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塑性应变比测试仪

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塑性应变比测试仪相关的资讯

  • 薄膜拉伸强度测试仪如何区分弹性变形和塑性变形
    在薄膜拉伸强度测试中,准确区分弹性变形和塑性变形对于材料工程师、物理学家以及产品开发者而言,是至关重要的一环。这两种变形类型不仅决定了材料的基本性能,还直接关系到产品的使用寿命和安全性。本文旨在深入探讨薄膜拉伸强度测试中弹性变形与塑性变形的区分方法,以及它们在材料科学领域的应用。一、弹性变形与塑性变形的基本概念弹性变形,指的是材料在外力作用下产生变形,当外力消失时能够恢复到原始形状和尺寸的现象。这种变形是可逆的,不涉及材料的内部结构变化。而塑性变形则是指材料在外力作用下产生变形后,即使外力消失也不能完全恢复到原始形状和尺寸的现象。塑性变形是不可逆的,通常伴随着材料内部结构的改变。二、薄膜拉伸强度测试中的变形观察在薄膜拉伸强度测试中,我们可以通过观察材料的应力-应变曲线来区分弹性变形和塑性变形。在弹性变形阶段,应力与应变之间呈线性关系,即应力增加时,应变也按一定比例增加。当应力达到弹性极限时,材料开始进入塑性变形阶段,此时应力-应变曲线呈非线性关系,应变继续增加但应力增长缓慢或不再增长。三、区分弹性变形与塑性变形的具体方法应力-应变曲线分析:如前所述,通过分析应力-应变曲线的形状和变化,可以判断材料是否进入塑性变形阶段。在弹性变形阶段,曲线呈直线状;而在塑性变形阶段,曲线则呈现弯曲或平坦的趋势。卸载试验:在拉伸测试过程中,当材料达到一定的应力水平时,可以突然卸载并观察材料的恢复情况。如果材料能够迅速恢复到原始长度,则说明之前的变形主要是弹性变形;如果材料不能完全恢复,则说明存在塑性变形。残余应变测量:在拉伸测试结束后,通过测量材料的残余应变可以判断塑性变形的程度。残余应变越大,说明塑性变形越显著。四、弹性变形与塑性变形在材料科学中的应用材料选择:了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料以满足特定需求。例如,在需要高弹性的场合(如橡胶制品),应选择弹性变形能力强的材料;而在需要承受大变形而不破裂的场合(如金属薄板),则应选择塑性变形能力强的材料。产品设计:在产品设计过程中,考虑到材料的弹性变形和塑性变形特性,可以优化产品结构以提高其性能和安全性。例如,在设计弹性元件时,需要充分利用材料的弹性变形能力;而在设计承力结构时,则需要考虑材料的塑性变形特性以确保结构的稳定性和安全性。质量控制:通过测量材料的弹性模量、屈服强度等力学性能指标,可以评估材料的性能是否满足要求。同时,通过观察材料的变形行为(如弹性变形和塑性变形)可以判断材料是否存在缺陷或质量问题。五、结论在薄膜拉伸强度测试中准确区分弹性变形和塑性变形对于材料科学领域具有重要意义。通过分析应力-应变曲线、进行卸载试验和测量残余应变等方法可以判断材料的变形类型。了解材料的弹性变形和塑性变形特性有助于选择合适的材料、优化产品设计和提高产品质量。未来随着材料科学的发展和技术的进步相信我们将能够更加深入地理解材料的变形行为并开发出更多高性能的材料。
  • 三思纵横上海分公司成功研发专用扩展型应力应变测试仪
    为了解决客户在试验机使用过程中不方便使用引伸计而必须粘贴应变电阻片(应变计)进行应变测试的问题,近日,三思纵横上海公司成功研发了DSCC-5000K专用扩展型应力应变测试仪。   应力应变测试仪DSCC-5000K是与试验机配套的高速静态应变数据采集仪,同步采样频率60Hz,最小应变分辨率0.1&mu m,广泛应用于拉伸、压缩或弯曲等试验,能够精确测量材料变形,绘制力-变形、变形-时间、变形-变形等曲线。   该设备既可用于液压试验机,也可用于电子试验机,并可满足多通道应变采集与试验机加载力值采集同步。   三思纵横上海分公司研制成功的应力应变测试仪已经成功地应用于多家建筑工程质检公司。   更多新品资讯,请咨询三思纵横驻各地办事处销售人员或服务热线:400-882-3499。
  • 哈工大(深圳): 基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子
    镓基液态金属(LM)由于其优异的金属导电性以及室温流动性特点,被认为在柔性电子领域具有广泛的应用前景。基于镓基LM材料,目前已成功开发出各类柔性电子器件,如可穿戴传感器、柔性电容器、柔性电感器以及柔性变阻器等。LM柔性器件的集成性和可靠性一直以来是该领域的研究热点,其中3D柔性电子被普遍认为是提高集成性的有效解决方案之一。然而,液态金属的流动性是一把双刃剑,虽然它为LM柔性器件提供了优异的可变形性,但同时给3D结构柔性电路的制备带来了巨大挑战。目前报道的3D打印、冷冻打印、通道填充等方法在复杂3D结构电路的制备、工艺成本以及功能性芯片的集成等方面仍存在不足。近期,哈尔滨工业大学(深圳)马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员,提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。作者基于金属材料的合金化及相关理论,着重考量材料的相变温度、机械强度和塑性加工性能,筛选出Ga-10In作为3D柔性电子制备的基础材料。固体Ga-10In的高塑性特点允许通过机械弯曲、缠绕等方式制备复杂3D结构导体,在熔点以下温度将3D导体与功能芯片连接并使用硅胶封装后,熔点以上温度加热(22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢复其流动性。此外由于过冷效应,Ga-10In导体可以在低于熔点的一定的温度范围内保持液态,保证了柔性电子器件的服役温度区间。为证明该方案的实用性,作者设计了具有超高灵敏度的3D应变传感器、由3D跳线导体构成的二极管 (LED) 阵列以及由3D螺旋结构的可穿戴传感器和多层柔性电路板组成的手指动作监测装置。相关工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity”为题发表于电子领域权威期刊《Nature Electronics》,2019级博士生李国强同学为该论文第一作者。在本项研究中,由摩方精密25 μm精度的nanoArch P150设备3D打印的高精度模具,为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。图1:基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子简介说明。(a) 液态的Ga-10In转变为固态的片状和棒状示意图;(b) 塑性变形能力对比;(c) Ga-10In低温拉伸性能;(d) Ga-10In相变性能测试;(e) 基于该方案制备的3D柔性电子。图2:Ga-In合金材料表征及性能测试。(a) 凝固态Ga-10In显微组织;(b) Ga-In合金中A6相体积分数于In元素含量的关系;(c) Ga-10In和Ga-15In显微组织表征;(d) Ga-10In拉伸样断口附近显微组织表征;(e) Ga-In合金力学性能测试;(f) 图(e)对应的屈服强度和延伸率;(g) Ga-In合金相变测试;(h) Ga-In合金熔点与In元素含量的关系。图3:2D应变传感器的电力性能测试及3D高灵敏度应变传感器设计。(a) 2D应变传感器电阻-应变关系;(b) 2D应变传感器平均GF值与应变的关系;(c) 2D应变传感器横向及纵向拉伸性能测试;(d) 3D应变传感器照片及其性能;(e) 3D应变传感器挤压位置的CT微观表征;(f) 与已报道LM应变传感器的灵敏度对比。 图4:Ga-10In 3D拱形导体及其LED柔性阵列应用。(a) 熔化前后拱形Ga-10In导体图像;(b) LED阵列示意图;(c) LED阵列电流-电压性能测试;(d) 控制装置和LED阵列电路图;(e) 控制系统和LED柔性阵列照片;(f) LED阵列动态弯曲图像。图5:3D结构的可穿戴手指动作监测柔性装置。(a) 装置示意图;(b) 3D柔性传感器及其变形性能;(c) 3D柔性传感器的手指动作传感测试;(d) 3D传感器疲劳性能测试;(e) 3D柔性电路板俯视图像;(f, g) 3D垂直电路图像;(h) 该柔性装置的手指动作测试。通过凝固态Ga-10In液态金属的塑性变形制备复杂结构3D柔性导体具有显著优势,但作者表示,该3D柔性电子制备方案目前在导电线径、柔性器件制备效率、以及自动化制造设备等方面仍存在限制。原文链接:https://doi.org/10.1038/s41928-022-00914-8
  • 单智伟团队:在金属镁塑性变形行为和内在机制领域取得新进展
    镁是最轻的金属结构材料,在航空航天、交通运输,电子产品和医疗等领域具有广阔的应用前景。然而,相比于传统金属材料,如钢铁和铝合金,镁的塑性变形加工较困难,工艺成本高,制约了其广泛应用。微观机制是决定宏观性能的内在因素,因此,研发高塑性镁合金需要精准认知其微观塑性变形机制,相关研究也一直是镁合金领域关注的重点和热点。众所周知,金属材料在塑性变形时一般会发生加工硬化现象,即随着变形量的增加,材料内部缺陷和损伤逐步累积,流变应力不断增加。当硬化到一定程度时,材料将不具备继续塑性变形的能力,最终发生断裂。对于金属镁而言,其沿晶体学轴压缩时加工硬化十分明显,塑性变形量一般仅在5%-10%左右。针对镁的塑性变形行为和内在机制,西安交通大学单智伟教授团队近年来开展了系统深入研究。研究发现,对于亚微米尺寸的镁单晶,当沿轴压缩时,首先发生由锥面位错滑移主导的塑性变形(详见Liu et al. Science, 365 (6448), 73-75, 2019)。令人意想不到的是,随着加工硬化的不断加剧,原本认为塑性已消耗殆尽的样品并没有断裂失效。当流变应力升高到1 GPa水平时,样品突然被压为扁平状,且没有裂纹产生。此外,被压扁的样品已不再是单晶,而是由多个具有共轴取向关系的小晶粒组成,小晶粒内部有大量的基面和非基面位错。图1 亚微米镁单晶柱在轴压缩下的变形过程。(a)初始样品;(b) 位错的形成和运动;(c) 在样品右下角形成的新晶粒(白色箭头);(d) 新晶粒中产生位错(白色箭头);(e)样品被压为扁平状;(f) 在扁平样品上采集的电子衍射。(g)应力-应变曲线显示出变形的三个阶段:弹性变形、塑性变形-加工硬化阶段、塑性变形-应变突跳阶段。通过系统的晶体学分析、显微学分析、原子尺度表征,并结合分子动力学模拟,该团队提出新晶粒是通过锥面-基面转变形成的。在新晶粒形成后,原本已消耗殆尽的塑性得到了再生,继续加载时样品仍可持续发生很大的塑性变形。该研究将这种由变形诱导的在基体晶粒中形成新晶粒的过程称为“deformation graining(形变转晶)”。该过程不必依赖扩散,可在室温下快速发生,所形成的新晶粒与基体晶粒具有特定的晶体学取向对应关系。在新形成的晶粒中,可以继续发生由位错和孪生协调的塑性变形,使得样品重新具有了塑性变形能力(可比拟为“返老还童”)。该研究丰富了对塑性变形机制的认识,为镁的变形加工提供了新的启发:在高应力或高应变速率下加工,可由高应力引发新的变形机制,进而提高镁的变形加工能力。