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高温提拉涂膜机

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高温提拉涂膜机相关的资讯

  • 原位拉曼光谱定量探测深海高温热液喷口流体获新突破
    p   近日,中国科学院海洋大科学研究中心研究员阎军团队、李超伦团队在深海热液系统原位拉曼光谱定量探测研究中获得进展,基于自主研发的深海原位激光拉曼光谱探测系统(Raman insertion probe-RiP)对冲绳海槽中部热液区的高温热液流体进行了原位拉曼光谱定量探测,在国际上首次获得高温热液流体中溶解二氧化碳及硫酸根离子的原位浓度。相关研究成果以封面论文的形式,发表在Geochemistry,Geophysics,Geosystems上。 /p p   深海热液系统作为20世纪地球科学重大发现,沟通了不同圈层之间的物质能量交换。近年来,高温热液喷口流体理化性质及其对大洋环境影响已成为热液活动新的研究热点。温度、压力变化以及海水混入的影响会明显改变热液喷口流体的化学成分或浓度,尽管科学家使用保真取样方法进行实验室分析取得了较为贴近的数据,但由于取样方法的限制而一直无法获取高温热液喷口内流体的准确样本,造成分析数据与实际仍有明显差异。研究团队攻克了光学镜头耐高温和高浓度颗粒附着对光学系统的影响等国际技术难题,成功研制了国际首台耐高温(450℃)的热液流体拉曼光谱探针-RiP(Xin Zhang et al.,DSR-I, 2017)。该系统自2015年以来依托“科学”号科考船和“发现”号深海缆控潜器(ROV)对马努斯热液区、冲绳海槽热液区的高温热液喷口进行了原位拉曼光谱探测,采集到大量原位光谱数据。 /p p   该研究基于2016年“科学”号热液冷泉综合航次获得的冲绳海槽中部热液区三个高温热液喷口流体的原位拉曼光谱(最高273℃),结合实验室内大量高温模拟实验建立的CO2、SO42-的拉曼光谱定量分析模型(Lianfu Li, Xin Zhang*, et al., Applied Spectroscopy, 2018 Shichuan Xi, Xin Zhang*, et al.,Applied Spectroscopy, 2018),成功确定了冲绳海槽中部热液喷口流体中CO2、SO42-的浓度(Lianfu Li, Xin Zhang*, et al.,G-cubed, 2018)。研究发现,硫酸根含量作为海水混入程度的指标,在所测高温热液流体中的含量几乎为零,证明原位拉曼探测系统采集的热液流体中并未发生海水混入,即所测样本代表原始的热液流体喷出物。通过对比ROV在同一热液喷口保压取样方法测量的二氧化碳浓度发现,原位测量的浓度可高出保压取样实验室测试浓度的三倍以上。基于该成果可以认为热液活动对全球碳循环以及气候变化的影响很有可能被大大低估。该研究对于推动原位光谱探测技术在深海极端环境下的应用具有重要意义,有助于重新认识热液活动对全球海洋环境的影响。 /p p   该研究得到了国家自然科学基金、中科院海洋先导专项、中科院前沿科学重点研究项目的资助。博士研究生李连福为论文第一作者,研究员张鑫为通讯作者。 /p p   论文链接 /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/19da6824-497c-4fb2-9d20-5fe1a3483365.jpg" title=" W020180803573736486382.jpg" / /p p style=" text-align: center " 原位拉曼光谱数据获得的二氧化碳、硫酸根离子浓度数据与传统保压方式获得的数据对比 /p p style=" text-align: center " (红色符号代表二氧化碳,黑色符号代表硫酸根) /p p style=" text-align: center " img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/9f6f2c0d-ba2c-411d-8b06-829b5dd26482.jpg" title=" W020180803573560140519.png" / /p p style=" text-align: center " 刊物封面 /p
  • 兰州化物所高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层研究获进展
    高熵合金通常被定义为含有5个以上主元素的固溶体,并且每个元素的摩尔比为5~35%,具有优异的力学、耐高温、耐磨、耐蚀、抗辐照等性能,在较多领域展现出发展潜力。中国科学院兰州化学物理研究所环境材料与生态化学研究发展中心副研究员高祥虎、研究员刘刚带领的科研团队,通过组分调控、构型熵优化和结构设计,制备出系列高熵合金基高温太阳能光谱选择性吸收涂层。  前期,研究人员设计出一种由红外反射层铝、高熵合金氮化物、高熵合金氮氧化物和二氧化硅组成的彩色太阳能光谱选择性吸收涂层,其吸收率可达93.5%,发射率低于10%。研究人员发现,单层高熵合金氮化物陶瓷具有良好的本征吸收特性,因此制备出结构简单的涂层。以高熵合金氮化物作为吸收层,SiO2或Si3N4作为减反射层得到的涂层吸收率可达92.8%,发射率低于7%,并可在650°C的真空条件下稳定300小时。  近期,为进一步提升涂层吸收能力,研究人员选用不锈钢作为基底,低氮含量高熵合金薄膜作为主吸收层,高氮含量高熵合金薄膜作为消光干涉层,SiO2、Si3N4、Al2O3作为减反射层,形成了从基底到表面光学常数逐渐递减的结构(图1)。研究通过光学设计软件(CODE)进行优化,利用反应磁控溅射的方法制备,提高了制备效率。涂层吸收率可达96%,热发射率被抑制到低于10%。研究人员通过时域有限差分法(FDTD)研究了涂层光吸收机制。长期热稳定性研究表明,高熵合金氮化物吸收涂层在600°C真空条件下,退火168小时后仍保持良好的光学性能;计算涂层在不同工作温度和聚光比的光热转化效率发现,当工作温度为550°C、聚光比为100时,涂层的光热转化效率可达90.1%。该图层显示出优异的光热转换效率和热稳定性(图2)。  研究人员将吸收涂层沉积在不同基底材料上制备的涂层依然保持优异的光学性能,并在铝箔上实现了涂层的大规模制备。对不同入射角的吸收谱图研究发现,吸收涂层在入射光角度为0-60°的范围内具有良好的吸收率。研究人员模拟太阳光对吸收器表面进行照射,在太阳光照射下,涂层表面的温度超过100℃,表明该材料在界面水蒸发研究领域具有重要应用价值。  相关研究成果发表在Journal of Materials Chemistry A、Solar RRL、Journal of Materiomics上。上述工作开发出兼具优异光学性能和耐高温性能的高温太阳能光谱选择性吸收涂层,拓展了高熵合金在新能源材料领域的功能应用。研究工作得到中科院青年创新促进会、中科院科技服务网络计划区域重点项目和甘肃省重大科技项目的支持。图1.光学模拟结合磁控溅射方法制备太阳能光谱选择性吸收涂层图2.光谱选择性吸收机制和热稳定性研究
  • 东京衡器公司大越式高温磨损试验机OAT-U-HT2近日在钢铁研究总院安装完毕
    东京衡器公司大越式高温磨损试验机OAT-U-HT2近日在钢铁研究总院安装完毕近日由创元公司全权代理的东京衡器公司大越式高温磨损试验机在北京钢铁研究总院安装验收完毕。大越式高温磨损试验机是日本东京衡器公司拳头产品之一。在日本工业界已经几乎成为评价材料耐磨性能的行业标准。在日本已经拥有数百客户,积累了大量具有可比性的磨损数据。该试验机拥有如下特点。1.该试验机最突出特点是使得磨损试验过程中试样上的接触压力几乎保持恒定。不像其他磨损试验机只能是保持试验施加载荷始终恒定而实际接触压力始终变化,该试验机可以使得人们在同样接触应力条件下对所有材料耐磨性进行统一评价。大大增加了磨损实验结果的可比性。试验中实际接触压力始终变化这个难题一直困扰着工业界的人们。日本已故东京大学大越教授发明了一个特别凸轮弹簧机构使得人们可以通过选择摩擦距离和载荷实现磨痕宽度基本处于1-3mm之内。这样使得磨损试验过程中几乎可以保持接触压力恒定。最后通过测量磨痕宽度和计算材料比磨损量的方法统一比较各种材料的耐磨性能。2.该试验机另外一个特点是试验时间非常短。因为需要的磨损量很少,所以比重量称量法要快10-100倍。3.该试验机还有一个特点是可以监控磨损深度用于评价各种镀层(0.01-0.03mm)耐磨性能。如在试验前设定磨损深度的话,在到达设定磨损深度后装置会自动停止。4.该试验机试验温度最高可达800度.同时它还可以一边通入高温惰性气体一边进行磨损试验。进一步说它除了给出材料磨损特性外还可以给出高温摩擦特性。最新大越式高温磨损试验装置的首次导入标志着国内将在不久将来拥有一个具有良好可比性的耐磨性数据库。它将对中国工业界解决耐磨问题做出应有贡献。该装置详细构成如下1.试验机主机    2.标准加载和试验力范围追加装置 3.冷却循环系统  4.高温加热系统 5.高温扭矩检出装置    6.惰性气体封入装置          7.数据处理装置           8.磨损深度检出装置         9.恒定载荷装置           10.磨痕宽度测定筒         继2010年钢铁研究总院从该公司生首次导入第一台高温接触疲劳试验机以来,近日再度首次导入全套大越式高温磨损试验机表明钢铁研究总院始终引领中国钢铁业导入国外先进试验设备的新潮流。也表示钢铁研究总院对日本东京衡器公司产品的充分认可。希望更多朋友来电垂询。 该公司还有如下试验设备,也敬请关注。1,油压式测力计,SIII型,DII型,P型2. 油压万能试验机,包括木材万能试验机,共5种3. 压缩弯曲试验机 ,包括混凝土强度试验机,共11种4. 扭转式万能试验机,5种5. 全自动冲击试验机,共9种,包括金属,塑料,大型等6. 薄板成型性能试验机,共9种,包括高温,高速,万能型7. 摩擦磨损试验机,包括大越式高温磨损试验机OAT-U,往复式摩擦磨损试验机等共5种8. 弹簧试验机,共9种9. 高温850度扭转试验机,共5种10, 家具强度试验机,5种11. 接触式硬度计DMH-50012. 疲劳试验机,包括全数字化控制疲劳试验机,最新平面弯曲疲劳试验机PBF,构造物疲劳试验机,高温蠕变试验机,盐水应力腐蚀蠕变试验机,微观构造疲劳试验机等共15种13. 汽车部件疲劳强度试验机。4种
  • 钢铁研究总院首次导入东京衡器公司大越式高温磨损试验机OAT-U-HT2
    钢铁研究总院首次导入东京衡器公司大越式高温磨损试验机OAT-U-HT2近日香港创元公司和北京钢铁研究总院就大越式高温磨损试验机顺利签约。大越式高温磨损试验机是日本东京衡器公司拳头产品之一。在日本工业界已经几乎成为评价材料耐磨性能的行业标准。在日本已经拥有数百客户,积累了大量具有可比性的磨损数据。1.该试验机最突出特点是使得磨损试验过程中试样上的接触压力几乎保持恒定。不像其他磨损试验机只能是保持试验施加载荷始终恒定而实际接触压力始终变化,该试验机可以使得人们在同样接触应力条件下对所有材料耐磨性进行统一评价。大大增加了磨损实验结果的可比性。试验中实际接触压力始终变化这个难题一直困扰着工业界的人们。日本已故东京大学大越教授发明了一个特别凸轮弹簧机构使得人们可以通过选择摩擦距离和载荷实现磨痕宽度基本处于1-3mm之内。这样使得磨损试验过程中几乎可以保持接触压力恒定。最后通过测量磨痕宽度和计算材料比磨损量的方法统一比较各种材料的耐磨性能。2.该试验机另外一个特点是试验时间非常短。因为需要的磨损量很少,所以比重量称量法要快10-100倍。3.该试验机还有一个特点是可以监控磨损深度用于评价各种镀层(0.01-0.03mm)耐磨性能。如在试验前设定磨损深度的话,在到达设定磨损深度后装置会自动停止。4.该试验机试验温度最高可达800度.同时它还可以一边通入高温惰性气体一边进行磨损试验。进一步说它除了给出材料磨损特性外还可以给出高温摩擦特性。 最新大越式高温磨损试验装置的首次导入标志着国内将在不久将来拥有一个具有良好可比性的耐磨性数据库。它将对中国工业界解决耐磨问题做出应有贡献。该装置详细构成如下1.试验机主机   2.标准加载和试验力范围追加装置 3.冷却循环系统  4.高温加热系统 5.高温扭矩检出装置    6.惰性气体封入装置         7.数据处理装置           8.磨损深度检出装置         9.恒定载荷装置           10.磨痕宽度测定筒          继2010年钢铁研究总院从该公司生首次导入第一台高温接触疲劳试验机以来,近日再度首次导入全套大越式高温磨损试验机表明钢铁研究总院始终引领中国钢铁业导入国外先进试验设备的新潮流。也表示钢铁研究总院对日本东京衡器公司产品的充分认可。希望更多朋友来电垂询。 该公司还有如下试验设备,也敬请关注。 1,油压式测力计,SIII型,DII型,P型 2. 油压万能试验机,包括木材万能试验机,共5种 3. 压缩弯曲试验机 ,包括混凝土强度试验机,共11种 4. 扭转式万能试验机,5种 5. 全自动冲击试验机,共9种,包括金属,塑料,大型等 6. 薄板成型性能试验机,共9种,包括高温,高速,万能型 7. 摩擦磨损试验机,包括大越式高温磨损试验机OAT-U,往复式摩擦磨损试验机等共5种 8. 弹簧试验机,共9种 9. 高温850度扭转试验机,共5种 10, 家具强度试验机,5种 11. 接触式硬度计DMH-500 12. 疲劳试验机,包括全数字化控制疲劳试验机,最新平面弯曲疲劳试验机PBF,构造物疲劳试验机,高温蠕变试验机,盐水应力腐蚀蠕变试验机,微观构造疲劳试验机等共15种 13. 汽车部件疲劳强度试验机。4种
  • 近30年的坚守,高温拉曼光谱与熔体结构研究走在国际前沿——访上海大学尤静林教授
