捷克科学院核物理研究所(NPI CAS)中子物理实验室格尔盖伊·法卡斯博士领衔的研究团队，近日与德国加兴海因茨·迈尔-莱布尼茨中心(MLZ，慕尼黑工业大学)的合作伙伴开展了一项材料实验，重点观察氢在金属材料内部的行为。该研究面向先进结构材料开发，相关成果有望为能源和航空航天等领域提升材料耐久性提供参考。
氢原子能够进入金属晶体结构，并影响材料的强度、耐久性和长期服役表现。为了更清楚地看到这一过程，研究人员把中子衍射和热脱附光谱两种技术结合起来：前者用于监测材料晶体结构变化，后者则测量材料在受控加热过程中释放出的氢量。
实验在捷克雷日(Řež)CANAM实验室的TKSN-400中子衍射仪上进行，研究对象为预先充氢的镍基高温合金。原位测量结果显示，即便氢含量很少，也会使材料晶格出现轻微但可测量的膨胀。
此次实验的创新点在于将两项技术整合进同一次原位测量。研究人员希望借助这一方法，直接测定溶解在金属原子间隙中的氢含量，并将其与被材料内部缺陷捕获的氢区分开来。论文作者表示，此前科学文献中尚未见到在同一原位实验中结合中子衍射与热脱附光谱的类似方法。若后续研究进一步验证其有效性，该方法将有助于深化对氢影响金属寿命和可靠性的认识，并服务于更耐用工业材料的开发。