图2 新晶粒在加载时长大,卸载时缩小,二次加载时再次长大,反映了晶界的高可动性图3 新晶粒及其晶界结构该成果以"金属镁塑性变形能力再生新机制"(Rejuvenation of plasticity via deformation graining in magnesium)为题发表于《自然通讯》(Nature Communications),西安交通大学刘博宇教授为本论文的第一作者,西安交通大学单智伟教授为第一通讯作者,合肥工业大学张真教授为共同第一作者和通讯作者,西安交通大学马恩教授和美国麻省理工学院李巨教授为共同通讯作者。参与该工作的还包括西安交通大学博士研究生刘飞和杨楠、内华达大学李斌教授、吉林大学陈鹏教授、中国科学技术大学王宇教授和江苏科技大学彭金华博士。西安交通大学金属强度国家重点实验室为第一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金委、111计划2.0、西安交大青年拔尖人才计划等项目的资助。近年来,单智伟研究团队依托西安交通大学材料学院、金属材料强度国家重点实验室、西安交通大学微纳中心和陕西省镁基新材料工程研究中心,开展了一系列富有成效的基础研究、技术攻关和成果转化。2014年,发现了镁中不同于位错和孪晶的室温变形新机制,成果发表于《自然通讯》,并荣获美国TMS学会镁分会年度最佳基础研究论文奖;系统研究了镁合金中析出相形貌对孪晶行为的影响,并进而发展了一种判断镁合金强塑性的简单判据,成果发表于《材料科学技术》(封面推荐,2018);发现通过活化二氧化碳,可以在室温下将镁表面的氧化层或腐蚀产物转变成一种致密的保护膜层,不仅可显著提升镁及其合金的抗腐蚀性和强韧性,而且大幅提高镁的抗氧化能力,从而发明了一种绿色、低成本镁合金涂层新技术,成果发表于《自然通讯》(2018),并获得国家发明专利授权;应用基于原位电镜的先进测试与表征技术,结合原子尺度成像和三维图像重构技术,揭示了镁中锥面位错的结构特征和滑移行为,首次实验证明其是镁中有效的塑性载体,指出通过促进锥面位错滑移(可通过提高应力和减小晶粒尺寸来实现)可以有效提高镁的塑性,成果发表于《科学》(2019)。针对原镁冶炼工艺落后、自动化程度低和环境污染严重的现状,提出并验证了原本需要在真空条件下进行的原镁冶炼可以在常压进行,并与华西能源公司联合攻关,开展了原镁常压生产的工业化装置的开发。针对原镁杂质元素种类多、含量高、波动大的痼疾,从原子机理出发,开发出全新的工艺流程,可在不显著增加成本的情况下,从料球直接生产出99.99%以上纯度的高纯镁,革新了此前领域内普遍认为皮江法(硅热还原法)不能直接生产高纯原镁的认知。上述成果的推广和应用,有望从整体上提升镁基产品的质量和性能。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-022-28688-9
  • 哈工大(深圳)马星团队和中科院刘志远研究员《Nature Electronics》: 基于可调塑性的
    镓基液态金属(LM)由于其优异的金属导电性以及室温流动性特点,被认为在柔性电子领域具有广泛的应用前景。基于镓基LM材料,目前已成功开发出各类柔性电子器件,如可穿戴传感器、柔性电容器、柔性电感器以及柔性变阻器等。LM柔性器件的集成性和可靠性一直以来是该领域的研究热点,其中3D柔性电子被普遍认为是提高集成性的有效解决方案之一。然而,液态金属的流动性是一把双刃剑,虽然它为LM柔性器件提供了优异的可变形性,但同时给3D结构柔性电路的制备带来了巨大挑战。目前报道的3D打印、冷冻打印、通道填充等方法在复杂3D结构电路的制备、工艺成本以及功能性芯片的集成等方面仍存在不足。近期,哈尔滨工业大学(深圳)马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员,提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。作者基于金属材料的合金化及相关理论,着重考量材料的相变温度、机械强度和塑性加工性能,筛选出Ga-10In作为3D柔性电子制备的基础材料。固体Ga-10In的高塑性特点允许通过机械弯曲、缠绕等方式制备复杂3D结构导体,在熔点以下温度将3D导体与功能芯片连接并使用硅胶封装后,熔点以上温度加热(22.7 °C)便可使Ga-10In熔化并恢复其流动性。此外由于过冷效应,Ga-10In导体可以在低于熔点的一定的温度范围内保持液态,保证了柔性电子器件的服役温度区间。为证明该方案的实用性,作者设计了具有超高灵敏度的3D应变传感器、由3D跳线导体构成的二极管 (LED) 阵列以及由3D螺旋结构的可穿戴传感器和多层柔性电路板组成的手指动作监测装置。相关工作以“Three-dimensional flexible electronics using solidified liquid metal with regulated plasticity”为题发表于电子领域权威期刊《Nature Electronics》,2019级博士生李国强同学为该论文第一作者。在本项研究中,由摩方精密25 μm精度的nanoArch P150设备3D打印的高精度模具,为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。图1:基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子简介说明。(a) 液态的Ga-10In转变为固态的片状和棒状示意图;(b) 塑性变形能力对比;(c) Ga-10In低温拉伸性能;(d) Ga-10In相变性能测试;(e) 基于该方案制备的3D柔性电子。图2:Ga-In合金材料表征及性能测试。(a) 凝固态Ga-10In显微组织;(b) Ga-In合金中A6相体积分数于In元素含量的关系;(c) Ga-10In和Ga-15In显微组织表征;(d) Ga-10In拉伸样断口附近显微组织表征;(e) Ga-In合金力学性能测试;(f) 图(e)对应的屈服强度和延伸率;(g) Ga-In合金相变测试;(h) Ga-In合金熔点与In元素含量的关系。图3:2D应变传感器的电力性能测试及3D高灵敏度应变传感器设计。(a) 2D应变传感器电阻-应变关系;(b) 2D应变传感器平均GF值与应变的关系;(c) 2D应变传感器横向及纵向拉伸性能测试;(d) 3D应变传感器照片及其性能;(e) 3D应变传感器挤压位置的CT微观表征;(f) 与已报道LM应变传感器的灵敏度对比。 图4:Ga-10In 3D拱形导体及其LED柔性阵列应用。(a) 熔化前后拱形Ga-10In导体图像;(b) LED阵列示意图;(c) LED阵列电流-电压性能测试;(d) 控制装置和LED阵列电路图;(e) 控制系统和LED柔性阵列照片;(f) LED阵列动态弯曲图像。图5:3D结构的可穿戴手指动作监测柔性装置。(a) 装置示意图;(b) 3D柔性传感器及其变形性能;(c) 3D柔性传感器的手指动作传感测试;(d) 3D传感器疲劳性能测试;(e) 3D柔性电路板俯视图像;(f, g) 3D垂直电路图像;(h) 该柔性装置的手指动作测试。通过凝固态Ga-10In液态金属的塑性变形制备复杂结构3D柔性导体具有显著优势,但作者表示,该3D柔性电子制备方案目前在导电线径、柔性器件制备效率、以及自动化制造设备等方面仍存在限制。
  • 客户成果 | 上海交通大学王俊教授:预制孪晶同时提高高熵合金强度和塑性!
    本文转自《材料学网》高熵合金是近年来发展起来的一种新型金属材料,由于其优异的性能引发了人们的关注。特别是,面心立方结构CoCrFeNi/CoCrFeNiMn HEAs具有优异的力学性能。然而,较低的屈服强度限制了其潜在的应用,通过阻碍位错运动(如细化晶粒或引入纳米析出相)来强化HEAs通常会牺牲其延性。因此,强度-塑性之间的trade-off关系不能仅通过位错主导的变形机制来克服。近年来,多种变形机制协同效应被证明其可有效解决这一问题。据报道,CoCrFeNiMn HEAs在低温(77 K)下由于塑性初始阶段存在平面位错滑移以及高应变下的纳米级变形孪晶等多种变形机制,使其强度和塑性同时提高。近日,上海交通大学王俊教授团队提出了一个有效策略,通过低温变形和退火来预制高密度孪晶以增加CoCrFeNi HEA的流变应力。在拉伸试验中,位错和孪晶的交互作用所产生的高流变应力激活了多种变形机制,实现了强度和延性的同时提高,这为设计高性能高熵合金提供了新的途径。相关成果以“Multiple deformation mechanisms induced by pre-twinning in CoCrFeNi high entropy alloy”为题发表在材料领域权威期刊Scripta Materialia上。(https://doi.org/10.1016/j.scriptamat.2021.114266)该工作提供了一种通过激活多种变形机制同时提高CoCrFeNi HEAs强度和延性的新方法,即引入高密度孪晶。孪晶使流变应力超过临界孪晶应力,在室温拉伸变形过程中,即使只有5%的低应变,也会产生变形孪晶。此外,高流变应力激活了交滑移并形成微带。因此,CoCrFeNi HEA中位错滑移、微带和孪晶的多重变形机制有助于提高其强度、塑性和加工硬化能力,导致YS、UTS和εu分别提高到728 MPa、1015 MPa和23.2%。。图1. FeCoCrNi引入孪晶之后的微观结构(PTH)图2. 引入孪晶(PTH)和未引入孪晶(NTH)样品的拉伸曲线和加工硬化曲线图3. PTH样品在不同变形阶段的TEM图像,出现大量的变形孪晶。图4. PTH和NTH试样随应变增加的显微组织演化示意图。
  • 河北工大郑士建团队在金属材料强塑性研究方面取得新进展
