显微大差射应力仪

近日，浙大城市学院预算158.59万元申请采购一台进口X射线残余应力分析仪，该设备的采购已经由归口部门科研处组织5名熟悉该产品性能的专家（含1名法律专家），进行了X射线残余应力分析仪的可行性论证及进口设备专家认证，现予以公示。详情如下：一、 采购人名称：浙大城市学院二、 进口产品公示编号：importedProduct202208743286259三、 采购项目名称：浙大城市学院X射线残余应力分析仪设备四、 申请理由该设备的采购已经由归口部门科研处组织5名熟悉该产品性能的专家（含1名法律专家），进行了X射线残余应力分析仪的可行性论证及进口设备专家论证，论证会就设备购置的理由和必要性进行了充分论述，同时对国内外厂商设备的技术参数进行了详尽的对比分析，并对设备采购后的使用效益进行了预期成果评估。在听取了采购单位的设备需求调研报告后，技术评审专家认为进口设备在探测器技术（进口设备:圆形全2维面探测器 VS 国产设备:1维线探测器）、2θ角度范围宽（进口设备:120°～169° VS 国产设备:144°～168°）、可测试材料种类（进口设备:可测试铁素体、马氏体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金、钛合金、铜、钨、碳化钨等多种材料 VS 国产设备:标配Cr靶可测试材料种类为3种，含铁素体、奥氏体、铝合金等材料）、测试效率（进口设备:1次X射线入射即可完成残余应力测试 VS 国产设备:至少5~7次）、X射线管功率（进口设备:45W VS 国产设备:12W）、高精度（进口设备:基于500个衍射峰进行残余应力拟合 VS 国产设备:残余应力拟合采用的最多衍射峰数量为20个）等方面涉及多项技术专利，具有国产设备不可替代性。五、 论证专业人员信息及意见论证专业人员专家人员职称专业人员工作单位专家一教授重庆大学专家二副教授哈尔滨工程大学专家三副教授上海交通大学专家四副教授上海交通大学机械与动力工程学院专家五律师福建杰斐逊律师事务所专家一：X射线残余应力分析仪可实现材料的残余应力检测，对准确、全面的评估材料的表面力学性能有极其重要的作用。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本Pulstec，芬兰Stresstech等等。主要参数性能指标:1. 探测器技术：圆形全二维面探测器；2. 冷却方式：内置风冷。国内市场上的国产设备，占有率较大的国产品牌有邯郸AST，丹东Haoyuan等等。主要参数性能指标: 1. 探测器技术：一维线阵测器；2. 冷却方式：水冷。国产设备无法满足申请单位需求，具体体现在：1. 探测器技术：目前还停留在一维线阵探测器水平，而进口设备已圆形全二维面探测器技术；2. 冷却方式：水冷，设备产生的热量太大，需要水冷才能满足需求，产生热量大容易烧坏X射线管，有潜在的使用风险。综上，结合浙大城市学院对X射线残余应力分析仪探测器技术要求必须采用大尺寸圆形全二维面探测器且需要内置风冷的方式；同时在设备应用中，国产设备的测角仪装置会限制复杂形状样品的原位测量，对于复杂形状样品的测量难以胜任，而进口设备由于采用大尺寸圆形全二维面探测器技术，因此设备可避免传统测角仪装置带来的测试局限。因此，建议采购进口设备。专家二：X射线残余应力分析仪可对金属零件进行残余应力检测，通过对材料残余应力检测分析，可为材料的加工、处理等工艺的改善优化提供实验上的数据支持，促进实现材料表面改性。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本pulstec、日本Rigaku等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：5种（含：铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等材料）；2. 2θ角度范围：120°～169°。国内市场上，占有率较大的国产品牌主要是邯郸AST等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：3种（含：铁素体、奥氏体、铝合金等材料）；2. 2θ角度范围：144°～168°。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1. 标配Cr靶可测试材料种类：只能测3类材料，功能上不及进口设备；2. 2θ角度范围：范围比较窄，功能上不及进口设备更为宽。综上，结合浙大城市学院对铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等多种材料的残余应力测试需求，以及需要较大范围的2θ角度范围（120°～169°）保证性能，因此建议采购进口设备。专家三：X射线残余应力分析仪可对各种金属工件进行残余应力测试表征，残余应力对工件的疲劳断裂、服役寿命等至关重要，可靠的残余应力数据获取对研究材料的失效行为有着极其重要的意义。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本pulstec、日本Rigaku等等。主要参数性能指标：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：1次；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：500个。国内市场上，占有率较大的品牌有丹东Haoyuan等。主要参数性能指标：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：5~14次；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：5~28个。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：需要多次才能完成残余应力测量，不如进口设备测试效率高；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：只能达到几个或几十个的量级，不如进口设备的500个得到的数据信息丰富。综上，结合浙大城市学院高精度、高效的残余应力测试需求，需要1次X射线入射即可最多获取500个衍射峰用于残余应力检测分析，因此建议采购进口设备。专家四：X射线残余应力分析仪是对零件进行残余应力检测的重要科研设备。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本Pulstec、德国Huber等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：5种（含：铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等材料）；2. V靶可测试材料种类：4种（含：钛合金、铜、钨、碳化钨等材料）；3. 衍射信息呈现方式：支持3种模式（2D德拜环、3D德拜环、衍射峰）。国内市场上，占有率较大的国产品牌有AST、Haoyuan等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：3种（含：铁素体、奥氏体、铝合金等材料）；2. Cu靶可测试材料种类：2种（含：钛合金、钨等材料）；3. 衍射信息呈现方式：1种模式（衍射峰）。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1）标配Cr靶可测试材料种类：只能测3种，不如进口设备的多；2）Cu靶可测试材料种类：只能测2种，不如进口设备的多；3）衍射信息呈现方式：只能采用1种模式，不如进口设备功能强大。综上，结合浙大城市学院对多种材料（铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金、钛合金、铜、钨、碳化钨）的残余应力测试及丰富衍射信息的需求，因此建议采购进口设备。专家五：（一）浙大城市学院拟采购的进口设备符合《政府采购进口产品管理办法》（财库【2007】119号）第三条以及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》（财办库【2008】248号）二、三的认定情形。（二）该设备未列入商务部《限制进口机电产品目录》和《中国禁止进口限制进口技术条目》。（三）根据市场调研，国产设备在探测器技术、2θ角度范围、可测试材料种类、测试效率等方面存在数据不准确、可重复性差、效率低等问题，与进口设备相比存在较大差距，不满足采购单位需求。该设备属于国家的非限制进口仪器设备，符合国家相关进口产品的法律规定，建议该项目采购进口设备。六、联系方式1、采购人名称：浙大城市学院联系人：胡敏联系电话：0571-88011058地址：杭州市拱墅区湖州街48号2、同级政府采购监督管理部门联系人：厉先生监管部门电话：0571-89580456传真：0571-89580456地址：杭州市中河中路152号614办公室七、附件：进口专家意见论证.pdf

在半导体生产过程中，退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力，而应力分为张应力和压应力；应力也分有益的和有害之分。应变 Si（strained Silicon 或 sSi）是指硅单晶受应力的作用，其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在，使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变，导致其能带结构发生变化，从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明，在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变，可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而，从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始，在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变，提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率，从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS（micro-electro-mechanical systems）器件中重要的结构材料，通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用，多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力，残余应力的存在将影响晶圆的强度，引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图，随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上，顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征，准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法：一种是X射线衍射，通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力，这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量，但测量范围较小，且对试样的制备具有较高的要求，基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法，该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测，是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源，并具备高光谱分辨率（小于 1cm-1）的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光（带箭头实线）经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束（带箭头虚线）经过光束分离器和反射滤波器后，汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关，只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时，激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时，其原子的键长会相应地伸长或缩短，使薄膜的力常数减小或增大，因而原子的振动频率会减小或增大，拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时，拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系，即Δδ＝ασ或者σ＝kΔδ，Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量，σ是薄膜的残余应力，k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅，激光光子与其作用时存在3种光学振动模式，两种平面内的一种竖直方向上的，这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时，这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK－ λI ＝ 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量（光子变形能）λi（i＝ 1 ，2，3）是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量（λi≈ 2ω0（ωi－ω0）），I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响，使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11＝－2.12ω02 K12＝－1.65ω02 K33＝－0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11＝ 6.20×10-12Pa-1S12＝－1.39 ×10-12Pa-1S33＝ 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析，假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反（指向桥中心）的力使薄膜呈拉应力。此时，拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω ＝σ（K11＋2 K12）（S11＋2 S12）/3ω0代入参量得Δω ＝－1.6（cm-1GPa-1）σ，即σ＝－0.63（cmGPa）Δω （1）其中σ是多晶硅薄膜的残余应力，单位为GPa；Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1，从图3可以看出，当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时，多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动，即当测量位置接近中部时，多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置，就可以根据式（1）得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况，如图4所示。由于制造过程的偏差，多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布，红色的应力越大，蓝色的应力较小。

成果名称 微区X射线残余应力仪 单位名称 北京师范大学 联系人 常崇艳 联系邮箱 changcy@bnu.edu.cn 成果成熟度 □研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他 成果简介： 基于毛细管的微区X射线残余应力仪样机 国内首台基于毛细管X光透镜的应力仪样机研制成功，并在第三届全国喷丸强化学术会议中成功展示，吸引了广大国内国外学者的关注，成为了本次大会的一大亮点，填补了我国微区便携式残余应力仪的空白，相关实验成果被国外杂志Instrumentsand Experimental Techniques接收。 研发关键 现有国产X光残余应力仪的X光源焦斑尺寸大大超过常规衍射仪的焦斑尺寸，毛细管传输X射线的效率要大大降低。在如此苛刻的条件下完成提高应力仪的光强增益，必定要经过毛细管几何参数的优化设计。具体而言，要先建立正确的光源计算模型；根据光束焦斑尺寸，确定透镜的后焦距；透镜的前焦距、透镜长度和外形曲线，以出射光强最大化为基准依次确定。 研究出低粗糙度的毛细管制作工艺条件是另一项研发关键。通过对拉丝温度、拉丝温度梯度分布、送料速度和拉丝速度等多种参数对毛细管内表面粗糙度的影响研究，以获得宽波段、高效率传输大面积发散X光束的最佳制备工艺条件，可使毛细管的效果发挥至最佳。 仪器创新点 可归纳为以下两方面： 微区X射线残余应力仪是首次使用X射线聚焦元件，真正实现微区的残余应力测定功能的技术产品。 在残余应力测定技术方面，通过毛细管X光透镜的使用，首次在国际上提供以发散和会聚为主要光束成分的两种入射X射线，为研究和发展残余应力测定技术提供了新手段。 性能指标 在微区X射线残余应力仪工作距离160mm处，由金属刀口扫描法测量的微分曲线结果显示，该处的光斑尺寸（FWHM）约0.38mm，光斑全宽约0.9mm。计算得到照射在样品的FWHM面积约为0.113，整个光斑面积约为0.636，达到了微区照射效果。 当使用微区X射线残余应力仪测量直径&Phi 2.5mm的钱江弹簧轴向应力（微曲面样品）时，对比常规X射线残余应力仪(配备&Phi 0.63mm光阑准直器)，在不同计数时间下&psi 0° 方向衍射峰高增强10.66倍。同理，衍射强度在&psi 0° 方向增强13.45倍。 当使用微区X射线残余应力仪测量直径&Phi 4mm钢珠（曲面样品）的应力时，应力值测量效果良好，平均应力值在-1295.6MPa左右。而使用常规X射线残余应力仪(配备&Phi 0.4mm光阑准直器)测量样品残余应力则预估值偏差较大，平均应力值仅为-261.8MPa。 应用研发 目前国外品牌X射线残余应力仪产品是以提供微焦斑作为其产品的核心支撑，其优势在于它的焦斑面积小，可使单位面积上的光子数增多，进而提高相对光强。如加拿大PROTO公司旗下诸多产品，焦斑大小仅在0.5mm*0.5mm左右。未来结合微焦斑光源，毛细管X光透镜的优势将得以完全发挥。为此，毛细管X光透镜在微区残余应力方面的研究也会逐步向微焦斑类应力仪倾斜，有望达到微区光强增益在20倍以上。目前已有的实验效果来看，经反复进行优化设计的毛细管X光透镜将很有希望完成这一新目标，前景乐观。 应用前景： 微区X射线残余应力仪将重点应用在轻质合金，细焊缝加工件及弹簧，钢珠等工件的应力测试分析上，涉及领域则既包括高新技术，同时又涵盖常规制造业。如在现代航空航天制造业中，轻质合金部件研制的先进性和可靠性等因素决定着轻质合金材料在现代航空航天制造业中的应用，因此测试分析过程显得尤为必要。而弹簧及其它曲面零件的应力测定，则对确保我国汽车、内燃机、火车、飞机等整机的安全与可靠性，具有极为重要的工程应用价值。 掌握窄焊缝、高应力梯度的残余应力分布规律，需将测试面积控制在极小范围，但这对本身衍射强度极低的钛合金等轻质合金而言，几乎是无法实现的。从国际上最新的测试手段看，中子衍射强度高较为可行，但其运行依赖于中子反应堆，目前仅在法国及德国建有实验基地。因此在我国现有条件下，经济实惠地解决该类问题，微区X射线残余应力仪则是较好的发展方向。而且，随着现代机械领域的迅猛发展，弹簧制造行业无论在生产规模还是产量方面均获得了极大促进，弹簧服役条件的苛刻要求与日俱增，急需研究新的弹簧质量检测方法，微区X射线残余应力仪无疑将成为新选择。 知识产权及项目获奖情况： &ldquo 一种应力仪&rdquo ,专利号ZL201320272397.0, 授权时间:2013年11月06日.

一、项目基本情况1.项目编号：OITC-G230311156项目名称：中国科学院金属研究所场发射透射电子显微镜采购项目预算金额：850.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：850.0000000 万元（人民币）采购需求：包号设备名称数量简要用途交货期预算交货地点是否允许采购进口产品1场发射透射电子显微镜1套本系统主要用于各种材料高分辨快速成像和化学分析，系统由电子光学系统、高压系统、真空系统等部分组成。合同生效后18个月850万元中国科学院金属研究所是 投标人可对其中一个包或多个包进行投标，须以包为单位对包中全部内容进行投标，不得转包、分包，评标、授标以包为单位。合同履行期限：合同生效后18个月内交货。本项目( 不接受 )联合体投标。2.项目编号：23CNIC-031692-009项目名称：中国科学院金属研究所广角X射线散射仪采购项目预算金额：700.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：700.0000000 万元（人民币）采购需求：名称：广角X射线散射仪数量：1套简要技术要求：本设备用于在温度（普冷区）、应力、磁场等复杂环境下精准测量金属、塑晶、磁性等材料的X射线衍射谱；可在温度（深冷区）、压力等环境下测试材料X射线原子对分布函数。用以研究材料多尺度应力分配、压力诱导分子有序度变化等材料科学共性问题。★微焦斑转靶最大额定输出功率：不低于800 W★ 微焦斑转靶额定管电压：不低于50 kV★微焦斑转靶额定管电流：不低于16 mA（50 kV下）★无液氦分体式超低振动设计，不消耗液氦★ 温度范围：10 K-350 K★ 温度稳定性：≤100 mK合同履行期限：合同生效后8个月本项目( 不接受 )联合体投标。3.项目编号：23CNIC-031692-008项目名称：中国科学院金属研究所高温微动磨损试验机采购项目预算金额：300.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：300.0000000 万元（人民币）采购需求：名称：高温微动磨损试验机数量：1套简要技术要求：本设备用于各种材料、涂层和薄膜在高温环境下的摩擦磨损性能测试，可为各种材料和各种涂层以及薄膜的研究提供有效手段，符合国家及相关国际标准，接触形式包括点、线、面三种。★高载荷模块：3—2500N, 加载控制精度：±1%，分辨率：0.1N★行程：0.01—5mm ，位移控制精度：优于10um，重现性：0.3%位移传感器：分辨率：2 μm，响应时间： 10 s★频率：1—500Hz 合同履行期限：合同生效后6个月本项目( 不接受 )联合体投标。二、获取招标文件时间：2023年07月04日 至 2023年07月11日，每天上午9:30至11:30，下午13:30至16:30。（北京时间，法定节假日除外）地点：北京市西城区北三环中路25号英斯泰克大厦5层方式：电话联系购买售价：￥600.0 元，本公告包含的招标文件售价总和三、对本次招标提出询问，请按以下方式联系。（一)1.采购人信息名 称：中国科学院金属研究所　　　　　地址：辽宁省沈阳市沈河区文化路72号　　　　　　　　联系方式：佟老师 024-23971066　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：中国仪器进出口集团有限公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市西城区北三环中路25号英斯泰克大厦　　　　　　　　　　　　联系方式：唐经理 010-60961220/18612037725 陶经理010-60961520/18618131338　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：陶经理电　话：　　010-60961520(二）1.采购人信息名 称：中国科学院金属研究所　　　　　地址：沈阳市沈河区文化路72号　　　　　　　　联系方式：佟老师；024-23971066　　　　　　2.采购代理机构信息名 称：东方国际招标有限责任公司　　　　　　　　　　　　地　址：北京市海淀区丹棱街1号互联网金融中心20层　　　　　　　　　　　　联系方式：王军、郭宇涵、李雯；010-68290508、010-68290599　　　　　　　　　　　　3.项目联系方式项目联系人：佟老师电　话：　　024-23971066

