Experiment Laboratoře neutronové fyziky pomáhá odhalit, jak vodík ovlivňuje vlastnosti kovů

V Laboratoři neutronové fyziky Ústavu jaderné fyziky AV ČR se za účasti dr. Gergelyho Farkase a dalších vědců z ÚJF uskutečnil ve spolupráci s partnery z výzkumného centra MLZ v Garchingu (TU Mnichov, Německo) experiment zaměřený na chování vodíku v kovových materiálech. 

Cílem experimentu bylo lépe porozumět tomu, jak se atomy vodíku chovají uvnitř slitin. Vodík totiž může pronikat do struktury kovu a ovlivňovat jeho vlastnosti – například pevnost nebo životnost.

Vědci zkombinovali dvě pokročilé experimentální metody – neutronovou difrakci, která umožňuje sledovat změny krystalové struktury materiálu, a termální desorpční analýzu (TDS), která měří množství vodíku uvolněného z materiálu při postupném zahřívání.

Experiment probíhal přímo během měření (tzv. in situ) na neutronovém difraktometru TKSN-400 v laboratoři NPL CANAM v Řeži. Zkoumaným materiálem byla superslitina na bázi niklu, do které byl nejprve zaveden vodík (tzv. vodíkové nabíjení). Ukázalo se, že i malé množství vodíku způsobí nepatrné, ale měřitelné zvětšení krystalové mřížky materiálu.

Hlavní novinkou experimentu bylo propojení obou metod do jednoho měření. Díky tomu chtějí vědci v budoucnu přímo určit množství vodíku rozpuštěného mezi atomy kovu (tzv. intersticiálního vodíku) a odlišit jej od vodíku zachyceného na různých defektech materiálu. Tyto poznatky jsou důležité pro pochopení vlivu vodíku na životnost a spolehlivost kovových materiálů.

Podle autorů dosud nebyla obdobná kombinace neutronové difrakce a termální desorpční analýzy v jednom in situ experimentu ve vědecké literatuře popsána. Pokud se nový přístup potvrdí i v dalších studiích, mohl by významně přispět jak k základnímu výzkumu materiálů, tak k vývoji odolnějších materiálů pro praktické aplikace.

Přečtěte si také

• Zatmění Slunce a jeho vliv na kosmické záření
• 3D skenování pomůže vybrat vejce pro let na ISS
• Unikátní metoda CRL ÚJF otevírá nové možnosti datování pravěkých skalních kreseb
• ÚJF spolupořádá dvě významné mezinárodní konference
• Vědci z ÚJF ověřovali nový neutronový detektor pro výzkum materiálů v ESS
• Studentka Dalibora Skoupila z OTF uspěla na studentské konferenci
• ÚJF se představil na Veletrhu vědy a VědaFestu
• ÚJF se zapojil do Týdne vědy na Jaderce
• Dva experimenty ÚJF zamíří na ISS
• Otevření nové laboratoře v rámci projektu FerrMion