绝缘电压击穿测试仪

A1160绝缘油介电强度测定仪符合GB/T507 、DL/T429.9标准，用于检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。测定方法是将试油放在专业的设备内，经受一个按一定速度均匀升压的交变电场的作用直至油被击穿。可广泛应用于电力、石油、化工等行业。仪器特点1、采用双CPU微型计算机控制。2、升压、回零、搅拌、显示、计算、打印等一系列操作自动完成。3、具有过压、过流、自动回零保护装置，可靠。4、采用自动正弦波产生装置和无级调压方式加压，使测试电压稳定可靠。5、2KV/S和3KV/S两种加压速度供选择，适应性强。6、数据自动存储，并可随时调出和打印。7、采用干式变压器组合，具有体积小巧、重量轻、使用方便。技术参数升压速度：2.0～3.02KV/S可调准确度：2%测量范围：0～80KV分辨率：0.01KV试验次数：6次（1-9次可调）实验杯数：1杯显示方式：液晶显示搅拌时间：磁力搅拌静止时间：15分 (0～59分可调)间隔时间：3～5分 (0～9分可调)工作电源：AC220V±10%，50Hz环境温度：5℃～40℃ 环境湿度：≤85%外形尺寸：460mm×380mm×360mm重 量：30kg

润滑油作为机械设备的润滑剂，其电气性能对设备的正常运行至关重要。击穿电压作为评价润滑油电气性能的重要指标之一，能够帮助工程师判断润滑油的电气性能是否达到设备要求。下面我们就来具体了解一下击穿电压在润滑油行业中的应用。1. 润滑油电气性能的表征润滑油的电气性能主要包括介电常数、介质损耗因数、电阻率等参数。其中，介电常数反映了润滑油在电场作用下的极化能力，介质损耗因数反映了电流通过润滑油时所消耗的能量，电阻率则反映了润滑油的导电性能。而击穿电压则可以进一步评价润滑油的电气绝缘性能，即当电压达到某一数值时，润滑油内部将产生放电现象，导致电流突然增加，这一电压值就是击穿电压。2. 击穿电压在润滑油选择中的应用在选择润滑油时，需要根据设备的运行工况和润滑油厂商提供的产品手册来选择合适的润滑油牌号在。产品手册中，通常会提供不同牌号润滑油的介电常数、介质损耗因数、电阻率和击穿电压等电气性能参数。在选择润滑油时，需要综合考虑这些参数，尤其是击穿电压，以确保设备在正常运转时，润滑油的电气性能能够满足设备要求。3. 击穿电压在润滑油品质控制中的应用在润滑油的生产过程中，由于原材料、生产工艺等因素的影响，润滑油的电气性能会发生一定的变化。为了确保生产出的润滑油符合产品要求，需要对润滑油的电气性能进行检测和监控。其中，击穿电压作为一项重要的检测指标之一，可以用于评估润滑油品质的稳定性。通过定期检测润滑油的击穿电压，可以对生产工艺和原材料进行及时调整，以确保生产的润滑油具有良好的电气性能。

绝缘电阻测试仪测量常见的有哪些问题?1 为什么在测量同一物体时用不同的电阻量程有不同的读数？ 这是因为测量电阻时为防止过电压损坏仪器，如果出现过量程时仪器内保护电路开始工作，将测试电压降下来以保护机内放大器。在不同的电压下测量同一物体会有不同的结果。而且当测量电阻时若读数小于199，既只为三位数且di一位数为1 时，其准确度要下降。所以在测量电阻时当di一次读数从1 变为某一读数时，不应再往更高的量程扭开关以防对仪器造成过大的电流冲击。在实际使用时，即读数位数多的比读数位数少的准确度高。2为什么测量完毕时一定要将量程开关再拨到104档后才能关电源？ 这是因为在测量时被测物体及仪器输入端都有一定的电容，这个电容在测量时已被充电到测量电时的电压值，如果仪器不拨到104挡后关电源这个充电后的电容器会对仪器内的放大器放电而造成仪器损坏。当被测量物体电容越大，测试电压越高时，电容器所储藏的电能越大，更容易损坏仪器，特别是在电阻的高量程或电流的低量程时因仪器非常灵敏，仪器过载而损坏的可能性更大。所以一定要将量程开关再拨到104挡后才能关电源。3为什么测量时仪器的读数总是不稳？ 一般的材料其导电性不是严格像标准电阻样在一定的电压下有很稳定的电流，有很多材料特别是防静电材料其导电性不符合欧姆定律，所以在测量时其读数不稳。 这不是仪器的问题，而是被测量物体的性能决定的。有的标准规定以测量1分钟时间的读数为准。通常在测量高电阻或微电流时测量准确度因重复性不好，对测量读数只要求2位或3位。另外在测量大电阻时如果屏蔽不好也会因外界的电磁信号对仪器测量结果造成读数不稳。4为什么测量一些物体的电流时用不同的量程也会出现测出结果相差较大？ 这是因为一般物体输出的电流不是恒定流，而仪器有一定内阻，若在仪器上所选量程的内阻过大以至于在仪器上的电压降影响被测物体的输出电流时会造成测量误差。一般电流越小的量程内阻越高，所以在测量电流时应选用电流大的量程。在实际使用时即只要电流表有读数时，读数位数少的小的比读数位数多的准确度高。 5 为什么测量完毕要将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源？ 这是因为机内的电容器充有很高的电压（zui高电压达1200V以上），这些电容器的所带的电能保持较长的时间，如果将电压量程开关再拨到10V档后关闭电源，则会将机内的高压电容器很快放电，不会在测量的高压端留有很危险的电压造成电击。如果仅拨电源线而不是将电压调至10V档，虽然断了电源，但机内高压电容器还有会因长时间保持很高的电压，将会对人员或其它物体造成电击或损坏。在仪器有问题时也不要随便打开机箱因机内高压造成电击，要将仪器找专业技术人员或寄回厂家修理。6为什么在测量电阻过程中不要改变对被测物的测试电压？ 在测量电阻过程中如果改变对被测物的测试电压，无论电压变高或变低时都将会产生大脉冲电流，这个大的电流很有可能使仪器过量程甚至更损坏仪器。另一方面如果电压突然变化也会通过被测量物体的（分布）电容放电或反向放电对测量仪器造成冲击而损坏仪器。有的物体的耐压较低，当您改变测量电压时有右能击穿而产生大电流损坏仪器。如果要改变测量电压，在确保被测量物体不会因电压过高击穿时，要先将量程开关拨到104档后关闭电源，再从仪器后面板调整到所要求的电压。有的材料是非线性的，即电压与电流是不符合欧姆定律，有改变电压时由于电流不是线性变化，所以测量的电阻也会变化。

