真空超导散热器

为了解决散热问题，封装厂商在探索各种方法一些过热的晶体管可能不会对可靠性产生很大影响，但数十亿个晶体管产生的热量会影响可靠性。对于 AI/ML/DL 设计尤其如此，高利用率会增加散热，但热密度会影响每个先进的节点芯片和封装，这些芯片和封装用于智能手机、服务器芯片、AR/VR 和许多其他高性能设备。对于所有这些，DRAM布局和性能现在是首要的设计考虑因素。无论架构多么新颖，大多数基于 DRAM 的内存仍面临因过热而导致性能下降的风险。易失性内存的刷新要求（作为标准指标，大约每 64 毫秒一次）加剧了风险。“当温度提高到 85°C 以上时，就需要更频繁地刷新电容器上的电荷，设备就将转向更频繁的刷新周期，这就是为什么当设备变得越来越热，电荷从这些电容器中泄漏得更快的原因。不幸的是，刷新该电荷的操作也是电流密集型操作，它会在 DRAM 内部产生热量。天气越热，你就越需要更新它，但你会继续让它变得更热，整个事情就会分崩离析。”除了DRAM，热量管理对于越来越多的芯片变得至关重要，它是越来越多的相互关联的因素之一，必须在整个开发流程中加以考虑，封装行业也在寻找方法解决散热问题。选择最佳封装并在其中集成芯片对性能至关重要。组件、硅、TSV、铜柱等都具有不同的热膨胀系数 (TCE)，这会影响组装良率和长期可靠性。带有 CPU 和 HBM 的流行倒装芯片 BGA 封装目前约为 2500 mm2。一个大芯片可能变成四五个小芯片，总的来说，这一趋势会持续发展下去，因为必须拥有所有 I/O，这样这些芯片才能相互通信。所以可以分散热量。对于应用程序，这可能会对您有所一些帮助。但其中一些补偿是因为你现在有 I/O 在芯片之间驱动，而过去你在硅片中需要一个内部总线来进行通信。最终，这变成了一个系统挑战，一系列复杂的权衡只能在系统级别处理。可以通过先进的封装实现很多新事物，但现在设计要复杂得多，当一切都如此紧密地结合在一起时，交互会变多。必须检查流量。必须检查配电。这使得设计这样的系统变得非常困难。事实上，有些设备非常复杂，很难轻易更换组件以便为特定领域的应用程序定制这些设备。这就是为什么许多高级封装产品适用于大批量或价格弹性的组件，例如服务器芯片。对具有增强散热性能的制造工艺的材料需求一直在强劲增长。Chiplet模块仿真与测试进展工程师们正在寻找新的方法来在封装模块构建之前对封装可靠性进行热分析。例如，西门子提供了一个基于双 ASIC 的模块的示例，该模块包含一个扇出再分布层 (RDL)，该扇出再分配层 (RDL) 安装在 BGA 封装中的多层有机基板顶部。它使用了两种模型，一种用于基于 RDL 的 WLP，另一种用于多层有机基板 BGA。这些封装模型是参数化的，包括在引入 EDA 信息之前的衬底层堆叠和 BGA，并支持早期材料评估和芯片放置选择。接下来，导入 EDA 数据，对于每个模型，材料图可以对所有层中的铜分布进行详细的热描述。量化热阻如何通过硅芯片、电路板、胶水、TIM 或封装盖传递是众所周知的。存在标准方法来跟踪每个界面处的温度和电阻值，它们是温差和功率的函数。“热路径由三个关键值来量化——从器件结到环境的热阻、从结到外壳（封装顶部）的热阻以及从结到电路板的热阻，”详细的热模拟是探索材料和配置选项的最便宜的方法。“运行芯片的模拟通常会识别一个或多个热点，因此我们可以在热点下方的基板中添加铜以帮助散热或更换盖子材料并添加散热器等。对于多个芯片封装，我们可以更改配置或考虑采用新方法来防止热串扰。有几种方法可以优化高可靠性和热性能，”在模拟之后，包装公司执行实验设计 (DOE) 以达到最终的包装配置。但由于使用专门设计的测试车辆的 DOE 步骤耗时且成本更高，因此首先利用仿真。选择 TIM在封装中，超过 90% 的热量通过封装从芯片顶部散发到散热器，通常是带有垂直鳍片的阳极氧化铝基。具有高导热性的热界面材料 (TIM) 放置在芯片和封装之间，以帮助传递热量。用于 CPU 的下一代 TIM 包括金属薄板合金（如铟和锡）和银烧结锡，其传导功率分别为 60 W/mK 和 50 W/mK。随着公司从大型 SoC 过渡到小芯片模块，需要更多种类的具有不同特性和厚度的 TIM。Amkor 研发高级总监 YoungDo Kweon 在最近的一次演讲中表示，对于高密度系统，芯片和封装之间的 TIM 的热阻对封装模块的整体热阻具有更大的影响。“功率趋势正在急剧增加，尤其是在逻辑方面，因此我们关心保持低结温以确保可靠的半导体运行，”Kweon 说。他补充说，虽然 TIM 供应商为其材料提供热阻值，但从芯片到封装的热阻，在实践中，受组装过程本身的影响，包括芯片和 TIM 之间的键合质量以及接触区域。他指出，在受控环境中使用实际装配工具和粘合材料进行测试对于了解实际热性能和为客户资格选择最佳 TIM 至关重要。孔洞是一个特殊的问题。“材料在封装中的表现方式是一个相当大的挑战。你已经掌握了粘合剂或胶水的材料特性，材料实际润湿表面的方式会影响材料呈现的整体热阻，即接触电阻，”西门子的 Parry 说。“而且这在很大程度上取决于材料如何流入表面上非常小的缺陷。如果缺陷没有被胶水填充，它代表了对热流的额外阻力。”以不同的方式处理热量芯片制造商正在扩大解决热量限制的范围。“如果你减小芯片的尺寸，它可能是四分之一的面积，但封装可能是一样的。是德科技内存解决方案项目经理 Randy White 表示，由于外部封装的键合线进入芯片，因此可能存在一些信号完整性差异。“电线更长，电感更大，所以有电气部分。如果将芯片的面积减半，它会更快。如何在足够小的空间内消散这么多的能量？这是另一个必须研究的关键参数。”这导致了对前沿键合研究的大量投资，至少目前，重点似乎是混合键合。“如果我有这两个芯片，并且它们之间几乎没有凸起，那么这些芯片之间就会有气隙，”Rambus 的 Woo 说。“这不是将热量上下移动的最佳导热方式。可能会用一些东西来填充气隙，但即便如此，它还是不如直接硅接触好。因此，混合直接键合是人们正在做的一件事。”但混合键合成本高昂，并且可能仍仅限于高性能处理器类型的应用，台积电是目前仅有的提供该技术的公司之一。尽管如此，将光子学结合到 CMOS 芯片或硅上 GaN 的前景仍然巨大。结论先进封装背后的最初想法是它可以像乐高积木一样工作——在不同工艺节点开发的小芯片可以组装在一起，并且可以减少热问题。但也有取舍。从性能和功率的角度来看，信号需要传输的距离很重要，而始终开启或需要保持部分关断的电路会影响热性能。仅仅为了提高产量和灵活性而将模具分成多个部分并不像看起来那么简单。封装中的每个互连都必须进行优化，热点不再局限于单个芯片。可用于排除或排除小芯片不同组合的早期建模工具为复杂模块的设计人员提供了巨大的推动力。在这个功率密度不断提高的时代，热仿真和引入新的 TIM 仍然必不可少。

新京报讯 炎热的夏天，最舒服的事情，莫过于躲在家中，开启空调纳凉。然而，有多少人在享受空调时，想到要定期对它进行清洗消毒?否则，空调将吹出看不见的细菌、真菌，甚至可以在72小时内，吹霉一碗白米饭。 　　日前，中国疾控中心、上海市疾控中心、复旦大学公共卫生学院等机构对上海、北京、深圳进行实地家用空调入户调研发现：88%的空调散热片细菌总数超标，84%的空调散热片霉菌总数超标 空调散热片中检出细菌超标最高可达1000倍以上。 　　中华预防医学会消毒分会主任委员张流波介绍，空调除了吸附大量的灰尘外，还有螨虫、细菌、真菌等致病菌。运转时，空调内部，特别是散热片的细菌、真菌随出风口喷出，随呼吸道进入人体，容易导致人体出现头晕乏力，甚至患上感冒、鼻炎、哮喘等呼吸道疾病。因此，很多空调病不只是冷热交替造成的，空调里的污染也是祸源。 　　家用空调里究竟暗藏多少污染源?日前，记者随中华预防医学会消毒分会专家和家安实验室工作人员，一起走进普通住户家，现场观测、取样，并送入实验室培养，实验结果令人瞠目。 　　【实验1】 　　空调72小时吹霉一碗米饭 　　实验目的：测试空调是否会产生污染。 　　实验过程：取两碗等量的白米饭，置于壁挂式空调下的桌子上，其中一碗盖好。关闭门窗，打开空调。72小时后，盖好的米饭只是略有变色，但敞露于空调下的那碗米饭，已经长毛，出现大片霉斑。 　　市民疑问：6月份开空调前，刚把过滤网用洗洁精和水刷干净了，为什么还会这样? 　　专家释疑：中华预防医学会消毒分会主任委员张流波介绍，空调使用一段时间后，外罩、过滤网表面就有沉积的灰尘和污垢，很容易清洗。但空调细菌最多聚集的部位——散热片却常常被忽视。 　　作为空调冷热交换的核心部件，散热片除积聚污垢灰尘外，还会在冷凝水作用下滋生大量病菌。加上开空调时，通常会紧闭门窗，空气不流通，特别是夏天闷热潮湿，病菌更易滋生。 　　【实验2】 　　空调散热片藏匿大量细菌 　　实验目的：通过肉眼，观察空调散热片上藏着多少污垢。 　　实验过程：选一台使用了3年多，今年尚未清洗过的家用壁挂式空调。打开空调盖，露出的过滤网上，可看到一层厚厚的灰尘，用棉签和纸巾取样。卸下过滤网，可看到青黑色的空调散热片，乍看起来灰尘不多，但用棉签在散热片上清刮，可刮出黑灰色的絮泥状物。用白色纸巾取样，可看到散热片上附着大量污垢。 　　市民疑问：黑色絮泥状的污垢有没有致病菌? 　　专家释疑：张流波介绍，专业卫生机构检测发现，家用空调散热片上藏匿着大量细菌和真菌，平均的菌落总数每平方厘米高达4765个。其中致病菌主要包括霉菌、军团菌、金黄色葡萄球菌等大量病菌。空调运转时，散热片上的致病菌随出风口喷出，进入人体，易致头晕乏力，甚至患上感冒、肺炎等呼吸道疾病。 　　【实验3】 　　散热片污染远高于过滤网 　　实验目的：比较空调散热片和过滤网的污染程度。 　　实验过程：将实验2中收集好的样本放入培养皿，带入实验室，对样本进行细菌培养并计数。72小时后，实验结果出来了。空调过滤网上的霉菌总数为每平方厘米650个，细菌总数为每平方厘米270个 散热片上的霉菌总数每平方厘米为1110个，细菌总数为3100个。 　　市民疑问：清洗空调，不能只洗过滤网吗? 　　专家释疑：家安家居环境研究中心高级工程师张世新介绍，空调污染尤其是空调散热片污染——作为夏季室内最重要的污染源的认知仍存在很大的缺口，正成为影响家人健康的隐形杀手。调查显示，绝大多数人误以为只要把空调的过滤网罩清洗一下，就算空调清洁了。实际上，空调散热片上藏匿的污染远高于过滤网。 　　【实验4】 　　清洗剂喷洒可有效杀菌 　　实验目的：对比空调清洗前后的污染程度。 　　实验过程：关闭电源，卸下过滤网，用清水洗净 对散热片表面污垢取样。从超市购买专用的空调清洗剂，均匀喷洒在散热片上。静置10至15分钟，安装好空调，打开电源。此时，可以看到排污管排出黑色污水。40分钟后，关闭空调，重新对散热片取样。 　　72小时后，可看到散热片清洗前的样本，霉菌培养皿中已经长出大片霉斑，霉菌含量每平方厘米2163.04个 细菌培养皿中，可看到底部呈浆糊状，其中布满淡黄色细小颗粒，细菌含量每平方厘米2599个。清洗后的霉菌和细菌培养皿基本是透明的，霉菌含量每平方厘米为9个，细菌含量每平方厘米40个。 　　专家释疑：张流波介绍，因为散热片无法拆下来清洗，而且由于散热片结构的特殊性，简单擦拭也无法真正清洁。建议使用空调消毒清洗剂进行清洁消毒。 　　■ 建议 　　夏季空调应一月一清洗 　　张流波表示，在关闭电源、通风的环境下，对准散热片均匀喷洒，就可以解决散热片污染问题。清洗后需要静置一段时间，是为了让消毒剂充分发挥作用。 　　为确保消毒产品的安全性和有效性，建议空调清洗消毒剂使用具备卫生许可批件的“卫消字×××××号”产品。清洗剂的味道经过通风，很快可以散去，正规消毒产品的味道对人体无害。 　　至于空调散热片清洗的频度，张流波说，春夏换季时，需要开启空调前，应该彻底清洗消毒一次 夏季，空调使用频繁，建议有条件的家庭，每月清洗一次空调，可避免空调污染。 　　此外，张流波介绍，室外有的污染都会进入室内。家中尘埃，散热片上面都会有污染物，一般的空调不会去除PM2.5，除了定期清洁空调，关键还要靠居室良好的通风。

6月16日上午，散热与封装技术研讨会暨苏州纳米所散热与封装技术研发中心成立仪式在中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所召开。此次活动以&ldquo 散热与封装技术&rdquo 为主题，探讨了当前高功率、高度集成化电子器件快速发展背景下，如何解决电子工业界的散热与封装技术等关键共性问题。 　　活动由苏州纳米所技术转移中心与先进材料部联合主办，苏州纳米所副所长李清文主持。美国工程院院士、乔治亚理工学院教授汪正平，国防科技大学教授常胜利和张学骜、深圳先进技术研究院研究员孙蓉等出席了此次活动。 　　会前，李清文致欢迎词，并代表苏州纳米所向汪正平颁发了客座研究员聘书，苏州纳米所加工平台主任张宝顺与汪正平共同为散热与封装技术研发中心揭牌。 　　会上，被誉为&ldquo 现代半导体封装之父&rdquo 的汪正平介绍了自己40多年来在电子封装材料研发与应用方面的成果，特别是近年来在碳纳米管可控制备、石墨烯制备与应用、电子封装散热等方面的研究进展，最后他还与大家分享了在学术研究方面的经验。 　　随后，张宝顺、孙蓉等分别以&ldquo 散热与封装技术&rdquo 、&ldquo 聚合物基高密度电子封装材料的制备与应用研究&rdquo 为主题作了精彩的报告。 　　当天下午，与会代表参观了苏州纳米所加工平台和先进材料部。 会议现场

电子产品在长时间使用后会出现过热或被烧坏的现象，研究人员最新研制出一种能够让电子产品快速散热的新材料。 　　据当地媒体7日报道，德国弗劳恩霍夫制造工程和应用材料研究所、德国西门子和奥地利攀时集团共同研发了一种新材料，这种材料是在铜中加入掺兑金属铬的钻石粉末，其导热能力是纯铜的1.5倍。 　　研究人员介绍说，通常情况下钻石和铜是不容易混合到一起的，而在钻石粉末中添加金属铬就能使钻石粉末表面产生一层碳化物膜，这种膜能有效地将二者混合起来。新材料满足了小型多功能电子产品快速散热的需要。

【研究背景】热界面材料（TIMs）是现代电子设备中不可或缺的组成部分，因其在散热管理中发挥着关键作用，成为了研究热点。然而，传统TIMs通常面临热导率低、接触热阻高等挑战，限制了其在高性能电子设备中的应用。随着电子器件向更高功率密度的发展，对TIMs的性能提出了更高的要求，迫切需要新材料以提升散热效率。有鉴于此，四川大学高分子科学与工程学院傅强教授/吴凯副研究员、德克萨斯大学奥斯汀分校余桂华教授团队合作通过将不同粒径的氮化铝（AlN）颗粒与液态金属结合，制备出胶态液态金属复合材料。这些材料不仅提升了界面热传导性能，还有效降低了界面热阻。实验结果表明，胶态液态金属在不同厚度下展现出优越的热导率和低接触热阻，显著缩小了现有TIMs与理论预测之间的差距。此外，流变学分析揭示了这些复合材料在高温条件下的流动性，使其适合于高热流密度应用。整体来看，胶态液态金属的引入为TIMs的研究提供了新的方向，有望在高性能电子产品、数据中心和航空航天等领域实现广泛应用。因此，针对热界面材料的创新研究具有重要的科学价值和应用潜力。【表征解读】本文通过高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段，揭示了胶态液态金属（LM）与氮化铝（AlN）颗粒之间的界面相互作用。通过对LM/AlN复合材料的微观结构分析，发现AlN颗粒均匀分散于液态金属中，形成了有效的热传导路径，这一发现表明胶态液态金属在提高热界面材料（TIMs）性能方面具有显著优势。针对胶态液态金属在高温条件下的流动行为，通过流变学分析，深入探讨了其屈服应力和储存模量的变化。结果显示，随着AlN颗粒浓度的增加，材料的储存模量和屈服应力显著增强，表明该材料在高温下仍保持良好的流动性和热传导性能。这一微观机理的表征为理解胶态液态金属的流动特性提供了重要依据，有助于优化其在高热流密度应用中的表现。在此基础上，通过对不同厚度的样品进行稳态热流法和瞬态热传递法（TDTR）的结合测量，得到了胶态液态金属在不同压力下的界面热阻（Reff）和热导率（k）。结果显示，这种新型材料的热导率远超传统TIMs，同时Reff保持在低水平，表明其在实际应用中的优越性能。研究重点在于揭示材料设计理论与实际性能之间的关系，为进一步的应用提供了可靠的数据支持。【图文解读】图1：胶体LMs的概念和合成。图2：AlN-LM异质界面的调制。图3：界面触变性和热传输。图4: 用设备中的高通量散热。【结论展望】本文揭示了胶态液态金属在热界面材料中的潜力，特别是通过引入AlN颗粒来提升热导率与界面热阻的优化。科学研究表明，传统热界面材料往往面临着热导率不足与界面热阻过高的问题，而胶态液态金属的设计理念则为解决这一难题提供了新思路。通过机械化学合成与直接搅拌的方法，研究成功制备了具有良好流动性和优异热传导性能的胶态液态金属。这一创新材料不仅在不同厚度下表现出低的界面热阻，还展示了其在高性能电子产品和其他能源密集型领域的广泛应用潜力。这一研究的成功不仅为热界面材料的开发提供了重要的理论基础，也为未来新型功能材料的设计与应用指明了方向，激发了材料科学与工程领域的进一步探索。通过不断优化材料成分与结构，未来可以期待胶态液态金属在更多高科技领域的突破性应用，推动相关技术的进步和发展。文献信息：Wu, K., Dou, Z., Deng, S. et al. Mechanochemistry-mediated colloidal liquid metals for electronic device cooling at kilowatt levels. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01793-0

【研究背景】微型电子设备由于其高度集成化，具备了小型化和高性能的优势，但同时也面临着显著的挑战。随着电子元件的堆叠，设备的功率密度大幅提高，导致热量积累和电磁干扰（EMI）问题愈发严重。传统的电磁干扰屏蔽材料通常具有较好的电磁屏蔽性能，但往往伴随着较差的热导性，而具有优良热导性的材料却在屏蔽效果上有所妥协。此外，导电薄膜和聚合物基导电粘合剂在应对不规则形状的电子元件和缝隙填充方面也存在局限，难以兼顾屏蔽、绝缘和散热性能。为了解决这些问题，北京化工大学的张好斌教授团队提出了一种创新的微电容器结构模型。这一模型利用导电填料作为极板，聚合物作为介电层，开发出了一种新型的绝缘电磁干扰屏蔽聚合物复合材料。该材料通过微电容器结构实现了高效的电磁波反射和吸收，同时具备了良好的电阻率和导热性。研究表明，这种复合材料能够直接灌封于电子元件之间的缝隙中，有效解决了电磁兼容性和热量积累的问题。这一成果在《Science》上发表，为电子设备的小型化和性能提升提供了新的技术路径。【表征亮点】（1）实验首次提出了一种微电容器结构模型，该模型通过使用导电填料作为极板，聚合物作为介电层来开发绝缘的电磁干扰（EMI）屏蔽聚合物复合材料。这一创新结构不仅解决了传统导电屏蔽材料在高度集成电子设备中带来的短路风险，还有效结合了电阻率、屏蔽性能和导热性，使复合材料具备更全面的性能。（2）实验通过嵌入液态金属颗粒于硅聚合物基质中，实现了协同的非渗透致密化和介电增强。这种设计避免了形成渗透网络，同时利用极板中的电子振荡和介电层中的偶极子极化，促进了电磁波的反射与吸收。（3）此外，该复合材料的绝缘特性允许其直接灌封在电子元件之间的缝隙中，解决了电子设备中的电磁兼容性和热量积累问题。这一研究成果为微型电子设备的散热和EMI屏蔽提供了新的技术路径，推动了电子设备的小型化与高效能发展。【图文解读】图1：集成绝缘性、EMI 屏蔽和热导的微电容器模型设计。图2. 用于优化 EMI SE 和热导率的非渗透致密化。图3. 用于提高 EMI SE 和热导的介电层介电性能优化。图4: 使用 LMPFill 直接灌封电子器件，以解决 EMC 和积热问题。【科学启迪】本文通过创新的复合材料设计，解决了微型电子设备中热量积累和电磁干扰屏蔽的矛盾。传统材料在电磁屏蔽和热导性能之间存在权衡，而周新峰等人的研究提出了一种基于微电容器结构模型的复合材料，通过将液态金属颗粒嵌入硅聚合物基质中，有效地克服了这一难题。这种复合材料利用导电填料作为极板，并通过聚合物介电层实现电磁波的反射和吸收，从而达到高电阻率、优良的屏蔽性能和较好的导热性。这一研究不仅提供了新的思路来改进电磁干扰屏蔽材料的性能，还展示了如何在保证绝缘的同时实现优良的屏蔽效果。通过在电子设备的缝隙中直接灌封这一复合材料，能够有效应对电子设备的电磁兼容性问题和热量积累问题，从而提升设备的整体性能和可靠性。这一方法的成功应用，为未来微型电子设备材料的研发提供了宝贵的经验和方向。原文详情：Xinfeng Zhou et al. ,Insulating electromagnetic-shielding silicone compound enables direct potting electronics.Science385,1205-1210(2024).DOI:10.1126/science.adp6581

2018年8月27日-8月29日由中国内燃机工业协会换热器分会、中国汽车工业协会车用散热器委员会、中国汽车工业协会汽车空调委员会、中国内燃机工业协会冷却水泵机油泵分会主办的“2018年汽车及内燃机热管理技术交流大会”在天津社会山国际会议中心酒店举办。深圳万测试验设备有限公司作为中国内燃机工业协会换热器分会会员企业受邀参加。 万测集团是一家流体压力检测和力学性能测试解决技术方案提供商，集研发、设计、制造、销售、服务为一体的国家级高新技术企业。致力于汽车零部件、空调、换热器、航空航天、国防军工、工程机械等领域的流体测试和控制技术。拥有国际领先ptm系列油系脉冲试验机、水系脉冲试验机、气体脉冲试验机；btm系列高低压耐压爆破试验机、高低温耐压爆破试验机、高低压水压试验机；ltm系列气密性试验机、水检气密试验机、产线气密性试验机；vtm系列真空试验机；vem系列体积膨胀试验机；拉力试验机、摆锤冲击试验机、落锤冲击试验机、液压试验机、疲劳试验机、冷热循环试验机、内部腐蚀试验机和非标流体试验机等检测设备。 我们的解决方案和产品服务主要应用于客户汽车管、塑料管、尼龙管、合金管、航空管、复合管、换热器、蒸发器、冷凝器、散热器、中冷器、油冷器、暖风芯体、水箱、油箱、滤清器等产品测试。主要客户有比亚迪汽车、江淮汽车、长安汽车、南京汽车、野马汽车、中汽检测、华测检测、谱尼测试集团、瀚海检测、sgs检测、伟世通、翰昂汽车零部件、邦迪集团、清华大学苏州汽研院、南汽研究院、宁波天普、重庆溯联、川环科技、浙江银轮机械、上海银轮热交换器、陕西科隆能源、陕西泰德汽车空调、中科院、中国空空导弹研究院、中煤科工集团、中国船舶工业、中航工业沈阳兴华航空、宝山钢铁股份有限公司等等。 我们将根据客户的实际需求，一如既往的提供具有深度、广度的产品和综合解决方案，成为您可信赖的首选合作伙伴。