    近日,河北工业大学原子尺度研究团队在国际顶级学术期刊Science Advances上发表了题为“Enhancing strength and ductility via crystalline-amorphousnanoarchitectures in TiZr-based alloys”的研究论文,揭示了纳米尺度晶体-非晶三维双联续结构有助于改善材料强度和塑性的固有矛盾,实现材料强度和塑性的同时提升。论文发表页面展示强度和塑性是金属结构材料的两个重要力学性能。但是,强度的提高往往伴随着其塑性的降低,即强度和塑性呈倒置关系。例如,细晶强化和第二相强化会降低应变硬化能力,从而降低塑性。金属非晶材料(又称金属玻璃)通常要比对应的晶体材料具有更高的强度,但是其在本研究提出的通过三维双连续纳米双相结构设计来制备高强韧复合材料的新策略,可以广泛应用于钛合金、铝合金、超级钢等金属结构设计制备。文章链接:https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.abm2884?af="R作者简介郑士建,河北工业大学教授,博士生导师,2014年入选中科院“百人计划”,2016年入选国家“海外高层次人才引进计划”青年项目。长期致力于金属结构材料与能源材料的原子尺度研究,研究成果揭示了高温、高应力、强辐照等极端使役环境下原子尺度界面结构对高温合金、钛合金、层状金属材料力学性能、抗核辐照损伤性能的影响规律,以及能源电池材料服役过程中原子尺度衰变机制。在Nature Communications、Advanced Materials、Acta Materialia、Scripta Materialia 等高水平期刊发表SCI论文130余篇,引用近5000次,并受邀在(国际塑性、损伤与断裂会议等)高水平国际会议上做邀请报告,主持或参与国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目11项。获河北省政府特殊津贴(2019)、天津市创新类领军人才(2019)等荣誉,并任中国电子显微镜学会(2016-至今)等学会理事。明开胜,副教授,博士生导师,河北工业大学“元光学者”启航A岗,于2020年1月毕业于北京航空航天大学,并于同年4月加入河北工业大学。于2017.09-2019.09在美国内布拉斯加大学林肯分校公派留学。于2021年任Coatings 期刊客座编辑。研究方向为新型高强韧金属材料(包括高熵合金、晶体-非晶纳米复合材料)设计、强韧化机理以及多尺度形变机制。先后主持国家自然科学基金青年项目、河北省高层次留学人才回国资助项目、河北省自然科学基金青年项目等;以第一作者或者通讯作者在Science Advances、Acta Materialia、International Journal of Plasticity、Scripta Materialia 等高水平期刊发表论文15篇,其中2篇入选ESI高被引论文。获得荣誉包括北京航空航天大学优秀毕业生、北京航空航天大学优秀博士论文、博士研究生国家奖学金、宝钢优秀学生奖、河北工业大学材料科学与工程学院“突出贡献奖”等。
  • Science|张泽院士团队/韩晓东教授等在晶界塑性原子机制研究上取得突破
    近日,浙江大学张泽院士团队与北京工业大学固体所韩晓东教授课题组和美国佐治亚理工学院朱廷教授团队等合作在《Science》发表题为“Tracking the sliding of grain boundaries at the atomic scale”的研究成果。他们利用原创的原子分辨原位力学实验研究装置(实现专利转化百实创Bestron INSTEM),首次实现了晶界滑移过程的原子层次动态观察,揭示了常温下晶界滑移的原子机制。《Science》期刊用5页详细报道了该突破性发现。北京工业大学为第一单位,北京工业大学王立华与佐治亚理工学院张寅为共同第一作者;通讯作者为北京工业大学韩晓东教授,美国佐治亚理工学院朱廷教授以及浙江大学张泽院士。该成果获北京高校卓越青年科学家计划、国家自然金委基础科学中心、北京市基金重点研究专题等项目支持。多晶材料是应用最广泛的材料体系,它由无数结构相同而取向不同的晶粒组成。 这些结构相同而取向不同的晶粒与晶粒之间的接触界面叫做晶界。晶界是多晶材料中最重要的基本结构单元之一。晶界滑动塑性是多晶材料中基础的变形机制,直接影响着多晶材料的强度、韧性等关键力学性能。正因为晶界滑移的重要性,几十年来,研究者为揭示晶界的变形机制付出了巨大的努力。然而,人们对于晶界滑移的原子尺度机制仍然知之甚少,主要是由于缺乏有效的实验方法和科学仪器,使得跟踪变形过程中晶界处的原子运动极其困难。理论模型和模拟针对一些特殊的重合位置点阵晶界(高对称晶界)进行研究,为理解晶界塑性变形的原子机制提供了重要参考。研究者普遍认为晶界塑性变形总是通过阶错(Disconnection)主导的晶界迁移,这个过程中没有扩散,晶界的结构不会发生变化,然而实际的实验中是否如此尚无直接实验证据。由于缺乏直接的实验方法和实验证据,晶界滑动塑性的原子机制存在很多不确定性,甚至矛盾之处。晶界滑动的原子机制是长期困扰该领域的重要科学难题。团队利用原创自制实验装置实现了晶界滑移过程的原子层次动态观察,揭示出常温下晶界滑移是通过晶界处的原子之间的直接滑动与原子短程扩散相互协调实现。这种原子之间的直接滑动提供滑移方向上的位移,而原子短程扩散协调滑动导致的应力集中。发现晶界滑移过程中,晶界原子阵列合并消失、分裂出新原子阵列、原子迁移并插入晶体内部等多种新型的扩散机制,这些机制在之前的理论中尚未被预测。该突破发现展示了原子分辨的原位TEM技术研究晶界变形原子机制的巨大潜力,并为实验和理论模型提供了新的机遇。图1 A-H.系列Cs-TEM图像展示了非对称倾斜晶界的滑动,左侧和右侧颗粒分别标记为GL和GR;I, J. 图 (A)中绿色方框区域的放大像,可看出晶界的一侧是{111}面(红色虚线标记),另一侧由一系列原子级台阶组成(绿色虚线标记)。这些晶界处有一些五边形的特征结构。图2 展示了不对称的倾斜晶界滑动过程中,分别在0、2.5、6.0和9.0秒时拍摄的Cs-TEM图像,显示沿晶界原子直接滑动与扩散耦合导致原子柱扩散穿过晶界平面。晶粒GL面上的原子列用绿色小写字母标记,晶粒GR面上的原子列用红色大写字母标记。图3 A-C.利用原子追踪技术,原位观察揭示出原子柱h从晶粒GL的表面转移到晶粒GR的密排面,并伴随着产生新原子柱h′;D.从原子追踪软件中分析出原子柱的位移图;E.平面应变分布图。图4 原位观察到五元环的产生,消失,晶界原子扩散最容易在五元环附近发生。A-C. 滑移过程中,形成空位、扩散、晶界位错攀移导致五元环产生、消失、运动;D,E. 从应变分布可以看出在压应变区域,原子密度大,容易通过原子扩散导致原子消失。作者介绍:通讯作者:张泽教授,中国科学院院士张泽,中国科学院院士。张泽院士长期从事先进材料的电子显微结构研究,曾获中国青年科学家奖、求是杰出青年奖、何梁何利奖等10余项奖项,获1986年国家自然科学一等奖。 近20年,针对国家重大需求的结构材料,引领团队系统并原创发展了电子显微学原位实验力学技术,跨亚埃(原子分辨)至宏观(厘米以上尺寸)尺度,跨温区(室温)至1250度,部分性能指标居国际领先水平,引领相关领域发展;进一步创新发展原子分辨环境电子显微学技术;发展高空间分辨螺旋电子束显微学技术。在材料的原位结构演变和使役性能关联的领域取得了系列重要创新性成果,率领团队获国家自然科学二等奖(2021)。通讯作者:韩晓东教授,博士研究生导师韩晓东,国家杰出青年科学基金获得者,长江学者特聘教授。韩晓东长期从事材料力学行为及原子层次机理等本领域的基础科学问题研究及相关方法学和实验技术攻关。团队原创发展了系列材料力学行为的原子层次原位动态表征方法,系统地将材料力学行为表征技术的空间分辨率由纳米提高至皮米尺度。团队开发了具有自主知识产权和国际领先的力热(电)耦合MEMS芯片、透射电子显微镜力学实验仪、多通道电学信号传输电路板等核心部件及配套应用分析软件。团队取得系列重要研究成果,关键技术获国内外授权专利33项,其中美国专利3项,国际PCT专利1项,中国发明专利27项。团队获国家自然科学二等奖(2021),2016年北京市科学技术奖一等奖,北京市创新创业特别贡献奖等。发表论文Science,Nature Mater.,Nature Comm.,Nano Lett,Phys Rev Lett,Acta Mater等高水平论文230余篇;承担国家重点研发计划项目,国家重大科研仪器设备研制专项课题、国家自然科学基金委航空发动机重大研究计划重点项目、科学仪器基础研究专项等。培养2名全国百篇优秀博士学位论文奖及提名奖,北京市优秀博士学位论文奖4项。第一作者:王立华研究员,博士研究生导师王立华,国家优秀青年科学基金获得者。2012年获得北京工业大学博士学位。2015−2017年,获得澳大利亚政府资助(Discovery Early Career Researcher Award),在昆士兰大学(全球排名前50)从事博士后研究工作。入选北京市卓越青年科学家计划、北京市科技新星、霍英东青年教师基金等人才计划。长期从事“原子尺度下材料力学行为的原位实验研究”,在该领域突破多项实验瓶颈,形成特色。发表论文70余篇,包括Science 1篇,Nat. Commun. 5篇,Phys. Rev. Lett. 2篇,Nano Lett. 4篇,Acta Mater. 4篇,ACS Nano 4篇,Scripta Mater. 6篇等,获批专利4项。获2020年度国家自然科学二等奖(排名第三),2016年北京市科学技术奖一等奖(排名第五),北京市卓越青年科学家计划,郭可信优秀青年学子奖等。承担国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金优秀青年基金、国家自然科学基金面上等10多项国家及省部级项目。
  • Labthink起草的GB/T 34445-2017《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》正式颁布
    2017年9月29日,国家质量监督检验检疫总局、国家标准化管理委员会发布公告,正式颁布GB/T 34445-2017《 热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》,实施日期为2018年4月1日。  这是软塑材料行业首个热粘性能相关测试方法国家标准,规定了热塑性材料及其复合材料的热封面在热封刚结束,尚未冷却时的热粘力的测试方法。包材热粘性测试,不但能很好地解决生产线灌装破袋的问题,同时也会为包材的合理选择和使用提供了有力的数据支持。  该标准是根据国家标准化管理委员会2012年第二批国家标准计划,由全国塑料制品标准化技术委员会归口,北京市海淀区产品质量监督检验所、济南兰光机电技术有限公司、厦门顺峰包装材料有限公司、厦门金德威包装有限公司、广东德冠包装材料有限公司共同负责起草。  起草小组对行业情况和国际标准进行了充分的调查研究,在利用Labthink热粘性能测试仪器进行的相关试验验证基础上,历时三年完成了标准的起草、征求意见、修改完善和审查等各阶段工作,按规定程序上报中国国家标准化管理委员会做最终审核。  Labthink兰光,致力于通过包装检测技术提升和尖端检测仪器研发帮助客户应对包装难题,助力包装相关产业的品质安全。
  • 基于可调塑性的凝固态液态金属的3D柔性电子,摩方精密为科研探索提供精密技术支持
    哈尔滨工业大学(深圳)马星教授联合中科院深圳先进技术研究院刘志远研究员,提出了一种通过将镓基液态金属转变为固态并通过塑性变形制备复杂3D结构柔性导体的方法。在本项研究中,由摩方精密25 μm精度的nanoArch® P150设备3D打印的高精度模具,为制备2D应变传感电路和3D拱形跳线提供了精密支持。
  • 纳米压痕仪NHT³ | 焊接的应力应变研究
