，但却始终一筹莫展，最后就连专家们都怀疑难不成真的有什么外太空的UFO当晚袭击了我们。但其实毁灭船体的元凶就是：氢。这种我们在生活中不说十分熟悉，至少也经常听闻的普通元素。“神秘力量”——氢大家可能会产生疑惑，这氢不是大自然中的一种化学元素吗？看不见摸不着的难道会有这么大的威力？氢是元素周期表中最简单的元素，也是宇宙中最丰富的元素之一，学过化学的小伙伴们肯定都知道是用“H”表示。其原子构成只有一个质子和一个电子，可以参与许多的化学反应。它可以与氧结合形成水分子，是生命中不可或缺的组成部分。同时，氢也能与其他元素发生反应，形成各种化合物。在工业生产中，氢常被用作还原剂，参与到多种合成和生产过程中。是不是感觉氢挺万能的，随时都能变身？但是当我们将氢引入金属的领域时，就会涉及到一个现象，即氢脆。在焊接过程中，小小的氢原子会渗透到金属晶格中，形成氢分子，再与金属原子发生化学反应，形成氢化物。它们聚集在金属的晶粒附近，破坏原有的结构，使其膨胀变脆，一些金属材料在受到外部应力或负荷时变得脆弱易断，内部甚至会形成细小的裂纹，这种现象也就是“氢脆”。特别容易发生氢脆的金属包括钢铁和铝合金。在一些工业制造和建筑领域，如果不谨慎处理氢脆问题，可能会对结构的强度和耐久性造成影响。其实在十九世纪八十年代的时候，科学家强森就偶然发现了一个神奇的现象，难以掰弯的条在醋里面浸泡一下，醋液中的氢就会溶解到了铁中，使其变得异常脆弱，轻轻一折就可以折断。这就是科学们第一次认识到氢脆现象的发生，但尽管如此，人们却未真正认识到这一现象可能带来的潜在危害。氢脆事件都是事前毫无预兆突然发生的，比如这次的邮轮也是因为氢脆现象而产生的断裂，类似的情况还发生在许多其他领域，如航空、石油、化工、核能等。1903年洛杉矶时报曾经发生过一场大火，当时洛杉矶时报的办公室正使用氢气充当印刷机的动力源。就在印刷时突然引起了一场大火，整个建筑几乎在瞬间被吞噬。原因竟然是印刷机中的氢气在与空气中的氧气混合后发生了爆炸。1937年的“希尼堡灾难”中，一艘名为“希尼堡”的巨型飞艇在降落时由于引擎主轴断裂而坠落，最终爆炸起火，造成了惨重的人员伤亡。1975年美国芝加哥一家炼油厂，一根15cm的不锈钢管也是突然发生破裂，引起爆炸和火灾，不仅造成人员伤亡，而且对当地环境造成了严重污染。1988年法国工厂中也发生了一场意外事故，一个装有3000升氢气的金属罐突然发生爆炸，附近的居民和楼房全部受到波及，伤亡人数数不胜数。现代如何避免“氢脆”现象发生？在我们日常的生活中，氢元素无疑是金属材料中不可或缺的一部分，但是一旦氢脆的现象发生，就会引起巨大的灾难。那么，我们究竟该如何在使用氢气的时候，避免这令人头疼的化学反应呢？我国的炼钢工人通过长期的生产劳动经验发现，氢元素虽然在一些金属中容易扩散，但在铬、钛、钒等金属中却表现得相对稳定。所以在使用氢气时，能都选择合适的金属材料是至关重要的。为了防范氢脆现象的突然发生，我们需要避免使用那些容易与氢气产生反应的金属，而应选择那些更为稳定的材料。氢脆一般在-50℃~100℃之间发生，这是因为在这个温度范围内，氢的扩散速度较慢。而在寒冷的环境中，一般通过太高温度的烘烤就能将氢“烤”出金属，让氢元素离开，自然也就减少了氢脆的风险。为了进一步降低氢脆的发生概率，我国的工业化生产采取了一项巧妙的措施——去氢过程。在金属完工之后，通过将金属加热至200~240°C的温度，这样大部分的氢都会被驱逐出去。这就像是对金属进行一次“排毒”，确保氢元素不再潜伏其中，从而降低氢脆的风险。科学家们一直在不懈努力，致力于寻找最佳方法来最大限度地避免氢脆现象的发生。早在2015年，牛津大学的研究小组就开始了一项研究，目标是生产出一种不会受到氢脆影响的钢。这种创新的钢体，可以在让氢原子在进入金属之初就被困住。这就好比在钢材内部安装了一个能够吸收氢原子的“海绵”，一旦氢原子进入，就会被迅速、牢固地吸收，从而避免对材料性能造成严重危害。更为惊喜的是，研究小组发现，通过使用碳和金属的混合化合物，可以借助碳的特性，让氢原子有效吸附在其表面，从而降低对金属的破坏。这一发现为制定更为先进的防范策略提供了新的思路。在满足产物技术条件的情况下，我们还可以采用不会造成渗氢的涂层，例如达克罗涂覆层可以取代传统的镀锌，不仅不会发生氢脆，而且耐蚀性提高了7～10倍，附着力也更为出色，从而不影响装配的稳定性。此外，我们也不难发现现代工业场所中经常会采用一些特殊的空气控制系统，以确保气体浓度的稳定性。通过科学手段，系统能够努力保持氢气的浓度在安全范围内，为工业领域设置的一道无形的安全屏障，保障着生产过程的平稳进行。任何事物都是多面性的，被誉为宇宙第一元素的氢既是无害的存在，又可能释放出强大的能量。我们能做的就是在无数次的尝试中找到完美的解决办法，最大限度的减少可能的灾难性事故发生。
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在大唐灭亡之后中原再次陷入长达70年的混乱期即五代十国
据紫薇园负责人邵林介绍，紫薇花的花期是木本花中最长的，从当年6月开始，一直可以开至9月底，所以紫薇花也有“百日红”的美称，目前园内的紫薇花正陆续绽放，预计10天以后进入盛花期，市民及游客可以免费入园观赏。这些附加设施不仅提升了生活品质，还为居住者提供了更多的休闲和娱乐空间。