p 　　 strong 仪器信息网讯 /strong 2015年10月17日，由中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司、中国兵器工业第五九研究所等单位承担的国家科技部重大科学仪器设备开发专项“短波长X射线体应力无损分析仪开发及应用”的研究成果，顺利通过了四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会组织的科技成果及新产品鉴定。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 现场.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0320ff88-b9a6-43a1-a3b3-8557088232ef.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai" strong “短波长X射线衍射分析技术暨短波长X射线体应力无损分析仪新产品鉴定会”现场 /strong /span /p p 　　按照鉴定会程序，鉴定委员会听取了研制工作报告、技术报告，观看了技术研发视频，审核了第三方机构检测报告，考察了仪器现场，并进行了充分讨论、质疑。最后，鉴定委员会一致认为“短波长X射线衍射分析技术及短波长X射线体应力无损分析仪新产品”属于国际首创的技术与仪器，获得了多项国际、国内专利授权，对我国重大装备制造业水平的提升具有推动作用。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img style=" WIDTH: 400px HEIGHT: 455px" title=" image002.jpg" border=" 0" hspace=" 0" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/8971472e-bb72-4eae-b3d8-d8216642d878.jpg" width=" 400" height=" 455" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" strong span style=" FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai" 短波长X射线体应力无损分析仪新产品 /span /strong /p p 　　材料及工件的应力分布特征是影响物理化学性能的重要因素，在国防军工、航空航天等各个领域，由于材料、工件内部应力导致失败的案例很多，给国家和人民造成重大损失。目前，虽然 a href=" http://www.instrument.com.cn/zc/77.html" target=" _self" title=" " strong X射线(衍射)应力仪 /strong /a 已经得到商业化普及，但其功能只可测定试样约10微米深度表层的应力，无法完成体应力的测定。中子衍射和同步辐射高能X射线应力装置能够开展材料体应力测试，但该类仪器都是以反应堆或同步辐射光源等大型装置为基础，这些装置设备庞大、造价昂贵，无法市场化推广。 /p p 　　针对此现状，中国工程物理研究院材料研究所在“国家科技部重大科学仪器设备开发专项”支持下，研制了实验室用短波长X射线体应力无损分析仪，体积相对较小、价格较低，既可测定体应力，又可市场化推广，在一定程度上填补了以上两类装置之间的空白。 /p p 　　“短波长X射线体应力无损分析仪”采用钨靶发出的波长短、穿透性强的特征X射线，测试材料的内部应力、物相、织构等 利用能量法，改善了入射X射线强度的衰减 采用透射式和反射式的光路设计，获取材料内部结构沿深度分布的信息。该仪器高精度的测角仪、欧拉环等部组件，以及自动控制和应力分析软件等皆是项目组自主研发。样品台最大可承重20Kg 测试铝材当量厚度大于40毫米，无应力铁粉测试误差小于正负20兆帕 空间分辨能力可调，最小空间分辨率为0.1× 0.2× 2mm sup 3 /sup (宽× 高× 厚)，对具有一定厚度的样品能够获得三维空间应力分布。 /p p 　　据介绍，项目组实施了边研制边应用、销售的策略，该仪器已在兵器工业、航空航天、交通运输领域及科研院所得到应用 初步实现仪器的销售，可对外提供材料工件体应力检测服务，目前已创造经济效益696万元。 /p p style=" TEXT-ALIGN: center" img title=" 专家组.jpg" src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/9f7dfd71-eb8a-403a-a7bb-26d116d3c3fe.jpg" / /p p style=" TEXT-ALIGN: center" span style=" FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai" strong 项目负责人与鉴定委员会成员合影 /strong /span /p p 　　此次鉴定会的鉴定委员会成员包括：中科院物理研究所/中国物理学会X射线衍射联合委员会主任麦振洪研究员、清华大学材料学院院长张政军教授、中国工程物理研究院高级顾问/院士武胜研究员、全国无损检测协会副理事长/爱德森(厦门)电子有限公司总经理林俊明研究员、西南交通大学材料学院院长黄楠教授、中国核动力研究设计院二所书记兼副所长/核工业西南无损检测中心主任唐月明研究员、重庆大学材料学院/全国残余应力学术委员会副秘书长叶文海教授、中国东方电气集团有限公司核电设计所所长唐伟研究员、中航工业贵州黎阳航空发动机(集团)有限公司冶金处处长朱明研究员。麦振洪研究员、张政军教授分别为鉴定委员会正、副主任。 /p p 　　此次鉴定会还邀请了中国工程物理研究院科技委前副主任孙颖研究员等12位专家作为见证嘉宾。国家科技部、四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会、绵阳市经济和信息化委员会、中国工程物理研究院、中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司相关领导，该项目负责人中国工程物理研究院材料研究所副总工程师张鹏程研究员及其他项目骨干等出席了本次鉴定会。 /p p style=" TEXT-ALIGN: right" 撰稿：刘丰秋 /p p br/ /p

2019年4月19日，神华国华(北京)电力研究院顺利完成由Quantum Design中国（以下简称QDC）提供的μ-X360s残余应力分析仪的安装验收，QDC工程师紧接着对用户进行了相关知识和设备操作的全面培训。这是继华北电力科学研究院和南方电网贵州电力科学研究院之后，QDC交付验收的中国电力行业的三套μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪。 图1：QDC工程师对μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪进行安装调试 残余应力往往在金属构件的冷、热加工过程中形成，对构件的屈服限、疲劳寿命、构件变形及金属脆性破坏有很大的影响。残余应力会影响到机械构件和工程的质量、使用寿命及其安全保障，尤其近几年人们对高铁、航空航天、船舶海洋、石油化工、民用基础设备设施、国防等部门的安全和防护愈加关注，准确测定残余应力越来越受到科研单位和公司企业的高度重视，比如：航空领域的涂层残余应力检测，基础建设领域的钢结构残余应力检测，冶金领域的铸造、切割和轧制残余应力检测，机械加工领域的钢轨残余应力检测，等等。 图2：μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪X射线衍射残余应力测试方法为无损检测残余应力方法，且理论成熟、完善，因而成为当前应用范围较为广泛的测量结构表面残余应力的方法。蒙国内专家和学者的认可，该技术方法近被列入由“中国质检出版社”和“中国标准出版社”新联合出版的《材料质量检测与分析技术》专业书籍中。 相应的X射线衍射测残余应力设备也成为被较为广泛使用的设备。μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪可以在实验室内或户外现场对不同样品、构件实现快速、的残余应力测试，得到残余应力结果、半峰宽结果，定性分析晶粒大小、织构、取向信息，同时还以用来测试残余奥氏体含量（选配功能）。

本着“创造新价值”的理念，技术开发公司PULSTEC推出了一款真正便携式快速无损X射线残余应力分析仪。日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.利用创新cos-alpha应力分析方法，开发出一种快速、可靠、高度便携的X射线残余应力分析仪。近期，MFN对日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.的销售总监Yoshiyuki Aono和全球销售经理Yoshinobu Teramoto进行了采访，本采访全文刊登于MFN 2021 Vol.22。 (?)MFN：先请介绍一下贵公司PULSTEC。 (!) Y. A.：PULSTEC Industrial Co., Ltd.成立于1969年，距今已有52年的历史。公司位于日本静冈县滨松市，差不多位于日本主岛的中心，在东京和大阪之间。滨松是一座工业城市，人口约80万，是雅马哈、本田和铃木等汽车和乐器行业许多知名公司的长期驻地。PULSTEC初作为这些行业的各种测量仪器和系统的开发商和供应商赢得了良好的声誉，经常为客户开发定制产品以满足客户的技术指标需求。凭借过去的研发经历，PULSTEC工程师在电子、机械、软件技术，特别是用于分析微弱电信号和光学技术的测量仪器方面积累了丰富的经验。创业期过后，PULSTEC通过向全球高科技市场推出原创产品，成功拓展了业务领域，并在东京证券交易所上市。我们的业务持续多元化发展，进入了不同的领域，例如钢铁行业、光学测量和医疗器械领域等等。在过去的52年里，我们与日本及其他各地的客户所建立的良好合作关系是我们企业的生存之本。 PULSTEC总部Yoshiyuki Aono，PULSTEC Industrial Co., Ltd.总监(?)MFN：请向我们介绍一下PULSTEC便携式X射线残余应力分析仪。 (!)Y. A.：在过去，残余应力测量装置十分复杂且非常耗时，而且由于所用测量仪器的设计和剂量率等原因，通常只能由接受过专业培训的人员在实验室中使用。我们开发的这款便携式残余应力分析仪辐射曝光低、安装和操作简单，因此残余应力测量变得更快、更轻松。该仪器实现了分析技术的飞跃发展，其中配备了一个专用大面积二维X射线探测器，与X射线管一起安装于小型便携式装置中。此外，全自动cos-alpha测量数据分析方法将操作者对测量的干预降到了低。Cos-alpha分析方法是一位日本教授在1978年提出的。这种测量方法采用了完整的“德拜-谢乐环”（德拜环）数据，这里的德拜环数据由二维探测器在单次短时间X射线曝光后采集获得。在cos-alpha方法发展的早期阶段，必须使用X射线胶片，然后在对曝光的胶片进行显影后方可得到德拜环图像，并通过手动计算来确定残余应力。近期，PULSTEC与该教授合作，大改进了对衍射X射线的检测和分析效果。应用PULSTEC技术，对样品进行单次短时间X射线曝光，随后进行X射线探测、分析，然后立即重置探测器，这些操作可以在几分钟内完成，而且实现了全自动化。我们通过在便携式应力分析仪中使用影像板（IP）代替X射线敏感胶片实现了这一技术，该影像板可重复使用并可自动读取。我们已经在先进研发工程领域，特别是在机械制造和工程结构领域使用cos-alpha方法测量残余应力的应用中获得了很多成功案例。 早在2012年，我们就发布了X射线残余应力分析仪的版本。一开始，有人怀疑该系统是否可以与现有的XRD方法相媲美，比较有代表性的问题就是“是否可以使用如此小巧简单的仪器测量残余应力？”2020年，cos-alpha方法经材料科学学会批准成为了日本学术协会的一项标准，并对该仪器的测量质量进行了立验证。在标准化工作组进行大量循环测试后，他们验证了这种测量方法与现有基于XRD的方法之间的相关性。此外，他们还证实了基于二维探测器和单次低功率短时X射线曝光技术的德拜环残余应力分析方法的实用性和准确性。分析得出的结论是，该项技术在未来可能会得到广泛应用，因此需要考虑将其标准化。感谢您给予机会介绍这项技术！我希望这些信息能够对研究人员和工程师有所帮助。 Yoshiyuki Aono（右）和全球销售经理Yoshinobu Teramoto（左） (?)MFN：目前的业务发展如何？ (!)Y. T.：到目前为止，我们已经在各地的各种学术会议和展览中遇到了许多工程师和研究人员，他们的反馈证实了测量工程组件和结构中残余应力的重要性。我们已经了解到了对因该设备的体积小、重量轻而带来的可移动性和便携性有需求的各应用领域；例如，现场应用以及与机器人系统的集成。目前，PULSTEC的工程师已经拥有了丰富的经验，并通过与客户的密切合作提出了各种解决方案以满足客户的需求。目前，PULSTEC已经在17个安装了400多台便携式X射线残余应力分析仪；在本文发表时，可能会达到450台。我们的销售基地位于滨松市，在日本东京和美国加利福尼亚设有分支机构。PULSTEC的客户群遍布全球，因此与诸多代理公司建立合作伙伴关系非常必要。例如，在欧洲，我们的合作伙伴之一是德国创新企业“Sentenso”，该公司在表面增强工程方面拥有丰富的经验。此外，我们的系统也被用于诸多大学和研究实验室中，包括日本、美国、英国、德国、中国和新加坡，以及各大主要汽车制造商和许多其他工程制造企业。我想将我们开发的系统介绍给全更多的人，希望它能够帮助从事研发和生产的人员，特别是诸如汽车、机械、航空航天领域等等各个行业的技术人员。我们相信，这一系统的广泛推广将有助于开发新技术及优质安全产品。 (?)MFN：未来有哪些计划？ (!)Y. T.：我们不仅开发了主机系统，还开发了各种测量辅助工具和屏蔽柜等安全设施，这些将作为选件提供给有需求的客户。PULSTEC致力于与我们的客户保持良好的合作沟通关系，倾听他们的需求并为其提供佳解决方案。从以往来看，残余应力测量系统的便携性解决了许多现场测量问题。PULSTEC开发了各种辅助工具来帮助解决现场测试问题。某些情况下，组件形状复杂，有些客户可能需要测量大型物体，而另一些客户则可能需要测量小零件，其中可能是狭窄部位等等。事实证明，使用其他类型的XRD系统进行这类测量很难获得可靠的数据。我们提供的选件之一就是各种孔径的准直器和工具以改变X射线斑点尺寸。同时，我们还提供了多种类型的X射线管。为了充分利用测量速度快这一性能，我们提供了一个自动Mapping选件，可以实现区域应力测量。还有一个显微观察工具选件，用于定位小直径的X射线斑点。其中有一位客户需要对大型零件进行许多测量，我们的工程师设计并制造了一辆推车用来支撑X射线残余应力分析仪。 现场测量显微镜工具 我们在分析金属表面精加工处理引起的应力方面拥有丰富的经验。XRD方法是一种非常合适的表面/次表面残余应力测量手段；但偶尔需要确定应力随零件表面以下深度的变化情况。因此，PULSTEC开发了一款电解抛光机，可用于通过电化学方法对金属做剥层处理，通过重复“抛光-测量”操作，可以得到残余应力随深度变化的分布曲线。增材制造技术是一项新兴技术，通常需要在3D打印中进行残余应力测量。我认为，随着越来越多的制造商使用这种生产方法，表面应力分布图形式的残余应力测量结果将成为许多行业更为重要的参考数据。近期，我们将我们的X射线衍射技术应用到了一种新的测量手段中，即称为“muraR”的“非接触表面硬度变化扫描仪”。这不是单一的X射线点测量，而是对物体表面进行X射线扫描。例如，该扫描仪已用于检测热处理工艺引起的偏差或变化，这种变化增强了晶体结构的变形，且与硬度测量结果有关；类似地，对于更局部化的结构变化，例如在机械烧蚀后，这些变化导致了硬度的局部变化。鉴于其扫描区域大且分析时间短，我们预计该仪器将作为钢铁产品制造质量控制的一部分而用于生产加工中。PULSTEC持续为客户提供优质解决方案。 MFN非常感谢Yoshiyuki Aono和Yoshinobu Teramoto接受此次采访！ 原文链接：https://www.mfn.li/archive/issue_view.php?id=2112&kat=6*有删节 编者：QUANTUM DESIGN中国公司于2015年将PULSTEC公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装近百台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。关注Quantum Design China微信公众号，在对话框中输入“残余应力”了解更多信息。

项目编号：清设招第20221304号（0873-2201HW3L1024）项目名称：清华大学X射线应力分析仪采购项目预算金额：150.0000000 万元（人民币）采购需求：1.本次招标共1包：包号名称数量预算金额（人民币万元）是否接受进口产品投标1X射线应力分析仪1套150是 本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得拆包，不完整的投标将被拒绝。本项目为非专门面向中小企业采购。本项目所属行业为工业。2.采购用途：用于教学科研。以上货物的供应、运输、安装调试、培训及售后服务具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。3.需要落实的政府采购政策：本项目落实节约能源、保护环境、促进中小企业发展、支持监狱企业发展、促进残疾人就业等政府采购政策。合同履行期限：合同签订之日起至质保期满结束。本项目( 不接受 )联合体投标。

