本發(fā)明涉及氫能利用領(lǐng)域，旨在提供一種利用SKPFM觀測材料中局部組織氫擴散過程的裝置。該裝置包括：電化學(xué)充氫模塊、微區(qū)氫滲透模塊、原子力顯微鏡觀測模塊和計算機控制系統(tǒng)。本發(fā)明根據(jù)氫侵入材料引起材料局部接觸電勢差變化的原理，利用掃描開爾文探針力顯微鏡模塊觀測，通過該觀測行為為測算材料中局部組織氫擴散系數(shù)創(chuàng)造條件。本發(fā)明的裝置能夠通過觀測到微米甚至納米范圍的氫滲透情況，可以通過原位觀測電化學(xué)氫滲透的過程，獲得SKPFM觀測的圖像數(shù)據(jù)。該圖像數(shù)據(jù)可以進一步被用于計算出材料中的氫擴散系數(shù)，進而實現(xiàn)在不同溫度范圍氫擴散系數(shù)的測量。與傳統(tǒng)方法相比，本發(fā)明屬于無損測試，具有測試準確度高、操作簡便等優(yōu)點。