液態(tài)二氧化碳的儲存與應(yīng)用需在低溫高壓環(huán)境下進(jìn)行，其溫度通常維持在臨界點以下，這種極端條件會對接觸材料的物理性能與化學(xué)穩(wěn)定性產(chǎn)生顯著影響。材料在低溫環(huán)境中，分子熱運動減弱，內(nèi)部應(yīng)力分布發(fā)生變化，可能導(dǎo)致力學(xué)性能與化學(xué)活性的改變，進(jìn)而影響設(shè)備的安全性與使用壽命。

低溫對金屬材料的影響主要體現(xiàn)在韌性下降。多數(shù)金屬在接近液態(tài)二氧化碳的溫度區(qū)間會出現(xiàn)“低溫脆性”，即沖擊韌性隨溫度降低而急劇下降，材料從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榇嘈誀顟B(tài)，在外力作用下易發(fā)生無預(yù)兆斷裂。此外，金屬內(nèi)部的雜質(zhì)與晶界缺陷在低溫下會成為裂紋擴(kuò)展的起點，需通過合金化或熱處理優(yōu)化晶粒結(jié)構(gòu)，提升材料的低溫韌性。對于奧氏體不銹鋼等低溫專用材料，需關(guān)注其晶間腐蝕傾向，避免長期接觸二氧化碳水溶液引發(fā)電化學(xué)腐蝕。

非金屬材料在低溫下的性能變化更為復(fù)雜。橡膠密封件會因分子鏈運動受限而硬化，彈性模量增加，壓縮變形率上升，導(dǎo)致密封性能下降；塑料部件可能出現(xiàn)尺寸收縮，與金屬基體的熱膨脹系數(shù)差異會產(chǎn)生界面應(yīng)力，引發(fā)開裂或松動。復(fù)合材料則需考慮樹脂基體與增強(qiáng)纖維的低溫相容性，樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度若接近工作溫度，會導(dǎo)致材料剛度突變，影響結(jié)構(gòu)承載能力。

低溫環(huán)境還可能加劇材料的疲勞損傷。設(shè)備在反復(fù)啟停過程中，材料經(jīng)歷溫度循環(huán)變化，熱脹冷縮產(chǎn)生的交變應(yīng)力會加速疲勞裂紋的萌生與擴(kuò)展。對于長期處于低溫工況的儲罐與管道，需定期檢測材料的硬度與微觀組織變化，評估低溫老化程度。此外，二氧化碳在低溫下的溶解特性可能改變材料表面的化學(xué)環(huán)境，例如與金屬氧化物反應(yīng)生成可溶性碳酸鹽，導(dǎo)致材料表面保護(hù)層失效。

液態(tài)二氧化碳的低溫特性對材料提出了多維度挑戰(zhàn)，需從選材、結(jié)構(gòu)設(shè)計與使用維護(hù)三方面協(xié)同應(yīng)對。通過合理選擇低溫韌性材料、優(yōu)化界面連接工藝、控制溫度波動幅度，可有效降低低溫環(huán)境對材料性能的負(fù)面影響。隨著液態(tài)二氧化碳應(yīng)用場景的擴(kuò)展，材料低溫適應(yīng)性研究將更加注重多因素耦合分析，為設(shè)備安全運行提供技術(shù)支撐。