高低温湿热试验箱有三大主要功能：创造高温、低温和湿度的环境，被检测产品在这三种环境下发生性能变化，是实验室常见的高低温试验设备。 高低温湿热试验箱的常见故障及维修： 1.升温慢或者不升温：检查加热系统是否有故障：如加热管是否已坏，加热管接线是否松动，控制仪表是否烧坏，电路是否断路等。 2.没有湿度：先看是否缺水，再看加湿器是否正常，最后检查电控部分。 3.只有高温，没有低温：压缩机工作正常，可能是压缩机内缺少制冷剂，也可能是散热器堵塞，导致散热效果不好，还有可能是管路堵塞或泄漏，只要有针对一一排查处理就可以了。 4.箱内温度、湿度不均匀：可能是搅拌风扇的问题，要先检查风扇的工作情况。如是否有噪音，电机是否被烧毁，轴承是否缺油等。 高低温湿热试验箱的故障与之对应的故障排除如上，若有客户遇到难题可一一排除。

文章名称：Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors期刊：Nature IF 64.8文章链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07026-7 压力的存在能够直接改变微观相互作用，为凝聚相和地球物理现象的探索提供一个强大的调谐旋钮。兆巴(1 Mbar=100 GPa)压力区域的研究极具前沿代表，科学家们可在该压力区域研究高温超导材料的结构与相变。然而，在该高压环境中，许多传统的测量技术都失败了。针对此问题，美伯克利大学的N.Y.Yao教授团队利用干式封闭循环桌面式光学低温恒温器（attocube attoDRY800）突破性的在兆巴压力下以亚微米空间分辨率对金刚石砧单元内局部实现磁力测量的能力。相关研究内容以《Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors》为题，在国际SCI期刊《Nature》上发表。该课题组将浅层氮空位色心直接植入铁砧中（见图1），选择与氮空位色心固有对称性相兼容的晶体切割，以实现在兆巴压力下的功能。文章中对最近发现的氢化物超导体CeH9进行了表征。通过同时进行磁学测量和电输运测量，观察到超导性的双重特征：迈斯纳效应的抗磁特性和电阻急剧下降到接近于零。通过局部映射抗磁响应和通量捕获，直接对超导区域的几何形状进行成像，在微米尺度上显示出明显的不均匀性（见图2d)。图1：兆巴压力下的NV色心传感测量。1a为样品加载示意图显示CeH9在两个相对的砧之间压缩。图2：CeH9的局部抗磁性。2a，2b: 同一个样品中两个不同位置处，在零场冷却到温度T 值得指出的是，该团队利用干式封闭循环桌面式光学低温恒温器（attocube attoDRY800）搭载实验所需的共聚焦荧光显微镜对NV色心进行了测量，见图3。该研究工作将量子传感带到兆巴边界，并使超氢化物材料合成的闭环优化成为可能。 图3：本实验的设备硬件与校正。3a: 用于产生磁场的设备包括一个定制的电磁铁，位于低温恒温器的电磁屏蔽外。3b：在样品S1的四个位置的不同冷却条件下的校准。3c: 样品S1的共聚焦荧光图像。3d: 在桌面式光学低温恒温器attoDRY800真空罩内部的图像显示DAC，冷指和热连接。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器（见图4）是由德国attocube公司研发的一款干式闭循环低温恒温器，光学平台与系统冷头高度耦合，系统可提供4K到室温的变温环境。设备具有极低的震动噪音，已在国内外课题组广泛应用于量子通信、量子点发光、半导体材料、二维材料等研究领域。根据典型实验所需，该产品设计了几种标准真空罩方便用户进行拉曼、荧光等常见的测量手段对材料进行光-电-磁物理性质的变温测量。图4. attoDRY800桌面式光学低温恒温器- 可以选配低温物镜，低温位移台以及其他定制配置。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器已经在北京大学，半导体所，国家纳米科学中心等单位顺利运行，持续助力各个课题组的科研工作。图5为常见的的低温物镜兼容真空罩，该真空罩内可配置attocube特有的低温消色差物镜以及纳米精度位移台。如果实验（例如光纤量子通信与open cavity等实验）需要更复杂的实验设计，我们可以根据用户的技术要求和偏好定制桌面上的真空罩。图5：常见配置-低温物镜兼容真空罩。 attoDRY800主要技术特点：☛ 光学平台和闭式循环低温恒温器完美地结合在一起☛ 提供无光学平台配置：全新一代独立光学低温恒温器attoDRY800xs☛ 宽温度范围（3.8 K…300 K），自动温度控制☛ 用户友好、多功能、模块化☛ 与低温消色差物镜兼容，数值孔径大于0.8☛ 可定制真空罩，标准样品空间：75mm直径。☛ 与典型光学桌的高度相同☛ 包含36根直流电线图6：全新一代独立光学低温恒温器attoDRY800xs- 冷头与光学面包板高度集成。 attoDRY800桌面式光学低温恒温器 部分发表文献：[1]. N.Y.Yao et al. Imaging the Meissner effect in hydride superconductors using quantum sensors. Nature 627, 73–79 (2024)[2]. Liying Jiao et al. 2D Air-Stable Nonlayered Ferrimagnetic FeCr2S4 Crystals Synthesized via Chemical Vapor Deposition. Advanced Materials 2024[3]. Yohannes Abate et al. Sulfur Vacancy Related Optical Transitions in Graded Alloys of MoxW1-xS2 Monolayers. Adv. Optical Mater. 2024, 2302326[4]. Pablo P. Boix et al. Perovskite Thin Single Crystal for a High Performance and Long Endurance Memristor. Adv. Electron. Mater. 2024, 2300475[5]. Mauro Valeri et al. Generation and characterization of polarization-entangled states using quantum dot single-photon sources. 2024 Quantum Sci. Technol. 9 025002[6]. Ajit Srivastava, et al Quadrupolar–dipolar excitonic transition in a tunnel-coupled van der Waals heterotrilayer. Nature Materials 22, 1478–1484 (2023)[7]. Hanlin Fang et al. Localization and interaction of interlayer excitons in MoSe2/WSe2 heterobilayers. Nature Communications 14 : 6910 (2023) [8]. S. Kolkowitz et al. Temperature-Dependent Spin-Lattice Relaxation of the Nitrogen-Vacancy Spin Triplet in Diamond, Phys. Rev. Lett. 130, 256903,2023[9]. Yunan GAO, et al. Bright and Dark Quadrupolar Excitons in the WSe2/MoSe2/WSe2 Heterotrilayer. Phys. Rev. Lett. 131, 186901,2023[10]. Tim Schrö der, et al. Optically Coherent Nitrogen-Vacancy Defect Centers in Diamond Nanostructures. Phys. Rev. X 13, 011042 , 2023 attoDRY800桌面式光学低温恒温器 部分国内用户单位：相关产品1、低震动无液氦磁体与恒温器-attoDRYhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C377018.htm

01背景介绍随着集成电路和电子器件技术的快速发展，高功率密度电子设备的有效散热已成为确保其可靠性和使用寿命的主要因素之一。热界面材料通常被用来填补散热器和发热元件之间的间隙，以消除由非流动空气产生的高界面热阻。聚合物基材料因其轻质、电绝缘和高机械强度而被广泛用作导热材料。遗憾的是，由于分子构型无序，其固有热导率不能满足应用需求。一种可行的策略是将高导热填料与柔性和绝缘聚合物相结合，从而制备综合性能优良的复合材料。研究人员已经创造性地将各向异性的导热填料有序排列以获得具有优良各向异性导热性的TIM。由于导热路径最短，各向异性填料在基体厚度方向上的有效垂直排列以构建连续的传热路径，并进一步提高垂直透面导热系数，引起了研究人员的高度重视。人们已提出了电场或磁场、流动剪切力、定向冻结法和化学气相沉积等几种有效的策略来构建垂直取向结构以提高TIM的透面导热性。然而，垂直结构排列的二维填料并没有显示出明显的各向异性热导率增强。一维材料在其一个自由度的定向方向上可以达到最大的性能。近年来，碳纤维、碳纳米管、石墨烯等碳材料因其高导热性和优异的力学性能被广泛应用于TIMs的导热填料，其中一维中间相沥青基碳纤维的各向异性导热系数较高，轴向导热系数和径向导热系数分别约600 W/m K和小于10 W/m K，一维材料可以在特定方向上发挥最大的性能。02成果掠影四川大学陈枫教授团队采用中间相沥青基碳纤维，通过熔融挤压法制备了高取向度的短碳纤维(CF)/烯烃嵌段共聚物(OBC)复合材料，可提供高导热性、适度的电绝缘和良好的柔韧性。由于CF/OBC复合材料中CF的高取向度（f0.9，f是CF/OBC复合材料中CF的取向度），在 30 vol%的CF负载下表现出 15.06 W/m K的贯通面热导率，同时实现了良好的电绝缘（~10-9 S/m）和低压缩强度（2.62 MPa）。TIM测量的结果表明，垂直排列的CF/OBC显示出高效的散热能力，相比于随机结构温差可达 35.2°C，可用于冷却高功率LED器件。研究成果以“An efficient thermal interface material with anisotropy orientation and high through-plane thermal conductivity”为题发表于《Composites Science and Technology》期刊。03图文导读（a）具有垂直排列结构的CF/OBC复合材料的制备流程图；（b）CF的SEM图；（c）CF的拉曼光谱图；（d）挤出的长丝；（e）垂直排列的CF/OBC复合材料。（a）丝状物的横截面和（b）垂直排列的CF/OBC复合材料的SEM图；（c）垂直排列和（d）平行排列的2D-WAXS图案，CF含量分别是1,5,10,15,20,30 vol%时，平行排列样品的2D-WAXS图，虚线标记了CF的（002）平面的环；（e）相应的方位角整合的强度曲线。（f）不同CF含量样品中（002）平面的取向度；（g）纯OBC、CF和10 vol% CF/OBC的一维XRD图；（h）从表面和横截面的X射线方向的说明；（i）表面和（j）横断面的三维XRD图。CF/OBC复合材料的导热性能。（a）垂直、平行和随机样品的热导率；（b）随机、平行和垂直排列时30 vol% CF/OBC的比较；（c）各向异性随着CF含量的增加而增加；（d）反复加热和冷却循环后30 vol% 垂直的CF/OBC的典型热导率值；（e）各向异性热导率 30 vol% CF/OBC在不同温度下的各向异性热导率；（f）CF/OBC的电绝缘性能；100℃的条件下（g）示意图、（h）红外图和（i）样品顶部的温度。CF/OBC的机械性能。（a）打结的长丝；（b）弯曲和（c）扭曲的柔韧性；（d）平行排列和（e）垂直排列的CF/OBC块体的抗压应力-应变曲线；（f）比较平行结构和垂直结构之间的抗压强度随CF含量增加的变化。30 vol%的CF/OBC切片用于界面热管理。用于LED芯片散热测试系统的红外图像（a）加热和（b）冷却；(c)原理图和(d)中心区域的平均温度与运行时间的关系。

FLIR红外热像仪可协助汽车故障的诊断上次小菲为大家分享了汽修专家叶工诊断鼓风机供电线路虚接问题详情戳这里：实地案例｜汽修工程师，如何化解难以察觉的“小问题”？今天小菲再来跟大家分享一下叶工使用FLIR ONE Pro手机红外热像仪查找发动机冷却液温度过高的过程吧~故障初诊：冷却大循环不良一辆2005款现代伊兰特车，搭载G4GA发动机，累计行驶里程约为24.3万km。车主反映，该车行驶中组合仪表上的发动机冷却液温度表会指示到红色刻度线，怀疑发动机冷却液温度过高，于是进厂检修。接车后试车，发现组合仪表上的发动机冷却液温度表确实会指示到红色刻度线。用故障检测仪检测，无相关故障代码存储：读取发动机数据流，发现发动机冷却液温度为99℃，偏高。故障伊兰特车发动机数据流（截屏）打开发动机室盖，发现散热风扇高速运转；检查冷却液液位，处于正常范围；用手感觉散热风扇的出风情况，出风量正常，但出风温度较低，推断冷却系统大循环不良。查看维修资料得知，该车冷却系统结构与下图所示基本一致，由此推断导致该车冷却系统大循环不良的原因有：节温器损坏（无法打开）、散热器堵塞、冷却液泵损坏（轴承松旷、叶片破损等)。冷却系统结构对比温度差，发现故障点用FLIR红外热成像仪测量散热器进液管、散热器出液管和小循环回液管的温度，发现散热器进液管温度为67℃，散热器出液管温度为23.8℃，小循环回液管温度为46.8℃。对比散热器出液管和进液管的温度可知，冷却系统无法大循环，猜测原因可能为节温器没有打开，但小循环回液管中的冷却液是不受节温器控制的，为什么温度也过低呢？分析可知，冷却系统小循环也不正常，导致节温器处的冷却液温度过低，使节温器无法打开。故障伊兰特车散热器进液管、散热器出液管和小循环回液管的温度为验证冷却系统小循环的情况，用FLIR红外热成像仪测量暖风热交换器进液管和出液管的温度，发现暖风热交换器进液管的温度为32.4℃，出液管的温度为30.7℃，由此说明冷却系统确实也无小循环。诊断至此，推断导致冷却系统没有大循环和小循环的原因为冷却液泵损坏。故障伊兰特车暖风热交换器进液管和出液管的温度拆检冷却液泵，发现冷却液泵的叶片已完全腐蚀，确认故障是由此引起的。更换上新的冷却液泵后试车，组合仪表上的发动机冷却液温度表指示正常：再次测量散热器进液管、散热器出液管和小循环回液管的温度（此时节温器没有打开)，小循环回液管的温度为77.7℃，说明冷却系统小循环恢复正常。正常伊兰特车散热器进液管、散热器出液管和小循环回液管的温度再次测量暖风热交换器进液管和出液管的温度，进液管的温度为72.9℃，出液管的温度为65.3℃，恢复正常，故障排除。正常伊兰特车暖风热交换器进液管和出液管的温度FLIR热像仪：让故障定位更简单回顾整个诊断过程，在懂得该车冷却系统循环原理的情况下，只需要用FLIR红外热成像仪测量2个区域内冷却液管的温度，便锁定了故障点，避免了拆检甚至误换节温器，省时省力非常简单，大大提高了维修效率。在本次汽修诊断过程中使用的是FLIR ONE Pro手机红外热像仪，这款热像仪小巧轻便，配合智能手机即插即用，非常方便！它能够测量介于-20°至400°C之间的温度，热灵敏度可检测到70mk的温差，支持最多3个点温仪和最多6个温度感兴趣区域，可应用在我们的日常工作生活中，比如检查电气面板、查找暖通空调故障、检测房屋水损问题等。

今年4月份,山东省安丘市外贸食品公司的水产品和熟肉制品取得了欧盟官方出口注册,敲开了欧盟市场的大门,并有10多种蔬菜、禽肉产品定向供应上海世博会。早在今年1月份,由该公司参与制订的《食品安全区域化管理体系》通过了审定,该国家标准正式颁布后将为我国实现区域内的食品安全提供标准依据,是对现有食品安全管理体系标准的自主创新,达到了国际先进水平。由于掌握了行业最高标准的制定话语权,企业在高端竞争中更加得心应手,公司今年前5个月农产品出口创汇1513万美元,同比增长26.1%。 　　“三流企业卖产品,二流企业卖品牌,一流企业卖标准”。截至到目前,山东省安丘市已有景芝酒业、恒安散热器、长安铁塔、海龙博莱特、外贸食品、柠檬生化、奥宝、汶瑞、科灵空调、金鸿、亚东冶金等11家企业,承担或参与了32项国家标准或行业标准的制定,抢占了行业竞争制高点,竞争力大大提升。今年前5个月,该市规模以上工业主营业务收入、利税同比分别增长29.3%、40.2%。 　　在加快经济发展方式转变的过程中,山东省安丘市积极引导企业提高科技研发和自主创新能力,并把制定国家、行业标准作为提高市场竞争力的重要手段。该市专门设立了制定标准奖、创名优产品奖、高新技术奖等奖项,市财政每年拿出企业新增利润的15%作为中小企业创新基金,鼓励企业通过参与制定标准拓展市场空间。该市的潍坊恒安散热器公司先后参与制定了《铜质铝质散热器总成技术条件》等两项国家行业标准,始终坚持自主创新不停步,成为中国汽车工业协会车用散热器委员会理事长单位,在国内首家将水油两种散热器复合为一体,首家将铝质散热器投放市场,原料由铜变铝降低了成本,引领了全国内燃机散热器更新换代的革命。有65种产品技术获国家专利,在工程机械、重卡、高端农业装备散热器市场占到了60%以上的国内市场份额。 　　“国标”制定权的背后,体现出企业持续不断的科技创新能力。该市目前有省级以上(工程)技术研究中心的企业8家,高新技术企业9家,去年以来该市企业共申请专利332件。山东科灵空调设备有限公司三年内就参与制定了《水源热泵机组能源效率限定值及能源效率等级》、《水源高温热泵机组》、《低环境温度空气源热泵机组》等5项国家行业标准,公司的主打产品水源热泵机组,冬天在地下水、地表水,甚至城市污水中提取能量取暖,夏天取冷降温,保持了国内同行业的领先地位。今年前5个月该公司主营业务收入翻番增长.

行政法规 放射性物品运输安全管理条例（国务院令第５６２号） 　 为了加强对放射性物品运输的安全管理，保障人体健康，保护环境，促进核能、核技术的开发与和平利用，根据《中华人民共和国放射性污染防治法》，制定本条例。 　 放射性物品的运输和放射性物品运输容器的设计、制造等活动，适用本条例。 　 本条例所称放射性物品，是指含有放射性核素，并且其活度和比活度均高于国家规定的豁免值的物品。 　 国务院核安全监管部门对放射性物品运输的核与辐射安全实施监督管理。 　 国务院公安、交通运输、铁路、民航等有关主管部门依照本条例规定和各自的职责，负责放射性物品运输安全的有关监督管理工作。 　 县级以上地方人民政府环境保护主管部门和公安、交通运输等有关主管部门，依照本条例规定和各自的职责，负责本行政区域放射性物品运输安全的有关监督管理工作。 　 运输放射性物品，应当使用专用的放射性物品运输包装容器（以下简称运输容器）。 　 放射性物品运输容器的设计、制造单位应当建立健全责任制度，加强质量管理，并对所从事的放射性物品运输容器的设计、制造活动负责。 　 任何单位和个人对违反本条例规定的行为，有权向国务院核安全监管部门或者其他依法履行放射性物品运输安全监督管理职责的部门举报。 　 ?法制办就《放射性物品运输安全管理条例》等答记者问 国家环境保护标准 环境标志产品技术要求 皮革和合成革（HJ 507-2009） 　 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，减少皮革和合成革产品在生产和使用过程中对环境和人体健康的影响，制定本标准。 　 本标准对皮革和合成革产品中的pH值及其稀释差、游离甲醛、可萃取的重金属、含氯苯酚、邻苯基苯酚、可分解出致癌芳香胺的染料、气味等指标提出了限制要求，还对合成革产品中的挥发性有机化合物、有机锡化合物、氯化苯和氯化甲苯提出了限制要求，对生产用化学品中的有毒有害物质提出了禁用要求。 　 本标准适用于中国环境标志产品认证。 　 本标准规定了皮革和合成革环境标志产品的术语和定义、产品分类、基本要求、技术内容和检验方法。 　 本标准适用于皮革和聚氨酯合成革。 环境标志产品技术要求 采暖散热器（HJ 508-2009） 　 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，有效利用和节约资源，减少采暖散热器在生产、使用过程中对环境和人体健康的影响，制定本标准。 　 本标准对采暖散热器表面释放到空气中的污染物、金属热强度和密封垫材料等方面提出了要求。 　 本标准适用于中国环境标志产品认证。 　 本标准规定了采暖散热器环境标志产品的术语和定义、基本要求、技术内容及其检验方法。 　 本标准适用于工业、民用建筑中，以热水或蒸汽为热媒的采暖散热器，不适用于钢制闭式串片散热器。 车用陶瓷催化转化器中铂、钯、铑的测定 电感耦合等离子体发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法（HJ 509-2009） 　 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国大气污染防治法》，保护环境，保障人体健康，防治机动车排放污染，规范车用陶瓷催化转化器中铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）含量的测定方法，制定本标准。 　 本标准规定了机动车用陶瓷催化转化器中贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）含量的电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）和电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）的测定方法。 　 本标准适用于新制的和使用过的以堇青石蜂窝陶瓷为载体，并附载贵金属作活性组分的催化转化器中Pt、Pd、Rh含量的测定。 　 本标准为首次发布。 清洁生产标准 废铅酸蓄电池铅回收业（HJ 510-2009） 　 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和《中华人民共和国清洁生产促进法》，保护环境，为废铅酸蓄电池铅回收业开展清洁生产提供技术支持和导向，制定本标准。 　 本标准规定了在达到国家和地方污染物排放标准的基础上，根据当前行业技术、装备水平和管理水平，废铅酸蓄电池铅回收业清洁生产的一般要求。 　 本标准分为三级，一级代表国际清洁生产先进水平，二级代表国内清洁生产先进水平，三级代表国内清洁生产基本水平。随着技术的不断发展和进步，本标准将不断修订。 　 本标准规定了废铅酸蓄电池铅回收业清洁生产的一般要求。本标准将废铅酸蓄电池铅回收业清洁生产指标分为六类，即生产工艺与装备指标、资源能源利用指标、产品指标、污染物产生指标（末端处理前）、废物回收利用指标和环境管理要求。 　 本标准适用于废铅酸蓄电池铅回收业企业的清洁生产审核和清洁生产潜力与机会的判断、清洁生产绩效评估和清洁生产绩效公告制度，也适用于环境影响评价和排污许可证等环境管理制度。 　 本标准为首次发布。 环境信息化标准指南（HJ 511-2009） 　 为贯彻《中华人民共和国环境保护法》，落实国务院《关于落实科学发展观加强环境保护工作的决定》，建立环境信息化的标准体系，促进环境信息化工作，制定本标准。 　 本标准规定了环境信息化标准体系的层次结构和环境信息化标准制修订原则。 　 本标准适用于指导环境信息化规划、建设、实施以及环境信息化标准的制修订工作。

近日，上海光源自主研发的我国首台超导波荡器样机完成了储存环上的大流强带束测试，这表明我国已掌握超导波荡器研制的关键技术，并取得了重要的实质性进展。　　超导波荡器是正在发展的加速器光源关键核心技术。相比永磁波荡器，在相同周期长度和磁气隙下，超导波荡器能获得更高的峰值磁场，从而能获得更高的辐射光通量，尤其对于高能光子。国际上，很多同步辐射光源和X射线自由电子激光装置均在研发短周期超导波荡器。　　2013年，上海光源组织磁铁、机械、真空、低温和电源等专业组，对超导波荡器的相关技术展开实验研究，包括超导磁体及恒温器的设计、超导线圈的绕制、磁体的冷却、磁场测量、小孔径束流室的加工、电源测控以及失超保护等。2015年，依托中国科学院上海大科学中心正式立项，研制出一台可用于安装在储存环上做带束流测试的超导波荡器试验样机，样机的磁周期长度为16mm，磁长度为800mm。2020年底，完成了样机全部部件的加工和测试。2021年8月，完成了整机集成和离线测试；9月，安装到储存环04单元进行束流热负载的测试；11月12日，进行带束流测试。测试结果表明，在200mA流强下束流热负载的绝热效果达到预期，励磁线圈的电流加载超过350A，等效峰值磁场约为0.57T。图1为安装在上海光源储存环上的超导波荡器样机，图2为带束调试中探测到的超导波荡器辐射光斑。　　该样机为下一步研发用于我国硬X射线自由电子激光装置与新一代同步辐射光源衍射极限环，以及进一步提升上海光源性能的超导波荡器奠定了坚实基础。