2025《中国药典》4003 公示稿 | 玻璃容器内应力测定法及偏光应力仪应用一、内应力测定的重要性内应力是指物体在受到外力或环境因素（如湿度、温度变化）作用下产生的变形，进而在物体内部各部分之间产生的相互作用力。当这些外力消除后，物体内部仍可能残存应力。这种应力的存在会降低玻璃的机械强度，尤其在药品包装的生产、使用及储存过程中，容易导致破裂等问题。因此，内应力的测定对于药用玻璃容器退火质量的控制至关重要。二、内应力测定法根据2024年2月发布的《4003 玻璃容器内应力测定法-第二次公示稿》，以及2025版中国药典的药包材部分所采纳的标准，内应力的测定主要采用偏光应力仪。该仪器利用偏振光干涉原理，通过测量双折射光程差来定量分析玻璃内应力的大小。当玻璃存在内应力时，其表现为各向异性，产生光的双折射现象。通过旋转检偏镜，可以测得双折射光程差，进而计算出单位厚度的光程差δ，即内应力值。而内应力的测定对于药用玻璃容器的质量控制至关重要。通过二次退火处理，虽然可以显著降低玻璃瓶内应力的水平，但不可避免地会有一定量的残余应力存在。关键在于将这些残余应力控制在一个较低的范围内，以确保产品的质量和性能。对于大多数药品包装用的玻璃容器而言，内应力值应控制在40nm/mm以下，以满足药品质量和安全性的要求。基于目前有些应力仪能直接读出双折射光程差，无需先记录角度再换算，因此在无色供试品的定量测定中将“记录此时的检偏镜旋转角度”修改为“记录此时的检偏镜旋转角度或双折射光程差”。其实在普通玻璃容器标准上还是看角度，而三泉中石实验仪器的偏光应力仪，可以同时显示应力旋转角度和光程差，满足各种标准要求。三、偏光应力仪的技术要求偏光应力仪应满足以下技术要求：光场边沿的亮度不小于120 cd/m² ，偏振光元件的偏振度不低于99%，偏振场不小于85 mm。此外，仪器应能在起偏镜和检偏镜之间置入全波片及四分之一波片，且检偏镜可旋转并配备有测量装置。四、偏光应力仪的产品介绍YLY-03S偏光应力仪，是一种设计小巧新颖，操作简便的仪器，广泛应用于制药企业、玻璃制品厂、质检等单位。它不仅可以定性和定量测试玻璃内应力，而且液晶屏可直接读取测试结果，大大提高了测试效率和准确性。该仪器适用于各种玻璃器皿、玻璃计量量具、玻璃容器、药用和食品包装用玻璃瓶等玻璃制品内应力值的测定。五、测试原理与适用范围偏光应力仪采用偏振光干涉原理，配备灵敏色片和1/4波片补偿方法，能够根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量地测量玻璃的光程差。结合CHY-B壁厚测厚仪，可以准确定量地测量出玻璃内应力数值。该仪器的适用范围广泛，包括但不限于玻璃量具、药用玻璃瓶、口服液瓶、安瓿瓶、塑料瓶胚、石英、宝石制品以及其他玻璃容器内应力值的测定。六、结论随着国家标准的不断完善和更新，偏光应力仪作为测定玻璃内应力的重要工具，其精确性和便捷性对于保证药品质量和玻璃制品的安全性具有不可替代的作用。我们紧跟国家标准的步伐，参与标准的制定，为药品包装检测领域的发展贡献力量。

在PA系类设备的基础上，加装晶圆专用的装置，可以高效精确的测量SIC和蓝宝石这类光学性能特殊的产品的双折射和残余应力的信息。 应力双折射测量仪主要特点：操作简单，测量速度可以快到3秒。视野范围内可一次测量，测量范围广。更直观的全面读取数据，无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单，不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射测量仪应用领域: SIC 蓝宝石应力双折射测量仪技术参数： 项次 项目 具体参数1 输出项目 相位差【nm】，轴方向【°】，相位差与应力换算（选配）【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度40x48mm到240x320mm（标准）7选配镜头视野不适用8选配功能 实时解析软件，镜片解析软件，数据处理软件，实现外部控制创新点：测量速度可以快到3秒。 更直观的全面读取数据，无遗漏数据点。 具有多种分析功能和测量结果的比较。 维护简单，不含旋转光学滤片的机构。 高达2056x2464像素的偏振相机。 应力双折射测量仪

X射线衍射法是表面/次表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一，是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，至今仍然是研究较为广泛、深入、成熟的残余应力分析和检测方法之一，被广泛的应用于科学研究和工业生产的各领域。2012年日本Pulstec公司开发出基于全二维探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪——μ-X360n，将利用X射线研究残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度，设备推出不久便得到业界的广泛好评。由于其技术先进、测试数据可重复性高、使用便携等优势，一经推出便备受业界青睐！圆形全二维面探测器一个突出的优势就是X射线单角度一次入射到样品即可得到一个完整的德拜环，一次性获得500个数据点进行高精度数据计算，因而不再需要测角仪，从而摆脱了测角仪对不规则形状样品测试局限，使斜面、弧面、球面等不规则形状样品的残余应力测量成为了可能。除常规样品外，基于全二维面探技术的便携式X射线残余应力分析仪可以测试圆棒、轴承、底盘、螺丝、滚珠丝杠/杆、消声器、连杆、排气管、吊挂构件、角焊区、齿轮齿牙、车轮、管道、油罐、各种压力容器、桥梁等各种工件和构件的残余应力，其中以焊接残余应力检测/焊缝残余应力检测、管道残余应力（尤其钢管残余应力）检测、切削残余应力检测、油罐残余应力检测和齿轮残余应力检测在工业和科研中应用为广泛。2018年，日本Pulstec公司成功克服技术难点，发布了新的产品型号：μ-X360s，将全二维面探测器技术的产品设计和功能完善再次升！目前，PULSTEC已经在全球17个安装了超过450台便携式X射线残余应力分析仪，被用于诸多大学和研究实验室中，包括日本、美国、英国、德国、中国和新加坡，以及许多工程制造企业，特别是诸如汽车、机械、航空航天领域等等各个行业，众多客户也进行了很多有意义的研究工作并发表了大量文章，近期我们对这些文章进行收集并按照应用及不同材料归类整理，希望可以帮助广大科研工作者更好了解PULSTEC μ-X360系列残余应力分析仪的强大能力及广泛应用。一、焊接●Increase of bending fatigue resistance for tungsten inert gas welded SS400 steel plates using friction stir processing, Materials and Design 61 (2014) 275-280●Practical examination of the welding residual stress in view of low-carbon steel welds, J MATER RES TECHNOL. 2020 9(3): 2717–2726●Investigation of the Residual Stress in a Multi-Pass T-Welded Joint Using Low Transformation Temperature Welding Wire, Materials 2021, 14, 325.●Measurement of Residual Stress in Arc Welded Lap Joints by cosα X-ray Diffraction Method, Journal of Materials Processing Technology, Volume 243, 2017, Pages 387-394●Prediction of residual stresses induced by low transformation temperature weld wires and its validation using the contour method, Marine Structures 44 (2015) 232-253●焊接工艺对SUS301L不锈钢残余应力的影响，Electric Welding Machine Vol. 48 No. 3●不锈钢冷金属过渡焊角接接头应力及变形规律研究，Electric Welding Machine Vol. 47 No. 12 二、铝及铝合金●Influences of residual stresses and initial distortion on spring backprediction of 7B04-T651 aluminium plates in creep-age forming, International Journal of Mechanical Sciences 103(2015) 115–126●The influence of alloy composition on residual stresses in heat treated aluminium alloys, Materials Characterization 105 (2015) 47–55●A parametric study of laser spot size and coverage on the laser shock peening induced residual stress in thin aluminium samples, The Journal of Engineering Volume 2015 Issue13●Effect of cutting parameters on the residual stress distribution generated by pocket milling of 2219 aluminum alloy, Advances in Mechanical Engineering 2018 Vol. 10(12) 1–15●Intermethod comparison and evaluation of near surface residual stress in aluminum parts subject to various milling parameters, 2019 Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics Vol. 6●Depth Profile of Residual Stresses to Analyze Textures in Extruded A6XXX, 2021 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1121 012042●Research on Corrosion Fatigue Crack Propagation Behavior of Welded Joints of A7N01P-T4 Aluminum Alloys, Journal of Corrosion Science and Engineering. JCSE Volume 19, Paper 40三、钛及钛合金●Effect of coolant supplied through grinding wheel on residual stress of grinding surface, Advanced Materials Research Vol. 1017 (2014) pp 33-37●Impacts of Machining and Heat Treating Practices on Residual Stresses in Alpha-Beta Titanium Alloys, Journal of Materials Engineering and Performance volume 29, pages3626–3637 (2020)●Distributional analysis of residual stresses with the Ti-6Al-4V internal trapezoidal thread torsional vibration extrusion, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2019) 105:4289–4307四、镍基合金●X-ray Residual Stress Analysis of Nickel Base Alloys, Advanced Materials Research Vol. 922 (2014) pp 274-279●Experimental Investigation of Principal Residual Stress and Fatigue Performance for Turned Nickel-Based Superalloy Inconel 718, Materials 2018, 11, 879●Effects of Cutting Edge Microgeometry on Residual Stress in Orthogonal Cutting of Inconel 718 by FEM, Materials 2018, 11, 1015●基于二维面探的高温合金GH4169残余应力研究，表面技术. 2016,45(04)五、钨合金●Nanostructured laminar tungsten alloy with improved ductility by surface mechanical attrition treatment, Scientific Reports | 7: 1351 |六、镁合金●The relationships between residual stress relaxation and texture development in AZ31 Mg alloys via the vibratory stress relief technique, Materials Characterization 99 (2015) 248–253七、钢铁材料●Residual Stresses and Dimensional Changes Related to the Lattice Parameter Changes of Heat-Treated JIS SKD 11 Tool Steels, Materials Transactions, Vol. 55, No. 5 (2014) pp. 831 to 837●Effects of Pulsed Magnetic Fields of Different Intensities on Dislocation Density, Residual Stress, and Hardness of Cr4Mo4V Steel, Crystals 2020, 10, 115●Effect of Lubrication and Forging Load on Surface Roughness, Residual Stress, and Deformation of Cold Forging Tools, Metals 2019, 9, 783●Effects of fine particle peening on fatigue strength of a TRIP-aided martensitic steel, International Journal of Fatigue, Volume 100, Part 1, 2017, Pages 206-214●Very High-Cycle Fatigue Properties and Residual Stress Relaxation of Micro-shot-Peened EA4T Axle Steel, J. of Materi Eng and Perform 28, 6407–6417 (2019)●X-ray Residual Stress Analysis of Stainless Steel Using cosα Method, Advanced Materials Research Vol. 922 (2014) pp 167-172●X-ray Stress Measurement of Ferritic Steel Using Fourier Analysis of Debye-Scherrer Ring, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol. 64, No. 7, pp. 567-572八、陶瓷材料●基于快速面探测方法的碳化硅表面残余应力测量， Diamond & Abrasives Engineering No. 6, Vol. 38, Serial 228九、高熵合金●Modeling and optimization for laser cladding via multi-objective quantum-behaved particle swarm optimization algorithm, Surface and Coatings Technology, Volume 381, 2020, 125-129 十、实际工程应用●Micro-Magnetic and Microstructural Characterization of Wear Progress on Case-Hardened 16MnCr5 Gear Wheels, Materials 2018, 11, 2290●Integrated Forming and Surface Engineering of Disc Springs by Inducing Residual Stresses by Incremental Sheet Forming, Materials 2019, 12, 1646●Determination of residual stresses for helical compression spring through Debye-Scherrer ring method, Materials Today: Proceedings, Volume 25, Part 4, 2020, Pages 654-658●Study on the Influence of Metallic Powder in Near-Dry Electric Discharge Machining, Journal of Mechanical Engineering 66(2020)4, 243-253●Shear cutting induced residual stresses in involute gears and resulting tooth root bending strength of a fineblanked gear, Archive of Applied Mechanics volume 91, pages 3679–3692 (2021)●Damage Evaluation of Carburizing Gear for Remanufacturing, J. Japan Inst. Met. Mater. Vol. 85, No. 5 (2021), pp. 198–206●在役球形储罐残余应力检测技术的应用及展望，特种设备安全技术 2019, (03) 编者：QUANTUM DESIGN中国公司于2015年将PULSTEC公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装多台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。关注Quantum Design China微信公众号，在对话框中输入“残余应力”了解更多信息。

《RISE大招》前情回顾：与RISE之相遇、相知、相恋和相爱。本系列前几集讲述了RISE拉曼-电镜一体化系统在传统扫描电镜“心有余而力不足”的分析困境下一跃而出到它对于无机材料分析的武功路数：无机相鉴定、金属夹杂分析、结构和结晶度分析等等。（前三集链接：点击下列文字即可快速查看）。01 “我的前半生”结束了，后面的科研之路就靠它了！02 无机材料分析，RISE还有这些大招！03 《RISE大招》无机材料之结构分析和结晶度分析今天呢，主要给大家讲讲RISE对于无机材料中微量元素分析、取向分析和取向应力分析的解决方案。无机材料之微量元素分析在传统的电镜中，由于EDS的检出限为0.1%，所以对于一些微量元素的分析来说较为困难。尤其是要做微量元素或者差异很小的面分布来说，EDS往往不能满足我们的需要。虽然拉曼光谱并不能直接得到元素含量和分布分析，但是有时候微量元素的变化足以引起对应的特征拉曼峰的变化。此时便可利用拉曼光谱去进行微量元素的分析。 如下图，为某矿物试样。Nd元素含量较低，EDS无法通过Mapping将其分布准确的显示。 如果要点扫描，虽然单点数据可以比mapping更准确的测出Nd的含量，但是无法得到分布。如果要仔细分析，需要用户选择很多个测试点进行分析。但是这样得到的数据工作效率很低，数据整理困难，且准确性也难以评价。 而在RISE下则可以先进行拉曼面扫描，发现Nd元素对应的特征峰的积分强度随元素含量而有变化。元素Nd含量偏高的区域的拉曼光谱和红色接近，含量偏低的和蓝色谱图接近，所以根据谱图拟合后得到了根据Nd元素含量而得到的RISE图像。很快的可以找到Nd元素含量偏高或偏低的区域。根据RISE图像，我们还可以再去进行EDS分析，对含量偏高或偏低的区域做更精确的EDS定量分析。这比没有RISE图像仅根据SEM图像随机选点采集很多个数据点，再进行后期分析，无论是准确度还是效率上均要提高很多！无机材料之取向分析取向是晶体材料的重要基本参数，拉曼光谱虽然不能像EBSD一样直接进行晶面指数的分析，但是对于很多无机材料来说，取向不同其拉曼特征峰也会产生积分强度不同或者峰位有所偏移的情况。 如下图，试样为白铁矿晶体，主要成分为FeS2，结构属斜方双锥晶类，对称性较低。在RISE系统下，SEM图像获得了明显的ECC衬度，然后再进行拉曼光谱面扫描，发现不同晶粒的拉曼特征谱线有一定的变化，其峰的积分强度和峰的位置都随取向有一定的关系。进行谱线拟合后，得到了随取向变化的RISE图像。虽然我们不能得到每个晶粒的精确的取向，但是晶粒的分布及大小却可用非常清楚的从RISE图像获得。RISE不同于EBSD识别衍射花样，它另一个角度为分析晶粒提供了一定新的方法。 无机材料之取向应力分析应力测试也是无机材料分析的重要方面，目前微区应力分布测试主要手段是EBSD，通过测试取向差的分布来间接的反应的情况下。但是EBSD分析手段又有一定的局限性。 拉曼光谱也可以间接的反应应力的情况。如果存在压缩应力，特征峰会往高波数方向移动；反之，若存在拉伸应力，特征峰会向低波数方向移动。且应力越大，特征峰的位移越大。 RISE系统的拉曼成像能力非常强大，可以用特征谱线的位移来进行成像。如下图，对做过纳米压痕的单晶硅表面进行RISE成像。发现压痕中心区，特征峰往高波数方向移动，周边往低波数方向移动。根据此规律成像后，得到了纳米压痕区域，硅表面的压缩和拉伸应力分布图。 RISE七十二般武艺，招招新奇，但一招一式，每一个路数都为更好地帮助您的科研分析而生。除了应对传统扫描电镜分析能力薄弱的问题，RISE系统还切实突破并解决了传统意义上的电镜-拉曼联用系统的种种分析弊端，采用了扫描电镜-拉曼光谱一体化的硬件和软件设计，使得综合分析更加行之有效。《RISE大招》下集看点：说了这么多，是时候总结一下啦~Hahaha...关于TESCANTESCAN发源于全球最大的电镜制造基地-捷克Brno，是电子显微镜及聚焦离子束系统领域全球知名的跨国公司，有超过60年的电子显微镜研发和制造历史，是扫描电子显微镜与拉曼光谱仪联用技术、聚焦离子束与飞行时间质谱仪联用技术以及氙等离子聚焦离子束技术的开拓者，也是行业领域的技术领导者。↓ ↓ ↓ 观看RISE大招全系列，请戳：01 “我的前半生”结束了，后面的科研之路就靠它了！02 无机材料分析，RISE还有这些大招！03 《RISE大招》无机材料之结构分析和结晶度分析