    p style=" text-indent: 2em " span style=" text-indent: 2em font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 高温拉曼光谱技术作为拉曼技术之一,为高温工艺过程、地质学和材料制备等领域的结构研究与应用提供了一种新的原位检测手段,因此,越来越受到业界重视。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 在这一研究领域,有一个“标签”人物必须一提,那就是省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室常务副主任、上海大学材料科学与工程学院教授尤静林。尤静林教授在国内较早地开展了高温拉曼光谱技术的研究与应用,尤其结合熔体结构研究等方面填补了国内空白,达到国际前沿水平。 /span /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 近日,仪器信息网特别走进尤静林教授实验室,请他回顾了与高温拉曼技术、熔体结构研究相伴近三十年的故事,并谈论了对国产仪器技术与应用现状的一些看法。 /span /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 316px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/ad4eb3f9-638d-4392-9141-0b498f0f7051.jpg" title=" 01.jpg" alt=" 01.jpg" width=" 450" height=" 316" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) text-align: center text-indent: 0em " 访谈中的尤静林教授 /span /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 0, 255) " 谈科研:相伴近三十年,高温拉曼技术与熔体结构研究 /span /h1 p style=" text-indent: 2em " span style=" color: rgb(0, 0, 0) " strong 高温熔体结构研究填补国内空白 /strong /span /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林团队科研工作主要包含仪器检测技术及高温熔体结构研究两方面。仪器检测技术包括原子光谱、拉曼光谱,涉及一些辉光放电光谱、原子吸收和发射光谱、红外光谱等,主要精力集中在极端条件的分子检测方法,比如高温拉曼光谱技术。高温熔体结构研究则集中在研究高温条件下,无机熔体在熔融状态下的结构状态。 /p p style=" text-indent: 2em " 国内从事高温熔体结构研究的人员并不多,冶金、地质及晶体学领域研究人员略有涉及,但也只是理论研究或实验室检测,涉及到熔体结构层次的研究比较少,可以说尤静林团队的研究工作填补了国内熔体结构研究领域的这一空白。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 熔体液态结构研究同样具有重要意义 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 尤教授认为,高温熔体在液态条件下,具有丰富的结构,对这些结构的研究非常有意义,显然,物质在高温液态下的结构比在固态结构要复杂得多。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 264px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/16004674-4b21-4217-8a9b-f9b30c7ee154.jpg" title=" 2.jpg" alt=" 2.jpg" width=" 450" height=" 264" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 熔体结构与性能研究实验室 /span /p p style=" text-indent: 2em " 以冶金领域为例,炼钢实质是炼渣。钢铁产品中不需要的杂质,可以通过炉渣吸收,借助化学反应或化学平衡去除杂质,也可以通过化学平衡,在金属液中添加一些有益元素,最终改善钢铁产品的成分和质量。所有这些操作都是在高温状态下进行的,所以有必要在熔体中对炉渣进行相应研究,这就需要使用高温拉曼技术手段了。 /p p style=" text-indent: 2em " 不止冶金领域,熔体结构研究涵盖诸多领域,尤静林团队和其他领域研究者有着广泛合作,比如地质领域方面,与中国地质大学的莫宣学院士团队合作;晶体学领域方面,与中科院北京理化技术研究所吴以成院士、中科院上海硅酸盐研究所仲维卓研究院、研究所山东大学于锡玲教授、中科院合肥分院物质结构研究所殷绍唐研究员等合作。 span style=" text-indent: 2em " & nbsp /span /p p style=" text-indent: 2em " strong 对高温拉曼光谱技术近三十年的坚守 /strong /p p style=" text-indent: 2em text-align: left " 尤静林与高温拉曼的结缘要追溯到27年前:1993年,上海大学材料科学与工程学院采购了第一台拉曼光谱仪——HORIBA的U1000 ,1994年,巧合之下,刚留校不久的尤静林负责了这台仪器;1998年,在当时还没有ICCD情况下,尤教授使用类似ICCD原理但自己搭建的“组合装置”,在这台U1000上测出了摄氏1750度的高温拉曼光谱。 /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 270px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/dfa7bdef-2a67-4973-9f87-725499c566b2.jpg" title=" 3.jpg" alt=" 3.jpg" width=" 450" height=" 270" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 尤静林教授演示高温拉曼检测操作 /span /p p style=" text-indent: 2em " 一路走来,尽管感兴趣和从事高温拉曼光谱技术研究的科研人员不算少数,但能坚持下来的却并不多。这是因为,实验中一旦涉及较高温度,对实验仪器、条件等的稳定性要求都会比较高,此外科研工作者操作难度也会大大增加。常温条件下,做实验若出现问题,通常可以不考虑时间,多做几遍即可,但高温条件下,如果高温炉或电脑出现一点问题,都会导致系列实验戛然而止,而实验中断后,一切实验条件可能都要重新再做,这对于长期伏案于实验室的科研工作者来说是很崩溃的。另外,高温拉曼在实际应用中也会遭遇很多麻烦,比如黑体辐射背景干扰,样品高温挥发导致观测过程像“戴着眼镜进浴室”,视野模糊不清,加热炉炉丝损耗的高成本等挑战。 /p p style=" text-indent: 2em " 在这样的科研背景下,尤静林教授始终保持着一位纯粹的科研人的本色,不畏艰难,执着坚守,默默深耕近30年,让人感佩。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " strong span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 0, 255) " 谈技术:不简单的高温拉曼 /span /strong /h1 p style=" text-indent: 2em " strong 高温拉曼光谱技术发展与应用 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林团队是国内最早一批从事高温拉曼相关研究的科研人员,当时俄罗斯、美国、法国等也同时开展了相关研究工作。国际上,是尤静林团队首次将ICCD (增强型电荷耦合装置)探测器与高温拉曼结合的。ICCD具有电子开关作用,可以同步脉冲激光的步调,有脉冲时,电子开关同步打开接受信号;没有激光脉冲时则关闭,这样就大大提升了拉曼光谱信号,削弱了黑体辐射,起到去除黑体辐射背景干扰的作用。 /p p style=" text-indent: 2em " 谈到ICCD与高温拉曼的结合,尤静林回顾了与HORIBA成功合作的往事。2003年,尤静林看到有关原子光谱与ICCD结合的技术后,产生了将高温拉曼光谱仪与ICCD结合的想法,并转达给HORIBA,希望其能做技术尝试。几个月后,HORIBA法国尝试成功,尤静林也很快选购了ICCD,同时在2004年又采购了HORIBA第二套光谱设备(HR800)。 /p p style=" text-indent: 2em " & nbsp & nbsp & nbsp 有了ICCD的助攻,配合纳秒级脉冲激光,确保了检测的稳定和便捷,结合了多个不同功能的高温热台,使该技术迅速应用在包括硅铝酸盐、硼酸盐、磷酸盐、氟铝酸盐等多种高温无机熔体或熔盐的拉曼光谱温致结构变化实测和反应过程原位跟踪研究中,成为高温熔体结构重要和有效的实验验证手段。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 300px height: 484px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/8c5aa61c-b84c-4e0d-91b8-cdccf29f66cf.jpg" title=" 4.jpg" alt=" 4.jpg" width=" 300" height=" 484" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " ICCD和拉曼光谱HR EVOLUTION联用 /span /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林表示,高温拉曼光谱技术应用面很广,比如高温熔融状态下,核反应堆研究对拉曼等检测手段需求呈上升趋势。结合拉曼共焦技术,利用空间分辨能力,成为应用于高温熔体晶体生长边界层的一支利剑,具有比其它方法如高温X-射线散射技术和核磁共振谱的显著的优势。还有如焦炭制备过程、地质岩浆探测等,相比以往冷却下来再观测,高温原位观测则可以实时真实地研究其结构及其变化过程。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 为何要使用高温拉曼技术?“高温”与常规拉曼区别? /strong /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林表示,许多使用拉曼光谱技术的科研人员都会涉及到变温拉曼的需求,比如说300度、500度、800度、1000度,有的甚至是1500度。变温时,如果是温度低于摄氏1000度,那目前常规拉曼光谱仪完全可以胜任。但如果超过摄氏1000度,常规的拉曼光谱仪就有了自身局限性。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 167px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/68980b54-a977-4f99-9baa-af676575273b.jpg" title=" 5.png" alt=" 5.png" width=" 600" height=" 167" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 拉曼光谱HR evolution的2种加热台 /span /p p style=" text-indent: 2em " 出现局限性是什么原因呢?当温度超过1000度时,高温黑体辐射背景,就会成为一个压倒性的强光背景,把拉曼信号掩盖掉。这样就无法采集到拉曼信号。所以我们非常需要研发出一种技术手段,能够把强大黑体辐射背景去除并提取出拉曼信号,这是高温拉曼技术的核心所在。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 相比高温核磁、高温XRD等,高温拉曼的技术优势? /strong /p p style=" text-indent: 2em " 针对高温液态熔体结构的,除了高温拉曼光谱技术,还有高温X射线散射技术和高温核磁共振谱等,但相比之下,高温拉曼技术有哪些优势? /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林表示,高温X射线散射也可以实现原位测量,温度也能做到摄氏1500度甚至1600度。但它获取的信息量比较有限。对于熔融无序态,高温X射线散射可以给出第一近邻的键长、化学键、配位数等信息,再远的位置很难再获取其它有效信息。虽然通过统计方法可以拟合一些宏观性质,但对于理解熔体微观结构还远不够。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/5e23a7a5-54d3-4c4b-8169-7f4f76d53609.jpg" title=" 6.jpg" alt=" 6.jpg" width=" 450" height=" 253" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 尤静林教授讲解随笔 /span /p p style=" text-indent: 2em " 高温核磁共振技术的弱点在于,当样品熔融到了液态时,该技术对结构捕捉的灵敏度就很差,会将液态的快速动态结构信息平均化,所以测到的信息实际上是被扭曲了,信息量就大打折扣。 /p p style=" text-indent: 2em " 而高温拉曼光谱技术却是一种较有效的方法。它不仅可以获取键长、配位数信息、不同配位数的团簇信息,以及通过定量获得对应的微结构种类含量等,还可以提供更丰富的结构信息,对理解熔体结构和进行相关计算机结构模拟比较研究等提供更多可能。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 计算机模拟技术不可少 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 由于熔融结构的高温拉曼技术研究开展较早,对应的拉曼光谱没有可以参考的数据库,尤静林团队便不得不同时开展了“解释”谱图的工作——计算机模拟。尤静林团队利用工作站,通过分子动力学方法、从头计算分子动力学和密度泛函理论等方法进行结构模拟和光谱模拟,用以比较解读实测的拉曼光谱,二十多年的实践,计算机模拟方面的工作也获得了很好的效果。同时,尤静林团队还开发出了结构和光谱模拟方法,也与许多合作单位开放共享。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " strong span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 0, 255) " 谈实验室:仪器设备、教书育人那些事 /span /strong /h1 p style=" text-indent: 2em " strong 科学仪器助力研究功不可没 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 科研成果离不开先进科学仪器的助力,而尤静林教授对实验室那些仪器设备都有着深厚的感情。比如实验室的首个ICP是1993年采购,使用16年后,2009年扩大规模才买了第二套ICP,第二套使用到现在也已经10余年,仪器状态却维持相当好的状态。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 115px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/5b831515-2010-485f-b139-3be3a19be328.jpg" title=" 7.png" alt=" 7.png" width=" 600" height=" 115" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 实验室先后采购的三台HORIBA拉曼光谱仪 /span span style=" color: rgb(127, 127, 127) " (左至右:U1000、HR 800、HR evolution) /span /p p style=" text-indent: 2em " 说起拉曼光谱,尤静林教授更是如数家珍。实验室先后在1993年、2004年、2019年采购了三台HORIBA的拉曼光谱(涵盖了HORIBA拉曼产品的三代logo)。尤静林表示,第一台拉曼光谱U1000的光栅依然保持得很好,近期计划把它更新一下,再重新使用起来。另外两台拉曼光谱仪都在正常使用中,尤其2019年安装完毕的HR evolution,配置了最新一代ICCD,十分便捷高温条件下的测试。配置卤素灯热源,理论上温度可以达到摄氏1800度,常规在1700度左右。对于更高温度的测试要求,比如核反应堆相关实验,实验室正在制作气旋的悬浮样品装置,利用激光加热可以达到摄氏2000度以上。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 主张团队新人从“经营”实验室开始 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 作为一名老师,尤静林教授对学生教导有方,关爱有加,因此,他在学生中有着很高的口碑。 /p p style=" text-align: center" img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 253px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/c70219dd-08ba-4e2d-abbf-71aba67d02bc.jpg" title=" 8.jpg" alt=" 8.jpg" width=" 450" height=" 253" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-indent: 0em text-align: center " span style=" color: rgb(0, 176, 240) " 实验室一角 /span /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林经常对刚进团队的博士、硕士同学们说,进入团队先不要忙着学东西,而要先走进实验室,在实验室“沉浸”一段时间,不做事情没关系,关键是要多问多看多观察,多向师哥师姐请教。在这样的氛围中“沉浸”一两个月,新人就能渐渐融入实验室的环境氛围,就会熟悉和理解许多实验细节和习惯,学会沟通交流,增强实验操作的自信,渐渐在科研工作中独当一面。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 主张开放,给学生更多成长空间 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林很珍惜师生缘分,在学习生活中,一直努力让学生获得最好的发展。 /p p style=" text-indent: 2em " 尤静林向仪器信息网回顾了两个硕士生的故事。当时团队有两个硕士生都很努力,也十分优秀,尤静林为鼓励二人继续硕博连读,主动承担了他们博士期间三年的学费。两位学生也没有辜负尤静林的期望,顺利博士毕业,获得优秀成果,并继续从事博士后研究工作。回想起这件事情,尤静林十分愉快,虽然学费都是从自己工资中拿出来,但觉得十分值得。因为一方面成就了学生,另一方面也发展了自己的团队,科研工作也获得了良好的推进。尤静林教授认为,为人为师,不要计较太多,老师开放一点,给学生更多发展空间,让其获得成长,其实师生都能受益。 /p h1 label=" 标题居中" style=" font-size: 32px font-weight: bold border-bottom: 2px solid rgb(204, 204, 204) padding: 0px 4px 0px 0px text-align: center margin: 0px 0px 20px " strong span style=" font-size: 18px color: rgb(0, 0, 255) " 谈观点:拉曼技术大有可为,国产仪器还要努把力 /span /strong /h1 p style=" text-indent: 2em " strong 拉曼光谱技术未来大有可为 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 关于拉曼技术的未来发展趋势,尤静林谈了三个方面的发展: /p p style=" text-indent: 2em " 首先,拉曼光谱技术的分辨率会越来越高,向近场发展。这将测试不断推向一个更小的空间;还可以通过与其他检测方法结合,使空间分辨率进一步提升。 /p p style=" text-indent: 2em " 其次,超快速扫描。减短扫描时间是一个很大优势,比如实验现场测试量较多时,提高扫描速率,所获得的有效信息量会大大提升,从而提高了信息的层次。 /p p style=" text-indent: 2em " 最后,拉曼光谱技术将在更多极端条件领域有很大的应用潜力,比如海底海水环境、太空等高温、高压环境下的研究。这些研究领域中,拉曼技术都是很好的“候选人”。比如拉曼光谱可以实现更好的“原位”检测,以探头形式实现样品与仪器超远距离分离操作,从几厘米甚至到几米。再比如二十多年前,美国曾将一辆卡车搭建了一个大型可移动的拉曼光谱,采用高能量的激光照射云彩,用大尺寸的反射镜收集会聚散射光,虽然效率可能不高,但足以体现了拉曼光谱仪可以进行远距测量的极大灵活性。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 拉曼技术很普及,但很多人没有把它“用”好 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 当下,拉曼光谱技术已经成为一项相对普及的技术,拉曼光谱仪是许多高校院所的基本和标配仪器设备。尤静林认为,许多人其实只是在“用”仪器,他们没有对仪器本身或测出来的数据进行更多的思考。目前的状况,有的实验室仪器使用频率很高,许多同行也都去使用,而有的实验室仪器却在闲置!其实我们的仪器需要匹配一支队伍,这支队伍必须非常热衷于对仪器的维护建设、对样品的思考,以及对数据结果的认知、分析与理解。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 国产仪器前景看好,但当下还要努把力 /strong /p p style=" text-indent: 2em " 作为中国物理学会光散射专业委员会副主任委员,尤静林也谈了对国产仪器的看法。每年国内采购进口的仪器金额都以数亿元计,且许多仪器品类是进口垄断的,除了需要花费更高的价格,一些相关科研技术也会受到制约,所以国产仪器必须要成长起来。 /p p style=" text-indent: 2em " 一台仪器的生产牵涉到原材料、核心部件、各个工艺细节等,是一个复杂的系统过程。所有零部件都采用国产还有很长的路要走。但还是要踏出第一步,我们可以先学习,从一些简单的做起,比如直接利用国外的部件来组装,甚至公司设置在国外,实现逐步成长,这些必须要尽快做。 /p p style=" text-indent: 2em " 另外,尤静林认为国家应该重视重要的科学仪器设备的国产化,应给予大力扶持,比如选择共性仪器(如拉曼光谱共性就比较大)进行集中力量扶持,培养专门的科研团队,或配置专业的研究机构,集中力量进行技术攻关及产业化。 /p p style=" text-indent: 2em " strong 后记 /strong /p p style=" text-indent: 2em " span style=" font-family: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai " 走出尤静林教授实验室,留给笔者印象最深的就是尤静林教授的坚守与开放,看似矛盾,却是大智慧。因为坚守,他可以不断蓄力研究,保持领先;因为开放,他成就了一批又一批专业人才,研究领域后继有人。相信在尤静林教授等人的带领下,我国的高温拉曼光谱与熔体结构研究定会不断超越,开拓新的图景,造福人类。 /span /p
  • 高温及高压量热细分领域的先行者——法国塞塔拉姆仪器公司
    p    strong 仪器信息网讯 /strong 微量热市场是一个比较特殊的热分析细分市场。从“微量热分析仪”这个名词来说,全球主要有法国凯璞科技集团(即法国塞塔拉姆仪器),美国TA公司和英国马尔文公司三个主要制造商。可是从产品的行业应用来说又各自具有明显的独立性。法国凯璞科技集团的产品主要着眼于化学工程、含能材料、核工业、过程安全和新能源等领域。最近三五年塞塔拉姆的产品几乎都保持着较高的增长率,这主要取决于塞塔拉姆多年来的市场培育以及今年国家在安全、环境、新能源等领域的投入。 /p p   热分析仪器细分领域之量热领域的翘楚—法国塞塔拉姆仪器(SETARAM)是法国凯璞科技集团自主分支品牌之一,起源于上世纪中叶,是世界顶级热分析及量热产品制造商,拥有60余年热分析及量热产品的研发和制造经验。法国凯璞科技集团(KEP Technologies High Tech Products)是一家专注于前沿工业科技的研发制造型企业,其总部位于量热技术的发源地法国里昂。法国凯璞科技集团一直致力于为航空航天业、原子能、再生能源、化学、食品、奢侈品领域及大型科研实验室输出多样化的产品、技术和创新型解决方案。 /p p   法国凯璞科技集团的微量热产品主要有三个系列几十个型号的产品,比如在市场上广为人知的C80、BT2.15、C600、MicroSC以及LVC等。以及针对一些特殊应用的定制化产品。 /p p   由于以上所提及的产品其在结构设计上都是采用法国凯璞科技集团所独有“3D卡尔维量热核心技术”,所以在其实际的应用领域具有极其突出的优势。多年来,法国凯璞科技集团一直致力于为各领域的研究者们提供独特的热分析、微量热解决方案,尤其在高温及高压细分领域在行业内可谓一枝独秀。历经数十年磨砺的垂直上天平式结构设计保证了热重(TG)产品拥有超高的灵敏度及超低的高温基线漂移。独一无二的三维卡尔维(Calvet)量热技术凝聚了众多研发人员多年的心血与智慧,如塞塔拉姆的C80、BT2.15、C600、MicroSC以及LVC等多款微量热产品在国内国际积累了深厚的客户基础。法国凯璞科技集团凭借独特的3D传感器及超高的灵敏度和准确性成为国际空间站微量热类仪器的独家供应商,此外更积累了空中客车、NASA、法国原子能机构、中科院、中石化等一批国内外不同领域的客户基础。塞塔拉姆的产品遍布金属、陶瓷、催化、能源、航空航天、食品、生物及医药等众多领域。 /p p style=" text-align: center " img style=" max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 350px " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/201910/uepic/c2f32495-4988-4b15-be89-6b85eca7a6a3.jpg" title=" 塞塔拉姆微量热仪.png" alt=" 塞塔拉姆微量热仪.png" width=" 500" height=" 350" border=" 0" vspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 塞塔拉姆微量热仪仪器展示 /strong /p p   研发工作一直是法国凯璞科技集团(KEP Technologies)关注的焦点,也一直将其视为集团前进的基本推动力。为此,集团在世界范围内配置了多层次的研发团队,其核心是位于瑞士日内瓦的KEP创新中心(Innovation Center)以及具有数十年历史的位于法国里昂的Setaram R& amp D部。Setaram R& amp D部立足于塞塔拉姆在微量热领域深厚的技术积累,把握欧洲科技前沿脉搏,结合KEP分布于世界各地的客户、一线工程师及销售人员的实时反馈,不断改进现有产品,并在此基础上规划集团未来的研发战略。基于其在微量热领域的专业地位,塞塔拉姆参与了ASTM C26委员会的NDA技术标准制定工作。2018年法国凯璞科技集团在瑞士日内瓦整合成立全球的产品和技术创新中心,负责全球的产品开发和技术整合。目前,已经在新能源材料、核工业和过程安全等领域都正在开发面向全球的新产品。伴随法国凯璞科技集团产品自身的日臻完善,法国凯璞科技集团不断见证了诸多用户的成功与突破,坚持不懈地协助用户,随时准备着承担起社会赋予的责任和使命。 /p p   正如前言所述,微量热市场本身就是一个比较特殊的热分析细分市场,总体的市场规模有待扩大。所以说微量热的市场开发是一个任重而道远的事业。这不仅仅是一个产品、一个公司的事业,而是全行业的事业。微量热作为一种传统的测试手段,已经官方应用在科研的各个领域,经历数十年的实践,解决了很多问题,也面临着各种各样的挑战。现阶段微量热面临的主要问题在于如何平衡现有微量热仪硬件系统存在的固有矛盾,测试数据质量和测试效率、超高的灵敏度及样品普适性等方面的问题。想要解决这个问题,并不能简单期待单项的技术突破或者二理论创新,首先要求研发团队人员深入一线,充分了解客户需求,在此基础上融汇材料、电子、机械及热力学设计等技术,在尊重量热学客观规律的基础上,提出真正符合客户期待的解决方案。 /p p br/ /p
  • 最小耐高温的等离子体晶体管问世(图)
    美国犹他大学的研究人员研制了迄今为止最小的等离子体晶体管,其可承受核反应堆的高温和离子辐射环境条件,有助于研制在战场上收集医用X射线的智能手机、实时监测空气质量的设备、无需笨重的镜头和X射线光束整形装置的X射线光刻技术。   这种晶体管有潜力开辟适用于核环境工作的新一类电子器件,能用于控制、指引机器人在核反应堆中执行任务,也能在出现问题时控制核反应堆,在核攻击事件中继续工作。   作为当代电子设备的关键组成元件,硅基晶体管通过利用电场控制电荷的流动来实现晶体管的打开或关闭,当温度高于550华氏度时失效,这是核反应堆通常工作的温度。而此次美研究人员将利用传导离子和电子的等离子体空气间隙作为导电沟道,研制了可在极高温度下工作的等离子体晶体管。它的长度为1-6微米,为当前最先进的微型等离子体器件的1/500,工作电压是其六分之一,工作温度高达华氏1450度。核辐射可将气体电离成等离子体,因此这种极端的环境更易于等离子体器件工作。
  • 气氛炉管式电炉窑里耐火高温涂料应用介绍
    气氛炉管式电炉窑里耐火高温涂料应用介绍  气氛炉,管式炉炉窑是用耐高温材料铸成的用以煅烧物料或烧成制品的高温设备。气氛炉,管式炉炉窑燃烧加温的物料有煤、木材、油类、煤气、天然气或者是电磁感应方式。气氛炉,管式炉,炉窑工作时的温度可以达到1600℃或更高,环境中有大量的腐蚀介质,气流大,炉窑的材料腐蚀摩擦损耗严重。为了更好的保护炉窑材料,节能环保,使炉窑工作更具有连续性,所以炉窑的高温下防腐就显得课外重要。高温炉窑防腐涂料的具体应用如下:  1、气氛炉,管式炉,炉窑高温材料是保温砖的,保温砖保护也成为保温砖防腐,保温砖有高质的低质之分,保温砖在高温窑炉里工作3-5年后,保温砖会发酥脱落,严重形象炉窑的安全和隔热保温性。保温砖的防护防腐做法是在保温砖的表面先涂刷ZS-1耐高温隔热保温涂料,减少保温砖的受热温度和腐蚀介质的侵蚀,在ZS-1耐高温隔热保温涂料外再涂刷ZS-1061耐高温远红外辐射涂料,增加炉窑的燃烧温度,降低排烟温度,是能源充分延烧,这样节能经济效益尤为突出。  2、炉窑高温材料是金属的,金属在高温下腐蚀十分严重,把金属表面处理后,先涂刷ZS-1耐高温隔热保温涂料,较少金属的受热温度,是金属在高温环境下各项性能不发生变化,极限发挥金属的性能指标。在ZS-1耐高温隔热保温涂料外表面再涂刷ZS-811耐高温防腐涂料,耐高温防腐涂料耐温可以达到1800℃,耐酸耐碱,抗气流冲击,能很好的保护炉窑燃烧时产生的腐蚀气体不和金属接触反应,大大延长炉窑金属的使用寿命。  3、气氛炉,管式炉,炉窑高温材料是保温棉或是保温毡的,在保温棉或是保温毡上先涂刷ZS-1011纤维过渡涂料,在涂刷ZS-1061耐高温远红外辐射涂料,这样就能减少保温棉或是保温毡的腐蚀程度,更好的发挥保温毡或是保温棉的隔热保温性,环节材料的老化性,延长保温棉或是保温毡的使用寿命。  4、炉窑高温材料是石墨、碳化硅的,石墨和碳化硅在高温下氧化的比较烈害,腐蚀严重,这样会影响炉窑的正常工作。在高温石墨和碳化硅先涂刷ZS-1011过渡涂料,再涂刷ZS-1021志盛威华高温封闭涂料,增加石墨和碳化硅抗氧化能力,减少腐蚀,增加炉窑的使用条件和年限。  气氛炉,管式炉窑是工业生产上重要而且极为关键的设备,炉窑的节能也是工业上节能的关键,能节能减排是遵循人类社会发展规律和顺应当今世界发展潮流的战略举措。工业革命以来,世界各国尤其是西方国家经济的飞速发展是以大量消耗能源资源为代价的,并且造成了生态环境的日益恶化。进一步加强炉窑节能减排工作,既是对人类社会发展规律认识的不断深化,也是积极应对全球气候变化的迫切需要,走新型工业化道路的战略必然选择。