近日 ，美国麻省理工学院 Jeong Min Park、曹原等人在《自然》发文，报告三层扭转石墨烯能够表现出超导性。这个“三明治”比双层的“魔角” 石墨烯更加稳定，并且能够通过两种相互独立的方式进行调节。这样的结构或有助于理解实现高温超导需要的条件。图片来源：Pixabay当两片石墨烯 以 1.1° 的扭转角度交错排列，这个双层结构就会转变为非常规的超导体，从而使电流无阻通过，而不会浪费能量。这种“魔角”石墨烯结构及其超导效应由美国麻省理工学院 （MIT）物理学教授 Pablo Jarillo-Herrero 团队在 2018 年首次发现。这项研究也让中科大少年班毕业生、当时年仅 21 岁的曹原“一战成名”： 他以共同第一作者/共同通讯作者 的身份首次在同一天发表了两篇《自然》 （Nature ）论文，随后他 成为了 《自然》2018 年十大科学人物中最年轻的学者 。扭转电子学 （twistronics）领域从此兴起。此后，科学家一直在寻找其他可以经过扭转而表现出超导性质的材料。但是到目前为止，除了最初的双层“魔角”石墨烯以外，没有发现其他材料具备相似的特性。近日，已经成为博士后的曹原再次以共同第一作者身份 在《自然》发文报告，在三层石墨烯组成的“三明治”中观察到超导性。 在新的三层结构中，中间一层石墨烯相对于外层以新的角度扭转，其超导性比双层结构更稳定。该论文 2 月 1 日在《自然》发表， Jeong Min Park 和曹原为共同一作，此外曹原还与他的导师、Pablo Jarillo-Herrero 共同担任论文通讯作者。日本国立材料科学研究所（National Institute of Materials Science）的渡边贤司（Kenji Watanabe）和谷口尚（Takashi Taniguchi）也参与了这项研究。研究人员还可以通过施加和改变外部电场的强度来调节结构的超导性。而通过调节三层结构，研究人员能够产生超强耦合超导性，这是一种奇特的电学行为，在其他所有材料中很少见。Jarillo-Herrero 说：“目前尚不清楚魔角双层石墨烯是不是特例，但现在我们知道它并不孤单，它有一个三层表亲。这种超可调（hypertunable）超导体的发现将转角电子学领域扩展到了全新的方向，在量子信息和传感技术中具有潜在的应用。”打开新型超导体研究的大门在 Jarillo-Herrero 和同事们发现扭转双层石墨烯中可能产生超导性之后不久，理论物理学家提出，在三层或更多层石墨烯中也可能看到相同的现象。石墨烯就是厚度仅有一层原子的石墨，它完全由排列成蜂窝状晶格的碳原子组成，如同纤细却坚固的金属网格。理论物理学家提出，如果将三层石墨烯像三明治一样堆叠， 中间层相对于两个外层扭转 1.56 度，那么这种扭曲构型将产生一种对称性，从而促使材料中的电子配对，形成无阻力的电流，即超导的标志。Jarillo-Herrero 说：“我们就想，为什么不尝试检验一下这个想法？”为此，Park 和曹原设计了三层石墨烯结构。他们将单层石墨烯小心地切成三个部分，并将其按照理论预测的角度精确堆叠。他们制造了几个这样的三层结构，每个结构的尺寸仅有几微米，大约相当于人类头发的直径的 1/100，高度则为三个原子。Jarillo-Herrero 称之为 “纳米三明治”。接下来，研究小组将电极连接到结构的两端，并通过电流，同时测量材料中损失或耗散的能量。“我们没有观察到能量耗散，这意味着它是超导体。”Jarillo-Herrero 说，“我们必须肯定理论物理学家的贡献，他们算出了正确的夹角。”但他补充说， 这种结构具备超导性能的确切原因仍然有待确认，目前还不确定这是不是因为理论物理学家所提出的对称性。这也是他们计划在未来的实验中进行检验的内容。 他说：“目前我们只能确认相关性，而无法确认因果关系。但现在我们至少有了一条途径，可以根据这种对称性思想探索一大批新型超导体。”“ 最强大的耦合超导体”在探索新的三层石墨烯结构时，研究团队发现，可以通过两种方式控制其超导性。对于团队此前提出的双层石墨烯，可以通过施加外部 门电压来改变流过材料的电子数量，从而调节其超导性。研究团队上下调节门电压，同时测量材料停止耗散能量、转变为超导体时的临界温度。通过这种方式，团队能够像调节晶体管一样打开和关闭双层石墨烯的超导性。团队使用相同的方法来调节三层石墨烯，同时还发现了控制材料超导性的第二种方法，这在双层石墨烯和其他扭转角结构中是不可能的。这种方式就是使用附加电极对材料施加 电场，这能够改变三层结构之间的电子分布，同时不改变结构的整体电子密度。Park 说：“现在，这两个相互独立的‘旋钮’能为我们提供大量有关超导电性出现条件的信息，帮助我们理解这种不寻常的超导状态背后至关重要的物理学原理。”通过同时使用这两种方法调整三层结构，研究小组在一定条件下观察到了超导性，包括在相对较高的 3 开尔文临界温度下，即使此时材料的电子密度很低。相比之下，量子计算领域正在研究使用铝制作超导体，铝具有更高的电子密度，而它仅在约 1 开尔文的温度下才具备超导性。Jarillo-Herrero 说：“我们发现魔角三层石墨烯可以成为最强大的耦合超导体，这意味着在给定的电子数量很少的情况下，它也能在相对较高的温度下进行超导。它能带来最大的收益。”研究人员计划制造三层以上的转角石墨烯结构，以了解具有更高电子密度的此类构型是否可以在更高的温度下表现出超导性，甚至实现室温超导。“如果能够工业化大规模生产这些结构，那么我们就可以制造用于量子计算的超导比特，或者低温超导电子器件、光子探测器等。不过我们还不知道如何一次制造数十亿个这样的结构，”Jarillo-Herrrero 说。Park 说：“我们的主要目标是理解强耦合超导的基本性质。三层石墨烯不仅是有史以来最强大的强耦合超导体，它还具备最大的调节空间。借助这种可调谐性，我们能够真正实现在相空间的任何位置探索超导电性。”论文信息：Park, J.M., Cao, Y., Watanabe, K. et al. Tunable strongly coupled superconductivity in magic-angle twisted trilayer graphene. Nature (2021).