偏光显微镜是一种使用透射光原理进行观察的显微镜。它的工作原理是利用透镜将物体的光线聚焦，通过眼睛或摄像机进行观察。偏光显微镜可以用于观察物品的形态、颜色和透明度等特征。在检测粉煤灰微观结构特征方面，偏光显微镜可以用于观察粉煤灰的颗粒形态、大小和颜色的变化等。使用偏光显微镜观察粉煤灰样品时，需要对样品进行制备和处理。首先，需要将粉煤灰样品制成薄片。然后，用显微镜观察样品的形态、颜色和透明度等特征。通过观察，可以发现粉煤灰的颗粒形态不规则，大小和颜色存在差异。这些特征可以提供有关粉煤灰微观结构的信息。检验粉煤灰用偏光显微镜MHPL1500 透射光观察透射偏光显微镜MHPL1500是利用光的偏振特性对具有双折射性物质进行研究鉴定的必备仪器,可供广大用户进行单偏光观察，正交偏光观察，锥光观察。产品配置无应力平场消色差物镜与大视野目镜，高精度偏光载物台，优良的偏振观察附件等。可在透射偏光、反射偏光与透/反射偏光状态下获得良好的显微图像，仪器机械性能优良，观察舒适，操作方便。数码型偏光显微镜系统是将精密的光学显微镜技术、先进的光电转换技术、的计算机图像处理技术完美地结合在一起而开发研制成功的一项高科技产品。可以在显示屏上很方便地观察实时动态图像，并能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。广泛应用于地质、化工、医疗、药品等领域的研究与检验，也可进行液态高分子材料，生物聚合物及液晶材料的晶相观察，是科研机构与高等院校进行研究与教学的理想仪器。透射偏光显微镜MHPL1500产品参数：1. 标准配置型号MHPL1500 (透射照明)目镜大视野 WF10X (Φ18mm)分划目镜 10X (Φ18mm) 0.10mm/div物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 4X/0.10无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 10X/0.25无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 40X/0.65 (弹簧)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm)PL 60X/0.85 (弹簧)透射照明起偏器可360°旋转，有0、90、180、270四个读数集光器卤素灯照明适用光源6V 20W 卤素灯,亮度可调阿贝聚光镜N.A. 1.25 可上下升降目镜筒三目镜,倾斜30&ring ,可进行透光摄影中间接筒内置检偏器, 可自由切换正常观察与偏光观察,90°旋转，带刻度,游标格值12'推入式勃氏镜，中心可调λ补偿器λ/4 补偿器石英锲补偿器转换器四孔(外向式滚珠内定位)调焦机构粗微动同轴调焦, 微动格值:2μm,带锁紧和限位装置载物台旋转式载物台,直径：Φ150mm，360°等分刻度,游标格值6'，中心可调，带锁紧装置2.选配件:名称类别/技术参数目镜大视野 WF16X(Φ11mm)物镜 (中心可调)无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 20X/0.40 无应力平场消色差物镜(盖玻片:0.17mm) PL 100X/1.25 (油,弹簧)无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 20X/0.40无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 50X/0.70无应力平场消色差物镜(无盖玻片) PL L 80X/0.80无应力平场消色差物镜(干式) (无盖玻片) PL L 100X/0.85 (弹簧)转换器四孔(外向式滚珠内定位),可调节物镜中心移动尺移动范围:30mmX25mmCCD接头0.4X0.5X1X0.5X带分划尺,格值0.1mm/格显微镜摄像头USB2.0MHD500USB3.0MHC600、MHD600、MHD800、MHD1600、MHD2000、MHS500、MHS900摄影装置2.5X/4X变倍摄影装置带10X取景目镜4X对焦摄影装置MD卡环PK卡环数码相机接头CANON (A610,A620,A630,A640)

主要特点：操作简单，测量速度可以快到3秒；视野范围内可一次测量，测量范围广；更直观的全面读取数据，无遗漏数据点；具有多种分析功能和测量结果的比较；维护简单，不含旋转光学滤片的机构 高达2056x2464像素的偏振相机。应用领域：小尺寸样品专用光学镜头主要技术参数： 项次 项目 具体参数1输出项目 相位差【nm】，轴方向【°】，相位差与应力换算（选配）【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度7选配镜头视野6.3x7.5mm8选配功能 实时解析软件，镜片解析软件，数据处理软件，实现外部控制测量案例：创新点：操作简单，测量速度可以快到3秒； 视野范围内可一次测量，测量范围广； 更直观的全面读取数据，无遗漏数据点； 具有多种分析功能和测量结果的比较； 维护简单，不含旋转光学滤片的机构 高达2056x2464像素的偏振相机。 应力双折射仪 PA-300-MT

1.为什么要检测薄膜应力？薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项，直接影响着薄膜器件的稳定性和可靠性，薄膜应力过大会引起以下问题：1.膜裂；2.膜剥离；3.膜层皱褶；4.空隙。针对薄膜应力的定量化表征是半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜制备工艺流程中品检、品控和改进工艺的有效手段。（见图一）图一、薄膜拉/压内应力示意图（PIC from STI 2020: Ultraviolet to Gamma Ray, 114444N）2.薄膜应力测试方法及工作原理目前针对薄膜应力测试方法主要有两种：X射线衍射法和基片轮廓法。前者仅适用于完全结晶薄膜，对于纳米晶或非晶薄膜无法进行准确定量表征；后者几乎可以适用于所有类型的薄膜材料。关于两种测试方法使用范围及特点，请参考表一。表一、薄膜应力测试方法及特点测试方法适用范围优点局限X射线衍射法适用于结晶薄膜1.半无损检测方法；2.测量纯弹性应变；3.可测小范围表面（φ1-2mm）。1.织构材料的测量问题；2.掠射法使射线偏转角度受限；3.X射线应力常数取决于材料的杨氏模量E；4.晶粒过大、过小影响精度。基片轮廓法几乎所有类型的薄膜材料激光曲率法：1.非接触式/ 无损；2.使用基体参数，无需薄膜特性参数；3.大面积测试范围、快速、简单。1.要求试样表面平整、反射；2.变形必须在弹性范围内；3.毫米级范围内平均应力。探针曲率法（如台阶仪）：1.使用基体参数，无需薄膜特性参数；2.微米级微区到毫米级范围。1.接触式/有损；2.探针微米级定位困难导致测量数据重复性不够好。速普仪器自主研发生产的FST5000薄膜应力测量仪（见图二）的测试原理属于表一中的激光曲率法，该技术源自于中国科学院金属研究所和深圳职业技术学院相关研究成果转化（专利号：CN204854624U；CN203688116U；CN100465615C）。FST5000薄膜应力测量仪利用光杠杆测量系统测定样片的曲率半径，参见图三FST5000薄膜应力测量仪技术原理图。其中l和D分别表示试片（Sample）和光学传感器（Optical Detector）的移动距离， H1和H2分别表示试片与半透镜（Pellicle Mirror），以及半透镜与光学传感器之间的光程长。 图二、速普仪器FST5000薄膜应力测量仪示意图图三、FST5000薄膜应力测量仪技术原理图3.速普仪器FST5000薄膜应力测量仪技术特点及优势a.采用双波长激光干涉法，利用Stoney公式获得薄膜残余应力。该方法是目前市面上主流测试方法，包括美、日、德等友商均采用本方法，我们也是采用该测量方法的国内唯一供应商。并且相较于进口友商更进一步，速普仪器研发出独特的光路设计和相应的算法，进一步提高了测试精度和重复性。通过一系列的改进，使我们的仪器精度在国际上处于领先地位。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）b.自动测量晶圆样品轮廓形貌、弓高、曲率半径和薄膜应力分布。我们通过改进数据算法，采用与进口友商不同的软件算法方案，最终能够获得薄膜应力面分布数据和样片整体薄膜应力平均值双输出。（参考中国软件著作权：FST5000测量软件V1.0，登记号：2022SR0436306）c.薄膜应力测试范围：1 MPa-10 GPa，曲率半径测试范围：2-20000m。基于我们多年硬质涂层应力测试经验，以及独特的样品台设计和持续改进的算法，FST5000薄膜应力测量仪可以实现同一台机器测试得到不同应用场景样品薄膜应力。具体而言，不但可以获得常规的小应力薄膜结果（应力值＜1GPa，曲率半径＞20m），同时我们还能够测量非常规小曲率半径/大应力数值薄膜（应力值＞1GPa，曲率半径＜20m）。目前即使国外友商也只能做到小应力测试结果输出。d.样品最大尺寸：≤12英寸，向下兼容8、6、4、2英寸。FST5000薄膜应力测量仪能够实现12英寸以下样品测试，主要得益于我们独特的样品台设计，光路设计及独特的算法，能够实现样品精准定位和数据结果高度重复性。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）e.样品台：电动旋转样品台。通过独特的样品台设计，我们利用两个维度的样品运动（Y轴及360°旋转），实现12英寸以下样品表面全部位置覆盖及精准定位。（参考专利：ZL201520400999.9）f.样品基片校正：可数据处理校正原始表面不平影响（对减模式）。通过分别测量样品镀膜前后表面位形变化，利用原位对减方式获得薄膜残余应力面型分布情况。同样得益于我们独特的样品台设计和光路设计，保证镀膜前后数据点位置一一对应。4.深圳市速普仪器有限公司简介速普仪器（SuPro Instruments）成立于2012年，公司总部位于深圳市南山高新科技园片区，目前拥有北京和苏州两个办事处。速普仪器是国家高新技术企业和深圳市高新技术企业。公司拥有一群热爱产品设计与仪器开发的成员，核心团队来自中国科学院体系。致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器，帮助客户提高产品的研发和生产效率，以及更好的品质和使用体验。速普仪器宗旨：致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供一流“敏捷+精益”级制备、测量和控制仪器。速普仪器核心价值观：有用有趣。

导读：X射线衍射法是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，是至今研究较为广泛、深入和成熟的残余应力分析和检测方法，也是表面/次表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一，在科学研究和工业生产的各领域具有广泛应用。2012年日本Pulstec公司开发出基于全二维探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪——Pulstec μ-X360系列，将利用X射线研究残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度。由于其技术先进、测试数据可重复性高、使用便携等优势，一经推出便备受业界青睐！残余应力往往在金属构件的冷、热加工过程中形成，对构件的屈服极限、疲劳寿命、变形及金属脆性破坏有很大的影响。残余应力会影响到机械构件和工程的质量、使用寿命及其安全保障，尤其近几年人们对高铁、航空航天、船舶海洋、石油化工、民用基础设备设施、国防等部门的安全和防护愈加关注，准确测定残余应力越来越受到科研单位和公司企业的高度重视，比如：航空领域的涂层残余应力检测，基础建设领域的钢结构残余应力检测，冶金领域的铸造、切割和轧制残余应力检测，机械加工领域的钢轨残余应力检测等等。在电力相关行业，残余应力的准确测量及消除（或引入）也越来越受到重视，例如电站压力容器的失效分析、高电压大容量变压器绕阻的绕制残余应力、输电线路钢管塔焊接残余应力以及电力铁塔螺栓的残余应力等。近日，QuantumDesign中国公司在国家电网有限公司某重点实验室完成了μ-X360s残余应力分析仪的安装验收，并对用户进行了相关知识和设备操作的全面培训。至此，Pulstec μ-X360s残余应力分析仪已实现了在国家能源集团、华能集团两大发电集团以及国家电网、南方电网两大电网公司的全面落地！此台设备于2022年年底运抵国内，为保证用户的科研使用需求，QuantumDesign中国公司调集技术力量，与用户紧密合作，于春节前顺利完成了设备的安装培训工作，所有技术指标均符合要求，设备正式交付使用。相较于传统的X射线残余应力测定仪，新一代μ-X360s具有以下优点：更快速：二维探测器一次性采集获取完整德拜环，单角度一次入射即可完成残余应力测量。更精确：X射线单次曝光可获得500个衍射点进行残余应力数据拟合，结果更精确。更轻松：无需测角仪，单角度一次入射即可，复杂形状和狭窄空间的测量不再困难。更方便：无需任何液体冷却装置，支持便携电池供电。更强大：支持扩展区域应力分布自动测量功能，具备晶粒尺寸均匀性、材料织构、残余奥氏体含量分析等功能。Pulstec与德国Sentenso（Sentenso GmbH）公司合作，于近期推出了工业机器人搭载残余应力分析仪的全新解决方案，实现了X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。该系统可采用Kuka公司（Kuka AG）或UR公司（Universal Robots）的工业机器人，通过专用夹具将Pulstec μ-X360s的探头部分搭载于工业机器人手臂上，得益于Pulstec的小质量探头，工业机器人的有效载荷仅需4kg即可满足测试需求。QuantumDesign中国公司于2015年将Pulstec公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装多台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。相关产品1、小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s

p 　　2018年7月23日由天津大学精密仪器与光电子工程学院教授、博士生导师叶声华院士，残余应力专业委员会主任、副主任等9位专家组成的产品鉴定委员会，对丹东浩元仪器有限公司新研发的“DST-17型X射线应力测定仪”进行了评审。专家组一致认定该产品的性能达到国际领先水平，产品有着广阔的市场前景。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ae79be4e-f9f7-47a5-b129-7238db5150a3.jpg" title=" 丹东浩元仪器有限公司1.jpg" width=" 400" height=" 265" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 265px " / /p p 　　丹东浩元仪器有限公司是集产品研发、生产、销售、服务于一体的X射线衍射仪、X射线应力仪专业生产企业，是X射线衍射仪国家标准制定单位，国家高新技术企业。企业拥有一支高素质、年轻化、专业化的研发团队和现代化企业管理队伍，全身心致力于X射线分析仪器研发工作。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/728934bf-d03a-4853-9eae-4e19ae490d21.jpg" title=" 丹东浩元仪器有限公司2.jpg" width=" 400" height=" 255" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 255px " / /p p 　　通过产学研合作，依托“国家重大科学仪器设备研发”专项，“高端多功能X射线衍射仪研发”项目技术研发的DST-17型X射线应力测定仪，为新材料研究及关键零部件的可靠性提供可靠检测手段，产品特点是大功率、高分辨、检测结果准确。 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/c438df3b-40a0-4a86-bf8f-9b38a48f6597.jpg" title=" 丹东浩元仪器有限公司3.jpg" width=" 400" height=" 164" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 164px " / /p p 　　该产品的投产、实现销售推广，极大提升民族科学仪器在国内外市场的竞争能力。 /p

KAMAKIRI -X stage 主要特点：STS的低配版，可升级STS 。 操作简单，可以调整色彩显示更直观的了解双折射分布。 记录双折射的数值数据，以进行进一步详细分析。应用领域：相位差薄膜（TAC/PC/PMMA/COC）保护薄膜（PET/PEN/PS/PI）树脂成型玻璃 技术参数：项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】，轴方向【°】2测量波长543nm（支持客制化）3双折射测量范围0-260nm（支持客制化）4主轴方位范围0-180°5测量重复精度6测量尺寸A4(标准)7定制选项可定制大载台创新点：欧屹科技代理的是其旗下KAMAKIRI品牌的双折射/残余应力测量设备，其高速相机CCD芯片与Photonic Lattice公司的偏光阵列片完美结合，研制在线双折射/残余应力测量仪，世界上仅有KAMAKIRI可以提供，广泛应用于光学薄膜，PVA,PC,COP和TAC等领域。 PHL online应力双折射仪KAMAKIRI -X stage