  • 张定、薛其坤研究团队在高温超导机理研究中取得重大突破
    自1986年Bednortz和Müller发现铜氧化物高温超导以来,三十五年已经过去了,但作为凝聚态物理学最重要科学难题之一的高温超导机理至今仍然没有得到解决,甚至在最基本的科学问题,如配对对称性上也尚未达成共识。针对配对对称性这一核心科学问题,清华物理系张定副教授、薛其坤教授带领的研究团队与国内外同事合作,通过制备具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结,发现铜氧化物中s-波配对占主导地位。这个结果颠覆了铜基高温超导是d-波配对的主流认识。该工作不但是铜氧化物高温超导研究的一个重大进展,同时也为破解高温超导机理这一科学难题指明了正确方向。该研究成果以“转角超薄铋锶钙铜氧约瑟夫森结中的s波配对”(Presence of s-wave pairing in Josephson junctions made of twisted ultrathin Bi2Sr2CaCu2O8+x flakes)为题在线发表在7月15日的《物理评论X》(Physical Review X)上。超导作为一种宏观量子现象,其量子态的波函数在理论上可以分为s波、p波和d波等。与氢原子波函数的空间分布相似,s波超导各向同性,角动量量子数为0,而p波和d波的超导波函数具有空间各向异性。其中,d波的角动量量子数为2,其振幅的空间分布像四朵花瓣一样(以dx2-y2波为例),而且从一个花瓣转向近邻花瓣时会发生由相位引起的变号。相比于常规超导体的s波配对,多数人认为铜氧化物超导具有d波配对对称性。然而,这一观点也受到了一系列新的挑战。比如,薛其坤教授团队利用扫描隧道镜直接测量铜氧化物的超导层时发现其超导能隙符合s波超导的U型,而非d波的V型。不过,区分s波与d波的最关键信息来自于超导波函数的相位,即前述的变号行为。此前人们通过两个或三个超导体组成花瓣平面内的约瑟夫森耦合开展了相位测量。但是,将多个晶体进行横向的拼接,往往存在拼接处—晶界—的晶格畸变、多晶面交替出现、化学配比剧烈变化等问题,这都使得实验结果存在着不确定性。图1 高温超导转角约瑟夫森结原子结构示意图。图中蓝、绿、红、黄、黑色小球分别代表铋、锶、钙、铜、氧原子。上半部分半个原胞相对下半部分旋转45度。右侧插图表示s波配对中相位在空间中保持相同符号。相比于此,由于铜氧化物超导具有二维层状结构,将其沿纵向拼接而成的约瑟夫森结就有望形成原子级平整的界面。以最典型的铋锶钙铜氧高温超导体为例(图1),该铜氧化物具有层状结构,纵向由超导的铜氧层与不超导的铋氧/锶氧层交替堆叠而成。纵向拼接而成的约瑟夫森结是判定配对对称性中相位的一种理想结构。其原理是,如果将两个d波超导体沿垂直于其d波花瓣平面的方向即纵向进行约瑟夫森耦合时,其耦合强度将在两个超导体相对旋转45度时下降到零,而两个s波超导体在此情况下仍然存在约瑟夫森耦合。过去,人们曾构筑过这样的纵向约瑟夫森结对铜基高温超导的相位问题开展过研究,但没有得到一致的结果:有的实验支持s波,有的支持d波。造成这个结果的主要原因是两个超导体构成的约瑟夫森结的界面质量不够高,而且实验结果中混入了其它约瑟夫森耦合的信号—单边的超导体中也存在本征的纵向约瑟夫森耦合。因此,制备原子级平整、宏观均匀的单一约瑟夫森结是关键。张定副教授、薛其坤教授带领研究团队成功制备出了超薄的具有原子级平整界面的高质量约瑟夫森结,并且能将两边超导层的相对转角进行精确地控制。在这些高质量样品中,他们观察到参与隧穿过程的只有相对发生旋转的两个超导层,避免了本征约瑟夫森结造成的复杂性。通过这种高度精确人为可控的相位敏感测量,他们发现在相对角度旋转到45度时,两片铋锶钙铜氧超导在纵向仍然存在约瑟夫森耦合,而且耦合强度与转角为0度时可比拟,这说明配对对称性是s波。这个结果清楚表明,目前主流的d波配对理论并不适用铋锶钙铜氧高温超导体系。如果这一实验得到进一步验证,并且推广到其它铜氧化物高温超导体系,那么这将是三十多年高温超导机理研究的一个转折点,为最终解决高温超导机理走出了最关键的一步。为了最终确认s波配对对称性,研究团队目前正在瞄准原子极限下两个单层铜氧化物超导间的约瑟夫森耦合——进行强力攻关。这一突破的取得是团队成员潜心攻关和精诚合作的结果。北京量子信息科学研究院(量子院)助理研究员朱玉莹(清华大学物理系原博士后)作为文章的共同第一作者,在加入团队后的四年中未发表一篇作为主要作者的文章,心无旁骛、刻苦攻关。她与清华大学物理系博士生廖孟涵(共同第一作者),在开展该研究的五年内,利用美国布鲁克海文国家实验室Genda Gu教授研究组提供的最优质量的晶体,共尝试了近800多个薄膜样品,制备和测试了300多个具有不同转角的约瑟夫森结。为了验证人工约瑟夫森结的质量,需要获得原子结构的信息,这得到了中科院物理所谷林研究组的全力支持。物理所张庆华副研究员(共同第一作者)对数十个约瑟夫森结样品开展了精细的结构表征,证明了其具有宏观大范围原子级平整的晶界。参与该研究的合作者还包括清华物理系博士生刘耀伍与柏中华、季帅华教授、姜开利教授、马旭村教授,量子院解宏毅副研究员,物理所孟繁琦博士生,美国布鲁克海文国家实验室Ruidan Zhong和John Schneeloch等。该工作得到了国家科技部、自然科学基金委员会、清华大学低维量子物理国家重点实验室、北京未来芯片技术高精尖创新中心等的经费支持。论文链接:https://doi.org/10.1103/PhysRevX.11.031011
  • 塞塔拉姆公司参加北京大学高温高压暑期学校
    塞塔拉姆公司参加北京大学高温高压暑期学校 2012年北京大学地球与空间学院主办的&ldquo 高温高压暑期学校&rdquo 顺利结束,法国塞塔拉姆仪器公司有幸受邀并在7月6日针对高温高压量热仪器理论及应用内容进行专题讲座。 讲座主要介绍了量热仪及热重分析仪的原理特点,以及同类产品比较等内容。通过大量的图片和应用的详细讲解为同学们更好的展示了三维传感器及垂直悬挂式天平结构的优势。 同学们纷纷表示通过本次讲座对量热及热分析的应用有了更深的认识,法国塞塔拉姆公司将参与更多的类似活动,进一步普及量热和热分析的知识。 更多精彩内容欢迎浏览我们的网站:www.setaram.com.cn
  • 耐上千摄氏度高温的光子晶体问世
    据美国物理学家组织网近日报道,美国麻省理工学院(MIT)的一个研究小组找到了一种采用金属钨或钽制造出可耐受1200摄氏度高温的光子晶体途径。这种材料可广泛应用于智能手机、红外线化学探测器和传感器、深度探索太空的宇宙飞船等供电装置。相关论文刊登在最新一期的《美国国家科学院院刊》上。   光子晶体指能对光作出反应的特殊晶格,可影响光子运动的规则光学结构,类似于半导体晶体对于电子行为的影响。其晶格尺寸与光波的波长相当,是不同折射率的电介质材料在空间呈周期性排列构成的晶体结构。   MIT军用纳米技术研究所工程师赛拉诺维奇表示,几乎完全可以采用标准的微细加工技术和现有设备将这种新型耐高温、二维光子晶体制造成计算机芯片。与早期制造的高温光子晶体的方法相比,采用新方法制造出的材料具有“更高性能、简单操作、坚固耐用”等特点,适合低成本的大规模生产。   美国国家航空航天局也对这种材料很感兴趣,因为它具有为深度探索太空提供永续动力的潜力。完成这样的任务通常利用少量的放射性物质的能量,采用放射性同位素热电源(RTG)。例如,计划在今年夏天抵达火星的“好奇”号探测器使用的就是RTG系统,可以连续不间断作业多年,而不像太阳能供电站,到了冬天就会出现发电不足的情况。   这种耐高温光子晶体应用前景十分广阔,可用于太阳能光热转换或太阳能光化学转换装置、放射性同位素的供电设备、氮氢化合物发电机或工业领域电厂余热回收的配套设施等。但制造这种材料还存在许多障碍,高温会导致晶体蒸发、扩散、腐蚀、开裂、熔化或快速化学反应。为了克服这些挑战,MIT的研究小组正在对高纯度的钨在结构上进行专门精密的几何设计,以避免材料在被加热时损坏。   该材料还可以取代电池,为便携式电子设备有效供电,采用丁烷作燃料运行热光生电机产生能量,作业时间比电池长10倍。
  • 新材料领域:高温红外高发射率节能涂料
    工业高温窑炉作为一种高耗能设备广泛应用于各个行业,我国现有高温窑炉每年的能源消耗约占总能耗的三成,占工业能耗的六成。同时我国工业高温窑炉的热能利用率远低于发达国家的水平。因此,工业高温窑炉的节能降耗具有重大意义,同时也存在巨大的节能空间。本项目是针对工业窑炉节能的需求以及国内外在高温节能涂料方面的发展状况而研发的一种高性能节能涂料。该节能涂料在很宽的红外波段范围都具有高的发射率(~0.9)。在高温炉膛内壁(或炉管外壁)涂覆高发射率材料,可有效提高辐射换热量,改善炉内热辐射特性,提高热辐射效率,从而达到节能降耗、减少排放的目的。同时,高发射率涂层是一种高致密性的无机陶瓷材料,具有抗腐蚀、耐火焰冲刷等特点,对炉壁和炉管起到保护作用,可以延长窑炉(锅炉)的使用寿命。   主要技术指标(或参数):   1、红外发射率:≥0.9;   2、耐火度:1100℃~1500℃;   3、节能效率:5%~15%;   4、能缩短炉膛升温时间、提高炉膛温度、降低排烟温度、延长炉体(炉管、加热元件等)使用寿命,起到明显的节能减排和降耗增效作用。   应用领域:   用于冶金、石化、火电、水泥、玻璃、陶瓷等行业的各种高温窑炉、锅炉的涂层材料。   市场前景:   可广泛用于冶金、石化、火电、水泥、玻璃、陶瓷等行业的各种高温窑炉、锅炉,涂层具有红外发射率高、节能效果好、抗老化、耐候性强等特点。使用该产品可缩短炉膛升温时间、提高炉膛温度、降低排烟温度、延长炉体(炉管、加热元件等)使用寿命,能起到明显的节能减排和降耗增效作用。   拟转化的方式(或合作模式):   可采用研究所与企业通过成果转让或技术入股等方式,共同推进该成果的产业化。
  • 柔性温度传感器实现高温测量新突破
    近年来,各大品牌的折叠屏手机、柔性可穿戴电子等智能设备层出不穷,成为行业热点。作为柔性电子设备的重要组成部分,柔性传感器用以测量温度,反映人体的各项指标。现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、敏感材料等限制,难以实现高温物理场的温度测量。因此,如何继承柔性薄膜传感器优势,实现柔性薄膜传感器在高温环境下的应用是一个值得关注的问题。近日,来自微纳制造领域的一项最新研究成果,为柔性传感器突破高温应用瓶颈提供了新思路。西安交通大学机械工程学院精密工程研究所的刘兆钧博士、田边教授、蒋庄德院士及其合作团队首次制备出了具有良好温度敏感性的高温柔性温度传感器。相关成果发表于工程制造领域期刊《极端制造》。传统柔性温度传感器难以实现高温无损监测柔性传感器是指采用柔性材料制成的传感器,具有良好的柔韧性、延展性,甚至可自由弯曲、折叠,而且结构形式灵活多样,可根据测量条件的要求任意布置,能够非常方便地对复杂表面进行检测。在可穿戴方面,柔性的电子产品适合“人体不是平面”的生理特性,因此更易于测试皮肤的相关参数,其可将外界的受力或受热情况转换为电信号,传递给机器人的电脑进行信号处理,从而实时精准地监测出人体各项指标。“柔性薄膜温度传感器能变形、易附着、轻薄等优点受到了研究人员的广泛关注。”田边说,“热电偶式传感器以结构简单、动态响应快、便于集中控制等优点脱颖而出。”结合二者优势,热电偶式柔性薄膜温度传感器应运而生。“温度传感器主要由两部分组成,由两种不同材料制成的温度敏感层和柔性基板。温度敏感层常由金属以及金属化合物组成,柔性基材则选择已经商业化的聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺等高分子聚合物材料。”田边表示。实际上,柔性传感器的优势使其能运用到多个领域当中,除了可穿戴设备,柔性传感器还在医疗电子、环境监测等领域显示出很好的应用前景。然而,现有的柔性薄膜温度传感器受柔性衬底、温度敏感材料等限制,难以在高温环境场中工作,更无法实现功能化应用。“因为柔性基板的熔点通常低于400℃,在高温环境中发生碳化后会变脆、变硬,因此,很难在高温环境下使用现有的柔性温度传感器。这一点也限制了它们在航空航天、钢铁冶金和爆炸损伤检测等极端环境中的应用。”田边解释道。“现有的高温温度测量手段受限于设备尺寸大、需要破坏结构、破坏气流场、受环境干扰等,难以实现对温度场的无损实时温度监测。”博士生刘兆钧补充道。因此,如何继承柔性薄膜传感器的优势,实现柔性薄膜传感器在高温环境下的安装与应用是亟须解决的关键问题。突破多项柔性温度传感器测量瓶颈为了突破柔性温度传感器的温度测量瓶颈,田边教授团队创新性地选择了具有宽温域的铝硅氧气凝胶毡作为温度传感器的柔性基板。由于柔性基板表面不均匀、粗糙度较大,难以通过传统的微纳制造工艺实现薄膜沉积与功能化,因此团队选用了丝网印刷技术制备厚膜以克服上述困难。在制备传感器的实际操作中,田边、刘兆钧等人使用有机黏合剂混合功能粉末完成浆料配置,利用高温热处理的方法去除薄膜中的多余有机物,如环氧树脂、松油醇等。同时,团队还针对不同应用表面,基于柔性材料可变形、可共形的优势,实现了功能薄膜的特定曲面化制备。“就像球鞋设计者根据球星脚底的尺寸大小来制定码数一样,这种‘独家订制’能有效解决一些问题。”田边表示,这样制备好的柔性温度传感器能够贴附于不同曲率曲面,例如叶片等。同时,其也具有超薄、超轻等优点。这项研究首次实现柔性传感器在零下190℃至零上1200℃这一极广的温度范围内工作,测试灵敏度也达到了可观的226.7微伏每摄氏度(μV/℃)。这是现有所有柔性温度传感器难以实现的。扩大柔性传感器的工作温域,为柔性传感开拓了更广阔的应用领域,它在探险排难、航空航天、钢铁冶金等领域将呈现出巨大的应用潜力。在被问及新型柔性传感器何时能够实现实际应用时,蒋庄德表示:“我们团队的研究人员对制备的柔性温度传感器已经进行了多种实验室级测试与实际测试。其中,包括对航模发动机的尾喷温度进行实时监控,小型物理爆炸场爆炸瞬时温度测量以及对坩埚中金属熔化过程进行温度监测等。传感器在整个测试过程都表现出了优异的测温能力。”在蒋庄德看来,科技发展的目标始终围绕造福人类。他指出:“我们根据柔性温度传感器极轻、极薄的特点,创新性地将其应用于智能穿戴设备,如传感器与环保透明面罩相结合设计出的智能口罩,实现对人体呼吸状态的实时监测,有望惠及长期独居旅行者和慢性病患者。我们的科研成果可以给人们的生活带来便捷,这也让科研有了‘温度’。”目前,柔性传感器许多技术仍停留在研究阶段,柔性传感器产业链整体能力亟待增强。就技术本身而言,传感器本身的稳定性、耐磨损性等还需要进一步提高。而从整个产业链的配套来说,柔性电路、柔性存储,以及软硬连接等环节也需要跟进步伐。在未来,团队也期望将制备的柔性传感器进一步优化,实现飞机表面、涡轮叶片等国之重器上的温度测量,为我国科技进步添砖加瓦。
  • 40台高温持久蠕变试验机顺利发货
    9月11日,三思纵横40台高温持久蠕变试验机顺利发货。 9月8月,公司下达发货指令,9月11日下午6时,40台高温持久蠕变试验机完成全部装车,启程发往北京,完成发货命令,我们只用了3天时间。 9月9日,高温持久蠕变事业部的人员完成了项目的结尾工作,当晚,钱正国总工程师带领高温持久蠕变事业部的全体人员以及部分828项目的参与人员举行项目厂内结尾庆祝宴会。 9月10日(周六),一天的时间,完成了40台产品的打包工作,黄志方董事长和钱正国总工程师为第40台设备举行了包装结束仪式,三思纵横再现惊人的效率,原来预计需要2天的工作结果只用了1天就完成了。 9月11日(周日),公司的很多人员都来加班,雒智强副总经理坐镇现场,指挥吊运和装卸工作。人事行政部做好了一切后勤准备工作;电拉事业部的许多人员都来帮忙;市场部的人员忙前忙后地拍摄和拍照;仓库人员忙着办理入库出库手续,事业部的助理小高忙着编号、记录和拍照工作;董舫、郭剑波带领销售部的人员协助包装工作。 整个发货的场面蔚为壮观,很多员工来到现场,亲眼看着一台又一台的超大型箱体被吊下三楼装入货车。 9月11日下午5点30分,发货工作顺利结束。 图1:工作人员对产品做最后检查 图2:产品包装现场核查 图3:黄志方董事长(左)与钱正国总工程师(右)亲自包装最后一台产品 图4:产品吊装现场(一) 图5:产品吊装现场(二) 图6:装车完毕,等待出发。
