挠度计

PP塑料板材的新标准GB/T 39937-2021塑料制品 聚丙烯(PP)挤塑板材 要求和试验方法 于2021年3月发布，10月1日正式实施。 标准规定了不含填料和增强材料的聚丙烯均聚物(PP-H）和聚丙烯共聚物(PP-B和PP-R）的挤塑板材的性能要求和试验方法。标准适用于厚度为0.5 mm～40 mm 的PP板材，也适用于卷材形式的板材。 纯PP板：密度小，易焊接和加工，具有优越的耐化性，耐热性及耐冲击性、无毒、无味是符合环保要求之工程塑料之一。主要颜色有白色，微机色，其它颜色也可按客户要求定做。 应用范围：耐酸碱设备，环保设备，废水、废气排放设备用，洗涤塔，无尘室，半导体厂及其相关工业之设备，也是制造塑料水箱的首选材料，其中PP厚板材广泛用于冲压板，冲床垫板等。 塑料板材力学性能测试，岛津试验机系列产品助您大显身手：拉伸试验部分使用手动楔形夹具（该夹具有自锁紧功能）。弯曲试验部分选用塑料三点弯曲标准夹具（R5压头）。 拉伸试验中，使用50mm/min的速率，配合大变形引伸计。弯曲试验选择2mm/min的速率，使用横梁位移（或挠度计）测试其弯曲模量。 手动楔形夹具可以应对此类塑料板材试验。断点正常，防止打滑现象。三点弯曲试验可以使用岛津的塑料三点弯曲夹具进行测试；如需更精确测量样品弹性模量，建议使用挠度计测量样品弯曲变形。 岛津试验机助力聚合物新材料力学行性能测试！

p style="text-align: justify text-indent: 2em "天氏欧森（span style="text-align: justify text-indent: 32px "Tinius Olsen/span）Epsilon One是一种新型光学非接触式引伸计，可通过视频进行高精度，高分辨率，非接触式轴向应变和位移测量，以测量应变。它的易用性是独一无二的。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "它适用于测试高模量材料，例如金属和复合材料以及更高伸长率的材料，薄或易碎的样品，循环疲劳，应变控制测试，挠度计应用以及测量裂纹开口位移。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "通过Epsilon全面的光路优化，将多种光学技术和信号处理算法统一起来，可达到一流的精度和分辨率。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "它具有超高的摄像头分辨率，高达3000Hz的实时数据速率，最小化的光学误差源以及信号处理技术，可提供最高的应变分辨率和精度，并具有最低的噪声。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "应变或延伸量被实时测量并输出。Epsilon One的高分辨率和ISO 0.5 / ASTM B-1精度等级使其适用于从金属，复合材料到弹性体以及介于两者之间的各种应变值的非接触式测量。/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/201912/uepic/b7ff6102-bb64-4a72-831e-44d16ee02dae.jpg" title="ProductLarge15694.jpg" alt="ProductLarge15694.jpg"//p