嫦娥五号任务成功从月球正面返回了1.73 kg表面与钻取样品，其采样区域比以往的Apollo及Luna任务的采样区域都要年轻。目前已经报道的样品分析结果表明，着陆区的物质组成是比较复杂的，因此对大尺度遥感探测数据的解译要格外慎重。准确的物质组成信息对行星地质演化历史的解译十分关键，而遥测光谱技术是目前获取这些信息最有效的手段之一。可见-近红外或中红外波段的一些独特的吸收特征可以用来识别行星表面矿物组成。其中可见-近红外光谱的吸收特征主要是由矿物中过渡性金属离子（Fe2+）如外层电子跃迁产生，而中红外光谱中的吸收则主要是由矿物晶体晶格振动（如硅酸盐矿物中Si-O的伸缩振动等）产生。在中红外谱段，光谱特征更为丰富，可以对可见-近红外光谱无法区分的物质类型进行有效判别。由于月球等地外样品比较珍贵，以往的行星光谱学研究大多是基于地球矿物或模拟物开展的，科学家通过在地面实验室开展控制性实验测量，分析不同类型物质的光谱特征变化规律，然后应用到行星遥测数据的反演分析中。地球上的模拟物虽然丰富，但是真实月壤的很多性质依然无法完美复制。尤其是发生于月表的太空风化作用，会对月表物质的光学特性产生显著影响。嫦娥五号采样任务的成功为利用真实月壤样品开展光谱分析提供了重要机遇。中国科学院国家空间科学中心太阳活动与空间天气重点实验室副研究员杨亚洲、研究员刘洋等从嫦娥五号返回的表层月壤样品中挑选出了一些粒径在200-500 μm之间的颗粒，其中包含了典型的月球矿物（橄榄石、辉石、斜长石）与玻璃球粒等（图1），并利用显微FTIR光谱仪测量了这些颗粒的中红外反射光谱。在中红外光谱中，Christiansen特征（CF）、剩余射线带（RB）、透明特征（TF）是硅酸盐矿物中最为显著的几个特征，借助这些特征可以对矿物的类型及具体成分进行判别。在反射光谱中，CF表现为反射率的最小值，硅酸盐矿物的主CF通常出现在7.5-9.0 μm波段范围内，主要与晶体中Si-O伸缩振动有关。月球主要矿物中，斜长石的CF峰位一般在波长较短位置（~8 μm），而橄榄石的CF峰位则出现在波长较长位置（~9 μm），辉石的CF峰位则在前两者之间。基于CF峰位与RB特征，以及显微镜下的矿物形貌特征，研究人员对挑选出的月壤颗粒类型进行初步判别（图2），然后对不同矿物与玻璃端元的显微红外光谱特征进行对比分析。图1（a）立体显微镜下月壤颗粒影像；（b）显微红外光谱仪获取的影像拼接图；（c）典型月壤矿物与玻璃颗粒影像放大图。图2 所测颗粒样品的CF峰位分布图通过与Apollo返样及月球陨石中不同矿物及玻璃端元的红外光谱进行对比（图3a），研究人员发现与常规FTIR测量相比，利用显微FTIR技术测量的红外反射光谱中没有透明特征（TF）。这主要是因为显微FTIR通常测的是单个颗粒，所测反射信号中没有颗粒之间的多重散射的贡献。但是CF峰位等特征不会受到这两种不同测量技术的影响。对于用常规FTIR方式测量的粉末样品光谱，其近红外波段的反射率通常要比中红外波段高很多，但是随着样品尺寸的增加，两个谱段之间的差异逐渐变小（图3a）。除了颗粒尺寸外，太空风化作用也会降低近红外与中红外谱段的光谱对比度，因为风化作用会使近红外谱段的反射率显著降低，但是对中红外谱段的影响很有限，这主要是因为两个谱段的光谱吸收特征的产生机制完全不同。月表的太空风化作用机制主要有太阳风注入与微陨石撞击等，在人们以往的研究中曾利用脉冲激光照射的方式来模拟微陨石撞击过程，以制备具有不同风化程度的模拟样品。通过对比嫦娥五号橄榄石颗粒与经过不同程度脉冲激光照射的地球橄榄石样品的光谱（图3b），可以看到，随着风化程度的增加，橄榄石近红外波段与中红外波段的反射率差异逐渐减小。在后续研究中，若能对更多具有不同风化程度的月壤矿物颗粒样品进行显微红外光谱分析，则有可能构建一个近红外-中红外光谱对比度与风化成熟度的关系模型，从而应用到更多样品的分析上。橄榄石是岩浆冷却过程中结晶最早的矿物之一，其晶体中Mg与Fe的相对含量（Fo，镁值）对于指示原始岩浆的成分具有重要意义。橄榄石RB特征中的几个反射峰的峰位会随着镁值的变化而发生系统的偏移。基于嫦娥五号橄榄石显微光谱中的RB峰位，研究人员反演得到了这些橄榄石的镁值，结果与先前报道的实验室测量结果相一致（图3d），表明该方法虽然是基于常规FTIR测量的红外光谱建立的，但是在显微红外光谱分析中也是可行的。除了矿物颗粒外，月壤中通常还含有丰富的玻璃质物质，这些玻璃物质主要有撞击与火山活动两种成因。该研究分析结果表明，这些玻璃大多属于月海撞击成因玻璃，但有少数可能具备火山成因。图3 （a）CE-5橄榄石颗粒显微红外光谱与Apollo返样中橄榄石粉末样品红外光谱对比图；（b）CE-5橄榄石颗粒与经过不同脉冲激光照射的地球橄榄石样品的光谱对比；（c）利用5.6-μm与6.0-μm波段峰位反演的橄榄石样品Fo值结果；（d）利用RB波段发峰位反演橄榄石Fo值结果。在行星光谱学研究中一直存在一个难题，就是实验室测量的光谱与遥测光谱之间往往存在较大差异，因为即使有了月壤样品，在实验室内也无法完全复制月表原始的堆积状态。因此实验室测量光谱往往无法直接应用于遥测数据的解译上，尤其是显微光谱分析结果。而通过反演光学常数（或折射率）的方式，可以将实验室测量结果与遥测分析很好的衔接起来。光学常数是光谱模型的重要输入量，有了不同矿物端元的光学常数，再结合给定的颗粒尺寸、孔隙度及各端元的含量等参数，就可以生成模型光谱。利用该模型对实际遥测月表光谱进行拟合，就可以实现对观测区域矿物组成的定量反演。目前的光学常数库中，基于真实地外样品的光学常数还比较匮乏。虽然地球上的矿物种类非常丰富，但是与地外样品相比，即使是同种类的矿物，其在具体成分上也存在一定差别。比如地球上的橄榄石大多Mg含量比较高，而月球上的橄榄石通常Mg含量比较低。因此，尽可能的扩充基于真实地外样品分析得到的光学常数库是很有必要的。该研究中，研究人员基于显微红外反射光谱，对挑选出的一些典型橄榄石、斜长石、辉石及玻璃端元的光学常数进行了反演（图4），这些结果将对现有的或将来的月球及其他小行星的光谱分析产生很大帮助。图4 基于反射光谱反演得到的典型矿物与玻璃端元的光学常数论文链接：https://doi.org/10.1029/2022JE007453

X射线残余应力分析方法和技术，因其具有理论成熟、数据可靠、无损检测等优势，在各种金属加工领域具有广泛的应用。在过去的几十年时间中，市面上的X射线残余应力分析仪主要采用的是基于零维（点）探测器和一维（线）探测器技术的设备。2012年日本Pulstec公司成功发布了基于新型圆形全二维（面）探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪设备（μ-X360系列）。μ-X360系列的相关设备具有技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种现场或户外进行原位的残余应力测量，这使得X射线残余应力分析方法和技术在应用上实现了更进一步的突破！在工业应用中，参考标准作为指导实践的重要依据一直以来都备受关注。继日本材料学会（The Society of Material Science, Japan）于2020年2月15日发布JSMS-SD-14-20《通过cosα方法测量X射线应力的标准（铁素体钢）》标准后，日本无损检测协会（The Japanese Society of Non-Destructive Inspection, JSNDI）也于近期正式颁布了全球部将cosα方法应用于无损检测领域的标准《cosα法X射线应力测定通则》（标准号：NDIS 4404:2021），我们相信该标准的颁布对于我国今后相关的企业标准、地方标准及标准的制定都能起到积的参考作用，为相关行业的无损检测实践工作提供帮助和启发！新一代全二维面探X射线残余应力分析仪（制造商：日本Pulstec公司 型号：μ-X360s）无损检测是指在不影响被检测对象使用性能且不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，对试件内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。特种设备检测行业其检测对象多为在役状态的大型构件或设备，与实验室检测不同多使用无损检测的手段；与传统方法及设备相比，基于cosα方法的Pulstec μ-X360s残余应力分析仪的突出优势在于采用单次低功率短时X射线入射即可得到可靠的残余应力检测结果，且设备小巧、重量轻，特别适用于对于可移动性及便携性要求较高的现场无损检测。自2015年Quantum Design中国将该设备引进至国内，我们已在各地多家特种设备检测机构完成该设备的销售与安装，如：中国特种设备检测研究院、天津市特种设备监督检验技术研究院、广东省特种设备检测研究院及福建省特种设备检验研究院等，近期，我们又成功完成了浙江省特种设备科学研究院的设备安装并成功验收，Pulstec μ-X360s残余应力分析仪的便携性及易用性得到了客户的高度认可。目前，Pulstec已在全球近20个与地区安装了超过500台μ-X360系列残余应力分析仪，用户不仅遍布于诸多大学及研发实验室，也遍布于各大主要工业制造领域的企业中。通过与客户的密切合作，Pulstec陆续开发出各种解决方案以满足客户的需求。近日，Pulstec与德国Sentenso（Sentenso GmbH）公司合作，推出了工业机器人搭载残余应力分析仪的新解决方案，实现了X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。该系统可采用Kuka公司（Kuka AG）或UR公司（Universal Robots）的工业机器人，通过专用夹具将Pulstec μ-X360s的探头部分搭载于工业机器人手臂上，得益于Pulstec的小质量探头，工业机器人的有效载荷仅需4kg即可满足测试需求。

中子虽小，但产生强中子束的散裂中子源却很庞大，是集合了各种高、精、尖设备组成的大科学装置。中国散裂中子源（CSNS）坐落于广东省东莞市松山湖畔。中国散裂中子源隧道内装置建在13米到18米深的地下，主要包括一台负氢离子直线加速器、一台快循环同步加速器、一个靶站、3台中子谱仪等。2011年9月开工建设，2018年8月，这一国之重器通过国家验收，成为世界上第四个脉冲散裂中子源装置。“中国散裂中子源90%以上的装置设备，由我国自主研发并实现了国产化。” 中国科学院院士、中国散裂中子源工程总指挥陈和生语气中带着自豪。他说，通过建造中国散裂中子源，显著提升了我国在磁铁、电源、探测器及电子学等领域的产业技术水平。探测物质微观结构的重要“探针”　　“散裂中子源就像一台‘超级显微镜’，它是探测物质微观结构的重要手段。”陈和生说。科学家介绍，物质的结构决定了物质的性质。同样由碳元素构成，金刚石坚硬，石墨润滑，就缘于它们的不同结构。为看清物质的微观结构，科学家设计了很多方法，利用中子散射探测是其中之一。中子散射为何能看清微观世界？原子由原子核和带负电的电子构成，其中原子核又包括带正电的质子和不带电的中子。相比其他探测方式，中子能轻松地穿透物质。中子束打到被研究的样品上，虽然大多数不会受到任何阻碍，但有些中子会与研究对象的原子核发生相互作用，从而改变运动方向。通过分析中子散射的轨迹、中子和物质发生作用时能量和动量的变化，科学家就能反推物质的结构。陈和生打了个比方：我们不断往一张看不见的网上扔弹珠，有的弹珠穿网而过，有的则打在网上，弹向不同的角度。如果记录下这些弹珠的运动轨迹，就能大致推测出网的形状；如果弹珠扔得够多、够密、够强，就能把这张网精确地描绘出来，甚至推断其材质。散裂中子源就能发出“弹珠”。它的原理是，先把质子加速到一定的能量，再把质子束当成“子弹”，去轰击原子序数很高的重金属靶，靶的原子核被撞击出大量中子。科学家通过特殊装置“收集”中子，然后用中子做探针，便可以开展各种实验了。中国科学院高能物理研究所东莞研究部副主任梁天骄介绍，除中子散射外，观察微观世界还有同步辐射和电子显微镜等方式。其中，中子散射用的是中子，同步辐射借助的是X射线，电子显微镜则依靠电子。“散裂中子源有其他方式无法替代的作用，它与同步辐射光源互为补充。”梁天骄解释，比如，同步辐射X射线是与原子核外的电子相互作用，对含有电子数目较多的原子敏感，但探测如氢原子等轻元素就比较困难。而中子散射与原子核相互作用的散射强度，不受原子序数影响，它不仅能够区分同位素和相邻元素，还可以区分氢、锂、碳等轻元素，因此在研究含有氢、锂等轻元素的能源材料、软物质与生物材料等方面中子散射有优势。　　破解新材料、生命科学、化学化工等领域难题1998年6月，德国一列高铁意外出轨。是车轮、轴承还是铁轨出了故障？分析事故原因时，科学家陷入争论。有人提出，用电子显微镜观察这些部件，但这需要用激光刀把金属部件切成小于1微米的薄片，几乎无法操作。借助中子散射技术，科学家找到事故的元凶——失事的车辆车轮内部的金属疲劳。陈和生告诉记者，高铁的车轮、飞机的涡轮叶片里的应力变化看不到、摸不着，但超过一定值，就存在隐患。如今，在散裂中子源上测量研究车轮和叶片的残余应力，可以优化机械加工工艺，帮助高铁和飞机变得更安全、更舒适。研究大型工程部件残余应力和金属疲劳，只是中子散射诸多应用中的一种。在生物医药领域，中子散射能够帮助科学家看清蛋白质的内部结构；在可燃冰的开发利用中，散裂中子源可用来研究可燃气体甲烷水合物的形成机制和稳定条件，为安全、高效地开采和利用提供科学依据。中子散射能用于文物研究。想了解一尊佛像的制造工艺，但无法把它大卸八块，怎么办？利用中子成像技术，能清晰看到佛像的中间有一根木制“主梁”。这是因为中子散射对轻的元素非常敏感，中间的棍子是木头做的，也就是碳氢化合物，中子可以轻易地“看到”它。因此可推测出古代工匠在造佛像时，先在中间立一根木梁，然后在木梁周围缠上支撑架，最终用黏土制成。“中子散射还是研究锂电池的利器。”梁天骄告诉记者，将工业电池连同模拟充放电过程的设备放入中子散射谱仪，实时原位测量在几百次充放电的过程中，锂电池各个部分材料结构、性能的变化，能够为改进和优化锂电池的设计提供关键数据。回顾中国散裂中子源的建造历程，陈和生说：“散裂中子源建起来复杂，实验难度大，但国民经济许多关键领域的研究离不开它。20多年前，我们就向国家提出了要建造自己的散裂中子源，这件事困难再大也要做。”突破关键核心技术，往往离不开对前沿科学问题的探索。陈和生认为，在新材料、生命科学、化学化工等领域，中国散裂中子源有望助力我国解决“瓶颈”难题。成为粤港澳大湾区的创新策源地　　科学家告诉记者，中国散裂中子源投入运行以来，为多学科交叉前沿研究和高技术创新提供了先进的平台，获得了大批重要成果，成为粤港澳大湾区科技创新的重大科技基础设施。去年5月，香港大学教授黄明欣团队关于高强度钢的研究在《科学》杂志发表。正是利用中国散裂中子源，该团队得到了这种高强度钢独特性质的重要微观结构信息。中国散裂中子源建成不久后，陈和生曾预言，松山湖畔将会成为科技创新的沃土。目前，中国散裂中子源就像一块磁铁，正吸引着科研人员慕名而来。“建起来了，我们还要用好。”中国科学院高能物理研究所副所长、东莞研究部主任陈延伟介绍，中国散裂中子源正式运行以来，积极推进装置的开放共享，逐渐成为粤港澳大湾区的创新策源地。记者了解到，截至目前，中国散裂中子源已完成四轮运行，注册用户超2000人，支撑了400多项研究课题，来自粤港澳大湾区的约占1/4，其中来自中国香港、中国澳门的用户大概一共占总用户的10%。“今年上半年申请的机时翻了一倍，科学界、产业界对中国散裂中子源的需求很旺盛。”陈延伟告诉记者。　　中国散裂中子源是服务基础研究的工具，也是发展高技术产业的支撑。谈起选址东莞的初衷，陈延伟告诉记者，珠三角地区产业基础好，但过去缺少有分量的大科学装置，在各方努力下，最终在这里选址。陈延伟接着说，绝大多数企业不可能自己建设单独的大科学装置，有了中国散裂中子源这个平台，企业就能够做一些前沿的研究，为产业升级、迈向高端打基础。中国散裂中子源仍在成长中。陈延伟说，中国散裂中子源设计了20个谱仪孔道，目前一期仅建设了3台谱仪。同时，散裂中子源的建设涉及大量高技术，中国散裂中子源要加强与国内外科学家交流，推动相关应用和研究走向深入，力争为国家科技发展做出更大贡献。

2017年6月，Quantum Design公司中国子公司的全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪在西南交通大学现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心顺利完成安装验收。这是继西南交通大学材料科学与工程学院及牵引动力重点实验室之后的三套X射线残余应力分析仪。同时，Quantum Design中国子公司也与西南交通大学在现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心建立了X射线残余应力分析系统合作示范实验室。 X射线残余应力分析系统合作示范实验室 全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪一个突出的优势就是X射线单角度一次入射到样品即可得到一个完整的德拜环，一次性获得500个数据点进行高精度数据计算。鉴于此，X射线不再需要入射多个角度，因而不再需要测角仪，从而摆脱了测角仪对不规则形状样品测试局限，使斜面、弧面、球面等不规则形状样品的残余应力测量成为了可能。其中尤以工业和科研中的焊接/焊缝残余应力检测、管道残余应力（尤其钢管残余应力）检测、切削残余应力检测、油罐残余应力检测和齿轮残余应力检测为广泛。X射线残余应力检测仪部分检测项目 继μ-X360n后，日本Pulsate公司在此基础上推出了新一代的残余应力分析仪μ-X360s。相比于μ-X360n，其具有更快的数据采集速度及更小的体积，更加方便携带。相信新推出的μ-X360s同样帮助您在科研过程中拥有的体验！ 后我们祝愿西南交通大学现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心的X射线残余应力分析系统合作示范实验室在焊接残余应力研究方面取得不断突破，也希望西南交通大学的这三台全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪能帮助老师们在相关科研领域取得更多学术成就。相关产品链接：日本Pulstec便携式X射线残余应力分析仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C260145.htm新一代超快高精度X射线残余应力分析仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C228763.htm