1. 研究背景及意义碳化硅(SiC)是一种宽带隙(WBG)的半导体材料，目前已经显示出有能力满足前述领域中不断发展的电力电子的更高性能要求。在过去，硅(Si)一直是最广泛使用的功率开关器件的半导体材料。然而，随着硅基功率器件已经接近其物理极限，进一步提高其性能正成为一个巨大的挑战。我们很难将它的阻断电压和工作温度分别限制在6.5kV和175℃，而且相对于碳化硅器件它的开关速度相对较慢。另一方面，由SiC制成的器件在过去几十年中已经从不成熟的实验室原型发展成为可行的商业产品，并且由于其高击穿电压、高工作电场、高工作温度、高开关频率和低损耗等优势被认为是Si基功率器件的替代品。除了这些性能上的改进，基于SiC器件的电力电子器件有望通过最大限度地减少冷却要求和无源元件要求来实现系统的体积缩小，有助于降低整个系统成本。SiC的这些优点与未来能源转换应用中的电力电子器件的要求和方向非常一致。尽管与硅基器件相比SiC器件的成本较高，但SiC器件能够带来的潜在系统优势足以抵消增加的器件成本。目前SiC器件和模块制造商的市场调查显示SiC器件的优势在最近的商业产品中很明显，例如SiC MOSFETs的导通电阻比Si IGBT的导通电阻小四倍，并且在每三年内呈现出-30%的下降趋势。与硅同类产品相比，SiC器件的开关能量小10-20倍，最大开关频率估计高20倍。由于这些优点，预计到2022年，SiC功率器件的总市场将增长到10亿美元，复合年增长率(CAGR)为28%，预计最大的创收应用是在混合动力和电动汽车、光伏逆变器和工业电机驱动中。然而，从器件的角度来看，挑战和问题仍然存在。随着SiC芯片有效面积的减少，短路耐久时间也趋于减少。这表明在稳定性、可靠性和芯片尺寸之间存在着冲突。而且SiC器件的现场可靠性并没有在各种应用领域得到证明，这些问题直接导致SiC器件在电力电子市场中的应用大打折扣。另一方面，生产高质量、低缺陷和较大的SiC晶圆是SiC器件制造的技术障碍。这种制造上的困难使得SiC MOSFET的每年平均销售价格比Si同类产品高4-5倍。尽管SiC材料的缺陷已经在很大程度上被克服，但制造工艺还需要改进，以使SiC器件的成本更加合理。最近几年大多数SiC器件制造大厂已经开始使用6英寸晶圆进行生产。硅代工公司X-fab已经升级了其制造资源去适应6英寸SiC晶圆，从而为诸如Monolith这类无晶圆厂的公司提供服务。这些积极的操作将导致SiC器件的整体成本降低。图1.1 SiC器件及其封装的发展图1.1展示了SiC功率器件及其封装的发展里程碑。第一个推向市场的SiC器件是英飞凌公司在2001年生产的肖特基二极管。此后，其他公司如Cree和Rohm继续发布各种额定值的SiC二极管。2008年，SemiSouth公司生产了第一个SiC结点栅场效应晶体管（JFET），在那个时间段左右，各公司开始将SiC肖特基二极管裸模集成到基于Si IGBT的功率模块中，生产混合SiC功率模块。从2010年到2011年，Rohm和Cree推出了第一个具有1200V额定值的分立封装的SiC MOSFET。随着SiC功率晶体管的商业化，Vincotech和Microsemi等公司在2011年开始使用SiC JFET和SiC二极管生产全SiC模块。2013年，Cree推出了使用SiC MOSFET和SiC二极管的全SiC模块。此后，其他器件供应商，包括三菱、赛米控、富士和英飞凌，自己也发布了全SiC模块。在大多数情况下，SiC器件最初是作为分立元件推出的，而将这些器件实现为模块封装是在最初发布的几年后开发的。这是因为到目前为止分立封装的制造过程比功率模块封装要简单得多。另一个原因也有可能是因为发布的模块已经通过了广泛的标准JEDEC可靠性测试资格认证，这代表器件可以通过2000万次循环而不发生故障，因此具有严格的功率循环功能。而且分离元件在设计系统时具有灵活性，成本较低，而模块的优势在于性能较高，一旦有了产品就容易集成。虽然SiC半导体技术一直在快速向前发展，但功率模块的封装技术似乎是在依赖过去的惯例，这是一个成熟的标准。然而，它并没有达到充分挖掘新器件的潜力的速度。SiC器件的封装大多是基于陶瓷基底上的线接合方法，这是形成多芯片模块（MCM）互连的标准方法，因为它易于使用且成本相对较低。然而，这种标准的封装方法由于其封装本身的局限性，已经被指出是向更高性能系统发展的技术障碍。首先，封装的电寄生效应太高，以至于在SiC器件的快速开关过程中会产生不必要的损失和噪音。第二，封装的热阻太高，而热容量太低，这限制了封装在稳态和瞬态的散热性能。第三，构成封装的材料和元件通常与高温操作（200℃）不兼容，在升高的操作温度下，热机械可靠性恶化。最后，对于即将到来的高压SiC器件，承受高电场的能力是不够的。这些挑战的细节将在第二节进一步阐述。总之，不是器件本身，而是功率模块的封装是主要的限制因素之一，它阻碍了封装充分发挥SiC元件的优势。因此，应尽最大努力了解未来SiC封装所需的特征，并相应地开发新型封装技术去解决其局限性。随着社会的发展，环保问题与能源问题愈发严重，为了提高电能的转化效率，人们对于用于电力变换和电力控制的功率器件需求强烈[1, 2]。碳化硅（SiC）材料作为第三代半导体材料，具有禁带宽度大，击穿场强高、电子饱和速度大、热导率高等优点[3]。与传统的Si器件相比，SiC器件的开关能耗要低十多倍[4]，开关频率最高提高20倍[5, 6]。SiC功率器件可以有效实现电力电子系统的高效率、小型化和轻量化。但是由于SiC器件工作频率高，而且结电容较小，栅极电荷低，这就导致器件开关时，电压和电流变化很大，寄生电感就极易产生电压过冲和振荡现象，造成器件电压应力、损耗的增加和电磁干扰问题[7, 8]。还要考虑极端条件下的可靠性问题。为了解决这些问题，除了器件本身加以改进，在封装工艺上也需要满足不同工况的特性要求。起先，电力电子中的SiC器件是作为分立器件生产的，这意味着封装也是分立的。然而SiC器件中电压或电流的限制，通常工作在低功耗水平。当需求功率达到100 kW或更高时，设备往往无法满足功率容量要求[9]。因此，需要在设备中连接和封装多个SiC芯片以解决这些问题，并称为功率模块封装[10, 11]。到目前为止，功率半导体的封装工艺中，铝（Al）引线键合封装方案一直是最优的封装结构[12]。传统封装方案的功率模块采用陶瓷覆铜板，陶瓷覆铜板（Direct Bonding Copper，DBC）是一种具有两层铜的陶瓷基板，其中一层图案化以形成电路[13]。功率半导体器件底部一般直接使用焊料连接到DBC上，顶部则使用铝引线键合。底板（Baseplate）的主要功能是为DBC提供支撑以及提供传导散热的功能，并与外部散热器连接。传统封装提供电气互连（通过Al引线与DBC上部的Cu电路键合）、电绝缘（使用DBC陶瓷基板）、器件保护（通过封装材料）和热管理（通过底部）。这种典型的封装结构用于目前制造的绝大多数电源模块[14]。传统的封装方法已经通过了严格的功率循环测试（2000万次无故障循环），并通过了JEDEC标准认证[15]。传统的封装工艺可以使用现有的设备进行，不需要额外开发投资设备。传统的功率模块封装由七个基本元素组成，即功率半导体芯片、绝缘基板、底板、粘合材料、功率互连、封装剂和塑料外壳，如图1.2所示。模块中的这些元素由不同的材料组成，从绝缘体、导体、半导体到有机物和无机物。由于这些不同的材料牢固地结合在一起，为每个元素选择适当的材料以形成一个坚固的封装是至关重要的。在本节中，将讨论七个基本元素中每个元素的作用和流行的选择以及它们的组装过程。图1.2标准功率模块结构的横截面功率半导体是功率模块中的重要元素，通过执行电气开/关开关将功率从源头转换到负载。标准功率模块中最常用的器件类型是MOSFETs、IGBTs、二极管和晶闸管。绝缘衬底在半导体元件和终端之间提供电气传导，与其他金属部件（如底板和散热器）进行电气隔离，并对元件产生的热量进行散热。直接键合铜（DBC）基材在传统的电源模块中被用作绝缘基材，因为它们具有优良的性能，不仅能满足电气和热的要求，而且还具有机械可靠性。在各种候选材料中，夹在两层铜之间的陶瓷层的流行材料是Al2O3，AlN，Si2N4和BeO。接合材料的主要功能是通过连接每个部件，在半导体、导体导线、端子、基材和电源模块的底板之间提供机械、热和电的联系。由于其与电子组装环境的兼容性，SnPb和SnAgCu作为焊料合金是最常用的芯片和基片连接材料。在选择用于功率模块的焊料合金时，需要注意的重要特征是：与使用温度有关的熔化温度，与功率芯片的金属化、绝缘衬底和底板的兼容性，高机械强度，低弹性模量，高抗蠕变性和高抗疲劳性，高导热性，匹配的热膨胀系数（CTE），成本和环境影响。底板的主要作用是为绝缘基板提供机械支持。它还从绝缘基板上吸收热量并将其传递给冷却系统。高导热性和低CTE（与绝缘基板相匹配）是对底板的重要特性要求。广泛使用的底板材料是Cu，AlSiC，CuMoCu和CuW。导线键合的主要作用是在模块的功率半导体、导体线路和输入/输出终端之间进行电气连接。器件的顶面连接最常用的材料是铝线。对于额定功率较高的功率模块，重铝线键合或带状键合用于连接功率器件的顶面和陶瓷基板的金属化，这样可以降低电阻和增强热能力。封装剂的主要目的是保护半导体设备和电线组装的组件免受恶劣环境条件的影响，如潮湿、化学品和气体。此外，封装剂不仅在电线和元件之间提供电绝缘，以抵御电压水平的提高，而且还可以作为一种热传播媒介。在电源模块中作为封装剂使用的材料有硅凝胶、硅胶、聚腊烯、丙烯酸、聚氨酯和环氧树脂。塑料外壳（包括盖子）可以保护模块免受机械冲击和环境影响。因为即使电源芯片和电线被嵌入到封装材料中，它们仍然可能因处理不当而被打破或损坏。同时外壳还能机械地支撑端子，并在端子之间提供隔离距离。热固性烯烃（DAP）、热固性环氧树脂和含有玻璃填料的热塑性聚酯（PBT）是塑料外壳的最佳选择。传统电源模块的制造过程开始于使用回流炉在准备好的DBC基片上焊接电源芯片。然后，许多这些附有模具的DBC基板也使用回流焊工艺焊接到一个底板上。在同一块底板上，用胶水或螺丝钉把装有端子的塑料外壳连接起来。然后，正如前面所讨论的那样，通过使用铝线进行电线连接，实现电源芯片的顶部、DBC的金属化和端子之间的连接。最后，用分配器将封装材料沉积在元件的顶部，并在高温下固化。前面所描述的结构、材料和一系列工艺被认为是功率模块封装技术的标准，在目前的实践中仍被广泛使用。尽管对新型封装方法的需求一直在持续，但技术变革或采用是渐进的。这种对新技术的缓慢接受可以用以下原因来解释。首先，人们对与新技术的制造有关的可靠性和可重复性与新制造工艺的结合表示担忧，这需要时间来解决。因此，考虑到及时的市场供应，模块制造商选择继续使用成熟的、广为人知的传统功率模块封装技术。第二个原因是传统电源模块的成本效益。由于传统电源模块的制造基础设施与其他电子器件封装环境兼容，因此不需要与开发新材料和设备有关的额外成本，这就大大降低了工艺成本。尽管有这些理由坚持使用标准的封装方法，但随着半导体趋势从硅基器件向碳化硅基器件的转变，它正显示出局限性并面临着根本性的挑战。使用SiC器件的最重要的优势之一是能够在高开关频率下工作。在功率转换器中推动更高的频率背后的主要机制是最大限度地减少整个系统的尺寸，并通过更高的开关频率带来的显著的无源尺寸减少来提高功率密度。然而，由于与高开关频率相关的损耗，大功率电子设备中基于硅的器件的开关频率通常被限制在几千赫兹。图1.3中给出的一个例子显示，随着频率的增加，使用Si-IGBT的功率转换器的效率下降，在20kHz时已经下降到73%。另一方面，在相同的频率下，SiC MOSFET的效率保持高达92%。从这个例子中可以看出，硅基器件在高频运行中显示出局限性，而SiC元件能够在更高频率下运行时处理高能量水平。尽管SiC器件在开关性能上优于Si器件对应产品，但如果要充分利用其快速开关的优势，还需要考虑到一些特殊的因素。快速开关的瞬态效应会导致器件和封装内部的电磁寄生效应，这正成为SiC功率模块作为高性能开关应用的最大障碍。图1.3 Si和SiC转换器在全额定功率和不同开关频率下的效率图1.4给出了一个半桥功率模块的电路原理图，该模块由高低两侧的开关和二极管对组成，如图1.4所示，其中有一组最关键的寄生电感，即主开关回路杂散电感(Lswitch)、栅极回路电感(Lgate)和公共源电感(Lsource)。主开关回路杂散电感同时存在于外部电源电路和内部封装互连中，而外部杂散电感对开关性能的影响可以通过去耦电容来消除。主开关回路杂散电感(Lswitch)是由直流+总线、续流二极管、MOSFET(或IGBT)和直流总线终端之间的等效串联电感构成的。它负责电压过冲，在关断期间由于电流下降而对器件造成严重的压力，负反馈干扰充电和向栅极源放电的电流而造成较慢的di/dt的开关损失，杂散电感和半导体器件的输出电容的共振而造成开关波形的振荡增加，从而导致EMI发射增加。栅极环路电感(Lgate)由栅极电流路径形成，即从驱动板到器件的栅极接触垫，以及器件的源极到驱动板的连接。它通过造成栅极-源极电压积累的延迟而降低了可实现的最大开关频率。它还与器件的栅极-源极电容发生共振，导致栅极信号的震荡。结果就是当我们并联多个功率芯片模块时，如果每个栅极环路的寄生电感不相同或者对称，那么在开关瞬间将产生电流失衡。共源电感(Lsource)来自主开关回路和栅极回路电感之间的耦合。当打开和关闭功率器件时，di/dt和这个电感上的电压在栅极电路中作为额外的（通常是相反的）电压源，导致di/dt的斜率下降，扭曲了栅极信号，并限制了开关速度。此外，共源电感可能会导致错误的触发事件，这可能会通过在错误的时间打开器件而损坏器件。这些寄生电感的影响在快速开关SiC器件中变得更加严重。在SiC器件的开关瞬态过程中会产生非常高的漏极电流斜率di/dt，而前面讨论的寄生电感的电压尖峰和下降也明显大于Si器件的。寄生电感的这些不良影响导致了开关能量损失的增加和可达到的最大开关频率的降低。开关瞬态的问题不仅来自于电流斜率di/dt，也来自于电压斜率dv/dt。这个dv/dt导致位移电流通过封装的寄生电容，也就是芯片和冷却系统之间的电容。图1.5显示了半桥模块和散热器之间存在的寄生电容的简化图。这种不需要的电流会导致对变频器供电的电机的可靠性产生不利影响。例如，汽车应用中由放电加工(EDM)引起的电机轴承缺陷会产生很大的噪声电流。在传统的硅基器件中，由于dv/dt较低，约为3 kV/µs，因此流经寄生电容的电流通常忽略不记。然而，SiC器件的dv/dt比Si器件的dv/dt高一个数量级，最高可达50 kV/µs，使通过封装电容的电流不再可以忽略。对Si和SiC器件产生的电磁干扰(EMI)的比较研究表明，由于SiC器件的快速开关速度，传导和辐射的EMI随着SiC器件的使用而增加。除了通过封装进入冷却系统的电流外，电容寄也会减缓电压瞬变，在开关期间产生过电流尖峰，并通过与寄生电感形成谐振电路而增加EMI发射，这是我们不希望看到的。未来的功率模块封装应考虑到SiC封装中的寄生和高频瞬变所带来的所有复杂问题和挑战。解决这些问题的主要封装级需要做到以下几点。第一，主开关回路的电感需要通过新的互连技术来最小化，以取代冗长的线束，并通过优化布局设计，使功率器件接近。第二，由于制造上的不兼容性和安全问题，栅极驱动电路通常被组装在与功率模块分开的基板上。应通过将栅极驱动电路与功率模块尽可能地接近使栅极环路电感最小化。另外，在平行芯片的情况下，布局应该是对称的，以避免电流不平衡。第三，需要通过将栅极环路电流与主开关环路电流分开来避免共源电感带来的问题。这可以通过提供一个额外的引脚来实现，例如开尔文源连接。第四，应通过减少输出端和接地散热器的电容耦合来减轻寄生电容中流动的电流，比如避免交流电位的金属痕迹的几何重叠。图1.4半桥模块的电路原理图。三个主要的寄生电感表示为Lswitch、Lgate和Lsource。图1.5半桥模块的电路原理图。封装和散热器之间有寄生电容。尽管目前的功率器件具有优良的功率转换效率，但在运行的功率模块中，这些器件产生的热量是不可避免的。功率器件的开关和传导损失在器件周围以及从芯片到冷却剂的整个热路径上产生高度集中的热通量密度。这种热通量导致功率器件的性能下降，以及器件和封装的热诱导可靠性问题。在这个从Si基器件向SiC基器件过渡的时期，功率模块封装面临着前所未有的散热挑战。图1.6根据额定电压和热阻计算出所需的总芯片面积在相同的电压和电流等级下，SiC器件的尺寸可以比Si器件小得多，这为更紧凑的功率模块设计提供了机会。根据芯片的热阻表达式，芯片尺寸的缩小，例如芯片边缘的长度，会导致热阻的二次方增加。这意味着SiC功率器件的模块化封装需要特别注意散热和冷却。图1.6展示了计算出所需的总芯片面积减少，这与芯片到冷却剂的热阻减少有关。换句话说，随着芯片面积的减少，SiC器件所需的热阻需要提高。然而，即使结合最先进的冷却策略，如直接冷却的冷板与针状翅片结构，假设应用一个70kVA的逆变器，基于DBC和线束的标准功率模块封装的单位面积热阻值通常在0.3至0.4 Kcm2/W之间。为了满足研究中预测的未来功率模块的性能和成本目标，该值需要低于0.2 Kcm2/W，这只能通过创新方法实现，比如双面冷却法。同时，小的芯片面积也使其难以放置足够数量的线束，这不仅限制了电流处理能力，也限制了热电容。以前对标准功率模块封装的热改进大多集中在稳态热阻上，这可能不能很好地代表开关功率模块的瞬态热行为。由于预计SiC器件具有快速功率脉冲的极其集中的热通量密度，因此不仅需要降低热阻，还需要改善热容量，以尽量减少这些快速脉冲导致的峰值温度上升。在未来的功率模块封装中，应解决因采用SiC器件而产生的热挑战。以下是未来SiC封装在散热方面应考虑的一些要求。第一，为了降低热阻，需要减少或消除热路中的一些封装层；第二，散热也需要从芯片的顶部完成以使模块的热阻达到极低水平，这可能需要改变互连方法，比如采用更大面积的接头；第三，封装层接口处的先进材料将有助于降低封装的热阻。例如，用于芯片连接和热扩散器的材料可以分别用更高的导热性接头和碳基复合材料代替。第四，喷射撞击、喷雾和微通道等先进的冷却方法可以用来提高散热能力。SiC器件有可能被用于预期温度范围极广的航空航天应用中。例如用于月球或火星任务的电子器件需要分别在-180℃至125℃和-120℃至85℃的广泛环境温度循环中生存。由于这些空间探索中的大多数电子器件都是基于类似地球的环境进行封装的，因此它们被保存在暖箱中，以保持它们在极低温度下的运行。由于SiC器件正在评估这些条件，因此需要开发与这些恶劣环境兼容的封装技术，而无需使用暖箱。与低温有关的最大挑战之一是热循环引起的大的CTE失配对芯片连接界面造成的巨大压力。另外，在室温下具有柔性和顺应性的材料，如硅凝胶，在-180℃时可能变得僵硬，在封装内产生巨大的应力水平。因此，SiC封装在航空应用中的未来方向首先是开发和评估与芯片的CTE密切匹配的基材，以尽量减少应力。其次，另一个方向应该是开发在极低温度下保持可塑性的芯片连接材料。在最近的研究活动中，在-180℃-125℃的极端温度范围内，对分别作为基材和芯片附件的SiN和Indium焊料的性能进行了评估和表征。为进一步推动我国能源战略的实施，提高我国在新能源领域技术、装备的国际竞争力，实现高可靠性碳化硅 MOSFET 器件中试生产技术研究，研制出满足移动储能变流器应用的多芯片并联大功率MOSFET 器件。本研究将通过寄生参数提取、建模、仿真及测试方式研究 DBC 布局、多栅极电阻等方式对芯片寄生电感与均流特性的影响，进一步提高我国碳化硅器件封装及测试能力。2. SiC MOSFET功率模块设计技术2.1 模块设计技术介绍在MOSFET模块设计中引入软件仿真环节，利用三维电磁仿真软件、三维温度场仿真软件、三维应力场仿真软件、寄生参数提取软件和变流系统仿真软件，对MOSFET模块设计中关注的电磁场分布、热分布、应力分布、均流特性、开关特性、引线寄生参数对模块电特性影响等问题进行仿真，减小研发周期、降低设计研发成本，保证设计的产品具备优良性能。在仿真基础上，结合项目团队多年从事电力电子器件设计所积累的经验，解决高压大功率MOSFET模块设计中存在的多片MOSFET芯片和FRD芯片的匹配与均流、DBC版图的设计与芯片排布设计、电极结构设计、MOSFET模块结构设计等一系列难题，最终完成模块产品的设计。高压大功率MOSFET模块设计流程如下：图2.1高压大功率MOSFET模块设计流程在MOSFET模块设计中，需要综合考虑很多问题，例如：散热问题、均流问题、场耦合问题、MOSFET模块结构优化设计问题等等。MOSFET芯片体积小，热流密度可以达到100W/cm2~250W/cm2。同时，基于硅基的MOSFET芯片最高工作温度为175℃左右。据统计，由于高温导致的失效占电力电子芯片所有失效类型的50%以上。随电力电子器件设备集成度和环境集成度的逐渐增加，MOSFET模块的最高温升限值急剧下降。因此，MOSFET模块的三维温度场仿真技术是高效率高功率密度MOSFET模块设计开发的首要问题。模块散热能力与众多因素有关：MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差，有效散热面积小，芯片与DBC之间的热阻大，在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。另外，芯片的排布对热分布影响也很大。下图4.2是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果：图2.2 MOSFET模块散热分布分析在完成结构设计和材料选取后，采用ANSYS软件的热分析模块ICEPAK，建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件，施加相应的载荷，得到MOSFET的温度场分布，根据温度场分布再对MOSFET内部结构和材料进行调整，直至达到设计要求范围内的最优。2.2 材料数据库对一个完整的焊接式MOSFET模块而言，从上往下为一个 8层结构：绝缘盖板、密封胶、键合、半导体芯片层、焊接层 1、DBC、焊接层 2、金属底板。MOSFET模块所涉及的主要材料可分为以下几种类型：导体、绝缘体、半导体、有机物和无机物。MOSFET模块的电、热、机械等性能与材料本身的电导率、热导率、热膨胀系数、介电常数、机械强度等密切相关。材料的选型非常重要，为此有必要建立起常用的材料库。2.3 芯片的仿真模型库所涉及的MOSFET芯片有多种规格，包括：1700V 75A/100A/125A；2500V/50A；3300V/50A/62.5A；600V/100A；1200V/100A；4500V/42A；6500V/32A。为便于合理地进行芯片选型（确定芯片规格及其数量），精确分析多芯片并联时的均流性能，首先为上述芯片建立等效电路模型。在此基础上，针对实际电力电子系统中的滤波器、电缆和电机负载模型，搭建一个系统及的仿真平台，从而对整个系统的电气性能进行分析预估。2.4 MOSFET模块的热管理MOSFET模块是一个含不同材料的密集封装的多层结构，其热流密度达到100W/cm2--250W/cm2，模块能长期安全可靠运行的首要因素是良好的散热能力。散热能力与众多因素有关：MOSFET模块所用材料的物理和化学性质、MOSFET芯片的布局、贴片的质量、焊接的工艺水平等。如果贴片质量差，有效散热面积小，芯片与DBC之间的热阻大，在模块运行时易造成模块局部过热而损坏。芯片可靠散热的另一重要因素是键合的长度和位置。假设散热底板的温度分布均匀，而每个MOSFET芯片对底板的热阻有差异，导致在相同工况时，每个MOSFET芯片的结温不同。下图是采用有限元软件对模块内部的温度场进行分析的结果。图2.3MOSFET模块热分布在模块完成封装后，采用FLOTHERM软件的热分析模块，建立包括铜基板、DBC、MOSFET芯片、二极管芯片以及包括铝质键合引线在内的相对完整的数值模拟模型。模拟实际工作条件，施加相应的载荷，得到MOSFET的温度场分布的数值解，为MOSFET温度场分布的测试提供一定的依据。2.5. 芯片布局与杂散参数提取根据MOSFET模块不同的电压和电流等级，MOSFET模块所使用芯片的规格不同，芯片之间的连接方式也不同。因此，详细的布局设计放在项目实施阶段去完成。对中低压MOSFET模块和高压MOSFET模块，布局阶段考虑的因素会有所不同，具体体现在DBC与散热底板之间的绝缘、DBC上铜线迹之间的绝缘以及键合之间的绝缘等。2.6 芯片互联的杂散参数提取MOSFET芯片并联应用时的电流分配不均衡主要有两种：静态电流不均衡和动态电流不均衡。静态电流不均衡主要由器件的饱和压降VCE（sat）不一致所引起；而动态电流不均衡则是由于器件的开关时间不同步引起的。此外，栅极驱动、电路的布局以及并联模块的温度等因素也会影响开关时刻的动态均流。回路寄生电感特别是射极引线电感的不同将会使器件开关时刻不同步；驱动电路输出阻抗的不一致将引起充放电时间不同；驱动电路的回路引线电感可能引起寄生振荡；以及温度不平衡会影响到并联器件动态均流。2.7 模块设计专家知识库通过不同规格MOSFET模块的设计－生产－测试－改进设计等一系列过程，可以获得丰富的设计经验，并对其进行归纳总结，提出任意一种电压电流等级的MOSFET模块的设计思路，形成具有自主知识产权的高压大功率MOSFET模块的系统化设计知识库。3. SiCMOSFET封装工艺3.1 封装常见工艺MOSFET模块封装工艺主要包括焊接工艺、键合工艺、外壳安装工艺、灌封工艺及测试等。3.1.1 焊接工艺焊接工艺在特定的环境下，使用焊料，通过加热和加压，使芯片与DBC基板、DBC基板与底板、DBC基板与电极达到结合的方法。目前国际上采用的是真空焊接技术，保证了芯片焊接的低空洞率。焊接要求焊接面沾润好，空洞率小，焊层均匀，焊接牢固。通常情况下．影响焊接质量的最主要因素是焊接“空洞”，产生焊接空洞的原因，一是焊接过程中，铅锡焊膏中助焊剂因升温蒸发或铅锡焊片熔化过程中包裹的气泡所造成的焊接空洞，真空环境可使空洞内部和焊接面外部形成高压差，压差能够克服焊料粘度，释放空洞。二是焊接面的不良加湿所造成的焊接空洞，一般情况下是由于被焊接面有轻微的氧化造成的，这包括了由于材料保管的不当造成的部件氧化和焊接过程中高温造成的氧化，即使真空技术也不能完全消除其影响。在焊接过程中适量的加人氨气或富含氢气的助焊气体可有效地去除氧化层，使被焊接面有良好的浸润性．加湿良好。“真空+气体保护”焊接工艺就是基于上述原理研究出来的，经过多年的研究改进，已成为高功率，大电流，多芯片的功率模块封装的最佳焊接工艺。虽然干式焊接工艺的焊接质量较高，但其对工艺条件的要求也较高，例如工艺设备条件，工艺环境的洁净程度，工艺气体的纯度．芯片，DBC基片等焊接表面的应无沾污和氧化情况．焊接过程中的压力大小及均匀性等。要根据实际需要和现场条件来选择合适的焊接工艺。3.1.2 键合工艺引线键合是当前最重要的微电子封装技术之一，目前90％以上的芯片均采用这种技术进行封装。超声键合原理是在超声能控制下，将芯片金属镀层和焊线表面的原子激活，同时产生塑性变形，芯片的金属镀层与焊线表面达到原子间的引力范围而形成焊接点，使得焊线与芯片金属镀层表面紧密接触。按照原理的不同，引线键合可以分为热压键合、超声键合和热压超声键合3种方式。根据键合点形状，又可分为球形键合和楔形键合。在功率器件及模块中，最常见的功率互连方法是引线键合法，大功率MOSFET模块采用了超声引线键合法对MOSFET芯片及FRD芯片进行互连。由于需要承载大电流，故采用楔形劈刀将粗铝线键合到芯片表面或DBC铜层表面，这种方法也称超声楔键合。外壳安装工艺：功率模块的封装外壳是根据其所用的不同材料和品种结构形式来研发的，常用散热性好的金属封装外壳、塑料封装外壳，按最终产品的电性能、热性能、应用场合、成本，设计选定其总体布局、封装形式、结构尺寸、材料及生产工艺。功率模块内部结构设计、布局与布线、热设计、分布电感量的控制、装配模具、可靠性试验工程、质量保证体系等的彼此和谐发展，促进封装技术更好地满足功率半导体器件的模块化和系统集成化的需求。外壳安装是通过特定的工艺过程完成外壳、顶盖与底板结构的固定连接，形成密闭空间。作用是提供模块机械支撑，保护模块内部组件，防止灌封材料外溢，保证绝缘能力。外壳、顶盖要求机械强度和绝缘强度高，耐高温，不易变形，防潮湿、防腐蚀等。3.1.3 灌封工艺灌封工艺用特定的灌封材料填充模块，将模块内组件与外部环境进行隔离保护。其作用是避免模块内部组件直接暴露于环境中，提高组件间的绝缘，提升抗冲击、振动能力。灌封材料要求化学特性稳定，无腐蚀，具有绝缘和散热能力，膨胀系数和收缩率小，粘度低，流动性好，灌封时容易达到模块内的各个缝隙，可将模块内部元件严密地封装起来，固化后能吸收震动和抗冲击。3.1.4 模块测试MOSFET模块测试包括过程测试及产品测试。其中过程测试通过平面度测试仪、推拉力测试仪、硬度测试仪、X射线测试仪、超声波扫描测试仪等，对产品的入厂和过程质量进行控制。产品测试通过平面度测试仪、动静态测试仪、绝缘/局部放电测试仪、高温阻断试验、栅极偏置试验、高低温循环试验、湿热试验，栅极电荷试验等进行例行和型式试验，确保模块的高可靠性。3.2 封装要求本项目的SiC MOSFET功率模块封装材料要求如下：（1）焊料选用需要可靠性要求和热阻要求。（2）外壳采用PBT材料，端子裸露部分表面镀镍或镀金。（3）内引线采用超声压接或铝丝键合（具体视装配图设计而定），功率芯片采用铝线键合。（4）灌封料满足可靠性要求，Tg150℃，能满足高低温存贮和温度循环等试验要求。（5）底板采用铜材料。（6）陶瓷覆铜板采用Si3N4材质。（7）镀层要求：需保证温度循环、盐雾、高压蒸煮等试验后满足外观要求。3.3 封装流程本模块采用既有模块进行封装，不对DBC结构进行调整。模块封装工艺流程如下图3.1所示。图3.1模块封装工艺流程（1）芯片CP测试：对芯片进行ICES、BVCES、IGES、VGETH等静态参数进行测试，将失效的芯片筛选出来，避免因芯片原因造成的封装浪费。（2）划片&划片清洗：将整片晶圆按芯片大小分割成单一的芯片，划片后可从晶圆上将芯片取下进行封装；划片后对金属颗粒进行清洗，保证芯片表面无污染，便于后续工艺操作。（3）丝网印刷：将焊接用的焊锡膏按照设计的图形涂敷在DBC基板上，使用丝网印刷机完成，通过工装钢网控制锡膏涂敷的图形。锡膏图形设计要充分考虑焊层厚度、焊接面积、焊接效果，经过验证后最终确定合适的图形。（4）芯片焊接：该步骤主要是完成芯片与 DBC 基板的焊接，采用相应的焊接工装，实现芯片、焊料和 DBC 基板的装配。使用真空焊接炉，采用真空焊接工艺，严格控制焊接炉的炉温、焊接气体环境、焊接时间、升降温速度等工艺技术参数，专用焊接工装完成焊接工艺，实现芯片、DBC 基板的无空洞焊接，要求芯片的焊接空洞率和焊接倾角在工艺标准内，芯片周围无焊球或堆焊，焊接质量稳定，一致性好。（5）助焊剂清洗：通过超声波清洗去除掉助焊剂。焊锡膏中一般加入助焊剂成分，在焊接过程中挥发并残留在焊层周围，因助焊剂表现为酸性，长期使用对焊层具有腐蚀性，影响焊接可靠性，因此需要将其清洗干净，保证产品焊接汉城自动气相清洗机采用全自动浸入式喷淋和汽相清洗相结合的方式进行子单元键合前清洗，去除芯片、DBC 表面的尘埃粒子、金属粒子、油渍、氧化物等有害杂质和污染物，保证子单元表面清洁。（6） X-RAY检测：芯片的焊接质量作为产品工艺控制的主要环节，直接影响着芯片的散热能力、功率损耗的大小以及键合的合格率。因此，使用 X-RAY 检测机对芯片焊接质量进行检查，通过调整产生 X 射线的电压值和电流值，对不同的焊接产品进行检查。要求 X 光检查后的芯片焊接空洞率工艺要求范围内。（7）芯片键合：通过键合铝线工艺，完成 DBC 和芯片的电气连接。使用铝线键合机完成芯片与 DBC 基板对应敷铜层之间的连接，从而实现芯片之间的并联和反并联。要求该工序结合芯片的厚度参数和表面金属层参数，通过调整键合压力，键合功率，键合时间等参数，并根据产品的绝缘要求和通流大小，设置合适的键合线弧高和间距，打线数量满足通流要求，保证子单元的键合质量。要求键合工艺参数设定合理、铝线键合质量牢固，键合弧度满足绝缘要求、键合点无脱落，满足键合铝线推拉力测试标准。（8）模块焊接：该工序实现子单元与电极、底板的二次焊接。首先进行子单元与电极、底板的焊接装配，使用真空焊接炉实现焊接，焊接过程中要求要求精确控制焊接设备的温度、真空度、气体浓度。焊接完成后要求子单元 DBC 基板和芯片无损伤、无焊料堆焊、电极焊脚之间无连焊虚焊、键合线无脱落或断裂等现象。（9）超声波检测：该工序通过超声波设备对模块 DBC 基板与底板之间的焊接质量进行检查，模块扫描后要求芯片、DBC 无损伤，焊接空洞率低于 5%。（10）外壳安装：使用涂胶设备进行模块外壳的涂胶，保证模块安装后的密封性，完成模块外壳的安装和紧固。安装后要求外壳安装方向正确，外壳与底板粘连处在灌封时不会出现硅凝胶渗漏现象。（11）端子键合&端子超声焊接：该工序通过键合铝线工艺，实现子单元与电极端子的电气连接，形成模块整体的电气拓扑结构；可以通过超声波焊接实现子单元与电极端子的连接，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。超声波焊接具有高机械强度，较低的热应力、焊接质量高等优点，使得焊接具有更好的可靠性，在功率模块产品中应用越来越广泛。（12）硅凝胶灌封&固化：使用自动注胶机进行硅凝胶的灌封，实现模块的绝缘耐压能力。胶体填充到指定位置，完成硅凝胶的固化。要求胶体固化充分，胶体配比准确，胶体内不含气泡、无分层或断裂纹。4. 极端条件下的可靠性测试4.1 单脉冲雪崩能量试验目的：考察的是器件在使用过程中被关断时承受负载电感能量的能力。试验原理：器件在使用时经常连接的负载是感性的，或者电路中不可避免的也会存在寄生电感。当器件关断时，电路中电流会突然下降，变化的电流会在感性负载上产生一个应变电压，这部分电压会叠加电源电压一起加载在器件上，使器件在瞬间承受一个陡增的电压，这个过程伴随着电流的下降。图4.1 a）的雪崩能量测试电路就是测试这种工况的，被测器件上的电流电压变化情况如图4.1 b）。图4.1 a)雪崩能量测试电路图；b)雪崩能量被测器件的电流电压特性示意图这个过程中，电感上储存的能量瞬时全部转移到器件上，可知电流刚开始下降时，电感储存的能量为1/2*ID2*L，所以器件承受的雪崩能量也就是电感包含的所有能量，为1/2*ID2*L。试验目标：在正向电流ID = 20A下，器件单脉冲雪崩能量EAS1J试验步骤：将器件放入测试台，给器件施加导通电流为20A。设置测试台电感参数使其不断增加，直至器件的单脉冲雪崩能量超过1J。通过/失效标准：可靠性试验完成后，按照下表所列的顺序测试（有些测试会对后续测试有影响），符合下表要求的可认为通过。测试项目通过条件IGSS USLIDSS or IDSX USLVGS(off) or VGS(th)LSL USLVDS(on) USLrDS(on) USL (仅针对MOSFET)USL: upper specification limit, 最高上限值LSL: lower specification limit, 最低下限值4.2 抗短路能力试验目的：把样品暴露在空气干燥的恒温环境中，突然使器件通过大电流，观测元器件在大电流大电压下于给定时间长度内承受大电流的能力。试验原理：当器件工作于实际高压电路中时，电路会出现误导通现象，导致在短时间内有高于额定电流数倍的电流通过器件，器件承受这种大电流的能力称为器件的抗短路能力。为了保护整个系统不受误导通情况的损坏，系统中会设置保护电路，在出现短路情况时迅速切断电路。但是保护电路的反应需要一定的时长，需要器件能够在该段时间内不发生损坏，因此器件的抗短路能力对整个系统的可靠性尤为重要。器件的抗短路能力测试有三种方式，分别对应的是器件在不同的初始条件下因为电路突发短路（比如负载失效）而接受大电流大电压时的反应。抗短路测试方式一，也称为“硬短路”，是指IGBT从关断状态（栅压为负）直接开启进入到抗短路测试中；抗短路测试方式二，是指器件在已经导通有正常电流通过的状态下（此时栅压为正，漏源电压为正但较低），进入到抗短路测试中；抗短路测试方式三是指器件处于栅电压已经开启但漏源电压为负（与器件反并联的二极管处于续流状态，所以此时器件的漏源电压由于续流二极管的钳位在-0.7eV左右，，栅压为正），进入到抗短路测试中。可知，器件的抗短路测试都是对应于器件因为电路的突发短路而要承受电路中的大电流和大电压，只是因为器件的初始状态不同而会有不同的反应。抗短路测试方法一电路如图4.2，将器件直接加载在电源两端，器件初始状态为关断，此时器件承受耐压。当给器件栅电极施加一个脉冲，器件开启，从耐压状态直接开始承受一个大电流及大电压，考量器件的“硬”耐短路能力。图4.2 抗短路测试方法一的测试电路图抗短路测试方法二及三的测试电路图如图4.2，图中L_load为实际电路中的负载电感，L_par为电路寄生电感，L_sc为开关S1配套的寄生电感。当进行第二种抗短路方法测试时，将L_load下端连接到上母线（Vdc正极），这样就使L_sc支路与L_load支路并联。初态时，S1断开，DUT开通，电流从L_load和DUT器件上通过，开始测试时，S1闭合，L_load瞬时被短路，电流沿着L_sc和DUT路线中流动，此时电流通路中仅包含L_sc和L_par杂散电感，因此会有大电流会通过DUT，考察DUT在导通状态时承受大电流的能力。当进行第三种抗短路方法测试时，维持图4.2结构不变，先开通IGBT2并保持DUT关断，此时电流从Vdc+沿着IGBT2、L_load、Vdc-回路流通，接着关断IGBT2，那么D1会自动给L_load续流，在此状态下开启DUT栅压，DUT器件处于栅压开启，但漏源电压被截止状态，然后再闭合S1，大电流会通过L_sc支路涌向DUT。在此电路中IGBT2支路的存在主要是给D1提供续流的电流。图4.3 抗短路测试方法二和方法三的测试电路图1） 抗短路测试方法一：图4.2中Vdc及C1大电容提供持续稳定的大电压，给测试器件DUT栅极施加一定时间长度的脉冲，在被试器件被开启的时间内，器件开通期间处于短路状态，且承受了较高的耐压。器件在不损坏的情况下能够承受的最长开启时间定义为器件的短路时长（Tsc），Tsc越大，抗短路能力越强。在整个短路时长器件，器件所承受的能量，为器件的短路能量（Esc）。器件的抗短路测试考察了器件瞬时同时承受高压、高电流的能力，也是一种器件的复合应力测试方式。图4.2测试电路中的Vdc=600V，C1、C2、C3根据器件的抗短路性能能力决定，C1的要求是维持Vdc的稳定，C1的要求是测试过程中释放给被测器件的电能不能使C1两端的电压下降过大（5%之内可接受）。C2，C3主要用于给器件提供高频、中频电流，不要求储存能量过大。对C2、C3的要求是能够降低被测器件开通关断时造成的漏源电压振幅即可。图4.4 抗短路能力测试方法一的测试结果波形图4.4给出了某款SiC平面MOSFET在290K下，逐渐增大栅极脉冲宽度（PW）的抗短路能力测试结果。首先需要注意的是在测试过程中，每测量一个脉冲宽度的短路波形，需要间隔足够长的时间，以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响，保证每次测试初始温度的准确。从图中可以看出，Id峰值出现在1 μs和2 μs之间，随着开通时间的增加，Id呈现出先增加后减小的时间变化趋势。Id的上升阶段，是因为器件开启时有大电流经过器件，在高压的共同作用下，器件温度迅速上升，因为此时MOSFET的沟道电阻是一个负温度系数，所以MOSFET沟道电阻减小，Id则上升，在该过程中电流上升的速度由漏极电压、寄生电感以及栅漏电容的充电速度所决定；随着大电流的持续作用，器件整体温度进一步上升，器件此时的导通电阻变成正温度系数，器件的整体电阻将随温度增加逐渐增大，这时器件Id将逐渐减小。所以，整个抗短路能力测试期间，Id先增加后下降。此外，测试发现，当脉冲宽度增加到一定程度，Id在关断下降沿出现拖尾，即器件关断后漏极电流仍需要一定的时间才能恢复到0A。在研究中发现当Id拖尾到达约12A左右之后，进一步增大脉冲宽度，器件将损坏，并伴随器件封装爆裂。所以针对这款器件的抗短路测试，定义Tsc为器件关断时漏极电流下降沿拖尾到达10A时的脉冲时间长度。Tsc越长，代表器件的抗短路能力越强。测试发现，低温有助于器件抗短路能力的提升，原因是因为，低的初始温度意味着需要更多的时间才能使器件达到Id峰值。仿真发现，器件抗短路测试失效模式主要有两种：1、器件承受高压大电流的过程中，局部高温引起漏电流增加，触发了器件内部寄生BJT闩锁效应，栅极失去对沟道电流的控制能力，器件内部电流局部集中发生热失效，此时的表现主要是器件的Id电流突然上升，器件失效；2、器件温度缓慢上升时，导致器件内部材料性能恶化，比如栅极电极或者SiO2/Si界面处性能失效，主要表现为器件测试过程中Vgs陡降，此时，器件的Vds若未发生进一步损坏仍能承受耐压，只是器件Vgs耐压能力丧失。上述两种失效模式都是由于温度上升引起，所以要提升器件的抗短路能力就是要控制器件内部温度上升。仿真发现导通时最高温区域主要集中于高电流密度区域（沟道部分）及高电场区域（栅氧底部漂移区）。因此，要提升器件的抗短路能力，要着重从器件的沟道及栅氧下方漂移区的优化入手，降低电场峰值及电流密度，此外改善栅氧的质量将起到决定性的作用。2） 抗短路测试方法二：图4.5 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.5，抗短路测试方法二的测试过程中DUT器件会经历三个阶段：（1）漏源电压Vds低，Id电流上升：当负载被短路时，大电流涌向DUT器件，此时电路中仅包含L_sc和L_par杂散电感，DUT漏源电压较低，Vdc电压主要分布在杂散电感上，所以Id电流以di/dt=Vdc/（L_sc+L_par）的斜率开始上升。随着Id增加，因为DUT器件的漏源之间的寄生电容Cgd，会带动栅压上升，此时更加促进Id电流的增加，形成一个正循环，Id急剧上升。（2）Id上升变缓然后开始降低，漏源电压Vds上升：Id上升过程中，Vds漏源电压开始增加，导致Vdc分压到杂散电感上的电压降低，导致电流上升率di/dt减小，Id上升变缓，当越过Id峰值后，Id开始下降，-di/dt使杂散电感产生一个感应电压叠加在Vds上导致Vds出现一个峰值。Vds峰值在Id峰值之后。（3）Id、Vds下降并恢复：Id，Vds均下降恢复到抗短路测试一的高压高电流应力状态。综上所述，抗短路测试方法一的条件比方法一的更为严厉和苛刻。3） 抗短路测试方法三：图4.6 抗短路能力测试方法二的测试结果波形如图4.6，抗短路测试方法三的波形与方法二的波形几乎一致，仅仅是在Vds电压上升初期有一个小的电压峰（如图4.6中红圈），这是与器件发生抗短路时的初始状态相关的。因为方法三中器件初始状态出于栅压开启，Vds为反偏的状态，所以器件内部载流子是耗尽的。此时若器件Vds转为正向开通则必然发生一个载流子充入的过程，引发一个小小的电压峰，这个电压峰值是远小于后面的短路电压峰值的。除此以外，器件的后续状态与抗短路测试方法二的一致。一般来说，在电机驱动应用中，开关管的占空比一般比续流二极管高，所以是二极管续流结束后才会开启开关管的栅压，这种情况下，只需要考虑仅开关管开通时的抗短路模式，则第二种抗短路模式的可能性更大。然而，当一辆机车从山上开车下来，电动机被用作发电机，能量从车送到电网。续流二极管的占空比比开关管会更高一点，这种操作模式下，如果负载在二极管续流且开关管栅压开启时发生短路，则会进行抗短路测试模式三的情况。改进抗短路失效模式二及三的方法，是通过给开关器件增加一个栅极前钳位电路，在Id上升通过Cgd带动栅极电位上升时，钳位电路钳住栅极电压，就不会使器件的Id上升陷入正反馈而避免电流的进一步上升。试验目标：常温下，令Vdc=600V，通过控制Vgs控制SiC MOSFET的开通时间，从2μs开通时间开始以1μs为间隔不断增加器件的开通时间，直至器件损坏，测试过程中保留测试曲线。需要注意的是，在测试过程中，每测量一个脉冲宽度的短路波形，需要间隔足够长的时间，以消除前一次短路测试带来的器件温度上升对后一次测试的器件初始温度的影响，保证每次测试初始温度的准确。试验步骤：搭建抗短路能力测试电路。将器件安装与测试电路中，保持栅压为0。通过驱动电路设置器件的开通时间，给器件一个t0=2μs时间的栅源脉冲电压，使器件开通t0时间，观察器件上的电流电压曲线，判断器件是否能够承受2μs的短路开通并不损坏；如未损坏，等待足够长时间以确保器件降温至常温状态，设置驱动电路使器件栅源电压单脉冲时间增加1us，再次开通，观察器件是否能够承受3μs的短路开通并不损坏。循环反复直至器件发生损坏。试验标准：器件被打坏前最后一次脉冲时间长度即为器件的短路时长Tsc。整个短路时长期间，器件所承受的能量为器件的短路能量Esc。4.3 浪涌试验目的：把样品暴露在空气干燥的恒温环境中，对器件施加半正弦正向高电流脉冲，使器件在瞬间发生损坏，观测元器件在高电流密度下的耐受能力。试验原理：下面以SiC二极管为例，给出了器件承受浪涌电流测试时的器件内部机理。器件在浪涌应力下的瞬态功率由流过器件的电流和器件两端的电压降的乘积所决定，电流和压降越高，器件功率耗散就越高。已知浪涌应力对器件施加的电流信号是固定的，因此导通压降越小的器件瞬态功率越低，器件承受浪涌的能力越强。当器件处于浪涌电流应力下，电压降主要由器件内部寄生的串联电阻承担，因此我们可以通过降低器件在施加浪涌电流瞬间的导通电阻，减小器件功率、提升抗浪涌能力。a）给出了4H-SiC二极管实际浪涌电流测试的曲线，图4.7 a）曲线中显示器件的导通电压随着浪涌电流的上升和下降呈现出“回滞”的现象。图4.7 a）二极管浪涌电流的实测曲线； b）浪涌时温度仿真曲线浪涌过程中，器件的瞬态 I-V 曲线在回扫过程中出现了电压回滞，且浪涌电流越高，器件在电流下降和上升过程中的压降差越大，该电压回滞越明显。当浪涌电流增加到某一临界值时，I-V 曲线在最高压降处出现了一个尖峰，曲线斜率突变，器件发生了失效和损坏。器件失效后，瞬态 I-V 曲线在最高电流处出现突然增加的毛刺现象，电压回滞也减小。引起SiC JBS二极管瞬态 I-V 曲线回滞的原因是，在施加浪涌电流的过程中，SiC JBS 二极管的瞬态功率增加，但散热能力有限，所以浪涌过程中器件结温增加，SiC JBS 二极管压降也发生了变化，产生了回滞现象。在每次对器件施加浪涌电流过程中，随着电流的增加，器件的肖特基界面的结温会增加，当电流降低接近于0时结温才逐渐回落。在浪涌电流导通的过程中，结温是在积累的。由于电流上升和下降过程中的结温的差异，导致了器件在电流下降过程的导通电阻高于电流在上升过程中导通电阻。这使得电流下降过程 I-V 曲线压降更大，从而产生了在瞬态 I-V 特性曲线电压回滞现象。浪涌电流越高，器件的肖特基界面处的结温越高，因此导通电阻就越大，而回滞现象也就越明显。为了分析器件在 40 A 以上浪涌电流下的瞬态 I-V 特性变化剧烈的原因，使用仿真软件模拟了肖特基界面处温度随电流大小的变化曲线，如图4.7 b)所示，在 40 A 以上浪涌电流下，结温随浪涌电流变化非常剧烈。器件在 40 A 浪涌电流下，最高结温只有 358 K。但是当浪涌电流增加到60 A 时，最高结温已达1119 K，这个温度足以对器件破坏表面的肖特基金属，引起器件失效。图4.7 b)中还可以得出，浪涌电流越高，结温升高的变化程度就越大，56 A 和 60 A 浪涌电流仅相差 4 A，最高结温就相差 543 K，最高结温的升高速度远比浪涌电流的增加速度快。结温的快速升高导致了器件的导通电阻迅速增大，正向压降快速增加。因此，电流上升和下降过程中，器件的导通压降会更快速地升高和下降，使曲线斜率发生了突变。器件结温随着浪涌电流的增大而急剧增大，是因为它们之间围绕着器件导通电阻形成了正反馈。在浪涌过程中，随着浪涌电流的升高，二极管的功率增加，产生的焦耳热增加，导致了结温上升；另一方面，结温上升，导致器件的导通电阻增大，压降进一步升高。导通电压升高，导致功率进一步增加，使得结温进一步升高。因此器件的结温和电压形成了正反馈，致使结温和压降的增加速度远比浪涌电流的增加速度快。当浪涌电流增加到某一临界值时，触发这个正反馈，器件就会发生失效和损坏。长时间的重复浪涌电流会在外延层中引起堆垛层错生长，浪涌电流导致的自热效应会引起顶层金属熔融，使得电极和芯片之间短路，还会导致导通压降退化和峰值电流退化，并破坏器件的反向阻断能力。金属Al失效是大多数情况下浪涌失效的主要原因，应该使用鲁棒性更高的材料替代金属Al，以改善SiC器件的高温特性。目前MOS器件中，都没有给出浪涌电流的指标。而二极管、晶闸管器件中有这项指标。如果需要了解本项目研发的MOSFET器件的浪涌能力，也可以搭建电路实现。但是存在的问题是，MOS器件的导通压降跟它被施加的栅压是相关的，栅压越大，导通电阻越低，耐浪涌能力越强。如何确定浪涌测试时应该给MOSFET施加的栅压，是一个需要仔细探讨的问题。试验目标：我们已知浪涌耐受能力与器件的导通压降有关，但目前无法得到明确的定量关系。考虑到目标器件也没有这类指标的参考，建议测试时，在给定栅压下（必须确保器件能导通），对器件从低到高依次施加脉冲宽度为10ms或8.3ms半正弦电流波，直到器件发生损坏。试验步骤：器件安装在测试台上后，器件栅极在给定栅压下保持开启状态。通过测试台将导通电流设置成10ms或8.3ms半正弦电流波，施加在器件漏源极间。逐次增加正弦波的上限值，直至器件被打坏。试验标准：器件被打坏前的最后一次通过的浪涌值即为本器件在特定栅压下的浪涌指标值。以上内容给出了本项目研发器件在复合应力及极端条件下的可靠性测试方法，通过这些方法都是来自于以往国际工程经验和鉴定意见，可以对被测器件的可靠性有一个恰当的评估。但是，上述方法都是对测试条件和测试原理的阐述，如何通过测试结果来评估器件的使用寿命，并搭建可靠性测试条件与可靠性寿命之间的桥梁，就得通过可靠性寿命评估模型来实现。