    焊接质量一般是通过焊缝质量好坏来做评定,而焊缝质量取决于所焊接的物体、焊接填充物以及所选用的焊接工艺及参数。为了更好地去优化和改善焊接工艺,对于焊缝及其热影响区进行力学性能表征是极其有意义的。对局部弹塑性特性的兴趣导致了一种新检测技术的发展,该技术使用球形压头对焊缝及其热影响区进行局部应力应变性能表征,加载期间使用振动的压痕允许非常局部地确定试验材料的代表性应力-应变曲线。简单的应力应变分析在Anton-Paar压痕软件中实现。该方法可适用于焊缝及其附近不同区域的局部力学性能的表征。01焊缝裂纹尖端附近的弹塑性行为研究纳米压痕仪 NHT3通过展示仪器化纳米压痕测试方法获得低合金钢焊缝中裂纹尖端附近区域和远离裂纹尖端区域的应力应变行为。焊缝出现裂纹通常是由焊接过程中焊缝快速凝固产生的热应力引起的,或由内部显微结构的发生改变所引起的,导致硬度和屈服强度增加,但抗断裂性降低。为了了解局部区域的应力应变行为,仪器化纳米压痕法是能够提供此信息的少数方法之一,局部应力应变测量的目的是帮助理解焊缝开裂的原因。图1 : 靠近或远离焊缝裂纹尖端局部区域的仪器化压痕测试使用Anton-Paar纳米压痕仪NHT3搭载半径为20 µm球型针尖对两个已经存在焊缝裂纹的样品进行测试,以获得局部的应力应变行为;与传统的静态测试方法不同的是,在这次的应用案例中将采用在加载过程增加正弦波加载方式的动态测试方法 (Sinus),选取最大载荷为500 mN,加载卸载速率为1000 mN/min,动态加载振幅为50 mN,频率为5 Hz。图2:载荷位移曲线图3:应力应变曲线图2和图3显示了动态加载测试下获得的压痕曲线,以及从两个区域的压痕曲线中获得的应力应变曲线。可以看出裂纹尖端附近区域的屈服强度远高于远离裂纹尖端的区域。屈服强度的增加通常与延展性的降低有关,这可能对焊缝的抗断裂韧性产生至关重要影响。在外部荷载作用下,靠近裂纹尖端的材料屈服强度增加,往往会出现比基材更早断裂的情况,因此在整个结构中是个力学薄弱点。焊缝中的断裂会导致整个部件失效,因此应该去调整焊接参数,使裂纹尖端附近的材料具有较低的屈服应力和较高的抗断裂性。02焊接铝合金的应力应变行为研究仪器化纳米压痕测试方法中应力应变分析的另一个经典应用是研究金属焊缝周围的弹塑性,尤其是软金属,例如铝合金。铝合金比钢对高温更敏感,因此,研究铝合金的焊接热效应尤为更重要。在本应用所提及的研究中,在加载过程中使用正弦波动态加载模式,利用球形纳米压痕针尖的特性对两种不同的铝合金焊缝附近的弹塑性行为进行局部表征。球形纳米压痕针尖用于确定靠近焊缝(区域A)且距离焊缝约2mm(区域B)的应力应变特性。图4:对比距离焊缝近的区域A和距离焊缝2mm处区域B的应力应变行为使用NHT3纳米压痕仪搭载半径20µm球型针尖作为表征手段,选取的最大载荷为300 mN、加载卸载速率为600mN/min。在加载过程中采用正弦波的动态加载模式,振幅为30 mN,频率为5 Hz。图4展示了区域A和区域B的应力应变曲线的比较。两个区域表现出相类似的弹塑性行为,屈服应力约为0.3 GPa。这表明焊接过程中加热和冷却对材料的弹塑性性能的影响可以忽略不计。然而,并非所有情况下都是如此,焊接区域的局部应力应变行为仍然是优化焊接参数的重要信息。03搅拌摩擦焊接铝合金的应力应变研究搅拌摩擦焊(FSW)通常是铝合金焊接工艺更好地选择,而传统电弧焊由于铝的高导热性而容易产生较大的热影响区。FSW中的焊接温度远低于中心接触点,因此热效应的传导不如弧焊中明显。在这种情况下,将两种不同的铝合金AA6111-T4(T4)和AA6061-T6(T6)焊接在一起,并在距离熔核中心位置的1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm处研究硬度、弹性模量和屈服应力。以下参数用于压痕:最大载荷300 mN,加载速率600 mN/min,动态加载模式下选取振幅30 mN,频率5 Hz。图5的结果表明随着距熔核距离的增加,所表现出的应力应变行为大致一样,仅存在微小差异。在所有的三个区域的屈服应力大约为0.33 GPa(两种基材中的屈服应力大约为0.27 GPa,图中未显示)。母材的硬度为0.8 GPa(T4合金)和1.1 GPa(T6合金)。所有三个区域(距焊缝熔核1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm)的硬度均为1.1 GPa,这证实焊缝附近的弹塑性能并没有发生显著变化。图5:距熔核不同位置的应力应变曲线Aoton-Paar自研自产的纳米压痕仪能非常好地去胜任微观局部的应力应变分析,新一代的检测手段的开发有助于焊接行业的进一步发展。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
  • BROOKFIELD推出实用型应力/应变控制流变仪
    R/S 应力/应变控制流变仪主要有RS-CPS(锥板),RS-CC(同心圆筒),RS-SST(软固体测试流变仪) o R/S流变仪既能进行控制应力的测量,也能进行控制应率的测量 o 扭矩范围很宽:0.05 - 50 mNm.剪切速率:0.01-1000RPM o 能够测量从1到900万cPs的粘度范围 o 转子的安装非常简单、快速 R/S-CPS 锥/板流变仪 1.操作模式包括: 1. 控制剪切应率(RPM) 2. 控制剪切应力(扭矩) 3. 单机操作(不需电脑) 4. 全电脑控制 2.测试方法包括: 剪切应率回环测试; 剪切应力斜坡测试; 单点或多点粘度测量; 温度斜坡测试; 直观的QC/QA检验。 3.可以测出以下特性: 假塑性(剪切变稀)行为 触变性(时间相关性) 温度影响 屈服点 4.温度控制方式: 循环水浴(温度范围取决于所选水浴液体,从 -20 oC到 250 oC) Peltier控制器 (0到135 oC) Electronic控制器(50到250 oC) 请联系: BROOKFIELD上海办事处 上海市海宁路350号联合大厦2211室 电话:021-62576046 13381669566
  • 塑料袋负压密封性测试仪的测试原理与应用
    塑料袋负压密封性测试仪的测试原理在现代包装行业中,塑料袋以其轻便、耐用、成本效益高等特点,广泛应用于食品、医药、日化、电子等多个领域,成为连接生产与消费不可或缺的桥梁。从超市中的生鲜果蔬包装到家庭中的垃圾收集袋,塑料袋的身影无处不在,其密封性能直接关系到产品的保质期、安全性及体验。因此,对塑料袋进行严格的密封性测试,不仅是行业规范的要求,更是保障产品质量、维护消费者权益的重要措施。塑料袋的使用用途及其重要性1.食品包装:在食品行业中,塑料袋作为直接接触食品的包装材料,其密封性直接关系到食品的新鲜度、口感及安全性。良好的密封性能可以有效防止氧气、水分及微生物的侵入,延长食品保质期。2.医药包装:医药产品对包装材料的密封性要求极高,以防止药品受潮、变质或污染。塑料袋作为药品初级包装或辅助包装材料,其密封性测试是确保药品质量与安全的关键环节。3.电子产品包装:在电子产品领域,塑料袋虽不直接参与产品功能实现,但其作为防尘、防潮的临时保护措施,密封性同样重要,以防止电子元件在运输和储存过程中受损。鉴于塑料袋密封性的重要性,采用科学、高效的测试方法至关重要。济南三泉中石的MFY-05S塑料袋负压密封性测试仪采用气泡法测试,是当前评估塑料袋密封性能的主流手段之一。三泉中石的塑料袋负压密封性测试仪,测试原理:在测试过程中,将真空室部分或全部浸没于水中,以放大观察效果。若试样存在密封缺陷(如孔洞、裂缝或密封不严),则内外压差会导致试样内的气体通过缺陷处逸出,形成气泡。通过观察气泡的产生位置、数量及持续时间,可以直观、准确地判断试样的密封性能。济南三泉中石的MFY-05S塑料袋负压密封性测试仪,以其科学、直观、高效的测试方式,为塑料包装行业提供了强有力的质量保障手段。通过严格的密封性测试,不仅能够筛选出存在质量隐患的产品,避免其流入市场造成不良影响,还能促进企业不断提升产品质量。济南三泉中石实验仪器紧跟国家标准的要求,也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在检测领域多年的技术积累和行业应用经验,为标准的制定工作提供数据和理论的支持,为国家标准体系的建立添砖加瓦。
  • 《Science》重塑成人大脑的可塑性
    星形胶质细胞是大脑中的细胞,长期以来被认为仅仅是神经元的支持细胞。近年来,对星形胶质细胞的研究日益增多,逐渐揭示了星形胶质细胞在脑功能中的重要性。Inserm、CNRS和法国生物跨学科研究中心学院的研究人员现在已经发现了它们在结束出生后大脑可塑性阶段中的关键作用,发现它们是感官和认知能力发展的关键。从长远来看,这些发现将使我们有可能设想出新的策略,在成人中重新引入大脑可塑性,从而促进脑损伤或神经发育障碍后的康复。这项研究已发表在《Science》杂志上。大脑可塑性是出生后的一个短暂的关键时期,在这一时期,大脑根据所接受的外部刺激(环境、相互作用等)重塑神经元的“线路”。这个时期的结束或“结束”标志着神经回路的稳定,与有效的信息处理和正常的认知发展有关。可塑性在未来仍然是可能的,尽管比生命开始时的水平要低得多。20世纪80年代的开创性研究表明,将不成熟的星形胶质细胞移植到成年动物的大脑中,会重新引入一段主要的可塑性时期。Inserm研究员团队和生物学跨学科研究中心从这一过程中获得灵感,揭示了迄今未知的导致可塑性闭合的细胞过程。大脑可塑期出现的问题可能会产生重大的长期后果。例如,如果一个人的眼睛状况使他不能正确地看东西,比如斜视(交叉眼),如果不及时治疗,相应的大脑线路就会永久性地改变。为了弥补这一点,研究人员试图通过确定一种治疗方法来重塑这种连接,这种治疗方法可以重新引入大脑的可塑性,即使大脑已经关闭。为了实现这一点,他们还试图更好地描述这种封闭背后的生物学机制。移植未成熟星形胶质细胞重建脑可塑性通过对小鼠视觉皮层的实验,研究人员表明,不成熟星形胶质细胞的存在是大脑可塑性的关键。随后,星形胶质细胞在可塑期参与中间神经元的发育成熟,最终导致其关闭。这种成熟过程是通过一种涉及连接蛋白30的新机制发生的,研究人员发现在成熟的星形胶质细胞中,连接蛋白30在闭合过程中水平很高。将星形胶质细胞移植到成年小鼠体内能重新引入大脑可塑性吗?为了找到答案,研究人员从幼鼠(1到3天大)的视皮层培养了不成熟的星形胶质细胞。这些不成熟的星形胶质细胞被移植到成年小鼠的初级视皮层,然后在单眼蒙蔽四天后评估视皮层的活动——这是一种用于评估大脑可塑性的标准技术。他们发现,与未接受移植的对照组小鼠不同,移植了未成熟星形胶质细胞的小鼠表现出高度的可塑性。这项研究提醒我们,在神经科学领域,我们不能只关注神经元。胶质细胞是星形胶质细胞的一个亚型,它调节着大脑的大部分功能。我们意识到这些细胞有积极的作用。神经胶质细胞比神经元不那么脆弱,因此是一种更容易作用于大脑的手段。胶质细胞占大脑细胞的一半以上。它们与神经元的细胞谱系不同,功能也有很大的不同。直到最近,它们还被认为是大脑的“清洁剂”,但研究人员意识到它们在释放分子方面也起着积极的作用。与神经元相比,它们发生在大脑发育的后期,不以同样的方式进行交流,并且占主导地位。
  • 全国首个热塑性塑料餐具标准实施
    由广州市质量监督检测研究院制定的全国首个热塑性塑料餐具标准———《热塑性塑料餐具地方技术规范》已于8月1日起实施,其总体水平与日本标准相当,基本涵盖了市场上所有热塑性塑料餐具。   消费者选购塑料餐具时,首先要看标识是否完整,其次看产品。产品的表面应平滑,没有污点、杂质、划痕、裂纹等,没有脱色、褪色现象,还可闻一闻看有没有刺激性味道等异味。   “最重要的还是要看产品标识。”国家包装产品质量监督检验中心(广州)包装检验部部长孙世彧表示,此次标准规定,产品须标明厂家名称或商标、材质、使用温度等说明,若产品有不耐热水、不适用于微波炉、不能接触油质等要求,也应标明。
  • 《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》国家标准通过专家审查