近日，浙大城市学院预算150万元申请采购一台进口X射线衍射仪，用于先进材料增材制造创新研究中心材料表征的科研活动。该设备的采购已由5名校外专家（含1名法律专家）进行了论证，并予以公示。详情如下：一、 采购人名称：浙大城市学院二、 进口产品公示编号：importedProduct2022061998776336三、 采购项目名称：浙大城市学院X射线衍射仪设备四、 申请理由：在听取了采购单位的设备调研论证报告后，技术评审专家一致认为进口设备在X射线强度（进口设备：光管焦斑为0.4×12mm，1000万cps vs 国产设备：光管焦斑为1×10mm，70万cps）、探测器类型（进口设备：采用二维能量色散阵列探测器 vs 国产设备：采用闪烁晶体计数探测器）、分析软件功能性（进口设备：具备标样定量分析以及结构精修功能 vs 国产设备：无标样定量分析以及结构精修功能，需要大量的人工计算分析）等方面涉及多项技术专利，具有国产设备不可替代性。如采用国产设备，无法满足先进材料增材制造创新研究中心对于材料表征的科研需求，实验结果产出慢，严重限制了科研论文的发表速度。法律评审专家认为该设备的采购符合《政府采购进口产品管理办法》（财库[2007] 119号）第三条以及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》（财办库[2008] 248号）二、三的认定情形，且该设备未列入商务部《限制进口机电产品目录》和《中国禁止进口限制进口技术目录》。因此该设备的采购符合国家相关进口产品的法律规定。五、 论证专业人员信息及意见：姓名职称工作单位刘彬教授中南大学刘金龙研究员浙江大学唐谊平教授浙江工业大学刘世锋教授西安建筑科技大学吴启才法学副教授浙江泰杭律师事务所刘彬：浙江大学城市学院拟采购的X射线衍射仪主要用于测定金属及非金属材料的晶体结构，织构及应力，是材料分析必备检测设备。目前国际市场上，X射线衍射仪占有率较大的品牌有德国布鲁克、日本理学，国产设备主要有北京普析、丹东通达。国产X射线衍射仪在X射线强度、灵敏度及分析软件等方面较进口设备存在较大差距，具体体现在：1. 进口设备的X射线光管焦斑为0.4×12mm，而国产设备只能做到1×10mm的X射线光管焦斑，精细焦斑的X射线光斑可以获得更高的X射线强度。2. 进口设备采用二维能量色散阵列探测器，而国产设备采用闪烁晶体计数探测器.阵列探测器是现在衍射仪的核心，使用该探测器可以导致衍射强度提高100以上，灵敏度提高10倍以上，是科研工作必不可少的。3. 进口设备的软件具备标样定量分析以及结构精修功能，是XRD数据分析不可或缺的工具。国产设备的软件无标样定量分析以及结构精修功能，需要大量的人工计算分析，实验结果产出慢，且容易出现错误，限制了科研论文的发表速度。综上，进口设备更能满足采购单位对于材料分析的检测要求，因此建议采购进口设备。刘金龙：浙大城市学院申请购买的X射线衍射仪，主要服务于先进材料增材制造创新研究中心的建设，用于材料成型及机械制造类的科研工作。设备应具备分析材料的物相、结构、残余应力等信息的功能。采购单位在日常科研工作中的一部分样品无法研磨成粉末，因此需要用到微区分析的方法，而微区分析要求设备需配备点光源、XYZ样品台以及定位装置。目前只有进口设备同时具备以上装置，并能够实现自动进样。配备大面积二维探测器的衍射仪能够通过延长曝光时间来累计衍射信号强度，从而得到可以用于分析的数据结果。目前也只有进口衍射仪才配有二维的阵列探测器，能够将衍射强度以及灵敏度分别提高100倍和10倍以上。此外，进口XRD设备测试数据的角度精度能够达到0.0001°，而国产设备目前能够实现的最小步进精度只有0.001°，精度相差一个数量级。显然，国产仪器部分性能指标达不到要求，不满足采购单位需要，建议该项目采购进口设备。唐谊平：浙大城市学院申请购买的X射线衍射仪，主要服务于先进材料增材制造创新研究中心的科研工作，此设备应具备材料结构及成分分析的功能，具有精细焦斑的X射线光斑有助于获得更高的X射线强度（进口设备焦斑尺寸0.4×12mm，国产设备焦斑尺寸1×10mm）；探测器是X射线衍射仪的核心部件，进口设备探测器为二维能量色散阵列探测器，而国产设备采用闪烁晶体计数探测器，二者相比计数强度相差甚远（进口设备1000万cps，国产设备70万cps）；进口设备的最小步长及角度重现性均优于国产的（进口0.0001度，国产0.001度）。因此，进口品牌在X射线光管焦斑尺寸、计数强度及精度等方面较国产设备存在巨大优势，国产设备计数强度低，不能进行微量成分信息的获取及精细结构的分析，建议采购进口设备。刘世锋：X射线衍射仪（XRD）是用于测定金属及非金属材料的晶体结构、织构及应力的重要设备，是增材制造中心用于金属3D打印材料物相鉴别、内应力检测的必需设备。目前，国产设备的X射线光管焦斑只能做到1×10mm，焦斑强度很低，并采用闪烁晶体计数探测器；相比之下，进口设备的焦斑可达0.4×12mm，并采用二维能量色散阵列探测器，衍射强度是国产设备的100倍，灵敏度是国产设备的10倍。此外，进口设备的软件具备标样定量分析以及结构精修软件，可以提高识别的精度，是研究痕量组分的必备手段，而目前国产设备不具备此功能。因此，建议采购进口设备。吴启才：（一）浙大城市学院拟采购的进口产品符合《政府采购进口产品管理办法》（财库[2007] 119号）第三条以及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》（财办库[2008] 248号）二、三的认定情形；（二） 该商品未列入商务部《限制进口机电产品目录》和《中国禁止进口限制进口技术目录》；（三） 通过市场调查，国产设备目前在X射线衍射强度、灵敏度以及分析软件性能指标达不到要求，不满足采购单位需要。该设备属于国家非限制进口仪器设备，符合国家相关进口产品的法律规定，建议该项目采购进口设备。【相关会议推荐】为促进相关人员深入了解X射线衍射技术发展现状，掌握相关应用知识，仪器信息网将于2022年7月15日组织召开“X射线衍射技术及应用进展”网络会议，邀请业内资深技术专家聚焦X射线衍射前沿技术理论、分析方法，以及材料科学、药物研发等热点应用领域分享报告。参会方式（手机电脑均可听会）：1、官网免费报名（报名链接）；2、通过审核后您将收到短信通知；3、会议当天点击短信链接，输入报名手机号，即可听会。

这里是TESCAN电镜学堂第四期，将继续为大家连载《扫描电子显微镜及微区分析技术》(本书简介请至文末查看)，帮助广大电镜工作者深入了解电镜相关技术的原理、结构以及最新发展状况，将电镜在材料研究中发挥出更加优秀的性能！扫描电子显微镜主要由电子光学系统、信号收集处理系统、真空系统、图像处理显示和记录系统、样品室样品台、电源系统和计算机控制系统等组成。第一节 电子光学系统电子光学系统主要是给扫描电镜提供一定能量可控的并且有足够强度的，束斑大小可调节的，扫描范围可根据需要选择的，形状完美对称的，并且稳定的电子束。电子光学系统主要由电子枪、电磁聚光镜、光阑、扫描系统、消像散器、物镜和各类对中线圈组成，如图3-1。图3-1 SEM的电子光学系统§1. 电子枪（Electron Gun）电子枪是产生具有确定能量电子束的部件，是由阴极（灯丝）、栅极和阳极组成。灯丝主要有钨灯丝、LaB6和场发射三类。① 钨灯丝电子枪：如图3-2，灯丝是钨丝，在加热到2100K左右，电子能克服大约平均4.5eV的逸出功而逃离，钨灯丝是利用热效应来发射电子。不过钨灯丝发射电子效率比较低，要达到实用的电流密度，需要较大的钨丝发射面积，一般钨丝电子源直径为几十微米。这样大的电子源直径很难进一步提高分辨率。还有，钨灯丝亮度差、电流密度低、单色性也不好，所以钨灯丝目前最高只能达到3nm的分辨率，实际使用的放大倍数均在十万倍以下。不过由于钨灯丝价格便宜，所以钨灯丝电镜得到了广泛的应用。图3-2 钨灯丝电子枪② LaB6电子枪：要提高扫描电镜的分辨率，就要提高电子枪的亮度。而一些金属氧化物或者硼化物在加热到高温之后（1500～2000K），也能克服平均逸出功2.4eV而发射热电子，比如LaB6，曲率半径为几微米。LaB6灯丝亮度能比钨灯丝提高数倍。因此LaB6灯丝电镜有比钨灯丝更好的分辨率。除了LaB6外，类似的还有CeB6等材料。不过目前在扫描电镜领域，LaB6灯丝价格并不便宜，性能相对钨灯丝提升有限，另外就是场发射的流行，使得LaB6灯丝的使用并不多见。图3-3 LaB6电子枪② 场发射电子枪：1972年，拥有更高亮度、更小电子束直径的场发射扫描电镜（FE-SEM）实现商品化，将扫描电镜的分辨率推向了新的高度。场发射电子枪的发射体是钨单晶，并有一个极细的尖端，其曲率半径为几十纳米到100nm左右，在钨单晶的尖端加上强电场，利用量子隧道效应就能使其发射电子。图3-4为场发射电子枪的结构示意图。钨单晶为负电位，第一阳极也称取出电极，比阴极正几千伏，以吸引电子，第二阳极为零电位，以加速电子并形成10nm左右的电子源直径。图3-5为场发射电子枪的钨单晶灯丝结构，只有钨灯丝支撑的非常小的尖端为单晶。图3-4 场发射电子枪结构示意图图3-5 场发射电子枪W单晶尖端场发射电子枪又分为冷场发射和热场发射。热场发射的钨阴极需要加热到1800K左右，尖端发射面为或取向，单晶表面有一层氧化锆（如图3-6），以降低电子发射的功函数（约为2.7eV）。图3-6 热场发射电子枪钨单晶尖端冷场发射不需加热，室温下就能进行工作，其钨单晶为取向，逸出功最小，利用量子隧道效应发射电子。冷场电子束直径，发射电流密度、能量扩展（单色性）都优于热场发射，所以冷场电镜在分辨率上比热场更有优势。不过冷场电镜的束流较小（一般为2nA），稳定性较差，每个几小时需要加热（Flash）一次，对需要长时间工作和大束流分析有不良影响。不过目前Hitachi最新的冷场SEM，束流已经能达到20nA，稳定性也比以往提高了很多，能够满足一些短时间EBSD采集的需要，不过对于WDS、阴极荧光等分析还不够。热场发射虽然电子束直径、能量扩展不及冷场，但是随着技术的发展，其分辨率也越来越接近冷场的水平，有的甚至还超越了冷场。特别是热场电镜束流大，稳定性好，有着非常广阔的应用范围。从各个电镜厂商对待冷场和热场的态度来看，欧美系厂商钟情于热场电镜，而日系厂商则倾向于冷场电镜。不过目前日系中的日本电子也越来越多的推出热场电镜，日立也逐步推出热场电镜，不过其性能与自家的冷场电镜相比还有较大差距。① 各种类型电子源对比：各类电子源的对比如表3-1。表3-1 不同电子源的主要参数SEM的分辨率与入射到试样上的电子束直径密切相关，电子束直径越小，分辨率越高。最小的电子束直径D的表达式为：其中D为交叉点电子束在理想情况下的最后的束斑直径，CS为球差系数、CC为色差系数、ΔV/V0为能量扩展、I为电子束流、B为电子源亮度，a为电子束张角。由此可以看出，不同类型的电子源，其亮度、单色性、原始发射直径具有较大的差异，最终导致聚焦后的电子束斑有明显的不同，从而使得不同电子源的电镜的分辨率也有如此大的差异。通常扫描电镜也根据其电子源的类型，分为钨灯丝SEM和冷场发射SEM、热场发射SEM。§2. 电磁透镜电磁透镜主要是对电子束起汇聚作用，类似光学中的凸透镜。电磁透镜主要有静电透镜和磁透镜两种。① 静电透镜一些特定形状的并成旋转对称的等电位曲面簇可以使得电子束在库仑力的作用下进行聚焦，形成这些等电位曲面簇的装置就是静电透镜，如图3-7。图3-7 静电透镜静电透镜在扫描电镜中使用相对较少。不过电子枪外的栅极和阳极之间，自然就形成了一个静电透镜。另外一些特殊型号的电镜在某些地方采用了所谓的静电透镜设计。② 磁透镜电子束在旋转对称的磁场中会受到洛伦兹力的作用，进而产生聚焦作用。能使产生这种旋转对称非均匀磁场并使得电子束聚焦成像的线圈装置，就是磁透镜，如图3-8。图3-8 磁透镜磁透镜主要有两部分组成，如图3-9。第一部分是软磁材料（如纯铁）制成的中心穿孔的柱体对称芯子，被称为极靴。第二部分是环形极靴的铜线圈，当电流通过线圈的时，极靴被磁化，并在心腔内建立磁场，对电子束产生聚焦作用。图3-9 磁透镜结构磁透镜主要包括聚光镜和物镜，靠近电子枪的透镜是聚光镜，靠近试样的是物镜，如图3-10。一般聚光镜是强励磁透镜，而物镜是弱励磁透镜。图3-10 聚光镜和物镜聚光镜的主要功能是控制电子束直径和束流大小。聚光镜电流改变时，聚光镜对电子束的聚焦能力不一样，从而造成电子束发散角不同，电子束电流密度也随之不同。然后配合光阑，可以改变电子束直径和束流的大小，如图3-11。当然，有的电镜不止一级聚光镜，也有的电镜通过改变物理光阑的大小来改变束流和束斑大小。图3-11 聚光镜改变电流密度、束斑和束流物镜的主要功能是对电子束做最终聚焦，将电子束再次缩小并聚焦到凸凹不平的试样表面上。虽然电磁透镜和凸透镜非常像似，不过电子束轨迹和光学中的光线还是有较大差别的。几何光学中的光线在过凸透镜的时候是折线；而电子束在过磁透镜的时候，由于洛伦兹力的作用，其轨迹是既旋转又折射，两种运动同时进行，如图3-12。图3-12 电子束在过磁透镜时的轨迹§3. 光阑一般聚光镜和物镜之间都有光阑，其作用是挡掉大散射角的杂散电子，避免轴外电子对焦形成不良的电子束斑，使得通过的电子都满足旁轴条件，从而提高电子束的质量，使入射到试样上的电子束直径尽可能小。电镜中的光阑和很多光学器件里面的孔径光阑或者狭缝非常类似。光阑一般大小在几十微米左右，并根据不同的需要选择不同大小的光阑。有的型号的SEM是通过改变光阑的孔径来改变束流和束斑大小。一般物镜光阑都是卡在一个物理支架上，如图3-13。图3-13 物理光阑的支架在电镜的维护中光阑的状况十分重要。如果光阑合轴不佳，那将会产生巨大的像散，引入额外的像差，导致分辨率的降低。更有甚者，图像都无法完全消除像散。另外光阑偏离也会导致电子束不能通过光阑或者部分通过光阑，从而使得电子束完全没有信号，或者信号大幅度降低，有时候通过的束斑也不能保持对称的圆形，如图3-14，从而使得电镜图像质量迅速下降。还有，物镜光阑使用时间长了还会吸附其它物质从而受到污染，光阑孔不再完美对称，从而也会引起额外的像差，信号的衰弱和图像质量的降低。图3-14 光阑偏离后遮挡电子束因此，光阑的清洁和良好的合轴，对扫描电镜的图像质量来说至关重要。光阑的对中调节目前有手动旋拧和电动马达调节两种方式。TESCAN在电镜的设计上比较有前瞻性，所有型号的电镜都采用了中间镜技术，利用电磁线圈代替了传统的物镜光阑。中间镜是电磁线圈，可以受到软件的自动控制，并且连续可调，所以TESCAN的中间镜相当于是一个孔径可以连续可变的无极孔径光阑，而且能实现很多自动功能。 §4. 扫描系统① 扫描系统扫描系统是扫描电镜中必不可少的部件，作用是使电子束偏转，使其在试样表面进行有规律的扫描，如图3-15。图3-15 扫描线圈改变电子束方向扫描系统由扫描发生器和扫描线圈组成。扫描发生器对扫描线圈发出周期性的脉冲信号，如图3-16，扫描线圈通过产生相应的电场力使得电子束进行偏转。通过对X方向和Y方向的脉冲周期不同，从而控制电子束在样品表面进行矩形的扫描运动。此外，扫描电镜的像素分辨率可由X、Y方向的周期比例进行控制；扫描的速度由脉冲频率控制；扫描范围大小由脉冲振幅进行控制；另外改变X、Y方向脉冲周期比例以及脉冲的相位关系，还可以控制电子束的扫描方向，即进行图像的旋转。图3-16 扫描发生器的脉冲信号另外，从扫描发生器对扫描线圈的脉冲信号控制就可以看出，电子束在样品表面并不是完全连续的扫描，而是像素化的逐点扫描。即在一个点驻留一个处理时间后，跳到下一个像素点。值得注意的是扫描电镜的放大率由扫描系统决定，扫描范围越大，相应的放大率越小；反之，扫描的区域越小，放大率越大。显示器观察到的图像和电子束扫描的区域相对应，SEM的放大倍数也是由电子束在试样上的扫描范围确定。① 放大率的问题有关放大率，目前不同的电镜上有不同的形式，即所谓的照片放大率和屏幕放大率，不同的厂家或行业有各自使用上的习惯，故而所用的放大率没有明确说明而显得不一样。这只是放大率的选择定义不一样而已，并不存在放大率不同的问题。首先是照片放大率。照片放大率使用较早，在数字化还不发达的年代，扫描电镜照片均是用照片冲洗出来。业内普遍用宝丽来的5英寸照片进行冲洗。所用冲洗出来的照片的实际长度除以照片对应样品区域的实际大小之间的比值，即为照片放大率。不过随着数字化的到来，扫描电镜用冲洗出来的方式进行观察已经被淘汰，扫描电镜几乎完全是采用显示器直接观察。所以此时用显示器上的长度除以样品对应区域的实际大小，即为屏幕放大率。同样的扫描区域，照片放大率和屏幕放大率会显示为不同的数值。不过不管采用何种放大倍数，在通常的图片浏览方式下，其放大率通常都不准确。对于照片放大率来说，只有将电镜图像冲印成5英寸宝丽来照片时观察，其实际放大倍数才和照片放大率一致，否则其它情况都会存在偏差；对屏幕放大率来说，只有将电镜照片在控制电镜的电脑上，按照1：1的比例进行观察时，实际放大倍数才和屏幕放大率一致。否则照片在电脑上观察时放大、缩小、或者自适应屏幕，或者照片被打印成文档、或者被投影出来、或者不同的显示器之间会有不同的像素点距，都会造成实际放大率和照片上标出的放大率不同。不过不管如何偏差，照片上的标尺始终一致。所以在针对放大率倍数发生争执时，首先要弄清楚照片上标的放大倍数为何种类型，尽量回避放大率的定义，改用视野宽度或者标尺来进行比对。 §5. 物镜扫描电镜的物镜也是一组电磁透镜，励磁相对较弱，主要用于电子束的最后对焦，其焦距范围可以从一两毫米到几厘米范围内做连续微小的变化。① 物镜的类型：物镜技术是相对来说比较复杂，不同型号的电镜可能其它部件设计相似，但是在物镜技术上可能有较大的差异。目前场发射的物镜通常认为有三种物镜模式，即所谓的全浸没式、半磁浸没式和无磁场式，如图3-17。或者各厂家有自己特定的名称，但是业界没有统一的说法，不过其本质是一样的。图3-17 全浸没式（左）、无磁场式（中）、半磁浸没式（右）透镜A．全浸没式：也被称为In-LensOBJ Lens，其特点是整个试样浸没在物镜极靴以及磁场中，顾名思义叫全浸没模式。但是其试样必须做的非常小，插入到镜筒里面，和TEM比较类似。这种电镜在市场里面非常少，没有引起人们的足够重视。B．无磁场式：也叫Out-lensOBJ Lens，这也是电镜最早发展起来的，大部分钨灯丝电镜都是这种类型的物镜。此类电镜的特点是物镜磁场开口在极靴里面，所以物镜产生的磁场基本在极靴里面，样品附近没有磁场。但是绝对不漏磁是不可能的，只要极靴留有让电子束穿下来的空隙，就必然会有少量磁场的泄露。这对任何一家电镜厂商来说都是一样，大家只能减少漏磁，而不可能彻底杜绝漏磁，因为磁力线总是闭合的。采用这种物镜模式的电镜漏磁很少，做磁性样品是没有问题的。特别是TESCAN的极靴都采用了高导磁材料，进一步减少了漏磁。TESCAN的VEGA、MIRA、LYRA系列均是采用此种物镜。C． 半磁浸没式：为了进一步提高分辨率，厂商对物镜做了一些改进。比较典型的就是半浸没式物镜，也叫semi-in-lens OBJ Lens。因为全浸没式物镜极少，基本别人忽视，所以有时候也把半浸没式物镜称为浸没式物镜。半浸没式物镜的特点是极靴的磁场开口是在极靴外面，故意将样品浸没在磁场中，以减少物镜的球差，同时产生的电子信号会在磁场的作用下飞到极靴里面去，探测器在极靴里面进行探测。这种物镜最大的优点是提高了分辨率，但是缺点是对磁性样品的观察能力相对较弱。为了弥补无磁场物镜分辨率的不足和半浸没物镜不能做磁性样品的缺点，半磁浸没物镜的电镜一般将无磁场式物镜和半磁浸没式物镜相结合，形成了多工作模式。从而兼顾无磁场和半浸没式的优点，做特别高的分辨率时，使用浸没式物镜（如TESCAN MAIA3和GAIA3的Resolution模式），做磁性样品的时候，关闭浸没式物镜使用一般的物镜（如TESCAN的Field模式）。从另一个角度来说，在使用无磁场模式物镜时，对应的虚拟透镜位置在镜筒内，距离样品位置较远；使用半浸没式物镜时，对应的透镜位置在极靴下，距离样品很近。根据光学成像的阿贝理论也可以看出，半浸没式物镜的分辨率相对更高，如图3-18。图3-18 无磁场式（左）和半磁浸没式（右）透镜对应的位置① 物镜的像差电磁透镜在理想情况下和光学透镜类似，必须满足高斯成像公式，但是光学不可避免的存在色差和像差以及衍射效应，在电子光学中一样存在。再加上制造精度达不到理论水平，磁透镜可能存在一定的缺陷，比如磁场不严格轴对称分布等，再加上灯丝色差的存在，从而使得束斑扩大而降低分辨率。所以减少物镜像差也一直是电镜在不断发展的核心技术。A．衍射的影响：由于高能电子束的波长远小于扫描电镜分辨率，所以衍射因子对分辨率的影响较小。图3-19 球差、色差、衍射的对束斑的影响B．色差的影响：色差是指电子束中的不同电子能量并不完全相同，能量范围有一定的展宽，在经过电磁透镜后焦点也不相同，导致束斑扩大。不同的电子源色差像差很大，也造成了分辨率的巨大差异。C．像差的影响：像差相对来说比较复杂，在传统光学理论中，由于成像公式都是基于旁轴理论，所以在数学计算上做了一定的近似。不过如果更严格的考虑光学成像，就会发现在光学成像中存在五种像差。a. 球差：电子在经过透镜时，近光轴的电子和远光轴电子受到的折射程度不同，从而引起束斑的扩大。而电镜中的电子束不可能细成完美的一条线，总会有一定的截面积，故而球差总是存在。不过球差对扫描电镜的影响相对较小，对透射电镜的影响较大。b. 畸变：原来横平竖直的直线在经过透镜成像后，直线变成曲线，根据直线弯折的情况分为枕形畸变和桶形畸变，如图3-20。不过在扫描电镜中因为倍数较大，所以畸变不宜察觉，但是在最低倍率下能观察到物镜的畸变。特别是扫描电镜的视场往往有限，有的型号的电镜具有了“鱼眼模式”，虽然增加了视场但却增加了畸变。TESCAN的电镜很有特点，利用了独特的技术，既保证了大视野，又将畸变减小到了最低甚至忽略不计，如图3-21。图3-20 透镜的畸变图3-21鱼眼模式和TESCAN的视野模式c. 像散：像散是由透镜磁场非旋转对称引起的一种像差，使得本应呈圆形的电子束交叉点变成椭圆。这样一个的束斑不再是完美对称的圆形，会严重影响电镜的图像质量。以前很多地方都说极靴加工精度、极靴材料不均匀、透镜内线圈不对称或者镜头和光阑受到污染，都会产生像散。但是，像散更是光学中的一种固有像差，即使极靴加工完美，镜头、光阑没有污染，也同样会有像散。当然由于加工及污染的问题，会进一步加大像散的影响。在光学理论中，不在光轴上的物点经过透镜后，用屏去截得到的光斑一般不再是圆形。其中有三个特殊位置如图3-23，一个叫做明晰圆位置，这里的光斑依然是圆形；而另外两个特殊的位置称为子午与弧矢，这里截到的是两条正交的直线；其它任意位置截到的是一个会随位置而变化的椭圆。图3-22 电镜中的消像散图3-23 光学理论中的像散 对于电子束来说也一样，原来圆形的束斑在经过电磁透镜后，会因为像散的存在变得不再是完美的圆形，引起图像质量的降低。要消除像散需要有消像散线圈，它可以产生一个与引入像散方向相反、大小相等的磁场来抵消像散，为了能更好的抵消各个方向的像散，消散线圈一般都是两组共八级线圈，构成一个米字形，如图3-24。如果电镜的像散没有消除，那么图像质量会受到极大的影响。图3-24 八级消像散线圈d. 慧差和像场弯曲：慧差也总是存在的，只是在扫描电镜中不易被发觉，不过在聚焦离子束中对中状况不好时可以发现慧差的存在；由于扫描电镜的成像方式和TEM等需要感光器件的仪器不同，像场弯曲在扫描电镜中也很难发现。慧差和像场弯曲在扫描电镜中都可以忽略。 福利时间每期文章末尾小编都会留1个题目，大家可以在留言区回答问题，小编会在答对的朋友中选出点赞数最高的两位送出本书的印刷版。奖品公布上期获奖的这位童鞋，请后台私信小编邮寄地址，我们会在收到您的信息并核实后即刻寄出奖品。【本期问题】哪种物镜设计的扫描电镜可以观测磁性样品（特指可充磁性样品）？↓ 往期课程，请关注微信“TESCAN公司”查阅以下文章：电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(一) - 电子与试样的相互作用电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(二) - 像衬度形成原理电镜学堂丨扫描电子显微镜的基本原理(三) - 荷电效应