近期开始的寒流不仅催热了北京市供暖热线的供热投诉，而且北京市2010年首次引进的第三方室温检测机构咨询电话也被打爆。据了解，拥有室温是否达标裁判权的第三方室温检测机构最近也陆续接受委托，入室首测，受测房间多数室温未达18℃。 　　2010年北京市提出了在室外日平均气温-7℃以上时，居民室温应达到18℃ -9℃以上时，符合现行国家住宅设计规范的居民建筑用户室温应达到18℃ 未经建筑围护结构改造或供热系统改造的老旧小区，室温应不低于16℃。 　　北京市规定，如经检修，居民室温超过24小时仍未达标，供热单位需按比例退还供暖费。发生室温争议，居民可委托经北京市质量监督部门认定的5家第三方室温检测机构测温“判决”。 　　北京市煤炭节约办公室节能监测站有关负责人表示，该检测机构目前已对一户居民进行了室温检测。这户居民住房面积近180平方米，属风机盘管供热，“类似中央空调出热风的那种。”检测人员解释。该居民家南侧房间室温达标，而北面一间房间未达18℃。目前，该检测机构还有两户委托居民在排队预约测温。北京市建设工程质量第四检测所目前也完成了位于新街口、三元桥、石佛营的三户居民测温，室温也均未达到标准。 　　北京市供热办表示，造成居民室温不达标的原因包括室外温度过冷 居民拆除、移动、封装、改变散热器 供暖单位供暖能力不足 居民周边邻居未用热等。按照北京市规定，确因供热单位责任，居民室温不达标，可在采暖季结束后一个月内持供热单位室温检测不合格证明或第三方机构的测温报告原件以及采暖费发票原件，到供热单位办理退费或抵扣下个采暖期采暖费。 　　为应对寒流，北京市供热办已要求各供热单位提高供暖温度，及时解决用户投诉 对投诉供热质量的地区抓紧检修、调节。

摘要：石墨烯具有目前已知材料中最高的热导率，在电子器件、信息技术、国防军工等领域具有良好的应用前景。石墨烯导热的理论和实验研究具有重要意义，在最近十年间取得了长足的发展。本文综述了石墨烯本征热导率的研究进展及应用现状。首先介绍应用于石墨烯热导率测量的微纳尺度传热技术，包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后展示了石墨烯热导率的理论研究成果，并总结了石墨烯本征热导率的影响因素。随后介绍石墨烯在导热材料中的应用，包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的成果进行总结，提出目前石墨烯热传导研究中存在的机遇与挑战，并展望未来可能的发展方向。关键词：石墨烯；热导率；声子；热界面材料；悬空热桥法；尺寸效应1 引言石墨烯是具有单原子层厚度的二维材料，因为其独特的电学、光学、力学、热学性能而备受关注。相对于电学性质的研究，石墨烯的热学性质研究起步较晚。2008年，Balandin课题组用拉曼光谱法第一次测量了单层石墨烯的热导率，观察发现石墨烯热导率最高可达5300 W∙m−1∙K−1，高于石墨块体和金刚石，是已知材料中热导率的最高值，吸引了研究者的广泛关注。随着理论研究的深入和测量技术的进步，研究发现单层石墨烯具有高于石墨块体的热导率与其特殊的声子散射机制有关，成为验证和发展声子导热理论的重要研究对象。对石墨烯热导率的研究很快对石墨烯在导热领域的应用有所启发。随着石墨烯大规模制备技术的发展，基于氧化石墨烯方法制备的高导热石墨烯膜热导率可达~2000 W∙m−1∙K−1。高导热石墨烯膜的热导率与工业应用的高质量石墨化聚酰亚胺膜相当，且具有更低成本和更好的厚度可控性。另一方面，石墨烯作为二维导热填料，易于在高分子基体中构建三维导热网络，在热界面材料中具有良好应用前景。通过提高石墨烯在高分子基体中的分散性、构建三维石墨烯导热网络等方法，石墨烯填充的热界面复合材料热导率比聚合物产生数倍提高，并且填料比低于传统导热填料。石墨烯无论作为自支撑导热膜，还是作为热界面材料的导热填料，都将在下一代电子元件散热应用中发挥重要价值。本文综述了石墨烯热导率的测量方法、石墨烯热导率的研究结果以及石墨烯导热的应用。首先介绍石墨烯的三种测量方法：拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后介绍石墨烯热导率的测量结果，包括其热导率的尺寸依赖、厚度依赖以及通过缺陷、晶粒大小等热导率调控方法。随后介绍石墨烯导热的应用，主要包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯导热填料在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的发展进行展望。2 石墨烯热导率的测量方法由于石墨烯的厚度为纳米尺度，商用的测量设备(激光闪光法、平板热源法等)无法准确测量其热导率，需要采用微纳尺度热测量方法。常见的微纳尺度传热测量技术包括拉曼光谱法、悬空热桥法、3𝜔法、时域热反射法等几种。下面将重点介绍适用于石墨烯的热导率测量方法。2.1 拉曼光谱法单层石墨烯热导率是研究者最感兴趣的话题。2008年，Balandin课题组最早用拉曼光谱法测量了单层石墨烯的热导率。单层石墨烯由高定向热解石墨(HOPG)经过机械剥离法得到，悬空于刻有沟槽的SiNx/SiO2基底上，悬空长度为3 μm。测量时，选用拉曼光谱仪中波长为488 nm的激光同时作为热源和探测器，光斑大小为0.5–1 μm。激光对石墨烯产生加热作用导致石墨烯温度升高，而石墨烯拉曼光谱的G峰和2D峰随温度产生线性偏移，从而可以得到石墨烯的升温。利用热量在平面内径向扩散的傅里叶传热方程，可以得到石墨烯的平面方向内热导率。通过这一方法，测得石墨烯热导率测量结果为（5300 ± 480） W∙m−1∙K−1，是已知材料中热导率的最高值。拉曼光谱法第一次实现了单层石墨烯热导率的测量，但是其测量过程中存在较大的误差，导致不同测量结果存在差异：材料热导率由傅里叶传热方程计算得到，其中材料的吸收热量Q和升温ΔT两个参数都难以准确测量。首先，测量过程中采用了石墨块体的光吸收6%作为吸热计算的依据，与单层石墨烯在550 nm的光吸收率2.3%存在较大差异，导致测量结果可能被高估一倍左右。其次，升温ΔT通过石墨烯拉曼光谱G峰和2D峰的红移或反斯托克斯/斯托克斯峰强比计算得到，两者随温度变化率较小，需要较高的升温(ΔT ~ 50 K)，导致难以准确测量特定温度下的热导率。基于拉曼光谱法，研究者不断改进测量技术，降低实验误差。在早期测量中由于石墨烯下方的SiNx基底热导率较低，约为5 W∙m−1∙K−1，在传热模型中将SiNx视为热沉存在一定误差。后来，Cai等通过在带孔的SiNx/SiO2薄膜表面蒸镀Au的方式，提高了石墨烯的接触热导，满足了热沉的边界条件，同时用功率计实时测量了石墨烯的吸收功率。同时，由于石墨烯覆盖在SiNx/SiO2薄膜上有孔和无孔的区域，可以分别测量悬空石墨烯和支撑石墨烯的热导率。张兴课题组使用双波长闪光拉曼方法，引入两束脉冲激光，周期性地加热样品并改变加热光与探测光的时间差，这样做可以将加热光和探测光的拉曼信号分开，为准确测量样品温度提供了新思路。在后续的研究中，拉曼光谱法也被应用于h-BN、MoS2、WS2等二维材料热导率的测量。2.2 悬空热桥法悬空热桥法是利用微纳加工方法制备微器件并测量纳米材料一维热输运的常用方法，多用于纳米线、纳米带、纳米管热导率的测量。微器件由两个SiNx薄膜组成，每个SiNx薄膜连接在6个SiNx悬臂上，并且沉积有Pt电极用作温度计，两个薄膜分别作为加热器(Heater)和传感器(Sensor)，样品悬空加载薄膜上，电极通电后加热样品，通过电极电阻的变化测量样品的升温，从而计算热导率。Seol等最早将这一方法应用在石墨烯热导率的测量中，石墨烯被制备成宽度为1.5–3.2 μm，长度为9.5–12.5 μm的条带，覆盖在厚度为300 nm的SiO2悬臂上，两端连接在四个Au/Cr电极上作为温度计，测量得到SiO2衬底上的单层石墨烯热导率为600W∙m−1∙K−1。SiO2衬底上石墨烯热导率低于悬空石墨烯热导率及石墨热导率，是因为ZA声子和衬底间存在较强的声子散射。悬空热桥法的挑战在于如何将石墨烯悬空于微器件上，避免转移过程中出现石墨烯脱落、破碎的问题 。Li 课题组通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)保护转移法首先实现了少层石墨烯热导率的测量：首先将机械剥离法得到的少层石墨烯转移到SiO2/Si衬底上，然后旋涂PMMA作为保护层，用KOH溶液刻蚀SiO2并将PMMA/石墨烯转移至悬空热桥微器件上，再利用PMMA作为电子束光刻的掩膜版，通过O2等离子体将石墨烯刻蚀成指定大小的矩形进行测量。Shi课题组利用异丙醇提高了石墨烯的转移效率，测量了悬空双层石墨烯的热导率。Xu等进一步改良了实验工艺，通过“先转移，后制备悬空器件”的方法实现了单层石墨烯热导率的测量：首先将化学气相沉积(CVD)生长的单层石墨烯转移到SiNx衬底上，再利用电子束光刻和O2等离子体将石墨烯刻蚀成长度和宽度已知的条带，然后沉积Cr/Au在石墨烯两端作为电极，最后用KOH溶液刻蚀使其悬空。这一方法的优势在于避免了PMMA造成污染，但是对操作和工艺都提出了很高的要求。悬空热桥法也被应用于h-BN、MoS2、黑磷等二维材料热导率的测量。基于悬空热桥法，李保文课题组进一步发展了电子束自加热法，利用电子束照射样品产生加热，消除通电加热体系中界面热阻造成的误差。2.3 时域热反射法时域热反射法(Time-domain thermoreflectance，TDTR)是一种以飞秒激光为基础的泵浦-探测(pump-probe)技术，由Cahill课题组于2004年基于瞬态热反射方法提出，常用来测量材料的热导率和界面热导。在时域热反射法测量中，一束脉冲飞秒激光被偏振分束镜分为泵浦光和探测光，泵浦光对待测材料进行加热，探测光测量材料表面温度的变化。泵浦光和探测光之间的光程差通过位移台精确控制，并在每一个不同光程差的位置进行采样，得到材料表面温度随时间变化的曲线，这一曲线与材料的热性质有关。通过Feldman多层传热模型进行拟合，得到材料的热导率。实际测量中 通 常 在 材 料 表 面 沉 积 一 层 金 属 作 为 传 热 层(transducer)，利用金属反射率(R)随温度(T)的变化关系(dR/dT)，通过探测金属反射率的变化检测材料表面温度变化。时域热反射方法的优点在于能够同时测量材料沿c轴和平面方向的热导率，并且能够得到不同平均自由程声子对于热导率的贡献。Zhang等利用这一方法同时测量了石墨烯沿ab平面和c轴方向的热导率，发现石墨烯沿c轴方向的声子平均自由程在常温下可达100–200 nm，远高于分子动力学预测的结果。测量不同厚度的石墨烯(d = 24–410nm)表现出c轴方向热导率随厚度增加而增加的现象，常温下的热导率为0.5–6 W∙m−1∙K−1，并且随着厚度增加而趋近于石墨块体的c轴热导率(8 W∙m−1∙K−1) 。这一现象反映出，在常温下石墨烯c轴方向热导率是由声子-声子散射主导，为探讨石墨烯的传热机理提供了实验支撑。时域热反射方法的局限在于难以测量厚度较小的样品，这是因为当热流在穿透样品后到达基底，需要将基底与样品之间的界面热阻、基底的热导率作为未知数在传热模型中进行拟合，造成误差较大。对于块体石墨，时域热反射方法测量平面方向热导率为1900 ± 100 W∙m−1∙K−1，与Klemens的预测结果一致。对于厚度为194 nm的薄层石墨，测量热导率为1930 ± 1400 W∙m−1∙K−1，误差明显增大。Feser等通过调控光斑尺寸改变传热模型对石墨平面方向传热的敏感度，利用beam offset方法测量了HOPG热导率。Rodin等将频域热反射(FDTR)与beamoffset的方法结合起来，同时准确测量了HOPG的纵向和横向热导率。Chen课题组发展了无传热层(transducer less)的二维材料热导率测量方法，这种方法既可以采取FDTR频域扫描的测量方式，也可以与beam-offset方法结合，提高对平面方向热导率测量的准确度。这些测量方法为薄层材料热导率测量提供了可能的技术路径，即通过对待测样品的物理结构设计(transducerless)和传热模型设计(调控光斑尺寸与测量频率)，选择性地增加对平面方向热导率的敏感度，使得即便在样品很薄、热流穿透的情况下，多引入的未知数在传热模型内具有较小的敏感度，从而实现少层/单层石墨烯平面方向热导率的测量。时域热反射法也被应用于黑磷、MoS2、WSe2等二维材料热导率的测量。基于时域热反射方法发展出频域热反射(FDTR)、two-tint、时间分辨磁光克尔效应(TR-MOKE)等测量方法以提高测量准确度。以上主要总结了石墨烯热导率的常用微纳尺度测量技术，包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法，不同方法的主要测量结果汇总于表1。表 1 石墨烯热导率测量主要研究结果值得注意的是，部分悬空热桥法测量的热导率显著偏低，是由于PMMA污染抑制了石墨烯声子散射。当样品厚度在微米尺度时，可通过激光闪光法进行测量，这种方法常用于块体石墨和湿化学方法制备的石墨烯薄膜，对于经过热处理还原和石墨化的石墨烯薄膜，激光闪光法测量热导率在1100–1940 W∙m−1∙K−1，热导率的差别主要来自石墨烯薄膜的制备工艺。受限于篇幅，我们将四种测量方法的示意图及主要原理汇总于图1，关于微纳尺度热测量的详细总结可参考相应综述文章。图 1 常见热测量方法示意图3 石墨烯热导率的研究进展石墨烯的热传导主要由声子贡献。和金刚石类似，石墨烯在平面方向由强化学键C―C键构成，并且由于碳原子较轻，具有极高的声速，从而在平面方向具有和金刚石相当的热导率(~2000W∙m−1∙K−1) 。关于石墨烯热传导的主要声子贡献来源，学界的认知随着研究的更新而发生变化。最早，人们预期石墨烯传热主要由纵向声学支(LA)和横向声学支(TA)贡献，这两支声子的振动平面都是沿石墨的ab平面方向。这样的预期是合理的，因为另一支横向声学支(ZA)声子的振动平面垂直于ab平面，而石墨烯作为单原子层材料，垂直平面的振动困难。而且ZA声子的色散关系是~ω2，在q →0时声速迅速减小为0，因而对石墨烯热导率几乎不产生贡献。后来，Lindsay等7通过对玻尔兹曼方程进行数值求解发现，由于单层石墨烯的二维材料特性，三声子散射中与ZA声子关联的过程受到抑制，这一规则被称为“选择定则(Selection rule)”。基于这一原因，ZA声子散射的相空间减小了60%；同时，考虑到ZA声子的数量较多，ZA声子实际成为了单层石墨烯中热导贡献最大的一支，占比约为70%。随着计算方法的进步，研究者对石墨烯中声子传导的理解逐步加深。Ruan课题组在考虑四声子散射的条件下计算了单层石墨烯的热导率，由于ZA声子数量多，导致由ZA声子参与的四声子散射过程多，通过求解玻尔兹曼输运方程(BTE)发现，ZA声子对于单层石墨烯热导率的贡献实际约为30%。Cao等通过分子动力学计算发现，考虑高阶声子散射时ZA声子对石墨烯热导率的贡献将降低。另外，第一性原理计算表明石墨烯中存在水动力学热输运和第二声现象，以及实验测量和分子动力学计算中发现石墨烯存在的热整流现象，都使得石墨烯的声子输运研究不断更新。下面针对理想的单层石墨烯单晶材料讨论其热导率的依赖关系。3.1 石墨烯热导率的厚度依赖石墨烯作为单原子层材料，表现出不同于石墨块体的声子学特征。很自然地产生一个问题，随着石墨烯的原子层数增加，石墨烯会以何种形式、在何种厚度表现出接近石墨块体的热学性质。前文Lindsay等的工作从计算角度给出了解释，在多层石墨烯和石墨中，三声子散射与原子间力常数的关系不同于单层石墨烯，导致选择定则不再适用，ZA声子的散射变大，热导率下降。这一趋势可以从图2a中明显观察到，当石墨烯的厚度从单原子变为双原子层时，ZA声子贡献的热导率大幅下降，石墨烯整体热导率降低。随着原子层数目增加，热导率持续下降。对于原子层数在5层及以上的石墨烯，其热导率已十分接近石墨块体。这一趋势也与Ghosh等对悬空石墨烯热导率的测量结果一致，在原子层数超过4层之后，石墨烯热导率接近块体石墨(图2c)。而对于放置在基底上的支撑石墨烯和上下均有基底的夹层石墨烯(Encased)，热导率随层数变化没有明显规律，这主要是因为ZA声子与基底相互作用，对热导率的贡献低于悬空石墨烯，而ZA声子与基底相互作用的强度随原子层数增加而变化，导致热导率随层数变化表现出不同规律(不变或增大) 。研究石墨烯本征热导率仍需对少层及单层石墨烯热导率进行测量，对样品制备和实验测量都具有很大挑战。图 2 石墨烯热导率的尺寸效应3.2 石墨烯热导率的横向尺寸依赖由傅里叶传热定律，材料热导率，其中Cv为材料体积比热容，v为声子群速度，l为声子平均自由程。对于给定的温度，热容与声速均为定值，因而材料热导率主要由声子平均自由程决定。通常情况下，块体材料在三个维度上的尺寸都远大于声子平均自由程，声子为扩散输运，声子平均自由程主要由声子-声子散射确定，是材料固有的性质，表现出热导率与横向尺寸无关。但是对于石墨烯而言，由于制备待测样品的长度在微米级，与平面内声子平均自由程相当，存在弹道输运现象，表现出石墨烯的热导率与横向尺寸存在依赖关系。石墨烯平面方向声子平均自由程可通过计算得到。Nika等通过第一性原理计算分别对LA和TA声子求得Gruneisen参数，得到石墨烯平面方向声子平均自由程在10 μm左右，即石墨烯尺寸小于10 μm时会表现出明显的热导率随尺寸增加而增加现象(图2b)。后续计算表明，在考虑三声子过程和声子-边界散射角度的情况下，石墨烯热导率在横向尺寸L小于30 μm时遵循log(L)增加的规律，在横向尺寸为30 μm左右时达到最大值，并随横向尺寸增加而下降。检验计算结果需要对不同尺寸的单层石墨烯进行热导率测量，这对实验操作的精细度提出了极高要求。Xu等利用悬空热桥法测量了不同长度(300–9 μm)的单层石墨烯热导率，观察到其热导率随长度增加而单调增加。测量结果与分子动力学预测的热导率随长度以log(L)趋势增加的结果相符，证明了石墨烯作为二维材料的热性质(图2d)。但是作者也没有排除另外两种可能：(1)低频声子随尺寸增加而被激发，对传热贡献较大；(2)石墨烯尺寸增加改变三声子散射的相空间，影响选择定则7。由于石墨烯作为二维材料的特性，以及声子平均自由程较大、热导率较高，仍然需要进一步的理论和实验探究以深入挖掘石墨烯热导率随横向尺寸变化的物理原因。在实际应用的单晶及多晶石墨烯材料中，热导率的影响因素还包括晶粒尺寸、缺陷、同位素、化学修饰等，相关研究及综述已有报道。4 石墨烯导热的应用上一节中介绍了石墨烯具有本征的高热导率，从理论计算和实验测量中均得到了验证。上述实验测量中，研究者往往采用机械剥离法和CVD法制备石墨烯，这两种方法制备的样品具有质量高、可控性强的特点，适用于研究石墨烯的本征性质。但是，由于机械剥离法和CVD法制备石墨烯具有产量低、制备周期长、难以规模化等特点，不适用于石墨烯的宏量制备。相对应地，通过还原氧化石墨烯、电化学剥离等湿化学方法可以大批量制备石墨烯片，石墨烯片通过片层间的化学键作用可形成石墨烯膜、石墨烯纤维、石墨烯宏观体等三维结构，从而可实际应用于导热场景。4.1 高导热石墨烯膜的应用石墨烯薄膜可用作电子元件中的散热器，散热器通常贴合在易发热的电子元件表面，将热源产生的热量均匀分散。散热器通常由高热导率的材料制成，常见散热器有铜片、铝片、石墨片等。其中热导率最高、散热效果最好的是由聚酰亚胺薄膜经石墨化工艺得到的人工石墨导热膜，平面方向热导率可达700~1950 W∙m−1∙K−1， 厚度为10~100 μm，具有良好的导热效果，在过去很长一段时间内都是导热膜的最理想选择。在此背景之下，研究高导热石墨烯膜有两个重要意义，其一，是由于人工石墨膜成本较高，且高质量聚酰亚胺薄膜制备困难，业界希望高导热石墨烯膜能够作为替代方案。其二，是由于电子产品散热需求不断增加，新的散热方案不仅要求导热膜具有较高的热导率，也要求导热膜具有一定厚度，以提高平面方向的导热通量。在人工石墨膜中，由于聚酰亚胺分子取向度的原因，石墨化聚酰亚胺导热膜只有在厚度较小时才具有较高的热导率。而石墨烯导热膜则易于做成厚度较大的导热膜(~100 μm)，在新型电子器件热管理系统中具有良好的应用前景。因此，石墨烯导热膜的研究也主要沿着两个方向，其一，是提高石墨烯导热膜的面内方向热导率，以接近或超过人工石墨膜的水平。其二，是提高石墨烯导热膜的厚度，扩大导热通量，同时保持良好的热传导性能。以下将从这两方面分别讨论。4.1.1 提高石墨烯膜热导率的关键技术高导热石墨烯薄膜的常见制备方法是还原氧化石墨烯。首先通过Hummers法得到氧化石墨烯(GO，graphene oxide)分散液，然后通过自然干燥、真空抽滤、电喷雾等方法得到自支撑的氧化石墨烯薄膜，并通过化学还原、热处理等方法得到还原氧化石墨烯(rGO)薄膜，最后通过高温石墨化提高结晶度，得到高导热石墨烯薄膜。影响高导热石墨烯膜热导率最重要的因素是组装成膜的石墨烯片的热导率，主要由氧化石墨烯的还原工艺决定。由于氧化石墨烯分散液的制备通常在强酸条件下进行，破坏石墨烯的平面结构，同时引入了环氧官能团，造成声子散射增加。氧化石墨烯的还原工艺对还原产物的结构、性能影响较大，因而需要选择合适的还原工艺制备石墨烯导热膜。氧化石墨烯膜在1000 ℃热处理后可以除去环氧、羟基、羰基等环氧官能团，但是石墨烯晶格缺陷的修复仍需更高温度。Shen等通过自然蒸干的方式制备了氧化石墨烯薄膜，并通过2000 ℃热处理的方式对氧化石墨烯薄膜进行石墨化，C/O原子比由石墨烯薄膜的2.9提高到石墨化后的73.1，X射线衍射(XRD)图谱上石墨烯薄膜11.1°峰完全消失，26.5°的峰宽缩窄，对应石墨(002)方向上原子层间距为0.33 nm，测量热导率为1100 W∙m−1∙K−1，热导率优于由膨胀石墨制备的石墨导热片。Xin等用电喷雾方法制备大尺寸氧化石墨烯薄膜并在2200 ℃下高温还原，得到热导率为1283 W∙m−1∙K−1的石墨烯导热膜，通过SEM截面图观察发现具有紧密的片层排列结构，且具有较好的柔性。通过拉曼光谱、XPS和XRD表征可以看出，2200 ℃为氧化石墨烯还原的最适宜温度，当还原温度更高时，石墨烯的电导率和热导率提升不再显著(图3)。4.1.2 提高石墨烯膜厚度的关键技术制备较厚的石墨烯导热膜也是研究者关心的课题。理论上讲，增加石墨烯膜的厚度只需刮涂较厚的氧化石墨烯薄膜即可。但实际操作中存在如下问题：(1)刮涂厚膜的成膜质量不高。由于氧化石墨烯分散液的浓度较低(低于10% (w))，除氧化石墨烯外其余部分均为水，需要长时间蒸发。氧化石墨烯片层与水分子以氢键相互作用，蒸发时水分子逸出，使得氧化石墨烯片层之间通过氢键形成交联，在表面形成一层“奶皮”状的薄膜。这层薄膜使氧化石墨烯分散液内部的水分蒸发减慢，且导致氧化石墨烯片层取向不一致，降低成膜质量。(2)难以通过一步法得到厚膜。由于氧化石墨烯分散液浓度较低，无论刮涂、旋涂还是喷雾等方法都无法一次制备厚度为~100 μm的氧化石墨烯薄膜。Luo等研究发现，氧化石墨烯薄膜在蒸干成形后仍然可以在去离子水浸润的情况下相互粘接，出现这种现象是因为氧化石墨烯片层在水的作用下通过氢键彼此连接，使得氧化石墨烯薄膜可以像纸一样进行粘贴起来。Zhang等利用类似的方法将制备好的氧化石墨烯薄膜在水中溶胀并逐层粘贴，经过干燥、热压、石墨化、冷压之后，得到厚度为200 μm的超厚石墨烯薄膜，热导率为1224 W∙m−1∙K−1，通过红外摄像机实测散热效果优于铜、铝及薄层石墨烯导热膜(图4)。目前制备百微米厚度高导热石墨烯薄膜的研究相对较少，除了溶胀粘接的方法之外，还可以通过电加热、金属离子键合等方法实现氧化石墨烯薄膜的搭接，有望为制备百微米厚度高导热石墨烯膜提供新思路。石墨烯导热膜的部分研究成果总结于表2中。图 4 百微米厚度石墨烯导热膜的制备、表征与热性能测试

