摘要：氢能是一种清洁、低碳、高效的二次能源，正逐步成为全球能源结构转型的重要载体之一。高压气态氢是氢气最常用的储运形式。然而，大多数工程材料在氢气环境中力学性能显著下降，即氢脆（Hydrogen Embrittlement, HE），这一问题是制约氢储运装备安全运行
氢能是一种清洁、低碳、高效的二次能源，正逐步成为全球能源结构转型的重要载体之一。高压气态氢是氢气最常用的储运形式。然而，大多数工程材料在氢气环境中力学性能显著下降，即氢脆（Hydrogen Embrittlement, HE），这一问题是制约氢储运装备安全运行的核心难题。
与拉伸和疲劳性能相比，临氢合金的断裂韧性是衡量材料抵抗裂纹萌生与扩展的关键断裂力学参数，对工程结构安全设计、材料研发和事故预防至关重要。根据国内外相关标准，输氢管材的断裂韧性要大于55 MPa·m0.5，以确保管道的结构完整性。
针对上述问题，中山大学李新锋课题组联合国内外知名机构在断裂力学权威期刊Engineering Fracture Mechanics发表题为“Review of hydrogen embrittlement effect on fracture toughness of metallic materials: Influencing factors, and predictive models”的长篇综述论文（48页），系统总结氢对金属材料断裂韧性的影响因素及预测模型，核心内容包括：
1.断裂韧性测试方法的最新进展
综述国内外主流断裂韧性测试技术，重点分析单边缺口弯曲（SENB）试样在氢环境下的适用性与发展趋势。
2.氢对典型金属材料断裂韧性的影响
系统总结了氢对输氢管线钢、储氢压力容器用钢等常用结构材料断裂韧性的削弱效应，并提出优化建议。
3.临氢合金断裂韧性的关键影响因素
深入探讨微观组织特征、加载速率、氢压/氢浓度、温度等多因素耦合作用对断裂韧性的影响规律。
4.临氢合金断裂韧性的预测模型
总结并对比HEDE、HELP及其协同模型（HELP+HEDE）下的多种断裂韧性预测模型，并明确其适用范围与失效准则。
目前，李新锋课题组围绕临氢合金氢脆机理、评估和寿命预测研究方向，发表4篇高水平综述论文，相关论文信息如下：
Li et al., Engineering Fracture Mechanics, 2025, 111392.
Li et al., International Journal of Hydrogen Energy, 2024, (72), 74-109.（高被引）
Li et al., Journal of Materials Science & Technology, 2022, (122), 20-32.（优秀论文）
Li et al., Acta Metallurgica Sinica (English Letters), 2020, 33 (6), 759-773. （高被引）
图1 断裂韧性与试样厚度的关系
图2 代表性的J-R阻力曲线（包括实验数据点、构造线和限制边界）
图3 断裂韧性对加载速率的依赖性
图4 不同氢压/氢浓度下合金的断裂韧性
来源：科学新鲜事