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Tailoring negative pressure by crystal defects: Microcrack induced hydride formation in Al alloys
- Climate change motivates the search for non-carbon-emitting energy generation and storage solutions. Metal hydrides show promising characteristics for this purpose. They can be further stabilized by tailoring the negative pressure of microstructural and structural defects. Using systematic ab initio and atomistic simulations, we demonstrate that an enhancement in the formation of hydrides at the negatively pressurized tip region of the microcrack is feasible by increasing the mechanical tensile load on the specimen. The theoretical predictions have been used to reassess and interpret atom probe tomography experiments for a high-strength 7XXX-aluminium alloy that show a substantial enhancement of hydrogen concentration at structural defects near a stress-corrosion crack tip. These results contain important implications for enhancing the capability of metals as H-storage materials.
Autor*innen: | Ali TehranchiORCiD, Poulami ChakrabortyORCiD, Martí López FreixesORCiD, Eunan J. McEniry, Baptiste GaultORCiD, Tilmann HickelORCiD, Jörg NeugebauerORCiD |
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Dokumenttyp: | Zeitschriftenartikel |
Veröffentlichungsform: | Verlagsliteratur |
Sprache: | Englisch |
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch): | Physical Review Materials |
Jahr der Erstveröffentlichung: | 2023 |
Organisationseinheit der BAM: | 6 Materialchemie |
6 Materialchemie / 6.4 Materialinformatik | |
Veröffentlichende Institution: | Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) |
Verlag: | American Physical Society (APS) |
Jahrgang/Band: | 7 |
Ausgabe/Heft: | 10 |
Aufsatznummer: | 105401 |
Erste Seite: | 105401-1 |
Letzte Seite: | 105401-12 |
DDC-Klassifikation: | Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten |
Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Angewandte Physik | |
Freie Schlagwörter: | Ab initio Simulation; Hydrogen storage; Microcracks; Physics and Astronomy (miscellaneous) |
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM: | Energie |
Energie / Wasserstoff | |
Material | |
Material / Materialdesign | |
DOI: | 10.1103/PhysRevMaterials.7.105401 |
URN: | urn:nbn:de:kobv:b43-587878 |
ISSN: | 2475-9953 |
Verfügbarkeit des Dokuments: | Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access") |
Lizenz (Deutsch): | Creative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International |
Datum der Freischaltung: | 13.11.2023 |
Referierte Publikation: | Ja |
Datum der Eintragung als referierte Publikation: | 27.11.2023 |
Schriftenreihen ohne Nummerierung: | Wissenschaftliche Artikel der BAM |