设备: 日立环境型原子力显微镜　AFM5300E　　 日立扫描电子显微镜　SU3500背景及目的SEM是检测电子束扫描样品所生成的2次电子，背闪射电子，特征X射线等信号，得出样品结构，成分，结晶特性，元素分布等信息。另一方面，SPM是利用探针和样品表面的相互作用，表征高精度样品形貌及硬度和摩擦力，吸附力等敏感的力学物理特性及电流，电气阻抗，表层电位，压电特性，磁性等电磁物理特性。在这里我们介绍，包含氧化铅和硫磺的橡胶样品的SEM背闪射电子图像和X射线面分布像及利用SPM的形貌像(AFM像)和相位像(Phase像)的观察结果。1) Phase像根据样品表面的硬度和吸附力对比，利用共振悬臂的相位变化成像物理特性的方法。图1　SPM、SEM的检测信息和橡胶样品中的应用2) 观察结果图2　橡胶样品的SEM、SPM观察同一视野结构观察在背闪射电子像（BSE像）里重元素的对比度高，EDX元素分析得知这个区域含有铅元素和氧元素。SPM的Phase像观测中我们选用两类橡胶的弹性有较大差别的冷却温度-10℃，致使微区当中明显区分两种橡胶分布。SEM和SPM联系起来，表面的形貌和元素，结构，各种物理特性(力学特性和电磁特性)的面分析信息相结合，给基础研究，产品研发等提供更多观察及分析手段。 关于日立环境型原子力显微镜　AFM5300E，请点击：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C244320.htm关于日立扫描电子显微镜　SU3500，请点击：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/C168115.htm 关于日立高新技术公司：日立高新技术公司，于2013年1月，融合了X射线和热分析等核心技术，成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术，精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新，因此公司变为日立高新的子公司，同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学，扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料，产品线更丰富的日立高新技术集团，将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注：http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/

国家高速列车技术创新中心于2016年9月5日在青岛设立，是集政府、科研院所、高校、企业等多方力量共同构建的国际化、专业化创新平台。平台致力于以高速列车产业前沿引领技术和关键共性技术研发与应用为核心，开展应用基础研究，开展跨领域、跨学科、跨专业协同，推动轨道交通行业持续创新，促进技术扩散与成果转移转化。我司非常荣幸将日本Pulstec公司研发推出的新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s安装于国家高速列车技术创新中心，我们期待该设备的引入能助力该平台在高速列车技术创新领域的建设和发展！国家高速列车技术创新中心用户操作μ-X360s设备 新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360sX射线衍射法是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，也是表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一。这种方法至今仍然是研究得较为广泛、深入、成熟的残余应力分析和检测方法之一，被广泛的应用于科学研究和工业生产的各领域。日本Pulstec公司推出的新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s基于全二维面探测器技术，将残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度。技术优势：更快速：圆形全二维面探测器可一次性采集获取完整德拜环，单角度一次入射即可完成残余应力测量。更可靠：X射线单次曝光可获得500个衍射峰进行残余应力数据拟合，结果更可靠。更轻松：无需测角仪，单角度一次X射线入射即可完成测试，复杂形状和狭窄空间的测量不再困难。更方便：无需任何液体冷却装置，支持便携电池供电。更强大：支持扩展区域应力自动测量功能，具备晶粒尺寸均匀性、材料织构、残余奥氏体含量分析等功能。新一代便携式X射线残余应力分析仪 信息参考来源：http://www.innohst.com/contents/zongtigaikuang/相关产品1、小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360shttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C260145.htm

首先介绍一下医用光学显微镜，它在很多的校园里用于教学科学研究，它的结构非常的匀称，显微镜的即体非常的稳定和刚性，整体上下是一体化结构，在电压方面，可以自我适应110伏特-220伏特的电压，无限远无应力物镜，提供像质更好，它能够提供给使用者非常清晰非常美观的微观世界。而且它的偏光载物台是专业的金属设置，转动、操作舒适，可以任意旋转，使用是非常方便的。　　显微镜的光学系统主要包括物镜、目镜、反光镜和聚光器四个部件。广义的说也包括照明光源、滤光器、盖玻片和载玻片等。　　（一）、物镜　　物镜是决定显微镜性能的zui重要部件，安装在物镜转换器上，接近被观察的物体，故叫做物镜或接物镜。　　1、物镜的分类　　物镜根据使用条件的不同可分为干燥物镜和浸液物镜；其中浸液物镜又可分为水浸物镜和油浸物镜（常用放大倍数为90—100倍）。　　根据放大倍数的不同可分为 低倍物镜（10倍以下）、中倍物镜（20倍左右）高倍物镜（40—65倍）。　　根据像差矫正情况，分为消色差物镜（常用，能矫正光谱中两种色光的色差的物镜）和复色差物镜（能矫正光谱中三种色光的色差的物镜，价格贵，使用少）。（所谓象差是指所成的像与原物在形状上的差别；色差是指所成的像与原物在颜色上的差别）　　（消除色差（当不同波长的光线通过透镜的时候，它们折射的方向略有不同，这导致了成像质量的下降）　　2、物镜的主要参数：　　物镜主要参数包括：放大倍数、数值孔径和工作距离。　　①、放大倍数是指眼睛看到像的大小与对应标本大小的比值。它指的是长度的比值而不是面积的比值。例：放大倍数为100×，指的是长度是1μm的标本，放大后像的长度是100μm，要是以面积计算，则放大了10,000倍。　　显微镜的总放大倍数等于物镜和目镜放大倍数的乘积。　　②、数值孔径也叫镜口率，简写N• A 或A，是物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨力成正比。干燥物镜的数值孔径为0.05-0.95，油浸物镜（香柏油）的数值孔径为1.25。　　③、工作距离是指当所观察的标本zui清楚时物镜的前端透镜下面到标本的盖玻片上面的距离。物镜的工作距离与物镜的焦距有关，物镜的焦距越长，放大倍数越低，其工作距离越长。例：10倍物镜上标有10/0.25和160/0.17，其中10为物镜的放大倍数；0.25为数值孔径；160为镜筒长度（单位mm）；0.17为盖玻片的标准厚度（单位 mm）。10倍物镜有效工作距离为6.5mm，40倍物镜有效工作距离为0.48mm 。　　3、物镜的作用是将标本作*次放大，它是决定显微镜性能的zui重要的部件——分辨力的高低。　　分辨力也叫分辨率或分辨本领。分辨力的大小是用分辨距离（所能分辨开的两个物点间的zui小距离）的数值来表示的。在明视距离（25cm）之处，正常人眼所能看清相距0.073mm的两个物点，这个0.073mm的数值，即为正常人眼的分辨距离。显微镜的分辨距离越小，即表示它的分辨力越高，也就是表示它的性能越好。　　显微镜的分辨力的大小由物镜的分辨力来决定的，而物镜的分辨力又是由它的数值孔径和照明光线的波长决定的。　　那么医用光学显微镜到底在哪些领域有所应用呢？适合电子、地质、矿产、冶金、化工和仪器仪表等行业，在这些行业领域中，用于观察透明、半透明或不透明的物资,例如金属陶瓷、集成块、印刷电路板、液晶板、薄膜、纤维、镀涂层以及其它非鑫属材料，除此之外，也适合医药、农林、*、学校、科研部门作观察分析用。透反射式矿相显微镜不仅能实时观察动态图像，还能将所需要的图片进行编辑、保存和打印。透反射式矿相显微镜广泛应用于生物学、细胞学、组织学、药物化学等研究工作。如果医用光学显微镜物象不在视野中心，可移动玻片，将所要观察的部位调到视野范围内。（注意移动玻片的方向与视野物象移动的方向是相反的）。如果视野内的亮度不合适，可通过调整光圈的大小来调节，如果在调节焦距时，镜台下降已超过工作距离（5.40mm）而未见到物象，说明此次操作失败，则应重新操作，切不可心急而盲目地上升镜台。