【科学背景】随着微电子机械系统（MEMS）技术的快速发展，集成电子传感和驱动功能的活跃MEMS器件在力、加速度和生物分析物的测量中引起了广泛关注。尤其在原子力显微镜（AFM）领域，MEMS悬臂的应用使得在纳米尺度下的样品探测成为可能。然而，传统MEMS材料（如硅、氮化硅）由于其高杨氏模量，限制了器件的厚度，从而影响了挠度灵敏度（DS）和力敏感性（FS）的表现，这在许多应用中成为了一大瓶颈。自感知MEMS悬臂是一种通过集成的应变传感器，从而能够实时监测挠度。尽管自感知悬臂具有一定的优势，但其力敏感性和信噪比仍然低于光学检测的悬臂，因此在AFM等高精度应用中未能得到广泛应用。此问题的根本原因在于自感知悬臂在不同测量量的灵敏度上存在差异，尤其是在力传感方面，受限于材料的弹性特性和传感器的灵敏度。为此，科学家们开始探索将低杨氏模量的聚合物材料应用于MEMS器件的可能性。这种材料的使用有助于实现更厚的悬臂设计，同时保持较低的弹性模量常数，从而提升挠度灵敏度。然而，高温沉积半导体以实现高性能应变传感器与聚合物材料的兼容性问题也亟待解决。为了填补这一知识空白，马洛桑联邦理工学院（EPFL）Georg E. Fantner教授团队在“Nature Electronics”期刊上发表了题为“A polymer–semiconductor–ceramic cantilever for high-sensitivity fluid-compatible microelectromechanical systems”的最新论文。本研究提出了一种新型的MEMS微加工平台，能够创建具有集成半导体电子元件的聚合物悬臂。通过采用三层结构，悬臂核心由聚合物材料制成，两侧则是陶瓷氮化硅层，这一设计不仅确保了器件的机械性能，也有效隔离了传感电子元件与外部环境的影响，使得悬臂在液体环境中表现出良好的兼容性。我们开发的多层制造方法使得高温工艺与聚合物加工分离，从而克服了传统方法的局限性。【科学亮点】（1）实验首次展示了集成半导体电子元件的聚合物MEMS悬臂，成功实现了厚且柔软的三层结构。通过该平台，研究团队能够有效地提高MEMS设备的挠度灵敏度（DS）和力敏感性（FS）。（2）实验采用了多层制造方法，将高温工艺与聚合物工艺分开，从而在不损坏聚合物层的情况下，实现了压电电阻应变传感器的沉积和掺杂。结果显示，三层悬臂的力噪声相比传统硅悬臂降低了六倍，显著提升了传感性能。（3）研究还表明，嵌入聚合物内部的传感电子元件有效隔离了环境影响，使得悬臂具有良好的流体兼容性。这一特性使悬臂可以在苛刻的液体环境中稳定工作，例如在氯化铁溶液中持续成像五小时而不发生降解。（4）通过集成高性能电子元件，本文的聚合物MEMS不仅适用于自感知原子力显微镜（AFM），还可扩展至生物分子检测等多种应用，展现了良好的应用前景。【科学图文】图 1：不同读出机制中的力转电压。图 2：三层悬臂梁的概念及性能。图 3：三层技术的理论与实验评估。图 4：三层悬臂梁在真空中用于 AM-AFM 的高跟踪带宽。图 5：三层悬臂梁作为多种扫描探针技术的平台。图 6：用于流体密封膜表面应力传感的三层 MEMS。【科学结论】本文的研究展示了将聚合物、半导体和陶瓷材料集成到微电子机械系统（MEMS）中的创新思路，为自感知传感器的设计与应用开辟了新的方向。通过优化三层结构的制造方法，研究者成功克服了传统MEMS材料在厚度和弹性上的局限，使得悬臂可以在保持高灵敏度的同时具备更大的柔韧性。这一进展不仅提高了悬臂在各种复杂环境中的适应能力，也为生物传感器等实际应用提供了更为可靠的解决方案。此外，研究强调了选择合适材料的重要性。聚合物的低杨氏模量使得悬臂能够在较大的厚度下保持低的弹簧常数，从而在自感知性能上具有显著优势。这一发现启示我们在设计新型传感器时，可以通过材料组合与结构优化，达到理想的性能平衡。更重要的是，本研究为未来的MEMS技术提供了一个可扩展的平台，允许更多功能的电子元件集成。这种灵活的设计思路可以为更复杂的传感和驱动系统提供基础，助力在生物医学、环境监测和纳米技术等多个领域的应用创新。文献信息：Hosseini, N., Neuenschwander, M., Adams, J.D. et al. A polymer–semiconductor–ceramic cantilever for high-sensitivity fluid-compatible microelectromechanical systems. Nat Electron (2024). https://doi.org/10.1038/s41928-024-01195-z