按照实验原理可把氢脆的研究方法分为氢渗透方法、力学方法和物理方法等，下面介绍其中最常用的几种方法。


1. 氢渗透法


  在氢渗透实验中，最常用的是Devanathan-Stachurski 双面电解池技术。一般双电解池采取两室设计，其中一室用来充氢，另一室用来检测氢渗透电流，两室中间用试样隔开，充氢面供研究用即研究面，充氢方式根据不同的研究情况可采取气相充氢、电化学充氢、环境自充氢等。测氢面先经过适当的表面处理，然后镀上一层很薄的钯或镍。在测氢面电解池内注入一定浓度（常为0.2mol/L)的NaOH溶液，并以Hg/Hg0/0.2mol/LNaOH 电极体系作为参比电极，调节恒电位仪使测试面电位相对于参比电极一定的电位（此电位足够使渗透过来的氢氧化），在研究面电解池中注入研究溶液（有些研究者在其中加入As2O3等氢渗透促进剂），调节恒电流装置，使研究面的阴极电流密度保持一定数值，由恒电位仪记录测试面的电流密度，通过电流密度对时间曲线求得氢在研究材料中的渗透特性。一般都假设金属薄片的氢渗透由扩散过程控制，采用由非兑法，定律和第二定律得出的时间滞后权型管有扩散系数。这种双面电解池法，实验装置简单测量方便，特别适用于扩散系数较大的试样测量，但对较薄和扩散系数较小的试样不太适用，而且由于假定氢的浓度达到稳定值后不随时间变化，测量得到的氢渗透系数存在较大的误差，为此，张利、印仁和等人采用电化学交流法，以氢在试样中的非稳态扩散为出发点，设定与前人不同的阴极边界条件求解菲克第二定律，从而得出更接近于纯铁薄试样中氢的扩散系数。此外，通过采用熔融电解液，可以测定高温条件下的氢渗透系数。


2. 力学方法


  研究氢脆的诸多力学方法中，延迟断裂实验在探讨氢脆机理，评价材料在特定环境中的氢脆敏感性方面起着重要的作用，几乎所有的氢脆研究都用到延迟断裂实验，一般加速延迟断裂实验可分为以下几类：①. 恒载荷和恒应变（拉伸、弯曲）实验，得到延迟断裂临界应力（门槛值或一定时间下的断裂应力）或断裂时间；②. 慢应变速率拉伸实验（SSRT),得到断裂应力和塑性参量；③. 断裂力学实验，用预制疲劳裂纹的试样得到临界应力场强度因子KIH或KIscc及裂纹扩展速率da/dt等断裂力学参量；④. 测定发生断裂的临界氢含量等。从应力加载方式来看，可分为恒应变（恒位移）、恒载荷和慢应变速率实验三种。受力方式以弯曲应力和拉伸应力为主。其中慢应变速率拉伸实验（SSRT)由于其操作快速、包括断裂的全过程、可在研究介质中实验等优点，被越来越多的研究者所采用。通过分析拉伸曲线可得到屈服强度、抗拉强度、断后伸长率等参数，进而对材料的氢脆敏感性做出评价。


  此外，一些研究者还建立了拉伸数值模型，用于模拟拉伸实验过程。例如，A.T.Kermanidis等人通过采用边界元数值分析计算方法，综合考虑了各项参数，对2024T351铝合金的拉伸性能进行计算，得出了与实验相一致的结果。通过拉伸实验，可以定量地研究氢对金属脆断的影响程度，与氢渗透实验、断面分析等其他手段相结合，可以推断不同环境下氢促进裂纹扩展的机制，进而得出氢脆发生的机理，是研究氢脆非常重要而且有用的通用方法。