    5月10日,《热塑性塑料及其复合材料热封面热粘性能测定》国家标准正式通过专家审查,向全面实施迈出了重要的一步。   该标准详细规定了热塑性材料及其复合材料的热封面,在热封刚结束尚未冷却时的热粘力(即热粘强度)的测试方法,填补了国内相关国家标准和行业标准的空白。审查会中,来自全国塑料制品标准化技术委员会、国家包装产品质量监督检验中心、山东省医疗器械产品质量检验中心等国家检验、学术机构的专家对标准文本、试验验证报告等文件资料进行了认真的讨论并提出修改意见,认定该标准草案已具有与国际标准等同的技术水平。   热粘力,是材料热封部分在热封后未冷却测得的剥离力。在实际生产中,包装材料的热粘力的合适与否直接影响到生产线的灌装效率和破袋率。目前,国际上已经拥有了成熟的热粘性能检测的测试标准—ASTM F1921,但国内标准仍处于空白,标准需求极为迫切。   ——由北京市海淀区产品质量监督检验所、济南兰光机电技术有限公司等多家机构企业的技术人员共同组建了标准起草小组,经过大量的行业调研和国外标准研读,同时辅以兰光热粘拉力机的试验验证,历时3年最终形成了本版标准草案。接下来,本草案将会进一步完善,正式实施后必将对包装材料合理选择和使用提供强有力的量化支持。附:设备介绍HTT-L1热粘拉力试验仪专业适用于塑料薄膜、复合膜等包装材料的热粘、热封性能的测试。同时也适用于胶粘剂、胶粘带、不干胶、胶黏复合品、复合膜、塑料薄膜、纸张等软质材料进行剥离、拉断等项目的试验。
  • 欧盟环保法规更严格 热塑性橡胶大有可为
    欧盟对石化产品的环保要求越来越严苛。1月16日,在对邻苯二甲酸酯/盐及其替代品积累的科学数据进行分析后,欧盟可能出台更为严格的法规,这给以PVC为原料的石化企业带来巨大压力,寻找可替代PVC的材料势在必行。   2009年10月底,我国一款出口德国的笔壳为PVC(聚氯乙烯)材质的圆珠笔自愿召回,因为该产品的PVC材料中含有39.6%百分比浓度的DEHP(邻苯二甲酸二己酯),不符合欧盟REACH法规中对玩具产品中邻苯二甲酸酯/盐的要求。与此同时,西班牙海关拒绝了原产于中国的“医生器械玩具套装”产品入关,因为产品材料中含有0.43%重量百分比浓度的DEHP和2%重量百分比浓度的邻苯二甲酸二异壬酯。   2007年1月16日,欧盟委员会出台了第2005/84/EC号指令,规定邻苯二甲酸酯/盐的含量不得超过0.1%。指令要求在执行3年之后,位于芬兰赫尔辛基的欧洲化学品管理局针对邻苯二甲酸酯/盐及其替代品累计的科学数据进行分析,重新评估,将于今年1月16日做出新的决定。   环保法规形成绿色壁垒   上世纪90年代,欧盟委员会针对邻苯二甲酸酯/盐的临时禁令早已出台并不断延长禁令时间,直至以下其中一种情况发生为止:1.欧盟采纳一致认可的测试方法,以测量邻苯二甲酸酯/盐的含量,确保不超出欧盟国家的限制。2.反对禁令的业者及科学家能够向欧盟证明邻苯二甲酸酯/盐对人体无害。3.欧盟实施指引,永久全面禁用邻苯二甲酸酯/盐。   由于我国目前对石化产品中的邻苯二甲酸酯/盐含量没有明确规定,该物质用作增塑剂在PVC等塑料产品中普遍使用,因此欧盟针对邻苯二甲酸酯/盐的新法规将直接影响PVC产品的出口。这令国内PVC生产企业和下游PVC塑料玩具、制品生产厂家以及相关行业人员心急如焚。   新法规的实施将大大增加我国企业的出口成本。替代邻苯二甲酸酯/盐的新物质要进行严格的检测,高昂的检测费用全部由企业承担。据欧盟估算,每一种化学物质的基本检测费用约需8.5万欧元,每一种新物质的检测费用约需57万欧元。同时欧盟对化工产品检测试验水平要求相当高,企业需要花大量的精力收集相关数据信息,出口企业的应对难度和成本将逐级加大。由此增加的费用将使我国对欧盟石油化工产品的出口成本普遍提高5%以上,导致我化工品对欧盟出口受阻,甚至退出欧盟市场。这不仅影响中国塑料工业的发展,而且将导致我国相关的下游产品成本增加,效益下降,严重影响我国轻工、电子、汽车等相关产业的发展。   新法规的实施将打破目前国际化学品贸易平衡的局面,迫使中国企业重新开拓欧盟以外的市场,建立新的贸易渠道。新市场的开拓需要一定的时间和投入,市场的转移将会严重影响我国化工产业的发展,削弱我国出口产品在国际贸易中的竞争能力。同时,欧盟化工企业也将失去获得中国廉价化工原料的机会。   新法规实施后,包括世界500强企业中石化、中石油在内的中国石化企业必须进一步调整产品构架,以更好应对这一绿色壁垒。   绿色壁垒催熟SEBS   在塑料行业中,PVC是我国第一、世界第二大通用型合成树脂材料,已被广泛应用于食品包装、玩具、医疗用品、化妆品、鞋、塑料门窗等产业。在PVC增塑剂中,邻苯二甲酸酯/盐的使用又占主要地位,它可使PVC这种天然硬、脆的材料变得柔软而富有弹性。由于增塑剂不能永久地与PVC聚合物键合,因此在塑料产品的使用过程中邻苯二甲酸酯/盐会释放出来,对人体造成危害。PVC及其常用的增塑剂邻苯二甲酸酯/盐于2001年被国际癌症研究中心列为有致癌作用的物质,PVC的使用安全引起公众的关注。随着全世界对环保要求的越来越高,研发能够替代PVC的环保材料势在必行。   热塑性弹性体(TPE)兼具塑料和橡胶的特性,被誉为“第三代合成橡胶”。在TPE中, SBS苯乙烯嵌段共聚物占有重要的地位,是目前世界上产量最大、发展最快的一种可替代PVC、软硫化橡胶的环保热塑性弹性体材料。目前,国内共有5家SBS生产企业,其中巴陵石化(产能20万吨/年)、燕山石化(9万~10万吨/年)、茂名石化(8万~8.5万吨/年)、独山子石化(8万吨/年)。   SBS最大的缺点是抗老化性能较差,其氢化产物SEBS克服了这一缺点。热塑性橡胶SEBS是壳牌公司于上世纪70年代最早研究开发的,是一种使用性能优、应用领域广的新型环境友好高分子材料,通过了美国FDA的安全认证。由于性能卓越,在业界有着“橡胶黄金”之称。   中国石化巴陵石化公司是国内最早建立SEBS生产装置的企业,目前巴陵石化SEBS年产能达2万吨。   2009年全球SEBS的年消费量约18万吨,其中美国为8万吨,欧盟为3万吨,日本为2.4万吨。国内SEBS消费量比2008年有较大提高,预计全年超过2.6万吨。   南京海旗环保科技有限公司是国内专业从事SEBS产品市场推广的公司。公司SEBS业务主管谈秋说:“SEBS完全符合欧盟REACH法规、美国FDA相关标准。2009年我们针对SEBS的特点开拓了三四个新的应用领域,客户生产的产品大多用于替代PVC产品出口美国、欧盟,SEBS销售量比2008年增加了90%。”   “橡胶黄金”大有可为   在欧盟1月16日公布新指令前,SEBS已率先成为攻破国外绿色壁垒的产品。随着欧盟相关法规日益严格,“橡胶黄金”未来大有可为,将广泛应用于医疗器械和玩具以及日常用品。   淄博康圣弹性体橡胶科技有限公司是国内知名的医用弹性体材料生产企业。公司总经理侯秋生表示:“我们已经将SEBS应用于医用管材制品中,目前国外订单全部使用了SEBS材质。由于这种产品的售价高出普通PVC产品好几倍,国内只有一线城市的大医院开始部分使用。如果有国家相关政策扶持,我们可用SEBS新产品替换PVC产品,年使用SEBS将达到2000吨以上。”   2007年起,义乌的玩具生产企业使用巴陵石化的SEBS生产了2亿多个毛毛球玩具,出口创汇3000多万美元。当地一家毛毛球生产企业负责人说:“巴陵石化的SEBS做了相关检测,不含DEHP等REACH法规高度关注的15种有害物质,不用担心出口欧盟国家时因为材质问题而被召回。”   江苏扬州的牙刷生产企业较为集中,以前牙刷手柄上的包覆材料大多以PVC为主。随着环保标准的要求越来越高,越来越多的牙刷厂家选择SEBS/PP材料来包覆牙刷手柄。江苏奥尔玛新材料有限公司总经理王强表示:“我们生产的SEBS/PP越来越受到下游牙刷厂家、牙刷使用者的欢迎,包覆在牙刷手柄上的那一点软胶,会带给使用者更多的舒适感。”   SEBS给人们生活带来的不仅是安全、环保,而且是高品质的生活享受。
  • 盘点2020年央企科技创新成果中的分析测试仪器
    5月30日,国务院国资委确定并发布了《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》(以下简称《目录》)。本次《目录》发布的成果涉及22项核心电子元器件、14项关键零部件、8项分析测试仪器 、10项基础软件、41项关键材料、12项先进工艺、53项高端装备和18项其他类型成果,共计178项成果,相关成果主要来自54家央企。《目录》中涉及的8项分析测试仪器成果如下,37分布式光纤传感系统航天科技分析测试仪器38全视角高精度三维测量仪航空工业集团分析测试仪器39色度亮度计兵器工业集团分析测试仪器40短波长X射线衍射仪兵器装备集团分析测试仪器414051系列信号/频谱分析仪中国电科分析测试仪器42汽车变速器齿轮试验测试装备机械总院集团分析测试仪器43电感耦合等离子体质谱仪中国钢研分析测试仪器44分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪中国信科分析测试仪器据了解,航天科技的分布式光纤传感系统是一种集光、机、电、算于一体的高性能新型传感系统,可以实现对探测目标的连续不间断测量,并形成全面的、精细的、准确的数字化描述。分布式光纤传感系统利用光纤后向散射效应与光时域反射技术,实现对应变/温度场的连续测量与定位 传感光纤既是传感介质也是传输媒介,是一宗集待测物理量感知和信号传输于一体的传感手段。传感光纤本身无源、抗干扰、耐腐蚀,是一种本征安全的材料,并且在性能指标和产品功能上均优于传统的电学传感技术。分布式光纤传感系统特别适用于易燃易爆场合;典型的应用领域包括长输油气管线的安安防监测、基础设施的结构健康监测、火灾预警、电缆效率分析、地热开采分析等。井下温度分布测量应用场景(图源 国资委)航空工业集团的这款全视角高精度三维测量仪,针对大部件变形和大空间内运动体参数实时监控的迫切需求,突破大视场、超清晰、高精度光学测量关键技术,解决测量距离大、精度要求高、测量环境复杂等技术难点,研制全视角高精度三维测量仪,填补国内空白,并在航空、航天等领域进行了应用验证。全视角高精度三维测量仪(图源 国资委)亮度色度计采用三色值过滤的测定方法,可测定亮度、色度、色温cielab、cieluv、色差等,4个量测角度可以切换。可适用于需要小范围量度角度(0.1°/0.2°)的低亮度领域的测定场合,若作远距离量测可选用延长线将主机与感应器分开进行测量。仪器附加键盘(选配)可作多种功能使用,包括输入颜色系数和亮度偏差。另外,也可在计算机中的进行数据的存储、分析、打印,在照明工程、电影和电视、建筑等领域中有较为广泛的应用。而兵器工业集团的色度亮度计可测量亮度范围为(1~3000)cd/m2,亮度测量精度为±4%,色度测量精度为(x,y)≤±0.004(10cd/m2以上,标准A光源。色度亮度计(图源 国资委)短波长X射线衍射仪是拥有自主知识产权的短波长特征X射线衍射技术产品,首先解决了我国无损测定厘米级厚度工件内部(残余)应力、织构、物相、晶界缺陷及其分布的难题,填补了国内外无损检测分析内部衍射信息的小型化仪器设备空白。该仪器利用重金属靶X射线管作为辐射源,采用光量子能量分析的无强度衰减单色化、精密测量分析等技术,最大可测厚度达40mm铝当量,晶面间距测试误差小于±0.00006nm,内部(残余)应力测试误差小于±25MPa。可应用于先进材料、先进制造和基础研究领域,如预拉伸铝板、涡轮叶片、装配件、焊接件、热处理件等控形控性的加工工艺优化和制造,以及材料/工件内部应力及其分布等的演变规律研究。