# Университет Сиднея построил 3D-карты дейтерия в металлических сплавах методом cryo-APT

- Опубликовано: 2026-11-15 10:58 UTC
- Раздел: Машины и производство › Материаловедение
- Теги: водородное охрупчивание, cryo-APT, криогенная атомно-зондовая томография, дейтерий в сплавах, междоузельный водород, фаза L1₂, Inconel 718, Джули Кэрни, 3D-карта водорода, никелевый суперсплав
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-6b550d943e3155041c5086a2_universitet_sidneya_postroil/

**Группа Джули Кэрни с помощью дейтерия и криогенной атомно-зондовой томографии показала, где в сплавах накапливается растворённый водород, вызывающий охрупчивание металла.**

![University of Sydney builds 3D maps of deuterium in metal alloys using cryo-APT](https://realtech.media/media/2026/11/ef6507073ede15ea.webp)
*spidersweb.pl*

Исследователи из Университета Сиднея построили трёхмерные карты водорода, растворённого в структуре металлических сплавов, сообщает spidersweb.pl. Международная группа под руководством профессора Джули Кэрни опубликовала результаты 4 ноября в журнале Nature. [1] Метод сочетает атомно-зондовый анализ с использованием дейтерия, более тяжёлого изотопа водорода. [1]

## Почему водород в металле трудно найти

Водород — самый лёгкий элемент. Отдельные его атомы проникают во многие металлы, перемещаются по кристаллической решётке и скапливаются в определённых местах. [1] Это может вызывать водородное охрупчивание: металл, который должен выдерживать большую нагрузку, становится более склонным к растрескиванию, иногда без заметных заранее признаков повреждения. [1]

Внутри металла водород может образовывать гидриды, собираться у дефектов кристаллической структуры или растворяться прямо в атомной решётке, в междоузельных позициях между соседними атомами. Последний случай оставался наименее изученным. [1] Прямое измерение затруднено: у водорода очень малая масса, он может уходить из образца при подготовке, а измерительная аппаратура может содержать следовые количества водорода, которые трудно отличить от собственного водорода образца. [1]

## Cryo-APT и дейтерий

Ядро дейтерия содержит протон и нейтрон, поэтому его проще опознать при измерениях. Специально подготовленные образцы сплавов насытили дейтерием и быстро охладили в жидком азоте, чтобы ограничить движение атомов и их уход из материала. Затем применили криогенную атомно-зондовую томографию (cryo-APT). [1] С поверхности заострённого образца поочерёдно удаляют атомы, а по массе, времени пролёта и положению образующихся ионов восстанавливают состав. Поэтому изображение — это компьютерная реконструкция, а не прямой снимок атома. [1]

В сплавах с никелем, кобальтом, хромом, алюминием и титаном в металлической матрице находились небольшие упорядоченные области другого состава. Дейтерий накапливался в них заметно охотнее, чем в окружающем материале, особенно в выделениях фазы L1₂, состоящей в основном из никеля, алюминия и титана. [1] В никелевом суперсплаве Inconel 718 дейтерий концентрировался главным образом в одной из исследованных фаз, а в другой его концентрация оставалась значительно ниже. [1]

Результаты сопоставили с электронной микроскопией, дополнительными измерениями дефектов и теоретическими расчётами. Все методы указывали, что наблюдаемое распределение дейтерия соответствует в первую очередь его положению в междоузлиях. [1] Авторы отмечают, что небольшой вклад трудно обнаруживаемых дефектов исключить полностью нельзя. [1]

## Чего исследование не показывает

Работа пока не представляет сплав, устойчивый ко всем эффектам водорода. Она не доказывает и того, что ограничение накопления в определённых местах само по себе предотвратит растрескивание. [1] Следующая задача группы — проверить, как наблюдаемое распределение водорода влияет на деформацию материалов под нагрузкой. Исследователи уже применяют эти методы к сверхпрочным сталям. [1]

## Источники

1. [spidersweb.pl](https://spidersweb.pl/2026/11/wodor-metale-tomografia-atomowa-badanie.html)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-6b550d943e3155041c5086a2_universitet_sidneya_postroil/