  • 铁基高温超导材料研究取得重要进展
    近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室王征飞教授与美国犹他大学刘锋教授,清华大学薛其坤院士、马旭村研究员,中科院物理所周兴江研究员合作,首次发现了铁基高温超导材料中的一种新型一维拓扑边界态,该成果在线发表于《自然—材料》杂志。  自然界中至今还没有发现拓扑超导材料,如何设计寻找拓扑超导材料已成为研究人员关注的焦点。以往的研究思路是借助外延生长将拓扑材料放置在超导材料上或将超导材料放置在拓扑材料上,通过邻近效应实现拓扑超导体。但这种复合材料对于生长工艺的要求十分苛刻,阻碍了拓扑超导材料研究的发展。  研究人员以新型高温超导材料FeSe/SrTiO3为研究对象,结合理论计算、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱,系统地研究了其反铁磁电子构型,并在实空间观测到自旋—轨道耦合所打开的拓扑能隙中一种新型一维拓扑边界态的存在。该研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同时存在的超导与拓扑两种特性,为探索单一材料高温拓扑超导体和马约拉纳费米子开辟了新途径。同时该工作也有助于进一步理解FeSe/SrTiO3的高温超导机制,对于推动铁基高温超导材料的机理研究具有重要意义。
  • 中国铁基高温超导研究团队:比拿奖更重要的是贡献
    &ldquo 拿奖既是荣誉,也是负担。拿了奖很不好意思,那么多人做了贡献,我只是替大家拿奖杯&rdquo ,73岁的中国科学院院士赵忠贤说着,看了看围坐在身边的同伴。   以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中科大&rdquo )研究团队,因在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面有突出贡献,10日在北京获得2013年度国家自然科学一等奖。在此之前,该奖已连续空缺3年。   通过国家科学技术奖励工作办公室了解到,超导是21世纪能源领域战略性的技术储备之一。物理所和中科大研究团队经过长期积累与合作,首次突破麦克米兰极限温度(40K),确定铁基超导体为新一类高温超导体,为促进凝聚态物理学科发展和超导应用的实现做出了先驱性和开创性的贡献。   然而在受访时提起学科贡献,研究团队便有挥之不去的遗憾。他们说,日本化学家细野秀雄在2008年2月报道临界温度26K的LaFeAsO1-xFx超导体,从时间节点来看确实比中国先行一步。   &ldquo 当时我们也在进行制备工作,由于种种限制,没能冲上去&rdquo ,贡献代表之一、常年从事相关工作的超导国家重点实验室SC10研究组组长陈根富懊恼地说,他曾在2007年尝试制备高品质的超导单晶样品。   赵忠贤亦透露,团队早于1994年就开始着手研究类似于铁基超导体的结构,但因未能大胆尝试铁金属而错失良机。&ldquo 所以当日本学者有所发现时,我们不会再丢失机会,就毫不犹豫地继续做&rdquo ,他说。   受此精神鼓舞,同时基于20多年的积累,中国铁基超导研究成果逐渐形成&ldquo 井喷&rdquo ,其中包括此次得奖的中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组&mdash &mdash 他们同时独立观测到43K和41K的超导转变温度,证明铁基超导体是高温超导体。国际刊物《Science》(科学)撰文称&ldquo 在凝聚态物理领域,中国已成为一个强国&rdquo 。   &ldquo 现在但凡有关铁基超导体的国际会议必有我们团队的人参与,我们每隔几天就会有崭新的成果呈现给学术界&rdquo ,赵忠贤自豪地说,他们也与美国普林斯顿大学等国外机构开展合作。   此外,铜氧化物高温超导体本已应用于科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学及航空航天等领域,但它们是陶瓷性材料,复杂的制作工艺使其大规模应用受到限制。赵忠贤表示,在工业上更易于制造的铁基超导体势必在上述领域发挥功效,比如改善通话质量、制造计算机芯片、改进磁悬浮列车等。   值得一提的是,物理所早在1989年就曾以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖,赵忠贤也是其中一员。回忆往昔,他感慨因该学科一度遇到瓶颈,致使一批优秀人才无奈离开,&ldquo 真想让每一位曾从事超导研究的贡献者都得到一枚勋章&rdquo 。   &ldquo 如今超导研究重掀热潮,又有一批优秀的年轻人加入科研队伍&rdquo ,赵忠贤寄语他们能扎扎实实做好本职工作,&ldquo 安得下心、沉得住气、耐得住寂寞&rdquo ,让超导研究牢牢扎根中国。   追溯超导研究历史,已有10人获得了5次诺贝尔奖,中新社记者顺势将&ldquo 诺贝尔奖情结&rdquo 的话题抛给研究团队。   &ldquo 我不愿谈这件事&rdquo ,赵忠贤低声说,他不想基于诺贝尔奖评判工作,&ldquo 能否拿诺贝尔奖,应该是水到渠成、水涨船高&rdquo ,更重要的是不断拿出原创高质量工作,不再出现遗憾。   坐在他旁边的获奖者代表之一、物理所研究员方忠也补充道,&ldquo 科学研究有时跳跃,有时曲折,很难想象一步到位&rdquo 。他说,团队基于兴趣,为科学发展和社会进步而埋头科研,&ldquo 拿奖是后期的认可,有了积累自然会得到国际认可&rdquo 。
  • 耐超高温隔热-承载一体化轻质碳基复合材料取得重要进展
    中国科学院金属研究所热结构复合材料团队采用高压辅助固化-常压干燥技术,并通过基体微结构控制、纤维-基体协同收缩、原位界面反应制备出耐超高温隔热-承载一体化轻质碳基复合材料。近日,《ACS Nano》在线发表了该项研究成果。 航天航空飞行器在发射和再入大气层时,因“热障”引起的极端气动加热,震动、冲击和热载荷引起的应力叠加,以及紧凑机身结构带来的空间限制,给机身热防护系统带来了异乎寻常的挑战,亟需发展耐超高温并兼具良好机械强度的新型隔热材料。碳气凝胶(CAs)因其优异的热稳定性和热绝缘性,有望成为新一代先进超高温轻质热防护系统设计的突破性解决方案。然而,CAs高孔隙以及珠链状颗粒搭接的三维网络结构致使其强度低、脆性大、大尺寸块体制备难,大大限制了其实际应用。国内外普遍采用碳纤维或陶瓷纤维作为增强体,以期提升CAs的强韧性及大尺寸成型能力。然而,由于碳纤维或陶瓷纤维与有机前驱体气凝胶炭化收缩严重不匹配,导致复合材料出现开裂甚至分层等问题,反而使材料的力学和隔热性能显著下降。目前,发展兼具耐超高温、高效隔热、高强韧的碳气凝胶材料及其大尺寸可控制备技术仍面临巨大挑战。 超临界干燥是碳气凝胶的主流制备技术,其工艺复杂、成本高、危险系数大。近年来,热结构复合材料团队相继发展了溶胶凝胶-水相常压干燥(小分子单体为反应原料)、高压辅助固化-常压干燥(线性高分子树脂为反应原料)2项碳气凝胶制备新技术。为了实现前驱体有机气凝胶和增强体的协同收缩,本团队设计了一种超低密度碳-有机混杂纤维增强体,其碳纤维盘旋扭曲呈“螺旋状”,有机纤维具有空心结构,单丝相互交叉呈“三维网状”,赋予其优异的超弹性。该超弹增强体的引入可大幅降低前驱体有机气凝胶干燥和炭化过程的残余应力,进而可获得低密度、无裂纹、大尺寸轻质碳基复合材料。该材料在已知文献报道的采用常压干燥法制备CAs材料领域处于领先水平,可实现大尺寸样件(300mm以上量级)的高效、低成本制备,并具有低密度(0.16g cm-3)、低热导率(0.03W m-1 K-1)和高压缩强度 (0.93MPa)等性能。相关工作在Carbon 2021,183上发表。 在此基础上,本团队以工业酚醛树脂为前驱体,采用高沸点醇类为造孔剂并辅以高压固化,促使有机网络的均匀生长及大接触颈、层次孔的生成,实现了骨架本征强度的提升,同时采用与前驱体有机气凝胶匹配性好的酚醛纤维作为增强体,通过纤维/基体界面原位反应,实现了炭化过程中基体和纤维的协同收缩及纤维/基体界面强的化学结合,最终获得了大尺寸、无裂纹的碳纤维增强类碳气凝胶复合材料。该材料密度为0.6g cm-3时,其压缩强度及面内剪切强度分别可达80MPa和20MPa、而热导率仅为0.32W m-1 K-1,其比压缩强度(133MPa g-1 cm3)远远高于已知文献报道的气凝胶材料和碳泡沫。材料厚度为7.5–12.0mm时,正面经1800°C、900s氧乙炔火焰加热考核,背面温度仅为778–685°C,且热考核后线收缩率小于0.3%,并具有更高的力学强度,表现出优异的耐超高温、隔热和承载性能。相关工作在ACS Nano 2022,16上发表。 此外,上述隔热-承载一体化轻质碳基复合材料还首次作为刚性隔热材料在多个先进发动机上装机使用,为型号发展提供了关键技术支撑。 上述工作得到了国家自然科学基金委重点联合基金、优秀青年基金、青年科学基金、科学中心以及中科院青促会会员等项目的支持。 图1. 轻质碳基复合材料表现出优异的承载能力、抗剪切能力以及大尺寸成型能力图2. 高压辅助固化-常压干燥可实现较大密度范围轻质碳基复合材料的制备,其压缩强度显著高于文献报道的气凝胶和碳泡沫
  • 铁基高温超导成果终结自然科学一等奖3年空缺
    图为赵忠贤研究组。 赵忠贤院士的两位研究生正在讨论实验数据。   正在举行的2013年国家科学技术奖励大会上,中国科学院物理研究所/中国科技大学&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质的研究&rdquo 获2013年度国家自然科学一等奖。   以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所/北京凝聚态国家实验室(筹)(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中国科大&rdquo )研究团队因为在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。之前,这一奖项已经连续3年空缺。   自2000年起,国家自然科学一等奖13年里有9次空缺,目前已连续空缺3年。1989年,物理研究所&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 曾获当年国家自然科学一等奖。   ■ 事实+   什么是&ldquo 铁基高温超导&rdquo ?   超导,全称超导电性,是20世纪最伟大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。   物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定,超导体的转变温度一般不能超过40K(约零下233摄氏度),这个温度也被称为麦克米兰极限温度。   中国科学家首先发现了转变温度40K以上的铁基超导体,接着又发现了系列的50K以上的铁基超导体。   在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其科学重要性不言而喻。目前,超导的机理以及全新超导体的探索是物理学界最重要的前沿问题之一。同时,超导在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景,受到人们的广泛关注。   物理所和中科大的科学家们在铁基高温超导研究中引领了国际研究的热潮。1989年,物理研究所&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 就曾获当年国家自然科学一等奖。   五位获奖科学家成果丰硕   上个世纪九十年代中后期,国际物理学界倾向认为铜氧化物超导体能给出的信息基本上被挖掘殆尽,通过铜氧化物超导体探索高温超导机理的研究遇到了瓶颈,国际上的相关研究也进入低谷。但超导研究所的研究人员们一直坚持在高温超导研究领域默默耕耘。   这些年来,铁基超导体系不断产出优秀论文,引起了强烈的国际反响。物理所的靳常青找到了第三种全新的以LiFeAs为代表的111体系超导体,这对进一步探索高温超导的内在物理机制和提高超导转变温度都有重要的意义。   丁洪放弃了美国波士顿学院的终身教授职位,毅然回国后的第二天就投入到了铁基超导的研究当中。他首次在实验上提出了铁基超导体的能隙对称性,解决了这个曾在铜氧化物超导体中被长时间争论的问题。   任治安当时是赵忠贤组的主要成员之一,之前也是赵忠贤的博士生,直接与其他80后一起合成了一系列转变温度在50K以上的铁基超导体。   王楠林研究组当时有一员干将名叫陈根富,2007年10月回国加入该组后,即着手开展了LaFeAsO等铁砷超导材料的探索合成工作。他不但率先发现了41K的CeFeAs(O,F)新超导体,还首次生长出了一批高品质的超导单晶样品,推动了相关铁基超导机理的研究。   在五名获得国家自然科学一等奖的科学家背后,有着一支庞大的研究团队。他们反复强调说,自己只是中国科研人员中一个最最普通的集体。   截至2013年1月4日,铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引3801次, 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果被众多国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。   著名理论物理学家,美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说:&ldquo 一个或许本不该让我惊讶的事实就是,居然有如此多的高质量文章来自北京,他们确确实实已进入了这个(凝聚态物理强国)行列&rdquo 美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说:&ldquo 让人震惊的不仅是这些成果出自中国,重要的是它们并非出自美国。&rdquo
  • 用户大赞好评!高温石墨消解仪助力疾控中心高效实验
    河东区疾病预防控制中心承担临沂市河东区疾病预防控制、公共卫生监测、健康教育及预防医学科研、教学培训等工作,是全区疾病预防控制和卫生检测检验工作的指导中心。今年开始,疾控中心需要做游离二氧化硅检测项目,因目前使用的电炉子消解效果不理想,选择采购新的消解设备。经过多方了解,疾控中心选择了格丹纳的DS-360-42H高温石墨消解仪。2023年12月4日,高温石墨消解仪顺利入驻疾控中心,为了确保用户能够充分利用设备的强大功能,格丹纳不仅提供了高效的上门安装服务,还进行了详尽的操作培训,使疾控中心实验室人员能够熟练使用仪器,保障实验准确性与效率。格丹纳采用高纯石墨加热块,环绕包裹式加热,热量损失少;无线蓝牙控制,实验人员可以远离酸雾,可以帮助疾控中心高效进行游离二氧化硅测定。用户经过一段时间后反馈道,游离二氧化硅测定中使用高温石墨消解仪进行样品消解,加热均匀,得出的消解效果理想,保证到分析结果的准确性。用户的大赞不仅是对产品质量的认可,更是对格丹纳专业服务的高度肯定。疾控中心需要监测环境中的污染物,包括水、土壤、大气等多种样品。石墨消解仪可以用于处理这些样品,将其中的有机和无机物质转化为可分析的形式,以进行元素分析,例如检测重金属、有机污染物等。石墨消解仪在疾控中心扮演着关键的角色,可帮助确保监测和分析的样品能够提供准确、可靠的数据,从而保障公共健康
  • 高温下的默默坚守