三星正在开发一种新的芯片封装技术，以防止应用处理器（AP）过热。消息人士称，该封装在SoC顶部附加一个热路径块（HPB），预计将用于未来的Exynos芯片。该技术的全名是FOWLP（扇出晶圆级封装）-HPB，由三星芯片部门下的高级封装（AVP）业务部门开发，计划第四季度完成开发，然后开始批量生产。作为后续产品，三星团队还在开发一种可以安装多个芯片的FOWLP系统级封装（SIP）技术，将于2025年第四季度推出。两种封装类型都将HPB安装在SoC顶部，而存储器则放在HPB旁边。HPB是一种散热器，已用于服务器和PC的SoC。由于智能手机的体积较小，该技术目前才被引入智能手机芯片应用中。如今的智能手机大多使用蒸汽室来容纳制冷剂，以冷却AP和其他核心组件。HPB仅用于SoC。三星正在考虑采用2.5D或3D封装来采用该技术。端侧人工智能（AI）的日益普及也增加了人们对AP过热的担忧。两年前，三星因Galaxy S22系列智能手机的过热问题而受到严厉批评。三星试图通过其游戏优化服务（GOS）应用程序来防止这种情况发生，该应用迫使AP降低其性能以防止其过热，但三星却没有告知用户。三星通过改变AP设计并在后续型号上采用蒸汽室来改善这个问题。

变压器，是变电站的心脏、中枢，在运行过程中要求工作必须可靠。一旦出现故障轻则造成设备损坏，重则引发火情，危及正常的站内安全，因此，必须及时且有效地对变压器进行热缺陷检测，以防止安全事故发生。在变压器出现故障的前夕，都伴随着自身温度的升高，而红外热成像是发现变压器热缺陷的最佳检测技术，为变压器的热缺陷、设备状态、安全运行监测提供红外安全检测。变压器热缺陷分类（1）套管：套管缺油、接触不良、内部缺陷等（2）箱体：变压器漏磁产生的涡流损耗引起箱体或部分连接螺栓发热（3）散热器：散热器堵塞或阀门未开造成变压器油温升高（4）重要部位接触不良：导电回路连接部位接触不良（5）储油柜：储油柜缺油或假油位（6）其它：线圈故障、铁芯多点接地引起的局部发热等等根据DL/T 664—2016《带电设备红外诊断应用规范》标准内容，带电设备的发热类型包括电流致热型、电压致热型、其他致热型，变压器的主要故障有如上六种。▲高德智感全新C系列检测某变电站变压器本文以（1）变压器套管红外检测为主要故障类型进行分享。后续高德智感公众号将针对以上故障类型分篇进行详细分析。▲变压器套管异常发热一、红外热像仪检测变压器套管发热01.接触不良导致异常发热（最常见）接触不良导致的变压器套管异常发热是最常见的故障类型。将军帽与外部接线板或内部导电杆易产生接触不良，发生故障缺陷，而利用红外热像仪可清晰呈现，如图，三相中一相套管顶端的将军帽与其它两相相比，表面温度更高。（在负载不平衡的情况下也会出现，需具体分析。）▲三相中一相的将军帽温度异常●措施：在停电检修时，对套管进行直流电阻测量。一般来说，异常发热的一相的直流电阻高于其它两相，若高压套管存在接触不良的现象，应当更换导致故障的零件。02.充油套管内部缺油通过红外热像图像可清晰观测到变压器充油套管内部缺油，以及油位线。由于变压器内油与空气的比热容不同，导致其在吸热及散热速度上不同，而通过热像仪可观察到充油套管外壁，温度差异将清晰呈现一条温度分界线，图中箭头所指就是该异常套管中的油位线。▲套管油位线明显●措施：建议首先确定漏油的部位，当停电检修时，需对漏油部位进行修理或更换，并对套管补充变压器油。03.套管内部缺陷由于腐蚀、受潮、机械损伤等，套管内部会存在缺陷，该种情况也可能导致套管异常发热。使用红外热像仪，可观测到发生故障套管的整体温度一般较其它套管正常相高。▲左边相整体发热●措施：建议对套管内的变压器油进行化验，以分析缺陷的原因。04.套管接触点异常如果套管内部或外部接头存在接触不良，或接点被氧化腐蚀，也可能导致套管接触点温度异常。在这种情况下，通过红外热像仪即可发现套管接触点处温度异常，温度会明显高于其它正常的点或线路。▲接触点温度明显高于其它点（红色为高温）▲使用高德智感新C检测接触点三相温度●措施：如确实存在该现象，应当更换导致故障的零件。二、变压器套管红外热成像检测手段凭借非接触、更安全、更精准、更高效等优势，变压器套管设备检测的各大产品往往以红外热成像技术为核心，与多方科技手段结合，搭配使用，保障安全。1、套管重点部位移动式巡检：高德智感新C系列便携式热像仪电力巡检人员往往手持红外热成像仪，对变压器套管易发故障的重点部位进行日常性检测，便携易用，随时随地查看套管状态。▲高德智感便携式热像仪应用于各大电网公司电力巡检▲高德智感新C新增台账功能，赋能智慧巡检 2、套管24H监测：高德智感IPT在线式红外热像仪 在线式24H温度监测，自动巡检、自动预警、远程控制，第一时间发现套管热缺陷，故障早发现、早预警、早消除。▲集成IPT的云台产品，应用于某变电站变压器在线监测3、集成高德智感IPT的其它科技设备 电网数字化转型，多种新产品集成高德智感IPT，参与变压器套管等部位热缺陷检测，赋能设备多一度视觉与温度感知。 近年来，高德智感红外热成像产品已被广泛应用于电力行业发电、输电、变电、配电的各个环节中，为其提供高效、精准、安全的红外测温服务，持续助力电网安全稳定运行。变压器其它五大故障类型，如何使用红外热像仪检测？后续将逐步分享，敬请期待。*部分图片来源于网络更多产产品信息请访问：https://www.instrument.com.cn/netshow/SH104811/

业纳激光与材料加工事业部介绍了其在半导体材料领域所取得的成就，并进一步展示了其在激光材料加工方面推出的明星产品。3 月 19 日至21 日，中国上海，上海新国际展览中心 W2 展厅 #2420 展位，慕尼黑上海光博会即将开幕。 　　“很高兴能在 2013 年度慕尼黑上海光博会上，向亚洲准顾客们介绍我们在半导体材料和激光材料加工领域取得的最新成就。”业纳激光与材料加工分公司中国区总经理Martin Wachholz 说道。“拥有业纳技术，您能实现应用创新，如使用二极管激光器直接、快速、高效地加工各种几何形状各异的材料。” 　　采用业纳新型单发射器和迷你激光棒实现创新性激光应用 　　全新的单发射器和迷你激光棒现已上市，可选波长有 915nm 和 940/955nm，是光纤激光器的完美泵浦源，同时完美适用于二极管直接应用和塑料件焊接或韧化处理等其他应用。9xx nm 单发射器的输出功率为 12W，从 90μm 的孔洞中向外发射。12W 时，被动安装式散热器的插座电热转换效率为 64%，最大电热转换效率为 74%。在远场分布为 26° x 6.5°(达到一半最大值(12W) 时，宽度最大)的情况下，是耦合成 105μm 的光纤的理想选择。9xx nm 的迷你激光棒是非常杰出的解决方案，能够集单发射器的耦合效率和全幅激光棒的安装成本为一体。迷你激光棒内含五个发射器，每个发射孔洞的规格为 90μm ，孔洞间距为 1000μm 。建议输出功率为 55W。被动冷却式散热器的插座电热转换效率为 69%。远场分布情况与单发射器相同。除新型的迷你激光棒外，业纳还展示了适用于大功率应用的其他单发射器和激光棒用，并且效率较高、拥有卓越的使用寿命。这些产品现已上市，可选波长在 792nm 和 976nm 之间。所有的半导体产品均经严格的工艺控制制造而成，因此其品质、可靠性和较长使用寿命均能满足最高要求。 　　采用业纳 1kW 光纤激光器切割和焊接金属材料 　　在2013 年度慕尼黑上海光博会上，业纳还展示了自身研制的JenLas® fiber cw 1000 光纤激光器。这种 OEM 光纤激光器的输出功率为 1kW，完美适用于工业环境中的材料加工。JenLas® fiber cw 1000 可确保较高的生产效率和卓越的加工品质，尤其是切割和焊接厚度和几何形状各异的金属件时，这些优势更为明显。业纳对各层次的激光技术有着深入的了解，并具有丰富的多种应用经验，确保业纳能够轻松、灵活地将其激光器集成到全球客户系统和设备中。与常规机械或化学工艺(如胶合、钎焊或热板焊接)相比，采用光纤激光器进行激光焊接在灵活性、加工质量和加工速度上均有优势。焊缝强度极高，即使是尺寸罕见的部件，也可实现快速、可靠加工。采用 JenLas® fiber cw 1000 进行切割和焊接可为用户提供更多潜能，便于用于创造新前景。 　　进一步研发成就：激光棒CN安装底架 　　业纳激光与材料加工事业部推出了进一步研发出的 CN 散热器。由于二极管激光棒采用双侧冷却方式，与二极管激光棒常规安装技术相比，该散热器的冷却效率更高，最高幅度可达30%。此外，通过进一步研发CN 散热器制造技术，未来还可能将半导体激光器安装在散热器上，同样以硬脉冲形式运行。因此，这些高效被动式散热器可拓展至激光泵浦和材料加工等更多其他应用领域。 　　适用于多种微观应用的 IRxx 系列激光器 　　业纳奉献给亚洲准客户产品——已在光伏产业名闻遐迩的产品 —— 便是红外盘形激光器系列的JenLas® disk IRxx。这些激光器脉冲长度较短，重复率较高，脉冲能量亦恒定较高。其带给用户的另一大优势便是可灵活调整激光器参数，以便找到适用于单个工艺的最佳参数组合。这就意味着，可单独调整每一个参数，如脉冲持续时间、重复率和激光功率。激光器与智能激光器控制系统一起交付，其具有标准化的界面，可以简化集成。这样一来，不论是模拟式控制还是数字式控制，客户均可通过软件实现高度灵活的控制。JenLas® disk IRxx激光器的完美的微型材料加工解决方案，其适宜应用包括太阳能电池和金属件钻孔、微型架构、金属箔切割和碳纤维增强塑料 (CFRP) 加工。 　　如需了解 2013 年度慕尼黑上海光博会上展出的更多业纳产品信息，请访问： 　　www.jenoptik.com/laser-china。 　　下载高清图片，请点击：www.jenoptik.com/pdb-lasersystems 　　关于业纳激光与材料加工事业部 　　业纳旗下设有激光与材料加工事业部，是业界领先的激光技术供应商之一 从部件到完整的激光系统，业纳能够提供贯穿激光材料加工整个增值链的产品和解决方案。在激光器业务领域内，公司专门致力于研制优质半导体激光器、可靠的二极管激光器(可用作模块或系统)，以及创新性固态激光器(如盘形激光器)。凭借丰富的产品组合，业纳成为从 cw 到 fs整个脉冲宽度范围的理想合作伙伴。在大功率二极管激光器领域，业纳是全球公认的品质领导者。在激光加工系统业务领域内，业纳开发、制造的激光设备能够集成到客户生产线中，参与客户的工艺优化和自动化。 　　这些激光设备可用于加工塑料件、金属件、玻璃件，以及薄膜。业纳激光系统能够确保最高加工效率、加工精度和加工安全性。此外，客户还可在应用中心试用多种激光源和激光设备，从而找到适于自身应用的最佳解决方案。最后，业纳产品组合还涵盖了能效较高、环境友好的排气清除系统，能在激光加工和其他工业加工过程中清除所有污染物，无任何残留。

作者:Olivier Savard热分析提供了关于材料特性的基本信息，以及材料在现场的可能表现。这一点及其相对简单性，使得像差示扫描量热法（DSC）和热重分析法（TGA）这样的技术对于那些开发用于苛刻应用的新型材料的企业来说非常宝贵，例如药物和医疗器械。以下仅举10个示例说明热分析仪系列如何支持全球突破性的研究。1. LED散热器新材料的发展由于铝的成本低、重量轻，且其性能可通过改变成分来定制，因此聚合物复合散热器是铝的绝佳替代品。人们有意以此方式将石墨烯用作纳米填料，但是它的大表面积使得通过聚合物基质难以均匀分散。为了解决此问题，《Graphene-based thermoplastic composites and their application for LED thermal management》作者Cho等人正在试验石墨烯和聚合物之间的桥接材料，使用差示扫描量热仪来确定复合材料的热稳定性和转变温度。2. 开发具有特定表面特性的聚合物新材料研究的目标之一是创造高强度、低重量和良好热稳定性的材料。此类特性可通过蜂窝结构表现，目前的研究集中在创建具有功能化空腔的微图案化聚合物表面。控制颗粒在此类材料中的分布对于控制它们的特性至关重要。《Amino-functionalizedbreath-figure cavitiesinpolystyrene–alumina hybrid films: effect of particleconcentration and dispersion》的作者Lakshmi等人正在研究聚苯乙烯-氧化铝杂化膜。文中运用差示扫描量热同步重量分析仪来测定苯乙烯改性氧化铝颗粒的有机含量。3. 药物释放的水凝胶表征《Analysis of Water State and Gelation of Methylcellulose Thermo-reversible Hydrogels by Thermal Analysis and NMR》的作者Nishimoto等人一直在研究在制药应用中用作水凝胶的甲基纤维素（MC）。MC水凝胶的某些特性，如凝胶温度的变化，会影响药物的释放。本研究中用差示扫描量热仪来评估MC和聚乙二醇添加剂之间的相互作用。4. 测定合成材料的基本热性质只要热行为是新型合成材料研究的关键部分，热分析即对表征热性质至关重要。例如，《Designing the thermal behaviour of aqueous biphasic systems composed of ammonium-based zwitterions》的作者Ferreira等人一直致力于设计铵基两性离子（ZIs）的热行为。差示扫描量热仪在确定ZIs的基本热性质（包括分解温度）方面发挥了很大作用。5. 壳聚糖接枝苯乙烯工艺的优化开发新型聚合物材料面临的挑战通常是获得合适的特性，在这种情况下，壳聚糖的表面特性通过在其上接枝苯乙烯来改性。对所得材料的表征进行了深入研究，并且热分析在确定共聚物材料所得的热稳定性方面发挥了作用。本研究《Amino-functionalized breath-figure cavities in polystyrene–alumina hybrid films: effect of particle concentration and dispersion》使用了差示扫描量热仪。6. 研究潜在聚变能材料的热性质钛酸锂被视为一种可提供聚变能反应堆所需的氚的潜在材料。钛酸锂通过碳酸锂和二氧化钛之间的反应产生，《Investigating thermal and kinetic parameters of lithium titanate》的作者Sharma和Uniyal对这一反应进行了研究。热重分析（TG）用于全面理解该反应中涉及的动力学机制，用于该研究的热分析仪器为差示扫描量热同步重量分析仪。7. 研究超薄材料的热性质如何变化随着材料变得越来越小，其性能越来越依赖于表面特性，而不是体积特性。这项研究（由《Morphology and phase transitions of n-alkyl alcohol microcrystals》的作者Iwasa等人完成）结合了差示扫描量热法和原子力显微镜来了解表面特性对n-烷基醇微晶相变行为的影响。8. 曝光后药物有效性分析一些药物在光照下会降解。《Photodegradation assessment of ciprofloxacin, moxifloxacin, norfloxacin and ofloxacin in the presence of excipients from tablets by UPLC-MS/MS and DSC》的作者Hubicka等人的这项研究集中于氟喹诺酮类抗菌药物的有效性。此类材料会产生光降解，这将降低其抗菌效果，并可能导致副作用。结合UPLC-MS/MS方法，运用差示扫描量热仪来比较辐照前后的样品。9. 了解片剂中的药物释放和溶出度片剂药物在体内的溶解方式是药物研究的一个重要部分。在这项研究中，《The DSC approach to study non-freezing water contents of hydrated hydroxypropylcellulose (HPC)》的作者Talik和Hubicka研究了水合羟丙基纤维素（HPC）的非冷冻水含量，以更好地了解不同溶解度的化合物和不同分子量和黏度的HPC的药物释放。用于研究的热分析仪为差示扫描量热仪。10. 影响材料多晶型转变温度的因素研究多晶型物质可以从一种晶体结构转变为另一种晶体结构。《Tunable Polymorphic Transformation Temperature》的作者Yokata等人研究了三联吡啶（terpy）的多晶型效应，发现转变温度可调，具体取决于起始晶体的研磨水平。研究中运用差示扫描量热仪测定不同条件下的转变温度。