短波长X射线衍射仪(图源 国资委)4051系列信号/频谱分析仪重点突破了110GHz超宽频带、大带宽、高灵敏度接收技术以及宽带信号高速处理技术,实现了最高同轴测试频率110GHz、最大分析带宽550MHz、显示平均噪声电平≤-135dBm/Hz@110GHz等核心指标,且具有全频段信号预选能力,打破了国外技术封锁,总体性能达到国际先进水平,在高精尖测量仪器方面实现了自主可控和自主保障,在航空航天、通信、雷达、频谱监测等军民领域得到广泛应用,为我国“载人航天”、“探月工程”、“北斗导航”等国家重大工程做出了重要贡献,解决了宽带卫星通信系统功放模块数字预失真测试、新型预警和跟踪雷达脉冲信号测试、超宽频带频谱测量等测试难题。4051系列信号/频谱分析仪(图源 国资委)汽车变速器齿轮试验测试装备是国家重点支持的发展专项;测试技术含量和技术水平高,创新性强,属国内首创;突破了汽车变速器传递误差测试方面的技术壁垒,解决了汽车变速器急需解决的啸叫难题;扭转了汽车变速器测试台架主要依赖进口的局面。试验台既可实现单对齿轮又可以实现变速器总成传递误差的测量,可以模拟齿轮啮合错位量工况,使得传递误差测量结果更具实际意义,可以更有效指导齿轮修形设计,达到减振降噪目的。试验台角度测量精度1ʺ,加载扭矩最大20000Nm。汽车变速器齿轮试验测试装备(图源 国资委)ICP-MS技术是将ICP的高温电离特性与四极杆质谱计的灵敏快速扫描的优点相结合而形成一种新型的最强有力的元素分析、同位素分析和形态分析技术。该技术具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精度高、速度快、可进行多元素同时测定等优异的分析性能,已从最初在地质科学研究的应用迅速发展到环境保护、半导体、生物、医学、冶金、石油、核材料分析等领域。电感耦合等离子体质谱仪(图源 国资委)分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪主要用途是为石油天然气管线、高速铁路、高速公路、电力输送线路等大型基础设施的状态监测与安全管理提供完整先进的分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪,显著提升相关大型基础设施的运营能力、安全管理水平与应急管理能力。其基于光栅阵列的新一代光纤传感技术具有网络容量大、探测精度高、传感距离长、响应速度快、可靠性好等方面的突出优点,可实现超大容量、超长距离、超高精度的应变、温度、振动传感监测。光纤分布式温度探测器(图源 国资委)附件:中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版).doc
  • 注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用
    注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的原理与应用在现代医疗与制药行业中,注射剂瓶作为药物传输的关键容器,其密封性与安全性直接关系到患者的健康与生命安全。而注射剂瓶的胶塞,作为连接瓶体与外部世界的“门户”,不仅需具备良好的密封性能,还需在药物输送过程中承受各种穿刺操作而不失效,确保药物的无菌、无污染传递。因此,使用三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02对其进行穿刺力测试,成为了保障药品质量与患者安全不可或缺的一环。注射剂瓶胶塞的使用用途与重要性注射剂瓶胶塞,作为药品包装系统的重要组成部分,其主要功能在于提供可靠的密封屏障,防止药品在储存和运输过程中受到外界污染,同时确保在药物使用过程中(如注射给药)能够顺利穿刺而不泄漏。其材质多为橡胶或热塑性弹性体,需具备良好的弹性、耐化学性、生物相容性及适当的硬度,以适应不同药物的存储需求和穿刺操作。穿刺力测试的必要性与意义随着医疗技术的不断进步和药品包装的多样化发展,对注射剂瓶胶塞的性能要求也日益严格。穿刺力测试作为评估胶塞质量的重要手段之一,旨在模拟实际使用过程中穿刺针或输液针等医疗器械对胶塞的穿刺行为,通过量化分析穿刺过程中的力值变化与位移变化,评估胶塞的耐穿刺性能、密封保持能力及可能的破损风险。这对于确保药品在传输过程中的完整性和无菌性至关重要,直接关系到患者的用药安全与治疗效果。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的测试原理与技术应用济南三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02采用力学测试技术,将试样装夹在测试仪器的两个夹头之间,通过精密控制的相对运动,使标准要求的穿刺针以恒定速度或预设条件刺入试样。在此过程中,仪器实时记录并显示穿刺力(即刺破试样所需的最大力)和拔出力(即将穿刺针从试样中拔出时所需的力)等关键参数。这些数据不仅反映了胶塞的物理强度特性,还能揭示其潜在的密封失效风险,为产品设计与质量控制提供科学依据。注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪的广泛应用领域由于穿刺力测试技术的广泛适用性和重要性,其应用范围已远远超出了注射剂瓶胶塞本身,涵盖了各种薄膜、复合膜、电池隔膜、人造皮肤、药品包装用胶塞、组合盖、口服液盖以及各类医疗穿刺器械(如注射针、穿刺针、输液针、采血针等)的穿刺力强度试验。这些测试在质检中心、药检中心、包装厂、药厂、医疗器械厂等单位得到了广泛应用,成为保障产品质量、提升生产效率、降低安全风险的重要工具。总之,三泉中石的注射剂瓶胶塞穿刺力测试仪CCY-02作为现代医疗与制药领域的一项重要检测设备,通过科学、精准的测试手段,为药品包装与医疗器械的安全性与有效性提供了坚实保障。
  • 泡罩铝塑包装密封完整性测试仪选用泉科瑞达LEAK-01的可行性分析
    一、引言泡罩铝塑包装在医药、食品及化妆品等行业中有着广泛的应用,其密封完整性对于保障产品质量和消费者安全至关重要。因此,选用一款高效、准确的泡罩铝塑包装密封完整性测试仪成为企业品质控制的关键环节。二、泉科瑞达LEAK-01测试仪的技术特点泉科瑞达LEAK-01泡罩铝塑包装密封完整性测试仪是一款集高精度、自动化、数据记录于一体的先进检测设备。该仪器采用负压法进行测试,能够迅速检测到微小泄漏,确保产品质量和安全性。同时,其自动化程度高,测试过程无需人工干预,大大提高了测试效率。此外,该仪器还具有数据记录功能,可以输出测试报告,方便用户进行数据分析和管理。三、泉科瑞达LEAK-01测试仪的适用性分析1. 适用范围广泛泉科瑞达LEAK-01测试仪适用于各种规格和类型的泡罩铝塑包装产品,包括药品、食品、化妆品等不同行业的包装需求。因此,企业可以根据自身的实际情况,灵活选用该仪器进行密封完整性测试,满足不同产品的检测要求。2. 操作简便,易于掌握该仪器的操作界面简洁明了,用户只需按照说明书或操作视频进行简单设置,即可开始测试。同时,泉科瑞达还提供了完善的售后服务和技术支持,确保用户在使用过程中能够得到及时有效的帮助。3. 高精度、高可靠性泉科瑞达LEAK-01测试仪采用了先进的传感器和数据处理技术,能够实现高精度的测量功能。同时,该仪器还具有良好的稳定性和可靠性,能够长时间稳定运行,减少维护成本和频率。四、与市场上其他产品的比较与其他品牌的泡罩铝塑包装密封完整性测试仪相比,泉科瑞达LEAK-01具有以下优势:首先,在测量精度方面,该仪器采用了先进的技术,能够准确测量泡罩包装的密封性能;其次,在价格方面,该仪器具有较高的性价比,能够满足不同企业的预算需求;最后,在售后服务方面,泉科瑞达提供了完善的售后服务和技术支持,确保用户在使用过程中能够得到及时有效的帮助。五、结论综上所述,泉科瑞达LEAK-01泡罩铝塑包装密封完整性测试仪在技术特点、适用范围、操作简便性、高精度和高可靠性等方面均表现出色。因此,选用该仪器进行泡罩铝塑包装的密封完整性测试是可行的。同时,企业还应根据自身实际需求和预算情况,结合市场上的其他产品进行比较和选择,以确保选用到最适合自己的检测设备。
  • OPTON的微观世界|第10期 从合金的断口看材料的塑性性能
    ——不同断口在SEM下的微观分析 前期回顾上期我们探索了蚂蚁在扫描电子显微镜下的形貌。从整体形貌到细节上的形貌,详细的描述了蚂蚁身体上的各个结构的形貌以及功能。本期我们继续借助扫描电子显微镜研究不同加工条件下合金的断口,以表征其塑性性能。序 言合金通常要经过铸造、压力加工(如轧制、挤压、锻造、拉丝以及冲压等)和热处理等过程,以获得优良的组织,制成合适的型材和工件,应用在国民经济等各种领域。在产品批量生产前,通常利用一系列的拉伸试验以检验材料的一些力学性能。从拉伸试验过程中,可以得出一系列的拉伸曲线,以表征材料的本征弹性、塑性、韧性等。在拉伸曲线的最后阶段,试样在外力作用下丧失连续变形,就会断成两段。试样的断裂过程包括裂纹的萌生和裂纹的扩展两个基本过程。金属材料的断裂过程在工程上有很大的实际意义。桥梁、轮船、汽车、宇航器的断裂行为给国民经济带来了巨大的危害。金属材料的抗断裂行为主要取决于两大因素。一是外因。如应力状态、温度、湿度等。二是内因。如显微组织和化学成分等。人们可以通过调整合金的化学成分,改善加工参数以及热处理方案,以提高材料的性能指标。人们在追求合金的高强度的同时,越来越关注材料的塑性和韧性等。本文主要通过一些合金的断口的微观形貌来分析材料的塑性指标。材料的断裂主要分为两大类:塑性断裂和脆性断裂。塑性断裂又叫延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形;脆性断裂过程中,几乎没有宏观塑性变形,但是在局部区域内存在一定的微观塑性变形。本文选取了四种不同变形量的铝合金的断口,观察其形貌组织,以表征其塑性指标。 20%变形量下的合金断口——形貌分析从图1可以看出,20%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口,在解理断口的周围有一些韧窝。一般来说,韧窝越大,分布越多,材料的塑性性能越好。在较低的倍数下,有解理台阶和微裂纹的形成。解理裂纹继续扩展过程中,解理台阶相互汇合,形成“河流花样”。在较高的放大倍数下,可以从这些解理断口看出试样的晶粒呈长条状分布,这些长条状晶粒的尺寸多为15um左右,主要是由于加工变形造成的。在这些长条状晶粒的周围分布着少量的小晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右,主要是由于局部再结晶造成的。此外,在有的解理断口中还含有少量的第二相颗粒或孔洞。这些孔洞可能是由于在断裂过程中,晶体内部的第二相颗粒的脱落留下的位置造成的。图1 20%变形量下合金的断口形貌图 30%变形量下的合金断口——形貌分析图2 30%变形量下合金的断口形貌图从图2可以看出,30%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口。与20%变形量下样品相比,30%变形量下样品的韧窝增多,表征在较大的变形量下,材料的塑性增强。主要表现在两个方面,一是韧窝的体积增大,二是韧窝的数量增多。在较高的放大倍数下,从这些解理断口看出呈长条状分布的变形晶粒,这些长条状晶粒的尺寸多为10um左右。