    2017年的夏天,杭州又是一个烤炉一般的夏天,扑面而来的热浪让人窒息,寻找一个合适的地方避暑,成了人们茶余饭后的主题。就在大家享受着空调、抱怨天气炎热的时候,却有这样一群人,与骄阳同行,与高温为伴,默默坚守,挥洒汗水,成为这座城市蓝天白云,青山绿水的幕后功臣。辛勤作业的背后,是蓝天白云与夕阳“白+黑”、“5+2”的工作模式已成了大部分环保人的家常便饭  从8月11日中央督查组入驻杭城之后,聚光人的生活与工作密不可分。几十名外场采样人员全部连夜外派驻扎信访企业现场,随时听候环保局的任务指派。  90后的采样人员说,连日来的高温让大家备受考验,没想到还遇上了中央督查组,工作量急剧增加,但为了我们的生活环境,为了蓝天白云的美景,咬咬牙坚持一下,再苦再累也值得。  此次督查组行动将持续一个月,在各个环保部门的委托下下,聚光科技下属子公司浙江聚光检测技术服务有限公司(以下简称“浙江聚光检测”)全力配合开展信访工作。所有浙江聚光检测工作人员实行“白+黑”、“5+2”的工作模式,“四班倒”,每天早8:30开工,晚21:30下班,每天22:30开工,早上8:30下班。加班加点协助环保部门的相关检查工作。 脚下是被太阳炙烤的铁板,身旁是高温热壁脚踏实地把监测工作做细做实  每天早上最热闹的是七点半之前,浙江聚光检测的外场工作人员要陆续出发了,搬仪器,推设备,扛烟枪……到了企业是正常上班的八点半,又一次搬仪器,装设备,测试现场,准备开工,几个步骤一气呵成。几十米高的平台上站上40分钟,豆大的汗珠顺着额头不断往下滴,蓝色的工作服早已被汗水浸透,不得已只剩下一件薄衣。  “最近天气热,所以安排他们早些出门,最热的时候正好也是外场采样最忙的季节”,浙江聚光检测采样部经理金阳阳说道,“正常情况下,三四人一组每天跑一家企业测三四个烟囱,大多数时候我们都要到晚上21点以后才能下班。采完样回来,还要与实验室交接样品,整理表单。”  每年6—9月是采样检测旺季,整个实验室都进入高负荷状态,“最热的时候,烟枪在太阳下放两分钟,就烫得不能拿了,天热、任务多,我们的身体也常常吃不消。”采样员说道,很多采样员因为太热而放弃这份工作,但为了完成环保人的工作使命,依然有这么多的环保人冒着酷暑坚持工作。 采样员的日常  抬头就能见到蔚蓝的天空、出门就能呼吸到清新的空气,这是我们共同的期待。当我们关心头顶的蓝天是否常在,身旁的河流是否清澈,空气质量的优良天数是否在一天天增加时,又有多少人会关注这些默默付出的环保人。  当阳光洒满了大地,此刻,你或许在大自然的怀抱中,尽情踏青赏花;或许在一片广袤的草地上,释放连日的疲惫;或许在享受一个慵懒的午后时光,在家中陪伴家人。而捍卫环保的环保人他们在哪里呢?他们正在为蓝天白云辛勤劳动,为清新空气挥洒汗水。所以,榜样就在我们身边,在环保的道路上奋力前行。
  • 我国高温超导滤波系统实现规模商业应用
    记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉,我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用,在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破,标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价,鉴定意见指出,项目总体技术达到国际先进水平,为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础,为我国通信现代化作出了重大贡献。   据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍,自1986年高温超导材料发现至今,26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关,其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购,在全国16个省市区批量供货投入运行,与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同,标志着经过长期不懈的研究,我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。”   据了解,在微波频段,高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级,用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好,具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性,所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的,具有极低的噪声和极好的频率选择性,可应用于各种无线通信装备,同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。   2005年,在国家科研经费支持下,该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地,实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用,在国家相关部门和各级领导支持下,清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日,艰苦奋斗,攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题,获得超导滤波技术授权发明专利10多项,于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。   2010年1月至11月,在国家主管部门的组织下,由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试,包括电性能测试,满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验,通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。   试验结果表明,超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明,超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作,使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起,超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行,至今已连续无故障运行2年以上。   2011年1月19日,超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定,获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月,综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同,在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。   据介绍,综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业,公司设在北京中关村科技园区。目前,综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地,并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。   曹必松说,高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用,还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。   与会专家认为,经过未来几年的努力,该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用,并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展,在我国形成一个全新的高温超导高技术产业,为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。
  • 吐鲁番自然环境试验研究中心 高温下的“质考”
    图为自然曝晒实验基地   “我们这里有一块特殊的试验研究中心,是很多企业测试产品质量的前沿阵地。”新疆吐鲁番地区质监局副处级调研员龙艳萍卖了个关子。   吐鲁番是中国著名的火洲,夏季平均气温在40℃以上,地表温度多在70℃以上,高温干燥,紫外线强,昼夜温差大。如此恶劣的环境中,生活都不容易,很难想像还能做出什么质量文章。   8月31日一早,我们从乌鲁木齐出发去吐鲁番,在吐鲁番地区质监局采访时听说了这个位于火焰山附近的试验研究中心,不免生出一丝好奇,于是前往一探究竟。一路上所看到的差不多都是了无生气的戈壁。终于,汽车驶近了一片用围栏圈出来的园区。说是园区,其实与周围的荒地并无二致,只有布局在入口不远处的几栋楼房、一条环形跑道,以及园区中心处的一排排晾晒架,让它显得有些与众不同。   “不会就是这里吧?”真不敢相信这块寸草不生的戈壁滩就是龙艳萍口中的“质量前沿阵地”。   “吐鲁番的天气状况对各种材料及其制品的老化影响具有特殊性,是企业检验塑化制品、高分子材料、汽车整车及零部件抗老化能力的最理想的自然环境大气曝晒试验场。所以我们在这里建成了新疆吐鲁番自然环境试验研究中心(以下简称中心)。”龙艳萍的话让我恍然大悟,原来这块试验基地是利用吐鲁番极端的自然环境来进行产品质量监控的。   在试验园区的大门口,有一幅巨大的园区规划图,中心占地133公顷、共设老化试验检测设备及各种曝晒实验装置230余台,汽车试车道路5公里。是国内占地面积和规模最大的极端干热环境自然曝晒实验基地。   “几年前,有一批出口非洲的卡车,由于之前没有做曝晒实验,使用不久后就出现了很多问题,车窗处的橡胶条脱落、保险杠掉色变形……”龙艳萍说:“一般的人造环境或者国内的其他区域很难模仿非洲的光照和辐射强度。而吐鲁番正好有这样的自然条件。”   据龙艳萍介绍,目前国家塑化制品自然环境老化质量监督检验中心已经在这里正式落户。2011年,中心国家机动车产品质量监督检验中心(上海)吐鲁番曝晒试验场还通过实验室资质认定现场评审。目前,中心内规划井然有序,分为汽车特殊路面区、汽车道路实验区、生活服务区、材料区、整车曝晒区、气象实验室等几个区域。   沿着实验区内的汽车环形跑道,汽车驶到了一片排列整齐的晾晒架旁边,架子上已经挂满了各种曝晒试验品。“五颜六色的是涂料,这边的小件物品是多分子材料,还有塑料、橡胶和化工材料,那边比较大件的是汽车的零部件。”龙艳萍指着晾晒架上的实验品说,这些试验品在产品出厂前进行曝晒试验,能真实地反映其老化状态并及早发现问题。   据了解,过去每年在吐鲁番进行整车曝露试验的厂家有20余家,试验车辆200多辆,化工、建材、纺织等其他零部件材料生产厂家10余家。不过,因为没有固定场所,企业只能自己携带简易设备进行监测,增加成本不说,监测数据的准确性也难以保证。   为了解决这一问题,2008年,国家质检总局将吐鲁番曝晒场实验项目列入支持新疆经济社会发展的建设项目。截至今年5月18日,一期建设已经完毕,建成了450平方米实验室、1.5万平方米静态试验场、5000米汽车动态试车道路,逐步具备汽车整车及零部件、各种材料曝晒的试验能力,并开始承接产品试验。   “我们可不仅仅是靠天吃饭。实验基地内设有气候因素自动监测采集记录系统,能够对包括气温、相对湿度、太阳辐射量、风速、地表温度、降雨量等信息进行记录。”龙艳萍说,“这些资料都是十分宝贵的。”企业把曝晒过程中试验品亮度、裂纹、外观等理化性能的变化和记录与气象数据进行比对,就能真正了解产品的质量情况。   站到试验场中央,被太阳烘烤着的戈壁滩上升起的热气扭曲了远处山的轮廓,环形跑道上不时有执行整车曝晒实验的汽车驶过。龙艳萍指着不远处的两栋厂房说:“测试完,工作人员就要回到实验室中,在那里将发动机、空调、零部件实时记录下来的参数与气象数据比对,就可以了解汽车整车的整体性能和质量状况。”
  • 大连化物所实现高温稳定的铜基催化剂的研制
    近日,大连化物所碳资源小分子与氢能利用创新特区研究组(DNL19T3)孙剑研究员、俞佳枫副研究员团队,与日本富山大学Noritatsu Tsubaki教授、我所电镜技术研究组(DNL2002)刘岳峰副研究员等人合作,成功构建了800℃高温稳定的铜基多相催化剂。合作团队结合磁控溅射(Sputtering,SP)和火焰喷射(Flame spray pyrolysis,FSP)两种负载型催化剂制备新技术,分别对金属铜的电子结构和TiO2载体的可还原性进行重构,首次在较低温条件下构建了非贵金属铜基催化剂上经典的金属载体强相互作用(Strong metal-support interaction, SMSI),进而实现了耐水耐高温铜催化剂的可控制备。  长期以来,铜基催化剂因其廉价和高活性而被广泛应用于多种工业催化反应中。但受限于较低的塔曼温度,铜纳米颗粒极易在300℃以上烧结聚集而导致失活,严重限制了其高温应用。因此,构建可稳定铜颗粒的保护层,从根本上限制其聚集长大是解决这一问题的关键技术之一。然而,金属铜的功函数较低,且对氢气活化能力较弱,很难诱导载体物种向其表面迁移形成包裹,无法像传统贵金属一样在温和条件下形成金属载体强相互作用。  本工作中,合作团队通过利用自主开发的SP技术,改变了Cu的外围电子环境,同时采用FSP技术,增加了氧化物中晶格氧无序度,分别促进电子转移和载体还原,实现了在300℃较温和条件下即可形成SMSI。研究发现,在高温(550-800℃)CO2加氢(逆水气变换)反应条件下,该铜基多相催化剂可连续稳定运行700小时,且未见颗粒长大。本工作实现了铜催化剂上SMSI的构筑和调控,阐明了催化剂表界面上的反应过程和催化机理,为提高铜基催化剂的水热稳定性提供了全新策略,有望进一步拓宽铜基催化剂的高温应用领域。  近年来,孙剑团队在CO2加氢和先进纳米催化材料的制备和新应用方面取得了系列成果,采用SP技术(Sci. Adv.,2018;ACS Catal.,2014)和FSP技术(ACS Catal.,2020;Chem. Sci.,2018;Chem. Comm.,2021;Appl. Catal. B: Environ. ,2016)先后开发了一系列与传统催化剂不同性质的催化材料,并成功应用于加氢、氧化、重整等多种催化反应中。  相关成果以“Ultra-high Thermal Stability of Sputtering Reconstructed Cu-based Catalysts”为题,于近日发表在《自然-通讯》(Nature Communications)上。该文章的第一作者是大连化物所DNL19T3俞佳枫。该工作得到国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、兴辽英才青年拔尖人才计划、大连市杰出青年科技人才计划、大连化物所创新基金等项目的支持。(文/图 俞佳枫、孙剑)  文章链接:https://doi.org/10.1038/s41467-021-27557-1
  • 铁基高温超导研究成果再夺国家自然科学一等奖