3. 物理方法


  物理方法主要包括断口分析，所运用的仪器测试方法如扫描电镜（SEM)为了对拉伸实验的结果做出详尽的描述与分析。断口分析技术在氢脆研究中有着不可替代的作用，断口分析的目的主要是：判定断裂的性质、寻找破坏的原因、研究断裂机理、提出防止断裂事故的措施。断口分析有宏观分析和微观分析两类。一般宏观分析只是做出整体粗略的判断，如需进行断裂原因分析，微观金相分析是必不可少的。一般使用SEM,通过对比分析，对断口的断面进行描述、分析，对断裂类型做出判断，进而得出断裂原因。由氢脆引起的断裂一般呈现部分脆性断裂的特征，并有着自己的微观形貌，如韧窝变小、变浅，数量变多，断裂面出现撕裂棱，呈现准解离特征等。刘白在对30CrMnSiA 高强度钢氢脆断裂机理的研究中发现有三种氢脆断口特征：①. 氢脆准解理断口，它又分为两种形式，穿条或沿条氢脆准解理，解理小刻面周围有明显的撕裂棱或韧窝带等塑性痕迹；穿束氢脆准解理具有不明显的撕裂棱、条状花样和亚裂纹等形态。②. 氢脆沿晶断裂，晶界上有小孔、撕裂棱等痕迹。此外，在进行断口分析时，金相分析和能谱分析也是常用的方法，特别是在裂纹形成机理探讨方面有很重要的作用。透射电镜和X射线衍射技术也用来对氢脆过程中金属组织结构的变化做出判断鉴定。


  总之，在进行断口分析时，根据不同的研究目的，可以选择适当的分析方法和技术，通过各种方法和技术有效地结合，对实验现象进行说明解释，进而得出正确有用的结论。


4. 其他方法


  在氢脆研究中，氢浓度的准确测定有着非常重要的意义。金属中氢含量的测定，试样经过预处理后，一般采用热分解技术将氢从金属中分离出来，然后运用氢测量技术测出氢含量，它是一个复杂但非常重要的步骤，在定量研究氢脆机理中起着非常重要的作用。S.Jayalakshmi等人运用热力学质量分析仪TGA,通过程序升温加热0.67K/s,使氢从试样中离逸出，通过质谱仪MS测定氢的含量，绘制出氢含量对充氢时间图、氢含量对温度图，得出氢含量与充氢时间的非线性关系和氢在不同温度下的逸出情况。王毛球等人运用TDS(Thermal De-sorption Spectrometry)测氢技术，在真空中以100K/h的升温速率将试样加热到1100K,利用四重极质谱仪测定氢析出速率，通过累积计算氢含量，研究发现可扩散氢与充氢条件有关，根据氢析出峰值温度随加热速率的变化，计算出各峰值处析出氢的激活能，发现600K以下析出的可扩散氢主要来自实验钢中的晶格、晶界、位错等处。S.M.Beloglazov 运用电化学阳极溶解法绘制氢浓度分布图，发现研究试样中金属吸收的氢都存在于金属表面的薄层中，在材料承受静或动应力时，正是这些氢对材料的力学性能造成了影响。


  此外，为了研究不同的体系，取得有针对性的结果，许多技术被采用，为了研究氢脆中裂纹的扩展过程，AET(Acoustic Emission Techniques)技术被用来提供裂纹生长的信息，取得了很好的结果。在研究大气环境下的氢脆中，干湿循环方法和薄液膜法是最经常用的方法，为了研究可行性，必须采用不同的实验设计方法。


  总之，氢脆研究中，根据具体的研究体系，可采用不同的可实施性研究方法，其他领域中的研究方法技术也可被借鉴，特别是随着检测和测量技术的快速发展，各种物理、化学、光学乃至市验，行段的成熟。许多新方法也越来越多地被采用，为进一步揭开氢脆的机理和更好地预防氢脆，提供了准确、迅速、简便、直观的技术。随着计算机技术的发展，越来越多的计算模拟方法也进入到氢脆研究中来。氢脆研究是一个交叉边缘学科，需要多领域的合作和多技术的联合才能取得更准确的成果。