在这些长条状晶粒的周围分布着少量再结晶晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为3um-5um左右。此外,在这些解理断口分布区域还有一些撕裂棱和第二相颗粒的分布。 50%变形量下的合金断口——形貌分析从图3可以看出,50%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口。有明显的解理台阶以及“河流花样”。在较高的放大倍数下,从解理断口的形貌可以看出长条状晶粒的周围分布着大量的近乎等轴的再结晶晶粒。这些长条状晶粒较少,且其尺寸多在7um-10um范围内,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右。表明材料发生了明显的再结晶。在这些解理断口中有第二相颗粒的分布,且这些颗粒尺寸较20%变形量下的颗粒尺寸要小一些。表明第二相颗粒的固溶强化作用增强,材料的力学性能以及塑性会有一定的改善。在这些几乎等轴的晶粒边缘含有一定的韧窝。这些韧窝的体积较小,可能是由于大变形量下颗粒尺寸较小,形成的韧窝也比较小。图3 50%变形量下合金的断口形貌图 60%变形量下的合金断口——形貌分析从图4可以看出,60%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口,在解理断口的周围有一些韧窝。从解理断口可以看出晶粒都呈近乎等轴分布,且这些晶粒的尺寸较50%变形量下的晶粒尺寸较大。这表明再结晶过程已经较充分进行,并且发生了一定程度的再结晶晶粒长大的行为,这不利于材料的塑性性能。在部分几乎等轴的解理断口中含有细小的第二相颗粒。这些第二相颗粒起到了很好的固溶强化的作用,对材料的塑性性能也有一定的益处。图4 60%变形量下合金的断口形貌图后记通过扫描电子显微镜下不同变形条件下的合金的断口形貌观察,可以看出随着变形量的增加,合金的再结晶程度增加,晶粒的尺寸逐渐减小,第二相的颗粒也会发生一定的碎化。材料的塑性会有一定的提高。但是,当变形量到达一定数值时,部分再结晶晶粒会发生一定的长大,可能对合金的塑性性能有一定的损害。当然,材料的力学性能与多种外因和内因有关。我们在选择合适的加工工艺同时,可以通过调节合金的成分、改善合金的热处理工艺等,获得优良的塑性性能。
  • 欧盟食品安全局发起非塑性食品接触材料合作计划
    2010年2月22日,欧盟食品安全局发布消息称,已经成立科技协作工作组(ESCO),专门收集和分析那些能够接触到食品的非塑性材料的安全性信息。   最近几年的研究发现许多非塑性食品接触材料(例如墨水和粘合剂)能够迁移到食品中。虽然欧盟法规中规定所有能够接触到食品的材料必须是安全的,然而和塑性材料不同,许多非塑性食品接触材料不受欧盟层面法规的限制。   科技协作工作组是依据欧盟食品安全局咨询论坛的讨论成立的,集合了各国食品安全机构的代表。工作组由欧盟各成员国中从事食品接触材料的立法和安全性评估的专家以及欧盟食品安全局相关专家组中致力于这方面研究工作的成员组成。2010年2月17日,科技协作工作组在欧盟食品安全局总部帕尔马召开了第一次会议。   科技协作工作组将收集欧盟各成员国中关于应用于非塑性食品接触材料的物质评估的信息和专家意见。同时,工作组还将研究进行风险评估的不同方法之间的优势和劣势,为以后的安全性评估制定标准,并提出一些后续的行动建议。
  • 微观组合测试仪MCT3 | 焊接的机械性能表征
    焊接也被称作熔接,通常是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接工艺多用于制造业,主要用途就是把小的金属材料连接成大的(按图纸或需要的尺寸),或通过连接(焊接)做出所需要的几何体。诸如造船厂、飞机制造业、汽车制造、桥梁等都离不开焊接。热源能量的分布即热量的传播和分布很大程度上与这些参数相关,然而由于热量的分布是呈现梯度的,从而造成焊缝周围的材料会受到影响,即所谓的“热影响区”(HAZ)。热影响区的形成原理非常简单,在焊缝周围的材料受到了热源的影响,而温度低于材料的熔点,但其温度足以让周围材料的显微组织发生变化。显微组织的变化可导致机械性能的变化,如可能会出现硬度增加和屈服强度降低。同时由于显微组织的发生变化,热影响区更容易出现开裂和腐蚀情况,所以热影响区通常是构件最薄弱的结构点。因此,了解热影响区和减少焊接所产生的不良热效应是至关重要。焊缝和热影响区的典型尺寸通常为数百微米至几毫米。为了研究由于焊接过程引起的局部材料变化,仪器化压痕测试方法是首选,因为它们提供了合适的位移分辨率。例如,安东帕微观组合测试仪(MCT3)可以获取焊缝或热影响区等等不同区域的硬度、弹性模量等力学性能。磨损量和摩擦性能可以很容易地通过摩擦磨损分析仪来测量,该分析仪测量摩擦系数并可用于估计磨损率。微观组合测试仪MCT3本文将展示焊缝及其邻近局部区域的机械性能的表征手段的实际例子,同时也将总结所用表征手段对于焊接工艺好坏的评定和意义。焊缝横截面的硬度分布情况图1: 焊缝及其热影响区的横截面的视图和相对应位置上的硬度变化情况如图1所示,使用Anton-Paar微观组合测试仪MCT3对采用弧焊工艺对球墨铸铁进行焊接后所产生的热影响区进行表征。简单来说,就是在焊缝截面上沿着从母材到焊缝的方向采用MCT3对材料进行压痕测试。压痕试验主要在两个位置上进行:焊缝区域横截面和焊缝顶面。使用的最大载荷为5 N,加载和卸载速率选择为30 N/min,在最大载荷下保载1 sec。具体是沿着从未受影响的母材穿过HAZ到焊芯进行压痕测试,单个压痕的间距为0.25 mm。压痕测试的大致位置和相应硬度分布如图1所示,结果清楚地表明了焊缝附近硬度的变化情况。靠近焊缝–在HAZ中–硬度在过渡区降低之前显著增加,在远离焊缝的未受影响母材中稳定在~3 GPa。在焊缝的上表面上发现了类似的结果(过渡区和热影响区的硬度增加),这证实了在横截面上获得的结果。该应用案例展示的是仪器化压痕测试方法对于测量焊接工艺产生的热影响区HAZ的材料性能变化的意义所在,用图1中所示的方法可以直观的获取相应位置的力学性能变化情况。从而,有助于科研人员及焊接工作者去估算HAZ的区域尺寸以及所检测出的焊缝及其周围局部区域的力学性能是否达标,更为如何优化焊接工艺参数提供一份助力。堆焊工艺下焊缝的摩擦学性能研究堆焊是将硬质金属焊接在母材上的一种工艺,旨在提高母材的耐磨性,是一个很广泛的焊接应用。它用于磨机锤、挤压螺钉、高性能轴承和土方设备。它也可用于压水反应堆的阀座和泵。与其他部件摩擦接触的此类堆焊焊缝的磨损和摩擦学性能对于实际应用至关重要。以下示例显示了对球墨铸铁进行的摩擦学试验,其中铸铁的堆焊层采用等离子转移电弧工艺焊接。图2: 热影响区和母材的摩擦系数变化情况由于焊接工艺也属于快速凝固的一种冷却方式,从而得到了3mm厚度的热影响区且发现该HAZ的微观结构中存在渗碳体结构,而且硬度明显高于铸铁。总共进行了两次摩擦试验:一次在母材上,另一次在焊接材料的热影响区内。在线性往复模式下均进行共5000次循环的摩擦学表征试验,而且在最大固定载荷为1 N情况下的最大线速度为1.6 cm/s,选取的摩擦副为直径为6 mm的100Cr6钢球。摩擦试验结果如图2所示:焊接层的热影响区(HAZ)的摩擦系数(~0.8)高于母材(~0.5)。图3: 采用表面轮廓仪测量并记录母材和热影响区的磨损轨迹轮廓图3展示的是运用表面轮廓仪采集并记录母材和热影响区在摩擦学试验后磨损轨迹的轮廓。通过比较图3的结果表明,热影响区的磨损远高于母材;母材的耐磨性高于热硬化区的耐磨性。图2和图3的表明,焊接工艺对焊接层热硬化区的摩擦系数和耐磨性产生了负面影响,尽管同一层的硬度有所增加。该问题的解决方案可以是改变焊接参数以提高热硬化区的耐磨性,或者减小其尺寸以最小化其对零件耐磨性的负面影响。总的来说,Anton-Paar自研自产的压痕仪和摩擦学表征仪器均能为焊接工艺的研究和生产提供非常大的助力,其新一代检测手段的开发对于焊接行业是非常有意义的。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
  • 薄膜拉力测试仪在医药包装性能测试中的重要性
    随着医药行业对包装材料性能要求的不断提升,薄膜拉力测试仪在评估和确保包装质量中的作用显得尤为重要。本文将探讨薄膜拉力测试仪如何满足医药包装性能的测试需求。1. 医药包装的特殊要求医药包装不仅需要保护药品免受外界因素的影响,还需符合安全、有效、便捷等多重要求。因而,包装材料的机械性能,特别是拉力强度、耐撕裂性和耐穿刺性等,成为了检测的重点。2. 薄膜拉力测试仪的基本原理薄膜拉力测试仪通过施加均匀的拉力,测量材料在受力下的变形及断裂情况。它能够提供精确的数据,帮助研发和生产团队分析包装材料的性能。3. 应对医药包装性能需求的优势3.1 精确测试薄膜拉力测试仪具备高精度测量功能,可以准确评估医药包装材料在不同环境条件下的拉伸性能,从而确保药品在运输和储存过程中的安全性。3.2 多功能性除了拉力测试,许多现代薄膜拉力测试仪还配备了其他功能模块,如撕裂强度、穿刺强度等测试。这使得其能够全面评估包装材料的性能。3.3 兼容性强薄膜拉力测试仪适用于多种材料,包括塑料薄膜、复合材料等,符合当今医药包装日益多样化的趋势。4. 数据分析与质量控制4.1 结果的可视化薄膜拉力测试仪常配备数据分析软件,能够将测试结果以图表形式展示,便于研发团队直观分析。这有助于发现潜在问题,并及时进行改进。4.2 质量管理体系的支持测试数据可以作为品质保证的依据,帮助企业建立和完善质量管理体系,符合国际标准和法规要求。5. 展望未来随着科技的不断进步和医药行业需求的变化,薄膜拉力测试仪也在不断发展。未来,智能化、自动化的测试设备将更好地服务于医药包装行业,提升包装材料的质量和安全性。结语薄膜拉力测试仪在医药包装性能测试中扮演着不可或缺的角色。不仅能提供精准的测试数据,还能通过多功能性和数据分析,提高包装材料的质量与安全性。随着行业的发展,薄膜拉力测试仪的应用前景将更加广阔。
  • 包装密封性测试仪的检测原理与应用
    包装的密封性直接影响到产品的质量和安全性,尤其是在制药、食品、化妆品等行业中。包装密封性测试仪通过一系列可靠的检测手段,有效评估包装的密封性能,确保产品在生产、运输和存储中的安全性。了解更多包装密封性测试仪产品详情→https://www.instrument.com.cn/netshow/C572455.htm检测原理解析包装密封性测试仪的核心检测原理基于内外压差的变化。通过对真空室进行抽真空操作,试样内外产生了显著的压差。将包装试样浸入水中,观察其中的气体是否有外逸现象,以此判定包装的密封性能。如果包装在压力变化下没有发生气体泄漏,说明其密封性良好;相反,如果有气泡产生,则表明存在泄漏点。另一个检测方法是观察试样的形变和恢复过程。将试样放置在真空环境中,观察其膨胀情况。随后,解除真空环境,观察试样是否能够恢复原状。这一过程可以有效评估包装材料的耐压性和结构稳定性。广泛应用领域包装密封性测试仪在以下行业和包装类型中有着广泛的应用:制药行业:药用玻璃瓶、西林瓶、塑料固体瓶、注射器、滴眼剂瓶、药包材医疗器械:医疗器械包装、移液管、扎盖食品行业:真空包装袋、罐头、奶粉袋、果冻杯、铝箔袋化妆品与日化行业:化妆品瓶袋、铝塑软袋通过针对这些领域的不同包装类型进行密封性和微生物侵入检测,确保产品的安全性和质量。行业应用价值包装密封性测试仪已经成为制药厂家、药包材生产企业、药检中心、医疗器械公司、食品企业以及化妆品企业中重要的检测工具。通过严格的密封完整性检测,这些行业可以确保产品的质量符合标准,减少因包装缺陷导致的安全隐患,提升消费者对产品的信任度。无论是在制药还是食品、化妆品等领域,包装密封性测试仪都扮演着至关重要的角色,保障了产品的安全性和可靠性。