    2014年1月10日,国家科技奖励大会在人民大会堂隆重召开。中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平,中共中央政治局常委、国务院总理李克强等出席大会并为获奖科学家颁奖。   以赵忠贤、陈仙辉、王楠林、闻海虎、方忠为代表的中国科学院物理研究所/北京凝聚态国家实验室(筹)(以下简称&ldquo 物理所&rdquo )和中国科学技术大学(以下简称&ldquo 中国科大&rdquo )研究团队因为在&ldquo 40K以上铁基高温超导体的发现及若干基本物理性质研究&rdquo 方面的突出贡献获得了国家自然科学一等奖。之前,这一奖项已经连续3年空缺。   这也是继物理所在1989年&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 获得国家自然科学一等奖以来,又一项高温超导研究领域的国际一流成果。   物理学中的璀璨明珠,未来应用的希望之星   超导,全称超导电性,是20世纪最伟大的科学发现之一,指的是某些材料在温度降低到某一临界温度,或超导转变温度以下时,电阻突然消失的现象。具备这种特性的材料称为超导体。   在超导研究的历史上,已经有10人获得了5次诺贝尔奖,其科学重要性不言而喻。目前,超导的机理以及全新超导体的探索是物理学界最重要的前沿问题之一。它仿佛是镶嵌在山巅的一颗璀璨明珠,吸引着全世界无数的物理学家甘愿为之攀登终生。同时,超导在科学研究、信息通讯、工业加工、能源存储、交通运输、生物医学乃至航空航天等领域均有重大的应用前景,受到人们的广泛关注。   也许大多数人还没有察觉到,其实超导已经或多或少地走进了人们的生活。近年来,国内外相继研制成功了多种超导材料和超导应用器件,超导正在为人类的工作、学习和生活提供着便利。如高温超导滤波器已被应用于手机和卫星通讯,明显改善了通信信号和能量损耗 世界上各医院使用的磁共振成像仪器(MRI)中的磁体基本上都是由超导材料制成的 使用的超导量子干涉器件(SQUID)装备在医疗设备上使用,大大加强了对人体心脑探测检查的精确度和灵敏度 世界上首个示范性超导变电站也已在我国投入电网使用,它具备体积小、效率高、无污染等优点,是未来变电站发展的趋势。   这些超导应用,在1911年荷兰物理学家Onnes发现超导的时候,人类绝对没有预测到它今天的应用。超导在未来可能给人类生活带来多大的变化,也将大大超乎我们今天的预期。若能发现室温超导体,人类生存所面临的能源、环境、交通等问题将迎刃而解。   中国成果震动学术界   物理学家麦克米兰根据传统理论计算断定,超导体的转变温度一般不能超过40K(约零下233摄氏度),这个温度也被称为麦克米兰极限温度。   是否人类对超导的应用确实只能被限制在40K以下,还是麦克米兰使用的传统理论本身存在缺陷?40K麦克米兰极限温度是否可能被突破?为了探索这个问题,世界各地的科学家们做了无数次尝试。1986年,两名欧洲科学家发现以铜为关键超导元素的铜氧化物超导体,转变温度高于40K,因而被称作为高温超导体。2007年10月以来,王楠林、陈根富研究组就尝试生长LaOFeP和LaOFeAs单晶样品,并计划开展其他稀土替代物CeOFeAs等材料的合成。2008年2月下旬,日本化学家细野(Hosono)报道在四方层状的铁砷化合物:掺F的LaOFeAs中存在转变温度为26K的超导电性。之后,中国的铁基超导研究工作像井喷一样。中国科学家首先发现了转变温度40K以上的铁基超导体,接着又发现了系列的50K以上的铁基超导体。与铜氧化物高温超导体不同,初步的研究表明,铁基超导体在工业上更加容易制造,同时还能够承受更大的电流,这为应用奠定了基础。但与此同时,铁基超导体性质极为复杂,对科研人员的理论功底和实验技能都提出了更高的要求。   为了彻底揭开高温超导的原理,探索和寻找到临界温度更高、更能广泛应用于实际生产生活、惠及千家万户的超导体,物理所和中科大的科学家们在铁基高温超导研究中引领了国际研究的热潮。国际知名科学刊物Science刊发了&ldquo 新超导体将中国物理学家推到最前沿&rdquo 的专题评述,其中这样评价道:&ldquo 中国如洪流般涌现的研究结果标志着,在凝聚态物理领域,中国已经成为一个强国&rdquo 。同时铁基超导体工作研究被评为美国Science杂志&ldquo 2008年度十大科学突破&rdquo 、美国物理学会&ldquo 2008年度物理学重大事件&rdquo 及欧洲物理学会 &ldquo 2008年度最佳&rdquo 。   2013年2月,中国科学院国家科学图书馆统计显示,世界范围内铁基超导研究领域被引用数排名前20的论文中,9篇来自中国,其中7篇来自该研究团队。这一切都表明,该团队在铁基超导方面的研究,毫无疑问已经走在了世界的最前沿。   高温超导的研究基地   物理所对高温超导的探索和研究历史可以追溯到上世纪70年代。1986年,铜氧化物高温超导体被发现。1987年物理所研究组独立地发现了起始转变温度在100K以上的Y-Ba-Cu-O新型超导体。在此之前,世界上一切超导研究都必须采用昂贵并难以使用的液氦来使超导体达到转变温度,这对超导研究形成了巨大的障碍。物理所的这项成果把使用便宜而好用的液氮来达到超导转变温度变为现实,为超导研究开辟了一片崭新的天地,大大方便和加速了全世界的高温超导研究,并荣获1989年国家自然科学一等奖。同年,经国家计委批准,物理所成立了超导国家重点实验室。 以&ldquo 液氮温区氧化物超导体的发现及研究&rdquo 为代表,物理所作为中国最重要的高温超导研究基地,在铜氧化物高温超导体的研究中做出了一系列重要的研究成果,为人类理解和应用超导体做出了中国人应有的贡献。   中科大从上个世纪80年代以来,也一直在高温铜氧化合物超导研究领域从事着重要的工作,并于1992年成立了中科大超导研究所,为我国在高温超导领域的发展做出了重要的贡献。同时,经过中科大几代人的努力坚持,为我国培养并储备了一批从事高温超导研究的专业人才。   铜氧化物高温超导体在人类超导研究的历史上发挥了重要的作用,但它们属于陶瓷性材料,复杂的制作工艺使其大规模应用难以实现。上个世纪九十年代中后期,国际物理学界倾向认为铜氧化物超导体能给出的信息基本上被挖掘殆尽,通过铜氧化物超导体探索高温超导机理的研究遇到了瓶颈。   机遇和有准备的头脑   铜氧化物高温超导体研究进入瓶颈期以后,国际上的相关研究进入低谷,在各种学术期刊,特别是那些高影响因子的期刊上发表高温超导的论文变得愈发困难。国内的高温超导研究因此遭受了打击,相关研究人员纷纷转到其他领域。   物理所很早认识到评价科学研究的关键是工作本身的科学意义,而非论文数量或影响因子。高温超导具有极高的科学重要性和广泛的应用前景,探索新型高温超导材料,开辟更多的高温超导研究蹊径,才是应对瓶颈期的正确态度。在这样的评价机制下,物理所顶着&ldquo 没有好文章&rdquo 的压力坚持高温超导研究,为将来的科学突破做好了准备。与此同时,以陈仙辉为代表的中科大超导研究所的研究人员也一直坚持在高温超导研究领域默默耕耘,并保持着对高温超导二十年如一日的研究热情,并与物理所的同行建立了良好的合作研究,为后来的铁基超导研究奠定了合作基础。   基于长期的超导研究,物理所赵忠贤院士等从事超导研究的科研人员认为在某些具有特殊磁或电荷性质的层状结构体系中可能存在高温超导体,并一直不懈探索。2008年2月下旬,日本化学家细野(Hosono)报道在四方层状的铁砷化合物:掺F的LaOFeAs中存在转变温度为26K的超导电性。虽然这个转变温度仍然低于40K,但它立刻引起了物理所人的注意。由于铁的3d轨道电子通常倾向形成磁性,在该种结构体系中出现26K超导则非同寻常,有可能具有非常规超导电性。以赵忠贤院士为首,大家一致认为:LaOFeAs不是孤立的,26K的转变温度也大有提升空间,类似结构的铁砷化合物中很可能存在系列高温超导体。必须抓住机遇,全力以赴!   突破极限,勇攀新高   由于最早发现的铁基超导样品转变温度只有26K,低于麦克米兰极限,当时的国际物理学界对铁基超导体是不是高温超导体举棋不定。中科大陈仙辉研究组和物理所王楠林研究组同时独立在掺F的SmOFeAs和CeOFeAs中观测到了43K和41K的超导转变温度,突破了麦克米兰极限,从而证明了铁基超导体是高温超导体。这一发现在国际上引起了极大的轰动,标志着经过20多年的不懈探索,人类发现了新一类的高温超导体。   为了进行更加系统和深入的研究,必须合成一系列的铁基超导材料才能提供全面、细致的信息。物理所的赵忠贤组利用高压合成技术高效地制备了一大批不同元素构成的铁基超导材料,转变温度很多都是50K以上的,创造了55K的铁基超导体转变温度纪录并制作了相图,被国际物理学界公认为铁基高温超导家族基本确立的标志。   中科大陈仙辉组在突破麦克米兰极限后,又对电子相图和同位素效应进行了深入研究,发现在相图区间存在超导与磁性共存和超导电性具有大的铁同位素效应,这些现象后来都被证明是大多数铁基超导体的普适行为,对理解铁基超导体的超导机理提供了重要的实验线索。另外,陈仙辉组发展了自助溶剂方法,生长出高质量的单晶,为后续的物性研究奠定了基础。   物理所王楠林组从实验数据出发,猜测LaOFeAs在低温时有自旋密度波或电荷密度波的不稳定性,超导与其竞争。闻海虎小组合成了首个空穴型为主的铁基超导体。方忠与实验工作者深入合作,进一步加强了有关物性研究。方忠及其合作者计算了LaOFeAs的磁性,并且得到了和猜测一致的不稳定性,做出了&ldquo 条纹反铁磁序自旋密度波不稳定性与超导竞争&rdquo 的判断。这一预言随后被国外同行的中子散射实验证实。在当前的铁基超导机理研究中,自旋密度波不稳定性同超导的关系已经成为最主流的方向。   截至2013年1月4日,铁基超导体的8篇代表性论文SCI共他引3801次, 20篇主要论文共SCI他引5145次。相关成果在国际学术界引起强烈反响,被Science、 Nature、 Physics Today、Physics World等国际知名学术刊物专门评述或作为亮点跟踪报道。著名理论物理学家,美国佛罗里达大学Peter Hirschfeld教授说:&ldquo 一个或许本不该让我惊讶的事实就是,居然有如此多的高质量文章来自北京,他们确确实实已进入了这个(凝聚态物理强国)行列&rdquo 美国斯坦福大学Steven Kivelson教授说:&ldquo 让人震惊的不仅是这些成果出自中国,重要的是它们并非出自美国。&rdquo   默默无闻,无私奉献   在五名获得国家自然科学一等奖的科学家背后,有着一支庞大的研究团队。他们虽然默默无闻,但所做的杰出贡献都在铁基超导体的研究中熠熠闪光。   当已经发现的铁基超导体系不断产出优秀论文的时候,物理所的靳常青&ldquo 要走别人没走过的路,要做出自己的新体系&rdquo 。他通过不懈地尝试和探索,在铁基超导体1111体系和122体系之外,找到了第三种全新的以LiFeAs为代表的111体系超导体,引起了强烈的国际反响。LiFeAs的自旋密度波性质和其他体系有着明显的不同,这对进一步探索高温超导的内在物理机制和提高超导转变温度都有重要的意义。   丁洪是国家第一批&ldquo 千人计划&rdquo 入选者。他放弃了美国波士顿学院的终身教授职位毅然回国后的第二天就投入到了铁基超导的研究当中。当时,丁洪在国内的实验室还没有建成,他拿着样品跑到日本完成了测量,首次在实验上提出了铁基超导体的能隙对称性,解决了这个曾在铜氧化物超导体中被长时间争论的问题。   任治安当时是赵忠贤组的主要成员之一,之前也是赵忠贤的博士生,直接与其他80后一起合成了一系列转变温度在50K以上的铁基超导体。   王楠林研究组当时有一员干将名叫陈根富,2007年10月回国加入该组后,即着手开展了LaFeAsO等铁砷超导材料的探索合成工作。他不但率先发现了41K的CeFeAs(O,F)新超导体,还首次生长出了一批高品质的超导单晶样品,推动了相关铁基超导机理的研究。   就是这样一群值得世人崇敬的科学家,积极进取,努力拼搏,淡泊名利,勇攀高峰,让世界对中国竖起了大拇指。而在我们满怀着景仰之情采访他们的时候,他们却一点也不觉得自己做了什么了不起的事情。就像赵忠贤院士说的那样,&ldquo 荣誉归于国家,成绩属于集体,个人只是其中的一分子&rdquo 是每一个物理所人心中的信条。他们还反复强调说,自己只是中国科研人员中一个最最普通的集体。我们相信,和他们一样优秀和勤奋,乐于奉献,有志报国的科学家在中国的各个地方、各个领域还有很多,都在等待着厚积薄发,破茧而出的那一刻。   民生超导,强国超导   百余年长盛不衰的超导研究历史,表明新超导体探索存在广阔的空间,特别是铁基高温超导体的发现也为潜在的重大应用提供了全新的材料体系。无论是比高铁快近一倍的超导磁悬浮列车,比现有计算机快数十倍的超导计算机,还是基于超导技术的导弹防御和潜艇探测系统,都将在不远的未来走进我们的生活、生产和国防。超导,这项二十世纪初的伟大科学发现,必将在二十一世纪改变每一个人的生活。   习近平总书记在考察中科院时,提出了&ldquo 率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构&rdquo 的明确要求和殷切期望,为中科院引领支撑创新驱动发展战略,全面深化科研体制改革,取得科技跨越发展,建设一流科研机构指明了方向。世界科技的竞争已经演化为国家综合实力的竞争,物理研究所放眼前沿,勇争一流,铁基高温超导只是他们科技强国梦里的一个片段。许许多多这样的片段连接起来,就可以被谱写成中华民族伟大复兴的感人篇章。
  • Quantum Design全面引进美国Thermal Technology公司高温炉
    美国Thermal Technology公司(简称TT),是真空炉的创始者,高温炉设计的改造者。从创立至今已有半个多世纪的历史,在全球40多个拥有超过3000多家用户。TT公司具有丰富的专业经验,在高温加工技术领域一直享有盛誉。 Quantum Design公司作为全球知名的科学仪器制造商,现全面引进TT公司高温炉。TT公司生产的高温设备有:放电等离子烧结炉(SPS)、直流型等离子烧结炉(DCS)、热压炉(HPF)、自动热处理炉(APF)、陶瓷热处理炉(CPF)、电弧炉(AMF)、石墨高温炉(GHZ)、金属高温炉(MHZ)等。此外,TT公司可根据顾客需求提供创新性的设备和问题解决方案。 放电等离子烧结炉 SPS 只需几分钟即可达到热处理所需的高温环境 快速成型且无需粘结剂,微纳结构保持 直流型等离子烧结炉 DCS 直流电源,系统简单,高稳定性 更短的加工时间,更低的成本 热压炉 HPF 交换式热区单元选件,可用热区:石墨、钨、钼 电弧炉 AMF 高温度:>3000℃ 石墨高温炉 适用于各种实验室应用及小规模生产 高可定制温度达3000℃ 金属高温炉 适用于各种实验室应用及小规模生产 高可定制温度达3000℃ TT的高温炉在设计上采用了的加热系统以及好的液压、真空和控制系统,对技术和制造工艺的精益求精,使得TT产品具有高质量、高可靠性的特点。希望Quantum Design公司的高精度物性测量和表征平台和TT公司的高质量高温炉系统可以相辅相成,相互促进,为中国科学工作者提供更好的服务。相关产品TT 自动热处理炉 / 陶瓷热处理炉:http://www.qd-china.com/products2.aspx?id=332TT 电弧熔炼炉:http://www.qd-china.com/products2.aspx?id=333TT 实验室真空高温炉:http://www.qd-china.com/products2.aspx?id=334TT 放电等离子烧结炉(SPS/DCS):http://www.qd-china.com/products2.aspx?id=335TT 热压炉:http://www.qd-china.com/products2.aspx?id=336关于Quantum Design Quantum Design是的科研设备制造商和仪器分销商,于1982年创建于美国加州圣迭戈。公司生产的 SQUID 磁学测量系统 (MPMS) 和材料综合物理性质测量系统 (PPMS) 已经成为公认的测量平台,广泛的分布于上几乎所有材料、物理、化学、纳米等研究领域的实验室。2007年,Quantum Design并购了欧洲大的仪器分销商LOT公司,现已成为著名的科学仪器领域的跨国公司。目前公司拥有分布于英国、美国、法国、德国、巴西、印度,日本和中国等地区的数十个分公司和办事处,业务遍及全球一百多个和地区。中国地区是Quantum Design公司活跃的市场,公司在北京、上海和广州设有分公司或办事处。几十年来,公司与中国的科研和教育领域的合作有成效,为中国科研的进步提供了先进的设备以及高质量的服务。
