摘录自：

华东理工大学 | 孙彬涵，张显程，涂善东：面向氢能本质安全利用——氢致损伤研究进展与挑战《化工进展》

（1）覆盖阻氢涂层。该方法旨在通过覆盖低氢渗透性或低氢扩散率的涂层来阻止氢从含氢环境中进入材料或部件。目前开发的阻氢涂层主要包括陶瓷涂层（氧化物、碳化物和氮化物）、金属涂层、二维材料涂层和复合涂层。这些涂层可使氢的扩散速率降低至基体的1/104。然而，涂层的耐久性是一个重要问题，特别在恶劣环境（如磨损或腐蚀环境）中长时服役过程后。一旦涂层受损，暴露的金属基体与涂层材料之间的电化学反应可能导致氢的生成和重新渗入，从而诱发氢致损伤。

（2）引入氢陷阱。该方法利用某些第二相（如钢中的V、Ti和Nb基碳化物）捕获氢，降低氢原子在材料内部的扩散速率，从而延缓氢原子在局部区域的聚集。然而，如果这些析出相及相关界面本身容易发生氢致开裂，则可能产生负面影响。此外，氢捕获相可能导致材料吸收更多的氢，在高温环境下，这些捕获的氢可能重新扩散，从而增加氢致损伤风险。特别需要注意的是，该方法一般适用于氢含量较少的情况，对于在临氢环境下服役的部件，氢陷阱最终均会充满，因此失去了防护效果。

（3）微观界面调控。研究表明，细化晶粒可降低晶界处的氢覆盖率，同时可减小应力在晶界上的集中，降低氢致晶界开裂的倾向。然而，当晶粒尺寸减小到微米级以下时，材料的应变硬化能力和均匀延伸率一般会显著降低。另外一种微观界面的调控方式是通过增加低能界面（如退火孪晶界）的比例，降低晶界处的氢聚集，并阻断沿晶断裂扩展路径。可以看出，以上方法仅适用于氢致沿晶断裂为主的情况。

（4）化学成分调控。在合金中，一些成分的含量往往对材料的氢致敏感性有重要作用。如Ni元素可显著地增加奥氏体不锈钢的机械稳定性，降低因形变诱发马氏体而导致氢致损伤的概率。又如，B和C等合金元素可提高晶界的结合强度，抑制氢致沿晶开裂。某些情况下，合金内部的化学成分异质性也可有效提升其抗氢损伤能力。例如，Sun等提出了一种通过微纳尺度Mn元素偏聚的方法，局部稳定奥氏体组织，显著抑制了氢致裂纹的扩展，在保障材料优异强塑性的同时，提升了其抗氢损伤能力。

近年来，机器学习在材料抗氢设计领域开始获得了一定的关注。传统的抗氢材料设计通常依赖于实验测试和物理模型，而机器学习方法能够基于大规模数据进行高效预测和优化，在特定服役场景下对材料的性能进行预测与筛选，并为材料开发提供新的思路。例如，Gong等通过广泛搜集高强度钢的氢脆性能数据，并通过迭代贝叶斯多目标优化方法设计了抗氢脆高强度钢，极大地提高了材料的抗氢性能。

总体而言，不同抗氢损伤方法的适用性、优缺点各异。未来，随着氢能经济的快速发展，对临氢装备高可靠性的需求将不断推动抗氢损伤材料本质安全设计方法的进步。在不能完全消除氢致损伤的现实下，更合理的目标是通过先进的损伤容限设计方法，使得材料和部件在全寿命周期内实现安全服役。在设计的过程中，必须充分考虑材料的服役条件（如载荷和环境因素）、相关工艺在工程化应用方面的可行性和经济性，这样才能做到设计优化与工程实践的有机结合，确保临氢装备在高效、安全、经济的前提下实现长周期稳定运行。