Vätes inverkan på legeringsprestanda: När förvänta sig vad

Forskningsprojekt, 2023 – 2025

Ibland är det de minsta atomerna som skapar stora skador. Väte ligger till skuld för de sprickor av skruvarna som höll ihop delar av Oakland Bay bron år 2013. Att åtgärda detta resulterade i kostnader upp mot 25 miljoner amerikanska dollar. Dessa kostnader hade kunnat undvikas om vätets inkorporation i skruvarna hade förhindrats. Problemet är dock att väte är ett litet ämne med låg massa och som därmed kan förflytta sig snabbt. När det väl kommer in så börjar den genast interagera med andra atomer och påverkar således hur de håller samman – konsekvensen: det spricker.

Det har varit känt sedan 1900-talet att väte skapar materialbrott. Däremot så behöver detta förstås bättre. Varför är det så utmanade att studera väte? Anledningen är densamma: vätet är litet och svårt att se. Experimentellt sett kräver detta massiva mikroskop under kontrollerade förhållanden. Hur är det när det kommer till datorsimuleringar? Där visar det sig att väte är relativt lätt att simulera. Dessa simuleringar är till stor hjälp när vi vill se de minsta detaljerna, ner mot atombindningar. Däremot är det svårt att simulera stora system, såsom ett fåtal väteatomer inuti en volym av metallatomer i hundratal och tusental. Balansen hittar vi genom att förstå hur experiment och datorsimuleringar kan komplettera varandra.

I detta projekt kombinerar jag experiment och simuleringar för att förstå konsekvenserna av väte inuti skruvmaterial och de faktorer som bidrar till sprickbildning. Jag kommer att samla information från experiment som kommer att vägleda beräkningarna, så att vi bättre kan förstå varför vätet är så skadligt för material som behöver vara starka. Med denna undersökning kan vi designa material som klarar sig bättre än de som vi har idag, så att skruvarna i en bro inte behöver bytas ut.