  • 首例国产全自动高温气体分析仪进入美国市场
    专业容量法高温高压气体吸附仪研发及生产厂家--北京金埃谱科技有限公司,与美国佛吉尼亚理工大学在不久前签订了高温高压气体吸附仪采购合同,并于近日顺利完成仪器的验收及调试!这是国产高温高压气体吸附仪首次成功杀入美国市场,对于国产高温高压吸附仪器具有里程碑式意义 同时也打断了国外产品的垄断地位!这是继金埃谱科技的容量法高温高压气体吸附仪获得国内众多用户(中国石油大学、四川大学、北京化工大学、河南理工大学、中国矿业大学、中国地质大学、国电科学技术研究院等)的信赖后,又博得国外用户亲睐的力证!   在采购初期,金埃谱科技给予佛吉尼亚理工大学提供了免费的储氢材料测试服务。并且,金埃谱从客户那得知,客户也给其竞争对手们(美国本土企业)提供了相同样品供测试。但是,经客户对比3家的测试数据,金埃谱科技的测试结果(如下图)更加准确可信且符合其储氢材料的实际值,从而赢得了客户的高度赞许、认可并达成采购协议!期间共历时一年多,这对于国产高温高压气体吸附仪行业来说实在是不容易!但是事实证明:可靠的质量、准确的数据、高性价比和完美的服务是所有客户所钟爱的!   弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech),全称为弗吉尼亚理工学院暨州立大学(Virginia Polytechnic Institute and State University),是一所位于美国东岸弗吉尼亚州(Virginia)的著名公立大学。弗州理工成立于1872年,现已发展成弗吉尼亚州内规模最大、提供学位最多的创新研究性综合高等院校。根据卡内基教育基金会于2005年公布的大学分类,弗吉尼亚理工被归类为特高研究型大学(very high research activity)。是全美最强四大理工之一。到2009年5月为止,弗州理工师生正在共同研究的项目多达6,697个,研究范围跨度很大,从生物技术到材料工程,从环境能源到食品健康,从土木建设到计算机信息,研究成果都令人刮目相看。
  • 科技部重大专项“激光高温湿度传感器研发”启动
    9月19日,国家科技部重大科学仪器设备开发专项——“面向复杂工况的激光高温湿度传感器研制及产业化”项目启动仪式在北京召开。该项目牵头单位——北京航天易联科技发展有限公司项目负责人在启动仪式上宣布:将用两年时间,突破包括湿度大动态范围自适应测量技术在内的4项关键技术、成功研制工作温度在20℃~350℃的激光高温湿度传感器并最终实现产品化和工业化推广应用。 p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/b65a533d-af10-4879-9e93-fcc6b8f4c5f8.jpg" title=" 1_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " 项目启动会现场 /p p   “激光高温湿度传感器研制及产业化”项目的主要任务是研发面向复杂工况条件的激光高温湿度传感器。该类激光湿度传感器基于TDLAS技术(可调谐半导体激光吸收光谱技术的简称)实现湿度的测量。19日上午举行的启动仪式上,该项目专家组负责人、我国著名激光和非线性光学专家、中科院院士姚建铨言简意赅地介绍了TDLAS技术的基本原理:即基于每种气体存在吸收特定波长光的现象,通过特殊波长的激光光源照射气体,气体吸收使之强度变弱,判断变弱程度计算气体浓度。相比于传统测量方式,在高温环境下使用该技术进行湿度测量,具有无交叉干扰、测量范围大、精度高、实时测量等优势,可实现高温湿度实时监测。该传感器一旦研制成功,可提升我国高温湿度监测水平,提高环保排放测算准确性、工业过程节能减排。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/129a5385-e382-4fc9-9137-e4a0196ea234.jpg" title=" 2_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " 中科院院士姚建铨担任该项目技术专家组组长 /p p   启动仪式上,来自科技部、航天科技集团、北京经济技术开发区、中国航天空气动力技术研究院的相关领导参加了该活动。科技部高技术研究发展中心的专家介绍了项目研制及产业化相关政策并同时表示,开展该仪器专项研制就是要解决我国环保、工业过程控制等多个领域高温湿度准确测量的难题。“高温环境下湿度测量,其准确性直接影响环保领域计算排放总量或工业生产领域过程控制效率。以环保领域为例,工业锅炉排放的污染物浓度测算需要测量烟气湿度。因此,烟气含湿量测量的准确性直接影响排放总量,影响国家环保指标考核。” 高温湿度测量如此重要,但其技术实现的难度却非常大,正因为如此,该项目于今年8月获批科技部重大科学仪器设备开发专项申请。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/1b8a8bca-d7e5-4b8a-9dae-a47cb33ad7d1.jpg" title=" 3_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " 项目组负责人、北京航天易联科技发展有限公司总经理李刚在汇报项目实施方案 /p p   根据国家重大专项研发的相关要求,此次启动仪式一项重要议题就是由项目牵头单位——北京航天易联科技发展有限公司向技术专家组和用户委员会汇报项目具体实施方案。此前,航天易联已经开展四年 TDLAS技术研发,具备相关基础,并于2016年6月开展高精度TDLAS湿度测量技术的成果评价,技术水平达到国际先进。该公司负责人李刚在汇报中对研究背景、目标、研究内容、技术路线、科研团队及研究基础、预期成果、项目研究周期等做了详尽汇报。据他介绍,项目组将围绕测量环境湿度大、工况干扰因素多(腐蚀气、静电、烟尘、液滴等)、缺乏高温高湿标定技术及恶劣工况下器件可靠性等关键问题,突破湿度大动态范围自适应测量技术、复杂工况多波长测量控制技术及激光器温度电流控制技术,研制工作温度20℃~350℃的激光高温湿度传感器,开展示范应用改进优化,达到烟道气、废气、锅炉汽等高温湿度实时测量的目的,实现最终传感器产品化、产业化。 /p p   来自环境监测、无线电、仪表仪器等相关领域的技术专家组和由电力、环保、航天、石化等行业用户组成的用户委员听取了项目组汇报,审阅论证材料并进行质询,同时针对产品示范应用阶段提出了相关建议。经过项目组答疑,专家组和用户委员会讨论后认为:方案目标准确,内容翔实,技术路线可行,一致同意该方案通过评审,建议尽快组织实施,围绕典型代表性工况开展更具针对性的设计开发、示范应用。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201709/insimg/e5c3f041-6316-4495-ae98-f28eafd252ed.jpg" title=" 4_副本.jpg" / /p p style=" text-align: center " 与会嘉宾了解TDLAS产品 /p p   据了解,该项目研发是航天易联与中科院半导体研究所、中科院电工研究所、武汉市天虹仪表有限责任公司的强强联合。北京航天易联科技发展有限公司是航天科技集团公司第十一研究院控股公司,具有四年TDLAS技术研发基础,拥有三款具有自主知识产权产品,承担项目传感器研制和产业化工作 中科院半导体研究所在半导体激光器研发领域一直处于我国领先行列,为本项目研制小型化半导体激光器 中科院电工研究所长期从事电力电子控制研究,擅长信号处理、仪器设计,为本项目开发核心算法和测量技术 武汉市天虹仪表有限责任公司在环保仪器设备领域有近二十年的科研开发经验,为本项目现场测试、示范应用推广提供有力支撑。 /p p   在项目实施方案中,研发团队提出:将在两年时间内,将本项目开发的激光高温湿度传感器应用在便携式烟道气参数测量仪、烟气排放连续监测系统和工业过程气湿度分析仪器中,开展5项示范应用,解决我国环保、工业过程控制等多个领域高温湿度准确测量难题。同时,形成自主知识产权,申请发明专利3项,文章1~3篇,标准1项。完成传感器质量体系文件,技术就绪度达到9级,开展产业化推广,项目完成后三年内实现年销售500套,年销售额2500万。 /p
  • 中海油服自研高温多维核磁仪器取得业内新突破
    日前,南海西部海洋石油944平台传来捷报,中海油服自研ESCOOL高温多维核磁仪器EMRT3D-HT首次在井深4500m、井温192℃的超深层超高温环境下完成测井作业345m,安全、优质、高效地完成了某重点探井项目,资料优良率100%,创下业内最高作业温度纪录。深层/超深层储层勘探是中国海油“十四五”重大科技项目重点油气勘探方向,中海油服高度重视并积极应对关键核心技术制约,牵头承担起集团公司第一批关键核心技术攻关项目之一的《超高温高压电缆测井系统研制与产业化应用》项目攻关工作。205℃/140MPa高温高压多维磁共振测井仪器EMRT3D-HT正是这项攻关项目的成果之一,仪器采用推靠式偏心测量方式,测量地层孔隙中流体的氢核响应,形成多维参数结合的核磁共振测井应用,可在205℃和140MPa的极端高温、高压环境下连续工作10小时以上。  本次作业井储层温度高、压力大、储层致密,为典型的高压储层,开发难度大,对仪器性能及耐温耐压要求极高。为做好自研高温核磁仪器在该区块的首次高温高压井的数据采集与应用,油技湛江资料解释中心通过反复核算完成核磁测井优化设计,技术支持团队采用FIELDS远程专家在线技术支持平台进行实时支持,为客户实时展示核磁测量结果;燕郊资料解释中心与研究院专家无缝对接现场测井资料质控、资料精细处理解释工作,核磁资料首次揭开了该区高温高压超深层的孔隙结构特征,并精准识别气层与差气层累积87.5m。这次作业充分体现了公司坚决攻关关键核心技术的决心和实力,更体现出了“上下同欲者胜”的集体力量。此次作业成功,标志着中国海油高温高压电缆测井装备又新增一项商用新技术,为今后引领海上高温高压超深层核磁信息采集打下重要基础。油田技术事业部将持续打造具有核心竞争力的品牌产品,积极推进自主技术系列化、产业化、规模化应用,进一步为海上高温高压深层/超深层的勘探开发贡献技术价值。
  • 摩擦磨损试验机 | 航空航天工业材料涂层表征
    航天梦据中国载人航天工程办公室消息,我国载人航天工程已经全面转入空间站在轨建造任务阶段。今年将陆续实施空间站核心舱发射、货运补给、载人飞行等多次任务。追忆漫漫太空之路从人造卫星到载人航天中国航天事业蓬勃发展,探索浩瀚宇宙的伟大事业更加行稳致远,航天梦想实现的脚步越来越近。航空航天工业的发展为航天梦奠定了基础。前言航空航天工业包括从先前设计、建造、测试、销售到后期的飞机维护、飞机零件、导弹、火箭或航天器等各个方面的所有公司和活动。图1展示的就是飞机生产车间。图1 :飞机生产车间民用航空和军用航空的飞机及其零部件是一个非常庞大的产业链,零部件的生产和使用所带来的上下游环节非常之多。而生产一架飞机所用的材料更是种类繁多,这其中包括金属、玻璃、陶瓷、塑料和各种复合材料。为了保证飞机的功能、安全和美观,需要对这些材料的特性进行精确描述和表征。客户痛点分析某飞机部件制造商正在考虑引进一种新型钢材料所制造襟翼滚珠丝杠,然而需要知道它们是否会导致接触材料出现过早磨损的情况。尤其是在航空航天工业体系中,过早磨损是飞机部件制造商面临的一个重要问题。安东帕摩擦磨损试验机可为客户提供摩擦系数的测定和磨损的表征。依照用户的痛点和解析,推荐采用表征仪器为安东帕销盘式摩擦仪(TRB3),如图2所示。如果需要模拟高温服役环境的话还提倡采用高温摩擦仪(THT),如图3所示,安东帕高温摩擦仪能提供非常精准的控温和保证高温下极其高的测试精度。在摩擦学实验结束后,用集成式的表面轮廓仪可以测量磨痕轮廓,直接计算相应的磨损率。图2:销盘式摩擦仪TRB3图3:高温摩擦仪THT实验航空航天工业某部件制造商需要调查制造襟翼滚珠丝杠时使用的两种新的涂层钢材料造成的磨损情况。将两种不同涂层材料的样品制作成样块,如图3所示。图3:客户样品步骤:采用安东帕销盘式摩擦仪对样品进行磨损测试,采用线性往复模式进行试验。摩擦副(对磨体)为100Cr6钢球,硬度大约为60 HRC。实验结束后,记录摩擦系数,并用显微镜观察样品和摩擦副的磨损情况。实验分析与结论经过摩擦学试验后,得到两种不同材料的摩擦系数基本什么变化,具体见图4所示。从摩擦系数的曲线来看,经过25min的磨损试验后两种样品基本没什么损伤。但是,通过显微镜观察后发现摩擦副100Cr6钢球表面有损伤。通过计算得到,1# 样品体系下的100Cr6 钢球的磨损量为0.000186 mm3/(Nm),而2# 样品的磨损量为0.000202 mm3/(Nm)。这样可以看出2# 样品对于对磨体的伤害大。图4:摩擦系数和磨损量过早磨损是航天航空行业制造商的一大难题,而安东帕摩擦仪可以为客户提供这类需求的表征手段。通过结果分析,两种样品的摩擦系数相差不大,摩擦系数随时间的变化的曲线趋势也相一致虽然两种涂层材料的表面基本没有损伤,但是对于对磨体100Cr6 钢球的损伤还是存在的,尤其是2# 样品使对磨体产生更大的损伤。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 北京海菲尔格引进芬兰Timegate在线拉曼光谱仪可用于研究材料在高温条件下的相变过程
    Timegate在线拉曼光谱仪既能够在可见光环境下测试,也能够测量高温热辐射环境下(试验温度最高可达2000℃)的材料性能和反应过程,成功应对高温热辐射对拉曼光谱测试带来的辐射干扰。Timegate在线拉曼光谱仪可以将拉曼信号和荧光信号进行分离,使测量强荧光材料和高温材料的拉曼光谱成为可能,为高级数据分析提供了全新的基础,提高了测量的准确度和可靠性。荧光干扰、可见光干扰、高温热辐射干扰是传统拉曼光谱仪测试过程中经常遇到的难题,芬兰Timegate公司的在线拉曼光谱仪可有效消除荧光干扰,提高测试信噪比,获得高质量的拉曼光谱。我们通过实验发现:Timegate在线拉曼光谱仪能够很好地检测α-锂辉石向β-锂辉石的转化程度。实验温度达到1075℃后,我们每隔5min分别采集一次拉曼光谱数据,拉曼光谱图如图所示。辉石具有不同的晶型,在高温下会发生不同的相转变。锂辉石是辉石的一种,是一种单斜辉石矿物,是新能源行业常用的原材料,晶型转变发生在1000℃以上。本次实验过程中,我们将α-锂辉石样品加热至1025~1075℃,利用Timegate在线拉曼光谱仪测试了锂辉石样品在高温条件下的晶型转变过程并获得其转化率曲线。Timegate在线拉曼光谱仪可以进行连续的高温测试,可用于识别矿物的不同晶型及晶型之间的转化。伴随着锂辉石样品从α晶型到β晶型的转化,β/α强度比增加,α和β晶型强度可用于研究相应的α和β锂辉石的浓度变化。 Timegate在线拉曼光谱仪可用于高温条件下的拉曼光谱测试,能够有效地抑制荧光干扰、并不受高温热辐射影响。时间门控拉曼光谱仪是一种非破坏性的分析方法,样品无需进行预处理、仅需要少量样品就可以完成测试,为研究材料在高温条件下的性能提供了重要的测试手段。Timegate时间门控拉曼光谱仪能够有效地实现过程控制与反馈,有助于优化工艺参数,提高研发和生产效率。北京海菲尔格科技有限公司正式成为Timegate在线拉曼光谱仪中国的唯一代理,并提供优质的售后服务,欢迎来电咨询。
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