根据行业标准制修订计划，我部组织全国汽车标准化技术委员会、有关制造企业、科研机构和高校等单位，完成了《散装水泥车技术条件及性能试验方法》等20项汽车行业标准的制修订工作(标准名称及主要内容见附件)。在以上标准批准公布前，为进一步听取社会各界意见，特予以公示，截止日期2010年6月10日。 　　联 系 人：盛喜军 　　电 话：010-68205253 　　电子邮件：KJBZ@miit.gov.cn 　　附件：20项汽车行业标准名称及主要内容 序号 标准编号 标准名称 标准主要内容 代替标准 采标情况 1 QC/T 560-2010 散装水泥车技术条件及性能试验方法 标准规定了散装水泥车的术语和定义,要求,试验条件,试验方法,检验规则,标志,使用说明书和随车文件,包装,运输,贮存。 本标准适用于采用定型汽车底盘改装的散装水泥车,以及由牵引车拖挂的散装水泥半挂车。 QC/T 560-1999 QC/T 561-1999 2 QC/T 223-2010 自卸汽车试验方法 标准规定了自卸汽车的试验方法。 本标准适用于按QC/T 222的规定制造的自卸汽车的试验方法。其它类型的具有自卸功能的机动车参照执行。 QC/T 223-1997 3 QC/T 825-2010 自卸汽车液压系统技术条件 标准规定了自卸汽车液压系统的要求、检验规则、标志、使用说明书、随机文件、包装、运输和贮存。 本标准适用于自卸汽车的液压系统，其它专用汽车液压系统参照执行。 4 QC/T 460-2010 自卸汽车液压缸技术条件 标准规定了自卸汽车液压缸产品型号的编制方法、基本要求、性能要求、试验方法、检验规则及产品标牌、使用说明书、附件、包装、运输和贮存。 本标准适用于以液压油为工作介质的自卸汽车举升系统用单作用活塞式液压缸、双作用单活塞杆液压缸、单作用柱塞式液压缸、单作用伸缩式套筒液压缸、末级双作用伸缩式套筒液压缸。 QC/T 460-1999 5 QC/T 222-2010 自卸汽车通用技术条件 标准规定了自卸汽车的要求、检验规则、标志、使用说明书、随车文件、运输、贮存及质量保证。 本标准适用于定型汽车二类底盘、以液压倾卸的自卸汽车（包括后卸自卸汽车、侧卸自卸汽车和三面自卸汽车）。其它类型的具有自卸功能的机动车参照执行。 QC/T 222-1997 6 QC/T 826-2010 桥梁检测车 标准规定了桥梁检测车的术语和定义、基本规格、要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、随车文件、运输和贮存等。 本标准适用于采用已定型汽车底盘改装的折叠式、桁架式、混合式桥梁检测车。其它型式和有特殊要求的桥梁检测车可参照本标准执行。 7 QC/T 667-2010 混凝土搅拌运输车技术条件和试验方法 标准规定了混凝土搅拌运输车的术语和定义、要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书及随车文件、运输、贮存。 本标准适用于斜筒式混凝土搅拌运输车（后端卸料式），以及由牵引车拖挂的斜筒式混凝土搅拌运输半挂车（后端卸料式）。QC/T 667-2000 QC/T 668-2000 8 QC/T 827-2010 通信车 标准规定了通信车的定义、要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、随车文件、运输及贮存。 本标准适用于采用已定型汽车二类底盘或整车改装的通信车，其他类型的通信车参照执行。 9 QC/T 449-2010 保温车、冷藏车技术条件及试验方法 标准规定了保温车、冷藏车的技术要求、试验方法、检验规则、标志、使用说明书、随车文件、运输、贮存。 本标准适用于采用定型汽车底盘改装的保温车、冷藏车和保温半挂车、冷藏半挂车，其它型式的保温车、冷藏车亦可参照执行。 QC/T 449-2000 QC/T 450-2000 参考ECE/TRANS/165、JIS D 4001-1995 10 QC/T 828-2010 汽车空-空中冷器技术条件 标准规定了汽车空-空中冷器总成的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。 本标准适用于汽车空-空中冷器 11 QC/T 468-2010 汽车散热器 标准规定了汽车散热器总成技术要求、试验方法及检验规则、包装、标志、运输与贮存等。 本标准适用于汽车散热器。 QC/T 468-1999 12 QC/T 829-2010 柴油车排气后处理装置试验方法 标准规定了柴油车排气后处理装置的术语和定义、试验条件和试验方法。 本标准适用于柴油车排气后处理装置，包括氧化型催化转化器（DOC）、颗粒过滤器（DPF）、选择性催化还原装置（SCR）。由以上基本后处理装置单元衍生组合的系统参照本标准执行。 13 QC/T 830-2010 汽车高压气体放电灯用电子镇流器 标准规定了汽车高压气体放电灯用电子镇流器的要求,试验方法,检验规则,标志,包装,运输及贮存。 本标准适用于各类汽车高压气体放电灯用电子镇流器。 14 QC/T 831-2010 乘用车座椅用电动滑轨技术条件 标准规定了乘用车座椅用电动滑轨的技术要求、试验方法、检验规则及标志、包装、运输及储存要求。 本标准适用于M1类车辆的座椅用电动滑轨, M2和M3类车辆的座椅用电动滑轨可参照执行。 15 QC/T 832-2010 水暖式汽车尾气加热器 标准规定了汽车水暖式汽车尾气加热器的技术要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输和储存要求。 本标准适用于汽车水暖式汽车尾气加热器。 16 QC/T 666-2010 汽车空调(HFC-134a)用密封件 第1部分 O形橡胶密封圈 本部分规定了使用制冷剂(HFC-134a)的汽车空调用O形橡胶密封圈（以下简称O形圈）的技术要求、试验方法和检验规则、标志、包装、运输和储存。 本标准适用于汽车空调管路系统和压缩机系统用橡胶O形圈。 QC/T 666-2000 17 QC/T 833-2010 汽车空调用压力安全阀技术条件 标准规定了汽车空调用压力安全阀的要求,试验方法,验收规则,标志,包装,储存和运输。 本标准适用于HFC-134a制冷剂的汽车空调系统。 18 QC/T 834-2010 汽车空调斜板式变排量压缩机总成技术条件 标准规定了汽车空调斜板式变排量压缩机的要求,试验方法,检验规则,标志,包装,储存和运输。 本标准适用于使用HFC-134a制冷剂的汽车空调斜板式变排量,最大排量≤200cm3/r的压缩机。 19 QC/T 835-2010 汽车空调用双向斜板式定排量压缩机总成技术条件 标准规定了所有定排量双向斜板式汽车空调压缩机总成的要求,试验方法,检验规则,标志,包装,储存和运输。 本标准适用于压缩机排量≤200cm3/r,采用HFC-134a制冷剂的双向斜板式定排量压缩机总成。 20 QC/T 836-2010 专用汽车类别及代码 本标准根据专用汽车的结构和技术特性，规定了专用汽车的类别和代码。 本标准适用于GB/T 3730.1-2001中2.1.1.11和2.1.2.1.8条和GB/T 17350-2010规定的车辆。

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更新时间： 2023-02-11 大庆实验中学附属学校项目 日期：2023-02-11 招标公告 1. 招标条件 本招标项目已由大庆市发展和改革委员会以庆发改发〔2023〕23号文件批复，项目业主为大庆实验中学附属学校项目建设指挥部，资金来源为地方政府债券资金和市财政资金，项目出资比例为财政资金 100 %，招标人为 大庆实验中学附属学校项目建设指挥部，招标代理机构为大庆市城安工程管理服务有限公司，招标投标行政监督及招标投标投诉受理单位为大庆市住房和城乡建设局。项目已具备招标条件，现进行施工公开招标。 2. 项目概况与招标范围 2.1 项目名称：大庆实验中学附属学校项目 2.2 建设地点： 大庆市龙凤区，凤德街东侧、龙津路北侧。 2.3 工程性质： 新建 2.4 建设规模及主要建设内容：该工程占地面积46111.79m2，总建筑面积25565.61m2，其中，地上建筑面积24997.63m2，地下（包含变电所、给水泵房、消防水泵房)建筑面积567.98m2，建设内容包括综合楼、体育场看台、门卫1、门卫2及附属设施，道路场地、绿化等。具体建设内容如下： 新建综合楼建筑面积为24736.47m2，其中地上建筑面积24168.49m2，地下设备用房567.98m2，地上5层，建筑高度20.70m，包括办公区、风雨操场、中学部、小学部等；体育场看台，地上1层，建筑面积760.14m2，建筑总高度5.50m；门卫1和门卫2建筑面积34.50m2，地上1层，建筑高度3.60m。 1、设计标准 使用年限：50年 结构形式：框架结构 建筑结构安全等级：二级 建筑设防烈度：6度 2、建筑 主体外墙采用400厚复合砌块保温节能墙体，内墙采用100/200厚陶粒混凝土砌块，外立面墙体采用外墙涂料；外窗采用单框三玻铝塑铝节能塑钢窗，外门采用氟碳漆保温玻璃门、保温防盗门，内门采用成品钢质门、防盗门；楼地面采用防滑地砖地面，墙面为白色环保乳胶漆，顶棚为白色环保乳胶漆，墙裙为1.20m高瓷砖墙裙，内门采用成品钢质门、防盗门。 3、给水和消防系统 水源分别引自西侧DN300及南侧DN30现状供水管线，供水压力为0.22~0.25MPa，用地红线内设总水表；校区室外消防水量由市政供水管线供给，室外消防管线与生活供水管线合用，管道布置成环状；室内消防水量由新建消防泵房供给，校区内建筑单体一、二层由市政管网直接供水，三层以上采用加压供水方式，采用叠压给水设备供水的方式；综合楼入户设总水表，按使用功能单独设水表计量。 室外给水管线采用钢骨架聚乙烯塑料复合管，热熔套筒连接；室内给水干管和立管采用内衬塑钢管，法兰或沟槽连接，支管采用S3.2级PP-R冷水塑料管，热熔连接；连接开水器采用金属软管，热水水管采用304薄壁不锈钢管，连接方式为双卡压连接；室内消防管线采用内外壁热浸镀锌无缝钢管，管径小于等于50mm者螺纹连接，管径大于50mm者采用沟槽柔性连接。 室外消火栓系统水量、水压由市政环状管线供给保证，采用抗浮式保温型地下消火栓井。室内消火栓系统采用临时高压制给水系统，室内消火栓箱均采用不锈钢箱。 4、雨排系统 生活污水重力流排至室外，经化粪池处理后进排入西侧龙湖小镇污水干线。地下一层消防水泵房、生活水泵房设排水沟、集水坑收集地面排水，由潜污泵提升后排放，每一集水坑设2台潜水泵，一用一备，交替工作，潜水泵由集水坑水位自动控制；室外污水管线采用给水球墨铸铁管，连接方式采用胶圈承插连接；室内排水管线采用柔性接口法兰承插式排水铸铁管，法兰连接；污水检查井采用钢筋混凝土圆形排水检查井。 学校区内雨水经管线收集后排放至西侧凤德街d800和南侧龙津路d800现状市政雨水管线。雨水管线采用Ⅱ级钢筋混凝土圆管，胶圈承插连接；雨水检查井采用圆形混凝土雨水检查井。 5、供暖通风与空调 采暖热源为市政供热管网，新建室外换热机组，换热机组设计总供热能力2.60万m2，总热负荷1430kW，供热二级网采用预制直埋保温管直埋敷设。散热器选用铸铁柱翼780型散热器，弱电间、消防控制室采用民用翅片管散热器采暖；散热器系统室内采暖管道采用无缝钢管，地热盘管采用耐热聚乙烯PE-RT管，散热器支管设两通、三通恒温阀，主入户设热水热空气幕；通风管道采用镀锌钢板制作、防排烟管道采用镀锌钢板外包工业一体化硅酸钙防火板制作。 6、电气系统 强电部分包含室内外照明系统、供配电系统、防雷接地及等电位联结系统；弱电部分包含综合布线系统、安防系统、校园广播系统、消防系统；综合楼、风雨操场、办公区主要通道照明、计算机系统用电、排水泵、生活水泵等用电负荷为二级负荷、消防用电负荷为二级负荷，其余均为三级负荷。 电源引自新建变电所。变电所总容量为2000KVA，由两台1000KVA干式变压器提供双路低压电源，用电计量方式采用高供高计计量方式。低压配电系统所有电线及电缆均采用WDZ-YJFE低烟无卤铜芯导体电缆，室内照明分支干线，分支线采用WDZ-BYJF-0.45/0.75kV铜芯电线，穿钢管暗敷设；消防线路竖井外采用WDZN-YJFE型，电缆井内敷设的线路采用WDZA-RTTYZ矿物质电缆，电气配电箱采用铁质壳体，嵌墙安装；低压配电系统接地形式采用TN-C-S方式，用电设备导电金属外壳均与PE线可靠连接。 所有照明灯具、光源、电气附件等均选用高效、节能型LED光源。教室及阅览室，实验室的照明灯具均采用LED护眼灯具，办公室及其他人员活动场所采用普通LED灯具，通道、走廊、楼梯间采用人体感应控制的节能LED灯，卫生间、阀组间等潮湿场所采用密闭型LED灯；在疏散走道及楼梯间、排烟机房、值班室、消控室等房间及部位设置应急照明及疏散系统；除楼梯间及走道照明外，采用就地控制方式，走道照明采用分区控制，人体感应控制。 利用建筑物基础钢筋做联合接地装置，接地电阻不大于1欧姆，进出建筑物的金属管道均做总等电位联结。利用屋面避雷带做接闪器，避雷带网格为10mX10m，或12mX8m。 综合楼设火灾自动报警系统，系统包括火灾探测器、手动报警按钮及声光报警器、消火栓按钮、消防广播、消防电话、消防电源监控系统、电气火灾监控系统、应急照明控制系统、消防设备联动系统以及应使用单位要求设置的防火门监控系统。 弱电系统预留网络、电话、监控、广播系统网线和预埋管。 7、道路场地和绿化 新建校园内沥青混凝土车行路、荷兰砖铺装、人工草坪足球场、塑胶跑道、硅PU塑胶球场及健身器材区等。 新建行车道沥青混凝土路面结构采用5cm AC-16C型中粒式改性沥青混凝土+改性乳化沥青PCR粘层油0.6L/m2+7cm AC-25F型粗粒式沥青混凝土+乳化沥青PC-2透层油1.2L/m2+20cm C30水泥混凝土，抗折强度≥4.0MPa+20cm 5.0%水泥稳定级配碎石+20cm二灰土（水泥：粉煤灰：土=6:19:75）。 新建人行铺装路面结构采用6cm荷兰砖面层砖（20*10*6cm）+3cm M10水泥砂浆+12cm C20水泥混凝土（抗折强度≥3.5MPa）+18cm 5.0%水泥稳定级配碎石+18cm二灰土（水泥：粉煤灰：土=6:19:75）。 新建塑胶跑道及运动场地路面结构采用1.3cm聚氨酯环保透气型塑胶面层（红色/蓝色）+3cm AC-10C型细粒式沥青混凝土+改性乳化沥青PCR粘层油0.6L/m2+6cm AC-20F型中粒式沥青混凝土+乳化沥青PC-2透层油 1.2L/m2+18cm 5.0%水泥稳定级配碎石+18cm 5.0%水泥稳定砂砾+20cm二灰土（水泥：粉煤灰：土=6:19:75）。 新建运动球场路面结构采用8mm水性硅PU塑胶面层（彩色）+3cm AC-10C型细粒式沥青混凝土+改性乳化沥青PCR粘层油0.6L/m2+6cm AC-20F型中粒式沥青混凝土+乳化沥青PC-2透层油1.2L/m2+18cm 5.0%水泥稳定级配碎石+18cm 5.0%水泥稳定砂砾+20cm二灰土（水泥：粉煤灰：土=6:19:75）。 新建人工草坪足球场路面结构采用5cm双色PE人工草坪+3cm AC-10C型细粒式沥青混凝土+改性乳化沥青PCR粘层油 0.6L/m2+6cm AC-20F型中粒式沥青混凝土+乳化沥青PC-2透层油 1.2L/m2+18cm 5.0%水泥稳定级配碎石+18cm 5.0%水泥稳定砂砾+20cm 二灰土（水泥：粉煤灰：土=6:19:75）。 综合楼周边采用宿根花、地被植物种植。花灌木、亚乔进行点缀；体育场周边以大乔木为空间骨架，不同花色的亚乔、花灌木、地被进行搭配；配备不同的功能设施，包括座椅、果皮箱、宣传栏、升旗台、领操台等。 主要工程量：土建部分：挖土方20414.92m3，钢筋1642.634t，混凝土13952.45m3，地下室防水1299.93m2，砌体6310.17m3，窗860.9m2，门1435.18m2，屋面14349.03m2，球形网架1102.92m2，保温7138.78m2，50厚玻化微珠保温砂浆2795.59m2，20厚外墙保温抹灰砂浆14355.79m2，地面22013.06m2，内墙面28960.92m2，墙裙6431.48m2，天棚21811.51m2，室外台阶109.42m2，室外散水713.28m2，外墙面15063.78m2。电气部分：变电所内高压配电柜10台，低压配电柜10台，外网路灯20m高杆灯4根，4.5m庭院灯8根，6m路灯37根，LED大屏幕综合楼内16.74m2，户外两处共12.49m2，看台24m2，落地式电热水器2台。水暖部分：无负压供水设备1套，调压箱1台，消火栓系统增压稳压设备1套，室内消火栓给水泵2台，消火栓箱90套，换热机组1套，潜水排污泵4台，废水处理设备1套，无动力太阳能集热器8套，消防高温排烟风机3台，防腐轴流风机2台，电热风幕12台，洗手盆118个，洗脸盆8个，洗涤盆8个，洗眼器4个，蹲便器286个，坐便器10个，感应小便器46个，挂式小便器3个，污水盆2个，拖布池46个，墙壁水泵集合器2套，地下消火栓井4套，780型散热器14941片，翅片散热器4组，钢筋混凝土圆管646m，给水球墨铸铁管161m，预制直埋保温管147m，钢骨架管955m，超声波热量表10个。场地部分：沥青混凝土路面6201m2，路缘石及平缘石3435m，荷兰砖人行铺装6651m2，运动球场路面2797m2，彩色塑胶跑道及运动场地路面5282m2，人工草坪10201m2，标线277m，停车位彩色喷涂303m2，场平土方清除表土14348m3，回填土方89425.28m3，清除淤泥后回填砂砾765m3。绿化部分：乔木200株，花卉6207m2，草坪816m2，灌木413株，小叶丁香球13个。 上述内容以施工图及工程量清单为准。 2.5 本标段招标控制价： 10044.82万元 2.6 计划工期：487 日历天。 计划开工日期 2023 年 04 月 01 日；计划竣工日期 2024 年 07月 31 日。 2.7 质量标准： 符合现行工程质量验收标准以及相关专业验收规范的合格标准。目标要求：争创省优、龙江杯奖。 2.8 标段划分：本项目不划分标段 2.9 招标范围：施工图纸及工程量清单所示全部内容。 3. 投标人资格要求 3.1 本次招标要求投标人必须是在中华人民共和国境内注册的具有独立法人资格的法人或其他组织，具有有效的营业执照、安全生产许可证并满足以下要求。 3.2 资质条件：投标人须具备建设行政主管部门核发有效的建筑工程施工总承包三级及以上资质及安全生产许可证。 3.3 项目负责人资格： 拟派项目负责人 1 人：拟派项目负责人须具备建筑工程专业二级注册建造师执业资格，具备有效的 B 类安全生产考核合格证书。 3.4 投标人拟投入项目管理人员要求： 按照《黑龙江省房屋建筑和市政基础设施工程项目管理机构人员配置管理暂行办法》(黑建规范[2020]8 号) 文件及招标文件(项目管理机构人员配置表) 规定， 不得低于招标文件规定的标准数量配备项目管理机构人员，并填报项目管理人员配置表， 否则其投标将被否决。投标人也可以根据项目管理需要增加岗位及人员。 (技术负责人： 1 名， 按黑建规范[2020]8 号文件规定，本项目属于中型工程， 技术负责人如使用职称证的，需配备中级职称人员。施工员：1 名；安全员： 2 名，质量 员：2 名， ※标准员 1 名； ※材料员 1 名； ※机械员 1名； ※劳务员1名； ※资料员 1 名) (※为项目管理机构人员可在同一项目兼职， 但兼职不得超过 2 个岗位。同一岗位人员配 备超过 2 人及以上的，施工单位应明确该岗位的负责人,除项目经理外，其他人员无需提供证件。) 3.5 信誉要求 (1)至投标截止时间，企业状态为严重违法失信企业或经营异常企业，招标人不接受其参与本项目投标。企业状态以国家企业信用信息公示系统最新公示信息为准。 提供“国家企业信用信息公示系统”(http://www.gsxt.gov.cn/)中未被列入严重 违法失信企业及经营异常企业的网站查询截图(截图中需体现网站名、投标单位名称、统 一社会信用代码、查询结果、查询日期等信息) ，结果查询时间为本招标公告发出之日起 方为有效。(查询方式： 国家企业信用信息公示系统首页→在搜索框内输入投标人名称→ 点击查询→点击查询到的投标人名称→在投标人企业基础信息页面分别点击“列入经营异 常名录信息”“列入严重违法失信企业名单(黑名单)信息”后分别完整截图保存) (2)信用中国平台中列入失信被执行人名单的企业作为不合格的投标企业，不得参与投标。 提供“信用中国”(https://www.creditchina.gov.cn/?navPage=0) 中未被列入失信 被执行人的网站查询截图(截图中需体现网站名、投标单位名称、查询结果、查询日期等 信息) ，结果查询时间为本招标公告发出之日起方为有效。(查询方式： 信用中国网站首页→在搜索框内输入投标人名称→点击搜索→点击“失信被执行人”后完整截图保存) (3)本项目不接受投标人因受到行政处罚、失信惩戒措施仍在限制投标惩戒期内的 投标人投标。 3.6 本次招标不接受联合体投标， 本项目决不允许违法分包、转包及挂靠等违法行为。 3.7 与招标人存在利害关系可能影响招标公正性的法人、其他组织或者个人，不得参加投标； 单位负责人为同一人或者存在控股、管理关系的不同单位，不得同时参加同一标段投标，或者未划分标段的同一招标项目投标。 3.8 资格审查方式 本工程采用资格后审方式,主要资格审查标准、内容等详见招标文件，只有资格审查 合格的投标申请人才有可能被授予合同。 4. 招标文件的获取 4.1 凡 有 意 参 加 投 标 人 ， 应 先 在 “ 黑 龙 江 公 共 资 源 交 易 网 ” (http://www.hljggzyjyw.org.cn)进行用户注册、办理数字证书,使用数字证书登录“黑龙江公共资源交易网”上的“交易平台”(http://www.hljggzyjyw.org.cn) 下载招标文 件。下载时间为于 2023 年 02 月 12日 09 时 00 分至 2023 年 02月 19 日 09 时 00 分(北京时间，下同) 。有关手续请查看“黑龙江公共资源交易网”中的《服务指南》黑龙江省公共资源交易平台投标文件制作操作手册、黑龙江省公共资源交易平台工程建设投标人操 作视频、黑龙江省公共资源交易平台会员注册入库操作视频。 4.2 潜 在 投 标 人 使 用 数 字 证 书 通 过 “ 黑 龙 江 公 共 资 源 交 易 网 ” (http://www.hljggzyjyw.org.cn)在线下载。 5. 投标文件的递交 5.1 电子投标文件递交方式为网上递交，投标截止时间 2023 年 03 月 07 日 09 时 00 分，投标人应在截止时间前通过'黑龙江公共资源交易网'上的'交易平台'递交电子投标文件； 5.2 在投标截止时间后递交的电子投标文件，系统不予接收。 6. 开标方式 6.1 该项目为线上开标，开标时间同投标截止时间。 6.2 评审地点： 大庆市公共资源交易中心。 7. 定标方式 依据《黑龙江省房屋建筑和市政基础设施工程招投标评定分离工作指引》黑建建 (2021) 5 号、参照《哈尔滨市房屋建筑和市政基础设施工程项目评定分离招标投标管理办法(试行) 通知》哈住建发(2021) 298 号文件》 ，本项目采用评定分离方式招标， 定性评审法评标，票决定标法定标，具体定标规则详见招标文件。 8.踏勘现场和答疑安排 8.1 招标人不组织踏勘现场。 8.2 投标人提问、质疑以及招标人对招标文件的澄清均通过黑龙江公共资源交易网上 (http://www.hljggzyjyw.org.cn) 进行。 9. 发布公告的媒介 本次招标公告在黑龙江公共资源交易网上 (http://www.hljggzyjyw.org.cn) 发布。 10. 联系方式 监督部门：大庆市住房和城乡建设局 联系电话： 0459-6298779 招 标 人： 大庆实验中学附属学校项目建设指挥部 地 址：大庆市萨尔图区城投项目指挥部 联 系 人： 高先生 联系电话：13339399709 代理机构： 大庆市城安工程管理服务有限公司 地 址： 大庆市萨尔图区格林小镇二期 联 系 人： 王女士 电 话： 0459-8971033*投标保证金 电子保函方式： 投标人登录后在招标公告中选择要投标的项目，点击投标准备，填写相关信息进行确认投标。然后在我的项目中选择相应的项目选择项目流程，选择办理电子保函按钮根据提示进行电子保函办理，并以系统查询到的电子保函作为保证金鉴收的依据。 现金方式： 投标人在交易平台中选择以现金方式提交交易保证金。在线自行选择提交保证金的银行，获取参与本次投标的随机子账户，在招标文件规定的保证金提交截止时间之前，以电汇方式将保证金足额汇入黑龙江省公共资源交易平台对接的银行中（须从投标人基本账户转出）。 投标保证金的退还： 中标公示结束后，如未收到投标人或行政主管部门关于项目存在投诉的书面通知，由招标人/招标代理机构在交易平台点击保证金退回申请。如收到书面通知，应当暂停投标保证金退还。招标人与中标人签订合同后，应于5日内将合同的主要内容在“黑龙江公共资源交易网”登记，并及时退还中标人的投标保证金。保证金缴纳及退还时发生的跨行手续费，由投标人承担。具体操作详见“黑龙江公共资源交易网''中的《服务指南》黑龙江省公共资源交易平台电子保函-操作手册、黑龙江省公共资源交易平台工程建设-工作台-投标人操作手册及设投标人操作视频。 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 $('.clickModel').click(function () { $('.modelDiv').show() }) $('.closeModel').click(function () { $('.modelDiv').hide() }) 基本信息 关键内容：废气/废水处理机 开标时间：2023-03-07 00:00 预算金额：1.00亿元采购单位：大庆实验中学附属学校项目建设指挥部 采购联系人：点击查看 采购联系方式：点击查看 招标代理机构：大庆市城安工程管理服务有限公司 代理联系人：点击查看 代理联系方式：点击查看 详细信息 大庆实验中学附属学校项目 黑龙江省-大庆市-龙凤区 状态：公告 更新时间： 2023-02-11