仪器信息网、中国电子显微镜学会联合报道：2021年10月15-17日，由中国电子显微镜学会主办、南方科技大学承办的“2021年全国电子显微学学术年会”在东莞市会展国际大酒店龙泉厅隆重召开！大会吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者1300余人出席。大会会场掠影继大会报告后，十个分会场同时上演。电子显微学的发展离不开相应仪器技术及应用的不断发展。十个分会场中的第一分会场“显微学理论、技术与仪器发展”、第二分会场“原位电子显微学表征”、第六分会场“扫描探针显微学（STM/AFM等）”、第七分会场“扫描电子显微学（含EBSD）”分别围绕电子显微学先关仪器技术及最新应用进展展开报告，以下为此四个会场的部分报告集锦，以飨读者。第一、二、六、七会场掠影第一分会场主题：“显微学理论、技术与仪器发展”报告人：浙江大学研究员 田鹤报告题目：基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试田鹤表示，电荷、轨道、自旋及其有序化的关联规律，是多学科交叉的关键科学问题。突破尺度、时间、精度等限制，实现电荷动力学研究已经成为电荷探索的迫切需求。接着围绕时空分辨难以兼顾、存在干扰/非本征分布、电荷动态成像难等电荷成像关键问题，分享了团队基于同轴电子全息电荷成像研究的尝试。最后关于如何实现电荷动力学行为与超快过程探测，提出超低束流电荷成像、无干扰本征电荷分布成像、超快过程电荷动力学等具有挑战的问题。报告人：北京大学 杜进隆报告题目：4D-EELS的一些应用实例杜进隆在报告中介绍了用于表征局域声子色散分布和缺陷散射的四维电子能量损失谱技术，以及界面声子结构的测量。除了局域声子色散和缺陷散射外，4D-EELS数据集还提供了更多其它信息。报告人：中国科学院物理研究所研究员 田学增报告题目：三维原子成像方法与二维材料研究进展田学增研究员表示AET是一种研究材料三维原子结构的通用工具，可以经过优化后使用在二维材料体系里 并首次研究了单个掺杂原子和缺陷造成局部键长键角的改变，以及应力分布，并极大地影响二维半导体材料的能带结构；结合sAET和单色校正EELS（MAC-EELS），首次从实验上发现界面处局域声子震动模式的存在和结构起源。第二分会场主题：“原位电子显微学表征”报告人：天津理工大学 常亮报告题目：全固态锂离子电池空间电荷全固态锂离子电池(ASSLIBs)以其优越的安全性和能够满足高能量/功率密度要求的巨大潜力，有望成为传统锂离子电池的替代品。然而，其电极/电解质界面的锂离子传输缓慢问题仍然是一个重要挑战，造成该问题的原因主要包括：空间电荷层(SCL)、界面反应产生离子电阻产物、以及较差的物理接触。对此，常亮介绍了罗俊课题组在原位电池的加工制作、无TBO涂层的原位电池表征及分析和有TBO涂层的原位电池表征及分析方面的工作。相关研究实现了SCL对界面锂离子输运效应的原位可视化，并利用原位DPC-STEM提供了直接的实验证据，证明了在ASSLIBs中界面锂离子的积累。研究表明，原位演示在LCO包覆一层BTO能够降低SCL效应。报告人：上海交通大学教授 刘攀报告题目：纳米多孔金属中的位错与原子扩散行为纳米结构金属材料通常具有优异的力学性能，而单体纳米结构金属材料中的位错行为区别于宏观块体材料，所以研究表界面微观变形行为对理解提升纳米结构材料力学性能至关重要。因此，刘攀教授对纳米多孔金属等的位错滑移与表面原子扩散、位错攀移与晶界原子扩散进行了系统性研究。报告人：南昌大学教授 费林峰报告题目：先进功能性碳材料生长机理的原子尺度原位研究费林峰教授的报告中介绍了原位电镜的研究成果以及先进碳材料的研究进展。报告中利用原位TEM对先进碳材料的动态生长过程进行了一系列全面的观察，从微观上揭示了原位退火过程中一系列重要的形貌和结构转变机制，该研究为理解碳纳米材料的尺寸、形状和表面结构的实际应用铺平了道路；通过原位TEM可以更好地理解碳材料与化学反应、材料生长和表面工程相关的基本问题。第六分会场主题：“扫描探针显微学（STM/AFM等）报告人：武汉大学教授 袁声军报告题目：复杂量子体系的大尺度模拟及其在STM成像中的应用袁声军教授在报告中介绍，Tipsi是一个开源的模拟软件包，用于各种tight-binding计算，范围从微观到宏观，内部模块包括石墨烯及其衍生物、过渡金属二卤化物、黑磷、锑和分形；其他量子系统的应用可以通过简单地定义原子结构和tight-binding参数来实现。报告人：复旦大学教授 吴施伟报告题目：Defects in transition metal dichalcogenide monolayer吴施伟教授报告中介绍了对晶界原子结构的研究，回答了“晶界是否导电？”、“为什么大多数dl/dV光谱都有间隙？”等问题；研究了能隙与边界长度的关系，探讨了衬底、掺杂和对称性的影响。第七分会场主题：“扫描电子显微学（含EBSD）”报告人：中国科学院沈阳金属研究所 刘腾远报告题目：双相不锈钢中微观变形机制研究王培课题组研究了双相不锈钢中的微观变形机制。结果表明，当奥氏体开始屈服时，开始产生应变和应力分配。当铁素体开始屈服时，在奥氏体晶粒中产生的应变扩展到相邻的铁素体晶粒中。当奥氏体与铁素体均发生屈服后，奥氏体与铁素体的相互作用更加明显。较软的奥氏体相会在变形过程中变成较硬的相，导致变形过程中两相之间更强列的动态应变应力分配。大会更多精彩内容，敬请关注专题报道【点击报道专题链接】。

仪器信息网、中国电子显微镜学会（对外名义）联合报道：2022年11月26日，由电镜学会电子显微学报编辑部主办、南方科技大学承办的“2022年全国电子显微学学术年会”在广东省东莞市顺利召开。大会为期三天，采用线下+线上直播方式进行，吸引来自高校院所、企事业单位等电子显微学领域专家学者三千余人次线上线下参会。本届年会线上+线下邀请报告达约500个，是国内电子显微学领域最具影响力的学术盛会。大会线下会场11月26-27日上午进行大会报告，26-27日下午及28日全天同时进行12个不同电镜主题的分会场报告。26日下午，四大仪器技术及应用相关主题分会场线上、线下同步开启，分别是第一分会场——显微学理论、技术与仪器发展，第二分会场——原位电子显微学表征，第六分会场——扫描探针显微学（STM/AFM等），第七分会场——扫描电子显微学表征（含EBSD）。当日，这四大分会场共进行了约40场报告。以下为部分报告集锦，以飨读者。第一分会场：显微学理论、技术与仪器发展现场直击部分报告：报告人：浙江大学 张益旭 博士研究生报告题目：扫描电镜纳米分辨高温力学原位仪器研制进展张益旭博士在报告中汇报了扫描电镜纳米分辨高温力学原位仪器的研制进展。张益旭所在团队通过优化加热丝结构，提高加热效率，从而减少了热电子释放、增加了使用寿命；设计了高温二次电子探测器，改进了闪烁体性能，提高了高温成像能力；实现在1500℃原位高温成像，高温成像分辨率可达40.78nm。报告人：华中科技大学 张智 副教授报告题目：钠离子电池负极材料的原位透射电镜研究尽管钠离子的较大质量和较大半径使得钠离子电池的质量能量密度和体积能量密度无法完全与锂离子电池相媲美，但其在中低速电动交通、多功能储能设备等领域也具有很多应用场景。对此，张智所在团队通过利用原位TEM对钠离子电池负极材料进行了研究。结果表明，在钠化过程中多壁碳纳米管宽度出现非常规的减小、最后断裂。这可能是由于Na+的插层导致MWCNT晶格的坍塌和焦耳热效应导致的碳损失；原位力学实验表明，原始MWCNT具有良好的力学性能，而钠化导致了MWCNT的脆性；原位结果为研究MWCNT在钠离子电池中的失效机制提供了新的见解，并为其未来的应用提供了指导。第二分会场——原位电子显微学表征现场直击部分线上报告：报告人：清华大学 孟繁琦报告题目：原位电镜助力先进功能材料开发——LaCoOx薄膜新奇物性与结构演变研究近年来，钙钛矿型结构材料基于其独特的性能优势已在光催化、太阳能电池与光学热防护方面取得了显著进展，这些材料的有效应用与其微观结构密切相关。钙钛矿中的氧空位已成为物性调控的新自由度。对此，孟繁琦所在团队发现了近室温铁磁绝缘性的LaCoO2.5新相，并研究了应力/热场对LaCoOx氧空位通道取向的调控。孟繁琦在报告中表示，原位实验助力先进功能材料开发让科学变得简单。报告人：郑州大学 王文 副教授报告题目：气-液-固三相反应的原位透射电子显微学研究王文所在团队实现了Au纳米棒的可控刻蚀，系统地揭示了纳米棒刻蚀机制；在液体池中设计固-液-气三相反应，发现当O2纳米气泡与Au纳米棒之间距离小于临界距离时，反应速率迅速提高一个量级以上，结合实验结果与分子动力学模拟在纳米尺度提出三相反应的具体路径；研究了电解水纳米气泡成核位点、生长动力学、脱附临界尺寸、速度；以Au@Ag纳米棒为基底通过“刻蚀-析出” 生长AgCl纳米片，揭示了纳米片生长动力学与反应条件的关系及纳米片最终形貌的影响因素。第六分会场——扫描探针显微学（STM/AFM等）部分报告：报告人：北京航空航天大学 钱建强 教授报告题目：小波变换在多频静电力显微镜动态测量中的应用静电力显微镜(EFM)具有较高的灵敏度和空间分辨率，在新能源材料静电性质的测量中被广泛应用。时间分辨静电力显微镜技术主要用于材料的动态电学性质测量，该技术中常用的泵浦探测方法存在设备装置复杂、成本昂贵、测量存在不确定性等问题。钱建强所在团队采用直接时域测量方法，减小了测量的实现复杂度，通过应用多频激励或者激励悬臂高阶模态的方法实现了EFM多种参数同时测量和时间分辨率的提高，达到了微秒级的时间分辨率，并应用小波变换对测量得到的探针信号进行分析，实现了对材料动态电学性质的提取。通过应用该技术进行仿真实验，实现了对模拟样品电势衰减过程中的动态电势变化和模拟电池放电过程中的离子运动特征时间等性质的测量。报告人：中国科学技术大学 邵翔 教授报告题目：ZnO表面的分子间相互作用 邵翔所在团队利用低温STM研究了多种碳氢、碳水小分子在ZnO(10-10)表面的吸附。较强的吸附物种H20，CO2等往往在表面形成沿[0001]方向取向的一维链式结构。分子的表面一维结构主要由表面局域电荷的特异性分布，以及表面固有偶极场的方向决定。预吸附分子的一维结构通过在表面构筑围栏，或者通过表面介导作用增强弱吸附分子的吸附。表面预吸附物种同时能显著增强金属原子与ZnO表面的作用，进而诱导金属分散成单原子或者尺寸较小的团簇结构，有助于提升金属催化剂的性能。第七分会场——扫描电子显微学表征（含EBSD）现场直击部分报告：报告人：国仪量子（合肥）技术有限公司 曹峰 副总经理报告题目：基于带电粒子追踪与蒙特卡洛方法的低真空SEM电子探测器仿真分析及其在扫描电镜中的应用低真空信号电子探测器主要利用在外加电场作用下信号电子雪崩倍增实现信号放大和探测。国仪量子研发团队计算了低真空信号探测器工作时的的雪崩倍增放电过程。雪崩倍增效应的强弱取决于电场分布、气压大小和电极距离等诸多因素，在报告中所示的几种工程上可实现的工况下计算得出信号电流可放大到30-40倍。实际测试与计算结果呈现出一致性。根据该计算模型，可以对不同工况下的电流放大作用进行预测，从而对低真空条件下的信号探测器的布局和构型设计提供有意义的指导。报告人： 东北大学 石锋 副教授报告题目： 晶界工程改善高氮奥氏体不锈钢应力腐蚀和腐蚀疲劳性能奥氏体不锈钢具有塑性好、韧性好和无磁性等优点。含镍的奥氏体不锈钢却存在镍资源短缺、身体过敏反应和强度低等缺点，而高氮无镍奥氏体不锈钢在成本、力学性能、腐蚀性能、抗氧化性、抗磨损性等方面优势显著。石锋在报告中汇报了其团队通过晶界工程改善高氮奥氏体不锈钢应力腐蚀和腐蚀疲劳性能方面的成果。结果表明，在高氮无镍奥氏体不锈钢中通过合适的形变热处理工艺获得晶粒尺寸相近，但GBE优化参数差异较大的GBE和non-GBE样品；在实验钢中J2或J3型三叉节点可以有效阻碍应力腐蚀和腐蚀疲劳过程中裂纹的沿晶扩展，从而提高了实验用钢的抗晶间应力腐蚀开裂和腐蚀疲劳性能。微信扫码进入大会官方网站，查看大会详细日程并线上观看会议直播：

随着科技和工业技术的快速发展，人们对材料的硬度、强度、耐磨损、热膨胀系数及绝缘性能等提出了更高的要求。而高技术陶瓷作为继钢铁、塑料之后公认的第三类主要材料，一直以来在突破现有合金和高分子材料的应用极限方向被人们寄以厚望。其中，氮化硅陶瓷因具有优异的低密度、高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化等诸多优点，成为了最具发展潜力与市场应用的新型工程材料之一，在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的应用价值，已被广泛应用在精密机械、电气电子、军事装备和航空航天等领域。但另一方面，工程陶瓷具有硬、脆的特性，使得其机械加工性能较差，因此磨削已成为陶瓷零件的主要加工方式。 工程陶瓷在磨削过程中，工件的表面受剪切滑移、剧烈摩擦、高温、高压等作用，很容易产生严重的塑性变形，从而在工件表面产生残余应力。残余应力将会直接影响工程陶瓷零件的断裂应力、弯曲强度、疲劳强度和耐腐蚀性能。工程陶瓷零件的断裂应力和韧性相比于金属对表面的应力更为敏感。关于残余压应力或拉应力对材料的断裂韧性的影响，特别是裂纹的产生和扩展尚需进一步的研究。零件表面/次表面的裂纹极大地影响着其性能及服役寿命。因此，探索工程陶瓷的残余应力与裂纹扩展的关系就显得尤为重要。 Huli Niu等人为了获得高磨削表面质量的工程陶瓷，以氮化硅陶瓷为研究对象，进行了一系列磨削实验。研究表明：(1)提高砂轮转速、减小磨削深度、降低进给速率有利于减小氮化硅陶瓷的纵向裂纹扩展深度。氮化硅陶瓷工件在磨削后，次表面的裂纹主要是纵向裂纹，该裂纹从多个方向逐渐向陶瓷内部延伸，最终导致次表面损伤。(2)氮化硅陶瓷表面的残余压应力随着砂轮转速的增加、磨削深度和进给速度的减小而增大。平行于磨削方向的残余压应力大于垂直于磨削方向的残余压应力。(3)砂轮转速和磨削深度的增加、进给速率增大时，磨削温度有升高的趋势。在磨削温度从300℃上升到1100℃过程中，表面残余压应力先增大后减小；裂纹扩展深度先减小后增加。在温度约为600℃时，表面残余压应力最大，裂纹扩展深度最小。适当的磨削温度可以提高氮化硅陶瓷的表面残余压应力并抑制裂纹扩展。(4)氮化硅陶瓷表面残余压应力随裂纹扩展深度和表面脆性剥落程度的增加而减小。裂纹扩展位置的残余应力为残余拉应力。它随着裂纹扩展深度的增加而增加。此外，残余应力沿进入表面的距离在压缩和拉伸之间交替分布，在一定深度处这种情况消失。(5)通过调整磨削参数、控制合适的磨削温度，可以提高氮化硅陶瓷磨削表面质量。 以上研究结果为获得高质量氮化硅陶瓷的表面加工提供了强有力的数据支撑。关于Huli Niu等人的该项研究工作，更多的内容可参考文献[1]。 Figure 1. Grinding experiment and measuring equipment: (a) Experimental principle and processing (b) SEM (c) Residual stress analyzer.Figure 6. Surface residual stress under different grinding parameters: (a) Wheel speed (b) Grinding depth (c) Feed rate.上述图片内容均引自文献[1]. 作者在该项研究工作中所使用的残余应力检测设备为日本Pulstec公司推出的小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s。该设备采用了圆形全二维面探测器技术，并基于cosα残余应力分析方法可基于多达500个衍射峰进行残余应力拟合，具有探测器技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量。我们期待该设备能助力更多的国内外用户做出优秀的科研工作！ 小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s设备图 参考文献：[1] Yan H, Deng F, Qin Z, Zhu J, Chang H, Niu H, Effects of Grinding Parameters on the Processing Temperature, Crack Propagation and Residual Stressin Silicon Nitride Ceramics. Micromachines. 2023 14(3):666. https://doi.org/10.3390/mi14030666