  • 8项分析测试仪器上榜!国资委发布2020央企科技创新成果推荐目录
    近日,国资委发布《中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版)》,以促进科技成果向现实生产力转化,加快中央企业科技创新成果应用推广。在此次发布的央企科技创新成果中,其中有8项为分析测试仪器,包含电感耦合等离子体质谱仪、短波长X射线衍射仪、色度亮度计等,涉及单位包括中国电科、中国钢研、兵器工业集团等。中央企业科技创新成果推荐目录(2020年版 分析测试仪器)序号技术产品名称企业名称所属领域37分布式光纤传感系统航天科技分析测试仪器38全视角高精度三维测量仪航空工业集团分析测试仪器39色度亮度计兵器工业集团分析测试仪器40短波长X射线衍射仪兵器装备集团分析测试仪器414051系列信号/频谱分析仪中国电科分析测试仪器42汽车变速器齿轮试验测试装备机械总院集团分析测试仪器43电感耦合等离子体质谱仪中国钢研分析测试仪器44分布式高精度应变、温度、振动光纤传感测试仪中国信科分析测试仪器
  • 预测2025年通用电子测试仪器市场超100亿美元,国产厂商有望突围
    东方财富证券发布研究报告称,2021年《科学技术进步法》发布,有力推进电测仪器行业国产化进程,测试仪器仪表属于高度专业化行业,Frost&Sullivan预计2025年全球电子测量仪器行业市场规模将达到172.4亿美元,其中通用电子测试仪器约占60%,市场规模有望超过100亿美元。该行认为国产厂商已经跨越从0到1的阶段,有望在全球电测仪器市场中突围,实现强Alpha。东方财富主要观点如下:1、通用电子测试仪器仪表市场规模有望超百亿美元测试仪器仪表属于高度专业化行业,其中,示波器、信号发生器、电源及电子负载、万用表等电子测量工具的标准化较高,可归于通用电子测试仪器仪表,被认为是“电子工程师之眼”。Frost&Sullivan预计2025年全球电子测量仪器行业市场规模将达到172.4亿美元,其中通用电子测试仪器约占60%,市场规模有望超过100亿美元。(电子测量仪器应用场景,图片来源:腾讯云,仪商网配图)电子化、电气化、智能化、信息化推动电子测试应用领域与场景不断拓展,行业需求有望稳步提升,将会呈现弱Beta。(鼎阳科技生产车间,正在调试数字示波器的带宽和阻抗,图片来源:深圳特区报,仪商网配图)新能源汽车、汽车电子、5G通信、半导体及电子元件、消费电子等行业成为测试仪器仪表需求的主要增长点。研究机构预计2019年至2025年,全球、中国细分产品营收与增长分别:示波器:17.3/6.5亿美元,CAGR6.3%/8.0% 射频类仪器:27.8/9.4亿美元,CAGR5.8%/6.8% 信号发生器:11.8/3.8亿美元,CAGR5.1%/6.5% 电源及电子负载:13.4/5.5亿美元,CAGR5.8%/6.8%。万用表:12.5/5.0亿美元,CAGR6.2%/7.2%。全球数字万用表市场2019-2024年CAGR为4.33%。市场规模将达到10.47亿美元,北美、亚太和欧洲是数字万用表最主要的市场。2、海外公司暂时主导市场,品牌、产品、渠道是行业三要素行业暂时由美欧日企业主导,是德科技、Fortive等龙头占据主要市场份额,国内龙头企业营收规模在3-8亿元区间,市场份额不足10%。下游采购需求呈现低频率,品牌是客户选择的重要依据。产品需要满足研究、专业技术人员的要求,高性能产品是重要的技术壁垒。专业且长尾的市场需要强有力的渠道进行支撑,直销、经销等方式相互配合实现渠道壁垒。3、国产品牌已经站稳,正处于从1到N阶段政策支持、人才优势,国产品牌有望向广度、深度拓展,实现强Alpha。2021年《科学技术进步法》发布,有力推进电测仪器行业国产化进程。仪器仪表行业是强研发驱动行业,国产品牌在政策、资本支持下,充分利用我国工程师红利优势,正在向海外、中高端等市场发起冲击,并且在自研芯片等关键元器件领域取得一定突破。该行认为国产厂商已经跨越从0到1的阶段,有望在全球电测仪器市场中突围,实现强Alpha。
  • 霍尔德新品|真空密封性测试仪操作简便
    霍尔德上市新品啦!2023年12月28日上市了一款密封性测试仪【真空密封性测试仪←点击此处可直接转到产品界面,咨询更方便】密封试验是检测产品泄漏状况的有效检测。在产品包装过程中,由于各种难以预测的因素,封合环节可能会出现疏漏,如漏封、压穿,甚至因材料本身存在的微小瑕疵,如裂缝、微孔,这些都可能形成内外互通的小孔。这样的情况,无疑会对包装内的产品造成潜在威胁,特别是对于食品、医药、日化等对密封性要求极高的产品,其质量的保障更依赖于密封性的完好。真空密封性测试仪专业适用于产品的密封试验,通过试验可以有效地比较和评价软包装件的密封工艺及密封性能,是食品、塑料软包装、湿巾、制药、日化等行业理想的检测仪器。 产品特征 1.具备保压试验模式与梯度试验模式,满足不同材料测试需求; 2.系统采用微电脑控制,抽压、保压、补压、计时、反吹、打印全自动化操作; 3.设备搭配7寸彩色触摸屏,实时显示压力波动曲线,自带微型打印机,支持数据预置、断电记忆,确保测试数据的准确性; 4.试验结果自动统计打印及存储; 5.具备三级权限管理功能,支持历史数据快速查看; 6.采用优质气动元件,性能经久耐用、稳定可靠技术参数 真 空 度 0~-90kPa 分辨率0.01KPA 保压时间0-999999S 精度 0.5级打印机热敏打印机(标配) 针式打印机(选配)真空室尺寸 Φ270mm×210 mm (H) (标配) Φ360mm×585 mm (H) (另购) Φ460mm×330 mm (H) (另购) 气源压力 0.7MPa (气源用户自备)或厂家配备空气压缩机(选配)气源接口 Φ6mm 聚氨酯管 电源 220 V/50Hz 外型尺寸 290mm(L)×380mm(B)×195mm(H) 主机净重 15kg
  • 西林瓶胶塞密封性测试有必要选择微生物侵入法密封性测试仪吗?
    西林瓶,又称为安瓿瓶,是医药行业常用的一种玻璃容器,通常用于储存注射剂、疫苗、血液制品等无菌药品。胶塞作为西林瓶的密封组件,其密封性能直接关系到药品的质量和安全性。微生物侵入法是一种评估包装密封性的测试方法,特别是针对无菌药品包装。微生物侵入法密封性测试仪的优势模拟实际条件:微生物侵入法通过模拟实际使用中可能遇到的微生物污染情况,评估包装的密封性能。全面性:该方法不仅能够检测包装的物理完整性,如微小的孔洞和裂缝,还能够评估包装材料对微生物的阻隔能力。符合药典要求:许多国家的药典,如中国药典、美国药典等,都推荐或要求使用微生物挑战测试来评估无菌药品包装的密封性。高灵敏度:微生物侵入法对于检测包装密封性的微小缺陷非常敏感,有助于确保药品的无菌保障水平。质量控制:使用微生物侵入法密封性测试仪可以作为药品生产过程中质量控制的重要环节,确保每批次产品的密封性能符合标准。其他密封性测试方法除了微生物侵入法,还有其他几种常用的密封性测试方法:压力衰减法:通过测量包装内部压力的变化来评估密封性能。气泡法:通过观察包装浸入水中时气泡的产生来判断密封性。色水法:使用染色液体来检测包装是否有泄漏。选择考虑因素在选择是否使用微生物侵入法密封性测试仪时,需要考虑以下因素:药品类型:对于无菌药品,特别是注射剂、疫苗等高风险药品,微生物侵入法是推荐的选择。法规要求:遵循相关法规和药典标准,确保测试方法的合规性。成本效益:考虑测试成本与获得的质量保证之间的关系。操作便利性:评估测试方法的操作复杂性、所需时间和技术要求。设备可用性:确保实验室具备相应的设备和条件进行微生物侵入法测试。结论对于西林瓶胶塞的密封性测试,选择微生物侵入法密封性测试仪是有必要的,特别是对于那些对无菌保障水平要求极高的药品。这种方法能够提供更为全面和严格的密封性能评估,有助于确保药品的质量和安全性,满足法规要求,并作为药品生产过程中重要的质量控制手段。然而,最终的选择应基于药品的具体类型、法规要求以及成本效益分析。
  • 赛成发布包装透湿性测试仪新品
    W\011蒸气透过率测试仪适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料与医疗、建材领域等多种材料的水蒸气透过率的测定。通过水蒸气透过率的测定,达到控制与调节材料的技术指标,满足产品应用的不同需求。技术特征采用称重法测试原理,内嵌气源无需外接,提高操作的便捷性宽范围、高精度、自动化温湿度控制,轻松实现非标测试标准吹扫风速保证了透湿杯内外湿度差恒定可快速接入的温湿度检定插口方便用户进行快速校准提供标准膜和标准砝码两种快速校准方式,称量系统保证检测数据的准确性配备USB通用数据接口,方便数据输出和传递支持数据云端共享系统,方便远程管理试验数据和检测报告 测试原理W\011采用透湿杯称重法测试原理,在一定的温度下,使试样的两侧形成一特定的湿度差,水蒸气透过透湿杯中的试样进入干燥的一侧,通过测定透湿杯重量随时间的变化量,从而求出试样的水蒸气透过率等参数。 该设备满足多项国家和国际标准:ISO 2528、GB 1037、GB/T 16928、ASTM E96、ASTM D1653、TAPPI T464、DIN 53122-1、JIS Z0208、YBB 00092003 测试应用基础应用薄膜适用于各种塑料薄膜、塑料复合薄膜、纸塑复合膜、土工膜、共挤膜、防水透气膜、镀铝膜、铝箔、铝箔复合膜等膜状材料的水蒸气透过率测试片材适用于各种工程塑料、橡胶、建材(建筑用防水材料)、保温材料等片状材料的水蒸气透过率测试。如PP片材、PVC片材、PVDC片材、尼龙片材等纸张、纸板适用于纸张、纸板的水蒸气透过率测试纺织品、非纺织布适用于纺织品、非纺织布等材料的水蒸气透过率测试技术指标 测试范围0.01~10,000 g/m224h(常规)试样数量1件测试精度0.01 g/m224h系统分辨率0.0001g试验温度室温~65℃(常规)控温精度±0.1℃(常规)试验湿度10%RH~98%RH(标准90%RH)控湿精度±1%RH吹扫风速0.5~2.5 m/s (非标可选)测试面积33 cm2试样厚度≤ 3 mm (其他厚度要求可定做)试样尺寸Φ74 mm试验箱容积15 L接口尺寸Φ6mm 聚氨酯管外形尺寸620mm (L)×620mm (W)×570mm (H)电 源AC220V 50Hz净 重 42 kg 产品配置标准配置主机、计算机、专业软件、透湿杯、气体干燥装置、自动干燥过滤器、校验砝码、通信电缆、取样器、定量滴管、手套选购件标准膜、干燥容器、4A分子筛备注本机气源进口为Φ6 mm聚氨酯管;蒸馏水用户自备创新点:W\031蒸气透过率测试仪适用于塑料薄膜、复合膜等膜、片状材料与医疗、建材领域等多种材料的水蒸气透过率的测定。通过水蒸气透过率的测定,达到控制与调节材料的技术指标,满足产品应用的不同需求。
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