近日，上海交通大学物理与天文学院李听昕课题组、李政道研究所刘晓雪课题组在《Nature》上发表题为“Tunable superconductivity in electron- and hole-doped Bernal bilayer graphene”的研究论文。该项研究首次在单晶石墨烯中观测到电子掺杂情况的超导电性，这对于理解晶体石墨烯及转角石墨烯系统的超导机理，设计制备基于石墨烯系统的高质量新型超导量子器件等具有重要意义。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-024-07584-w 超导这一宏观量子现象最早由荷兰科学家H. K. Onnes于1911年在研究汞在低温下的电学输运性质时被首次观察到，是凝聚态物理学中里程碑式的发现之一，有关超导材料和超导机理的研究是物理学及相关领域研究中经久不衰的课题。2018年，有关魔角双层石墨烯的研究首次在石墨烯系统中观察到超导电性，这一研究立即引起了国际物理学界的广泛关注，引领了有关二维莫尔超晶格研究的热潮。此后，研究者们在转角多层石墨烯莫尔超晶格系统中也观测到了超导电性，而转角石墨烯中超导与平带之间的关系、超导的配对机制等，至今仍是领域内备受关注的重要科学问题。魔角双层石墨烯对两层石墨烯之间的转角要求十分苛刻，容忍度仅在魔角1.1度正负偏差0.1度的范围，这在一定程度上限制了对魔角石墨烯中超导电性的深入研究。图一 样品结构示意图和光学显微镜照片2021年，研究者首次在不需要莫尔超晶格的亚稳态单晶石墨烯，即菱方堆垛的三层石墨烯中，通过栅极静电调控，观察到空穴掺杂的超导现象，其超导转变温度约为100 mK，这一研究结果也马上引起了广泛的关注。随后，2022年，在施加约0.15 T平行磁场和垂直位移电场（约1 V/nm）的条件下，人们在空穴掺杂的Bernal堆垛双层石墨烯也观察到了超导态，但其超导转变温度仅约为30 mK. 不同于魔角石墨烯和菱方堆垛石墨烯系统，Bernal堆垛的双层石墨烯是天然石墨的基本组成单元，是一种稳定的晶体结构，这为可控制备高质量样品、以及未来研制基于石墨烯的新型超导量子器件提供了理想的实验平台。之后的研究发现，将半导体过渡金属硫族化合物二硒化钨（WSe2）与Bernal堆垛的双层石墨烯组合形成异质结构时，由于近邻效应，增强了石墨烯体系的自旋轨道相互作用，有趣的是，这使得双层石墨烯的超导态能在零磁场下显现，并且超导转变温度被显著提升至约300 mK. 但由于实验中可实现的位移电场范围的限制，无法完全揭示双层石墨烯空穴超导态随位移电场变化的性质与规律；而且，其超导配对机制以及二硒化钨对石墨烯系统超导态的影响机制仍是悬而未决的问题。此外，之前有关高质量双层石墨烯器件中自发对称性破缺态和超导态的研究主要集中在价带（空穴掺杂），而对导带（电子掺杂）的关注较少。图二 实验揭示的双层石墨烯与二硒化钨异质结系统的相图，以及观察到的空穴和电子掺杂情况的超导态通过优化样品制备方法，上海交大实验团队成功制备出高质量双层石墨烯与二硒化钨异质结样品，使得可以对其施加高达1.6 V/nm的垂直位移电场。通过开展系统的极低温量子输运测量，结合电场调控和静电掺杂调控，他们揭示了该系统中空穴掺杂超导随位移电场和载流子浓度变化的完整相图；更为重要的是，实验上在电子掺杂的情况也观察到超导态，这是在单晶石墨烯中首次观察到电子掺杂的超导电性。空穴端和电子端的超导态强度都可以通过外加的垂直位移电场进行有效调节，实验上测量到的最高超导转变温度分别约为450 mK和300 mK，这也是目前在单晶石墨烯系统中观察到超导转变温度的最高记录。图三 在外加高垂直位移电场下，Bernal堆叠双层石墨烯电子端量子振荡及费米面分析通过测量高质量石墨烯样品的纵向电阻随垂直磁场的量子振荡（即Shubnikov-de Haas效应，简称SdH振荡），可以得到有关能带费米面的重要信息，这对于理解体系中由于电子关联相互作用导致的自发对称性破缺态，以及超导配对机制等都具有重要的意义。该研究工作详细测量了在不同位移电场下，低磁场区间空穴掺杂和电子掺杂时的SdH振荡。分析结果表明，在较高的位移电场下，双层石墨烯在空穴掺杂和电子掺杂时均出现了一系列自发对称性破缺态，这些态的出现与能带的范霍夫奇点以及电子-电子相互作用相联系。特别地，当施加电场使得双层石墨烯中的电子或空穴靠近二硒化钨层时，SdH振荡的频率发生了进一步的变化，这是因为当电子和空穴靠近二硒化钨层时，感受到了明显的自旋轨道耦合作用，从而导致电子态的简并度和费米面的结构发生变化。实验结果表明，空穴掺杂和电子掺杂的超导的正常态均对应于费米面为部分极化的情况。最后，该工作详细对比了双层石墨烯中电子掺杂超导和空穴掺杂超导的性质。出乎意料的是，在选取的超导转变温度，超导临界垂直磁场等超导性质类似的情况下，空穴掺杂超导和电子掺杂超导展现了截然不同的平行磁场依赖性。具体而言，空穴掺杂的超导态违反了泡利顺磁极限，而电子掺杂的超导性却始终遵循泡利顺磁极限。之前的研究工作认为，二硒化钨对石墨烯系统超导态的增强效果可以通过近邻效应引入的Ising自旋轨道耦合相互作用的角度来理解，而超过泡利顺磁极限的空穴掺杂超导是Ising自旋轨道耦合相互作用的直接结果。而在此项工作中，尽管通过费米面分析在导带中也观测到明显的Ising自旋-轨道耦合相互作用，但电子掺杂的超导电性却没有违反泡利顺磁极限。这一观察预示着二硒化钨对双层石墨烯中超导的增强效果可能不仅仅来自于近邻效应引入的Ising自旋轨道耦合相互作用。该成果上海交大团队主要成员：（从左至右）刘晓雪、李佳熠、李楚善、徐凡、李听昕这一研究工作突显了在高位移电场下双层石墨烯系统中涌现的丰富量子物态，其中很多现象和性质还值得进一步的理论和实验研究。该工作不仅为理解单晶石墨烯乃至魔角石墨烯的超导机理提供了重要的实验信息和约束，而且为基于稳态结构的单晶石墨烯设计和制造新型超导量子器件奠定了坚实基础。论文第一作者为上海交通大学物理与天文学院博士研究生李楚善。共同通讯作者为物理与天文学院李听昕副教授，李政道研究所刘晓雪副教授和武汉大学吴冯成教授。论文的合作者还包括上海交通大学贾金锋教授，博士研究生徐凡，李佳熠；武汉大学博士研究生李泊浩；中科院物理研究所吕力研究员，沈洁研究员，仝冰冰副主任工程师，博士研究生李国安，以及日本国立材料研究所Kenji Watanabe研究员和Takashi Taniguchi研究员。此项研究涉及的器件微纳加工部分在上海交通大学物理与天文学院微纳加工平台完成，极低温测量在中国科学院综合极端条件实验装置完成。本工作得到科技部、国家自然科学基金委、上海市和上海交通大学的资助。

为巩固和提高工程机械散热器产品质量，取得第一手试验检测数据，为研发更新产品提供有力保障和支持，烟台富耐克公司投资450万元新建的产品质量检测中心目前顺利落成。由上海理工大学承担研发、安装和调试的国内配制最高、检测范围最广的风洞热平衡设备一次调试成功，与此同时，检测中心全新配置的压力脉冲试验台、三维振动试验台、散热器爆破试验设备、电子探伤设备等一整套全系列试验检测仪器均调试完毕，顺利进入正常运行。 　　烟台富耐克一贯注重产品质量、重视品牌建设，检测中心的落成无疑给公司产品质量上台阶、提高品牌知名度注入了活力和动力，提高了保障和支持能力。先进齐全的检测中心落成，昭示着富耐克产品在中国工程机械领域的配套更加广泛和广阔。目前，该项目正在申报国家级检测中心，与各级权威检测部门的合作正在洽谈中。富耐克诚邀行业各界技术精英、业内专家前来考察指导，欢迎各主机企业领导莅临赐教。

一、项目基本情况（一）项目一1.项目编号：1499002024AGK02380（SDXZYGK-24059）2.项目名称：山西大学超导纳米线单光子探测器系统采购项目3.政府采购计划文号：ZFCG-149900-2024-1-0331634.采购方式：公开招标5.预算金额：8000000.00元6.最高限价：8000000.00元7.采购需求: 本项目共1包，参与招标的供应商提交的投标文件必须实质上响应本招标文件的要求。序号货物名称数量单位用途备注1超导纳米线单光子探测器系统1套超导纳米线单光子探测器系统,主要应用于低温系统和真空泵组提供低温环境，结合超导纳米线探测器及其控制系统，实现高效率、暗计数光纤通信波段单光子探测。2超导纳米线单光子探测器系统3套是否允许代理商参加是交货地点山西大学执行标准及验收标准详见招标文件第五部分商务、技术要求。服务要求详见招标文件第五部分商务、技术要求。相关政策要求详见招标文件内具体要求。注：上述表格中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。8.合同履行期限：自合同签订之日起100天。（二）项目二1、项目编号：SDHXGK-240412、采购计划文号：ZFCG-149900-2024-1-033164；3、项目名称：山西大学X射线三维高分辨显微成像系统（工业CT）采购项目；4、采购方式：公开招标；5、预算金额：4160000元；6、最高限价：4160000元；本项目预算实行总包控制，超出预算（最高限价）视为投标无效。7、采购需求：本次招标项目共1包，参加投标的投标人所投项目必须完全响应招标文件中所列内容。序号标的名称数量单位简要技术需求备注1X射线三维高分辨显微成像系统（工业CT）1台详见招标文件国产产品注：（1）上述采购内容中未特别标注为“进口产品”字样的，均必须采购国产产品。所采购的货物必须符合国家的强制性标准。（2）范围包括：货物的供货、运输、安装、调试、售后服务、质保期等及招标文件规定的其它项目和服务等。具体报价范围、采购范围及所应达到的具体要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。8、合同履行期限：签订合同后90日历天内完成供货、安装及调试。9、本项目不接受联合体投标。 二、获取招标文件 1、获取时间：2024年9月30日00时00分至2024年10月14日00时00分（招标文件的发售期限自开始之日起不得少于5个工作日）（北京时间，法定节假日除外）。2、获取方式：山西政府采购平台（https://login.sxzfcg.zcygov.cn/user-login/#/login）线上获取。3、售价：免费 三、对本次采购提出询问，请按以下方式联系 1、采购人信息名 称：山西大学地 址：山西省太原市坞城路92号联系方式：0351-70112552、采购代理机构信息名 称：山西华兴项目管理有限公司地 址：太原市小店区南中环街企联大厦东区6层联系方式：0351-7818598、135464143003、项目联系方式项目联系人：朱妍、石佳奇、李想电话：0351-7818598、13546414300

近日，“室温超导”热度持续走高。8月2日，天风国际证券分析师郭明錤表示，常温常压超导体的商业化尚无时间表，但是未来它将对消费电子领域的产品设计产生颠覆性影响，即便iPhone都能拥有匹敌量子计算机的运算能力。　　从二级市场来看，超导相关概念股表现活跃。东方财富Choice数据显示，8月2日，超导概念股集体高开，中孚实业、百利电气等个股涨停，板块指数创今年以来新高。　　“常温常压超导不需要特殊的温度和压力，是目前最有商用价值前景的超导体，如其落地则意味着可以为消费电子等更多产业带来巨大变革。”南京大学高性能计算中心高级工程师盛乐标在接受记者采访时表示，“常温常压超导材料将显著提升芯片的计算性能，促进量子计算、超导逻辑电路等发展，为计算机、手机等提供更高的电流密度和更低的能耗。”　　如果常温常压超导材料取得突破，将在能源、计算等诸多领域产生变革，如可用于构建量子计算机等。　　不过，目前室温超导体的相关研发工作仍在初期阶段。“从理论、实验，再到评审验证及量产，常温常压超导体的可行性落地仍有很长的路要走，同时其真正商业化还面临应用条件完善、技术路径变化、设计难度、成本等多重挑战。资本市场也要警惕过度炒作现象。”钧山董事总经理王浩宇对记者表示。　　科技部国家科技专家周迪认为，超导体是一种比常规导体更为优越的无损耗导电材料。目前，常温常压超导体落地的主要难点在于超导材料和制备适配难度较大，多个机理的未知问题也有待解决。　　对于“室温超导”的落地，相关上市公司虽集体持观望态度，但也将其视为重要的研发方向，并提前酝酿布局。　　鑫宏业在投资者互动平台上表示，超导技术（高温、低温、常温）是未来电力输送的重要发展方向，是特种线缆未来的重点研发方向，公司会积极关注。九洲集团表示，超导技术可以提高电能传输的效率，降低能源损耗，因此可能会对电力设备制造业带来积极的影响。广电电气称，公司保持对重要新兴技术及领域的密切关注。永鼎股份则表示，公司在等待相关验证的过程。　　根据贝哲斯咨询调研数据显示，2022年，全球超导体市场容量达405.93亿元，预测至2028年，全球超导体市场规模将会达到618.21亿元。　　“重大装备、AI智造等领域急需的半导体材料、超导材料等是新材料产业重点发展方向。在自主化创新的推动下，未来几年国内超导产业有望迎来迅猛增长。”看懂经济研究院研究员袁博认为。

近年来，随着金属加工、航空航天、地质勘探、矿山测绘、金属冶炼、电子产品等众多前沿领域不断发展与兴起，金属材料检测行业的市场需求驱动因素也在不断增长。据智研咨询《2024-2030年中国金属材料检测行业市场竞争力分析及投资前景预测报告》中统计，我国金属材料检测市场规模从2016年的293.5亿元增长至2023年的406.99亿元，其中：钢铁材料检测市场规模增长至140.23亿元，有色金属检测市场规模增长至266.76亿元。这表明在我国近年各项政策支持下，金属材料检测行业有望迎来稳定发展期。其中，手持式光谱仪作为金属材料检测赛道的强势分支，凭借携带方便，现场检测，快速无损，分析速度快等综合优势，大大提高了检测效率，受到各大产业广泛应用。与西方发达国家相比，我国金属材料检测行业发展历史较短，从初期至今大约仅经历了半个世纪。但随着我国正式加入世界贸易组织后，在受到外资检测机构冲击以及我国社会经济飞速发展所带来强大检测金属材料需求的双重因素作用下，我国金属材料检测行业进入了光速发展阶段。在此情形下，国产手持式光谱仪品牌森沙仪器根据市场现实与潜在需求，创新研发出HX-5手持式光谱仪，该产品在检测结果的准确性和稳定性方向获得了进一步提升，成功抢占国内手持式光谱仪市场先机。攻克难点，实现“反比式”加强凭借多年在XRF光谱分析领域的技术经验，森沙仪器在产品不断研发迭代过程中，发现了影响手持式光谱仪准确度和稳定性的三大要素，即分辨率、信号强度，与散热效率。在手持式光谱仪检测中，业内通常会以铁元素峰的宽度来定义仪器的分辨率。如果峰的宽度过大，分辨率便会过高，这导致以Mn元素为代表的一些元素极为容易受到分辨率影响，使得检测结果忽高忽低。因此分辨率是手持式光谱仪研发设计第一个关键点：分辨率越低越好，这与我们对于一般仪器分辨率高低的认知正好相反。而影响手持式光谱仪准确度和稳定性的第二个关键点，在于探测器接收到样品X射线的荧光强度。手持式光谱仪会将探测器每秒钟接收到的X射线粒子的数量当做信号强度。每秒信号强度越高，则检测数据的精度越高，元素波动范围越小，检测结果也就越稳定。因此，在手持式光谱仪的理想研发设计中，分辨率和信号强度呈“反比”的关系才能实现产品更好的准确度和稳定性，即仪器分辨率越低，信号强度越高，检测结果就越准确。但在现实情况下，手持式光谱仪设计中分辨率和信号强度则会呈“正比”关系。通常手持式光谱仪产品在设计研发过程中，如果降低分辨率，信号强度也会变低，只有提高分辨率，信号强度才能变强，这使得市面上普通手持式光谱仪的检测结果往往准确度和稳定性难以兼得，这也是目前业内手持式光谱仪普遍难以攻克的设计难点。森沙仪器深知此类产品的研发状况，由此在这一研发板块投入多年时间，通过大量研究测试，终于形成可实现的解决思路，并由此打造出HX-5手持式光谱仪产品。HX-5手持式光谱仪会在检测样品前的300ms，通过X射线光管中源级X射线照射到样品表面产生的次级X射线荧光，来探测被检样品属性。不同于其他手持式光谱仪采用的固定光管电压电流设计，HX-5手持式光谱仪会通过内置智能化程序自动调整X射线光管的电压和电流，这一调试会根据提前设定好的固定信号强度来判定。如果信号强度过高就降低光管电流，从而获得更低的分辨率；如果信号过低，则提高光管电流，优先保证信号的强度。同时，由于森沙仪器具有完全的知识产权，HX-5手持式光谱仪在检测过程中还可根据客户样品的不同自行选择信号强度优先还是分辨率优先，完全做到根据检测材料不同、元素不同来提供不同的基数方案，实现更具针对性、更精准的检测结果。同时，森沙仪器还会根据整体架构设计，降低整台仪器的噪声信号，从而加仪器强信号强度，实现了手持式光谱仪设计中分辨率达到最低的同时信号强度达到最高的理想状态，从而获得相较于同类产品中更准确的测样结果和更稳定的测样数据波动。独家设计，打破散热桎梏在实际应用中，手持式光谱仪通常会在检测过程进入大功率运行模式，内部也由此会产生极大的热量。如同其他科学仪器一样，积累的热量必然会影响到仪器的准确度和稳定性，因此如何实现绝佳的散热效果，也是手持式光谱仪设计中的一大课题。森沙仪器通过检测，发现手持式光谱仪内部的热量主要源自于两部分，一部分是X射线光管，另一部分则是探测器。从散热的理论上来研究，手持式光谱仪要想实现更大散热量，需要从传热系数和散热器表面积两方面下功夫。站在传热系数的角度考虑后，森沙仪器在常用加工金属材料中，依据不同材质金属材质的导热系数，再结合易加工性、重量、成本等几个方面考虑后，选择了传导系数高达201W/mK的6063铝合金，而像大众常见的304不锈钢材料，传导系数仅有16.2W/mK。在增大散热表面积上，森沙仪器选择将探测器的散热片结构设计分为前端和后端，其中前端和后端的散热片又分为上、下两部分，这两部分被设计成充分贴合探测器和X射线光管表面的金属层，以此将仪器温度更好地传导至散热片上。同时为了进一步提升散热效率，森沙仪器设计出仪器头部导热系统，将探测器的散热片与HX-5手持式光谱仪的铝合金头部进行结合，覆盖至整个仪器的前端与顶部，将热量分散传导以此增大散热表面积。通常的手持式光谱仪在散热层面的考虑基本都到此为止，但森沙仪器没有在科技创新的道路上止步，不仅最大化增加了表层散热面积，更是通过创新式研发，以增加热量导出循环的思路，挖掘仪器内部散热面积的潜力。不难发现，市面常见的手持式光谱仪内部往往会由外壳包裹，并未起到散热作用。而森沙仪器HX-5手持式光谱仪则最新采用风冷循环系统，通过增加风扇与散热鳍片，将热量通过风冷方式从内部传导至外部空间，从而大大均衡室温和仪器内部温度温差实现散热目的。科技创新，推动高质量发展高质量发展是推进经济结构转型的持久动力，科学仪器则是实现高质量发展的的核心驱动力。从18世纪工业革命的机械化，到19世纪工业革命的电气化，再到20世纪工业革命的信息化，科学仪器都在其中扮演着重要角色，一次次颠覆性的科技创新，给社会生产力带来了极大的解放，实现了经济文明跨越式的发展。而作为科技创新的必要基础和重要载体，科学仪器在我国已呈现国产化趋势，并逐步构建自主可控的产业生态，这也是国家科技创新能力及综合国力的体现。今年十四届全国人大二次会议，传递出以新质生产力更好推动高质量发展的强烈信号，如何发展新质生产力已成各大产业的首要课题。身为新材料产业链中游，森沙仪器响应发展新质生产力号召，致力于科技创新，不断打破传统仪器技术壁垒，大力研发质优科学仪器，以此提升产业全要素生产率，服务实体产业，释放“新质”潜能，助力我国发展向“新”而行、向“新”而进，以科技创新推动产业创新，汇聚起发展新质生产力的时代洪流。

高温铜氧化物的超导电性是凝聚态物理中的一个重要问题。围绕该研究，目前国内外科学家在该领域已经做了大量工作，其中包括研究具有相似结构的替代过渡金属氧化物中的三维电子机制。遗憾的是，在这些类似的化合物中没有一种呈现超导性。 近期，美国阿贡实验室科研人员研究发现低价准二维三层化合物Pr4Ni3O8没有出现La4Ni3O8中的电荷条纹序，取而代之的是从而表现出金属性。X射线吸收光谱表明，金属Pr4Ni3O8在费米能之上的未被占据态具有低自旋构型，具有明显的轨道化和明显的dx2-y2特征，这正是铜氧化物超导体的重要特点。密度泛函理论计算也证实了这一结果，并表明dx2-y2轨道在近Ef能占据态中也占主导地位。因此，Pr4Ni3O8属于空穴掺杂铜氧化物的3d电子机制，它是迄今为止报道的接近铜氧化物超导的类似材料之一，如果可以实现电子掺杂则有望在该体系中实现高温超导性。相关结果发表在Nature Physics（Volume 13, pages 864–869 (2017), DOI: 10.1038/NPHYS4149）。 该项研究工作所用R4Ni3O10 (R=La,Pr)单晶样品由德国SciDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉成功制备。其中，La4Ni3O10单晶生长采用20bar氧压条件，Pr4Ni3O10单晶生长采用140bar氧压条件，O2流速为0.1L/min；R4Ni3O8单晶样品由R4Ni3O10单晶样品去除O2获得。高温高压光学浮区炉垂直式双镜设计加热区原理图 德国SciDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高可实现高达3000℃高温，高压力可达300bar，多种规格可根据用户需求提供选择，该单晶生长系统一经推出便备受国内广大同行青睐！目前中国科学院物理研究所、中国科学院固体物理研究所、北京师范大学、复旦大学、上海大学、南昌大学以及中山大学等众多用户均选择了该设备！