GJW-50kV计算机控制电压击穿试验仪 一、适用范围 本机主要适用于固体绝缘材料如：绝缘漆、树脂和胶、浸渍纤维制品、云母及其制品、、陶瓷和玻璃等在工频电压下击穿电压，击穿强度和耐电压的测试，符合GB1408.1-2006标准常温状态下的测试。 二、主要技术参数及精度 1、输入电压： AC220V 2、输出电压： 0～50KV（交直流） 3、测量范围： 5kV～50kV 4、高压分级及升压速率 1）0～5kV 升压速率 0.5kV/S 2）＞5kV 升压速率 1kV/S 3）升压速率连续可调 5、耐压试验电压： 0~50KV连续可调整 6、耐压时间： 0~4H 7、功率： 5KVA 8、电源： AC220V ± 10% 50-60HZ 三、精度等级：1级 四、主要功能 该仪器采用计算机控制，能过人机对话方式，完成对、绝缘介质的工频电压击穿，工频耐压试验，主要适用于固体绝缘材料。并对实验过程中的各种数据快速、准确地进行采集、处理、存取、显示、打印。本仪器属我公司首创，国家专利批为我公司专利 五、基 本 配 置 1、主机 2、试验台一个 3、油箱一个 4、试验电极三个 5、试验软件 6、清华同方计算机一套 7、A4彩色喷墨打印机一台 公司名称：长春市智能仪器设备有限公司 地址：长春市经济开发区昆山路2755号 联系电话：0431-848644218 13944864580 传真：0431-84642036 联系人：芮小姐 Http://www.znyq.com. E-mail:rsm-72@163.com

苏州热工研究院验收我司100kv电压击穿试验仪和ATI-212电阻率测试仪，我司工程师上门安装调试，成功验收得到客户的好评，下面是客户调试现场

近日，美国弗吉尼亚理工大学电力电子技术中心（CPES）和苏州晶湛半导体团队合作攻关，通过采用苏州晶湛新型多沟道AlGaN/GaN异质结构外延片，以及运用pGaN降低表面场技术（p- GaN reduced surface field (RESURF)制备的肖特基势垒二极管(SBD)，成功实现了超过10kV的超高击穿电压。这是迄今为止氮化镓功率器件报道实现的最高击穿电压值。相关研究成果已于2021年6月发表于IEEE Electron Device Letters期刊。图1：多沟道AlGaN/GaN SBD器件结构图（引用自IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, VOL. 42, NO. 6, JUNE 2021）实现这一新型器件所采用的氮化镓外延材料结构包括20nm p+GaN/350nm p-GaN 帽层以及23nm Al0.25Ga0.75N/100nm GaN本征层的5个沟道。该外延结构由苏州晶湛团队通过MOCVD方法在4吋蓝宝石衬底上单次连续外延实现，无需二次外延。基于此外延结构开发的氮化镓器件结构如图1所示，在刻蚀工艺中，通过仅保留2微米的p-GaN场板结构（或称为降低表面场（RESURF）结构），能够显著降低峰值电场。在此基础上制备的多沟道氮化镓肖特基势垒二极管（SBD），在实现10kV的超高击穿电压的同时，巴利加优值（Baliga’s figure of merit, FOM）高达2.8 ，而39 的低导通电阻率，也远低于同样10kV耐压的 SiC 结型肖特基势垒二极管。多沟道氮化镓器件由于采用廉价的蓝宝石衬底以及水平器件结构，其制备成本也远低于采用昂贵SiC衬底制备的SiC二极管。创新性的多沟道设计可以突破单沟道氮化镓器件的理论极限，进一步降低开态电阻和系统损耗，并能实现超高击穿电压，大大拓展GaN器件在高压电力电子应用中的前景。在“碳达峰+碳中和”的历史性能源变革背景下，氮化镓电力电子器件在电动汽车、充电桩，可再生能源发电，工业电机驱动器，电网和轨道交通等高压应用领域具有广阔的潜力。苏州晶湛半导体有限公司已于近日发布了面向中高压电力电子和射频应用的硅基，碳化硅基以及蓝宝石基的新型多沟道AlGaN/GaN异质结构外延片全系列产品，欢迎海内外新老客户与我们洽商合作，共同推动氮化镓电力电子技术和应用的新发展！

绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前都要注意什么？绝缘电阻仪器体积电阻表面电阻测试仪使用前请仔细阅读以下内容，否则将造成仪器损坏或电击情况。1. ◇检查仪器后面板电压量程是否置于10V档，电流电阻量程是否置于104档。2. ◇接通电源调零，（注意此时主机不得与屏蔽箱线路连接）在“Rx”两端开路的情况下，调零使电流表的显示为0000。然后关机。3. ◇应在“Rx”两端开路时调零，一般一次调零后在测试过程中不需再调零。 4. ◇测体积电阻时测试按钮拨到Rv边，测表面电阻时测试按钮拨到Rs边，5. ◇将待测试样平铺在不保护电极正中央，然后用保护电极压住样品，再插入被保护电极（不保护电极、保护电极、被保护电极应同轴且确认电极之间无短路）。6. ◇电流电阻量程按钮从低档位逐渐拨，每拨一次停留1-2秒观察显示数字，当被测电阻大于仪器测量量程时，电阻表显示“1”，此时应继续将仪器拨到量程更高的位置。测量仪器有显示值时应停下，在1min的电化时间后测量电阻，当前的数字乘以档次即是被测电阻。7. ◇测试完毕先将量程拨至（104）档，然后将测量电压拨至10V档， 后将测试按钮拨到中央位置后关闭电源。然后进行下一次测试。8. ◇接好测试线，将测试线将主机与屏蔽箱连接好。量程置于104档，打开主机后面板电源开关按钮。从仪器后面板调电压按钮到所要求的测量电压。(比如：GBT 1692-2008 硫化橡胶 绝缘电阻率的测定 标准中注明要求在500V电压进行测定，那么电压就要升到500V)9. ◇禁止将“RX”两端短路，以免微电流放大器受大电流冲击。10. ◇不得在测试过程中不要随意改动测量电压。11. ◇测量时从低次档逐渐拨往高次档。12. ◇接通电源后，手指不能触及高压线的金属部分。13. ◇严禁在试测过程随意改变电压量程及在通电过程中打开主机。14. ◇在测量高阻时，应采用屏蔽盒将被测物体屏蔽。15. ◇不得测试过程中不能触摸微电流测试端。16. ◇严禁电流电阻量程未在104档及电压在10V档，更换试样。技术指标1、电阻测量范围 0.01×104Ω～1×1018Ω2、电流测量范围为 2×10-4A～1×10-16A3、仪器尺寸 285ｍｍ× 245ｍｍ× 120 mm4、内置测试电压 100V、250V、500V、1000V5、基本准确度 1% (*注)6、内置测试电压 100V、250、500、1000V7、质量 约2.5KG8、供电形式 AC 220V，50HZ，功耗约5W9、双表头显示 3.1/2位LED显示安全注意事项1. 使用前务必详阅此说明书，并遵照指示步骤，依次操作。2. 请勿使用非原厂提供之附件，以免发生危险。3. 进行测试时，本仪器测量端高压输出端上有直流高压输出，严禁人体接触 ，以免触电。4. 为避免测试棒本身绝缘泄漏造成误差，接仪器测量端输入的测试棒应尽可 能悬空，不与外界物体相碰。5. 当被测物绝缘电阻值高，且测量出现指针不稳现象时，可将仪器测量线屏 蔽端夹子接 上。 例如： 对电 缆测缆 芯与 缆壳的 绝缘 时，除 将被 测物两 端分 别接于 输入 端与高压 端， 再将电 缆壳 ，芯之 间的 内层绝 缘物 接仪器 “G”，以消 除因 表面漏 电而 引起的测 量误 差。也 可用 加屏蔽 盒的 方法， 即将 被测物 置于 金属屏 蔽盒 内，接 上测 量线。

借助美国页岩气的大规模开采，北美新建或扩建乙烷裂解装置产能从2016年起开始逐步释放，预计2020年北美乙烯及下游衍生物净出口将从2015年550万吨增加到1400万吨，2025年将进一步增加至1800万吨以上。美国低成本页岩气开发将影响世界石化产品区域格局。（二）2020年新冠疫情对行业冲击明显，由于投资惯性难以迅速停止，预计全球石化产品产能整体供过于求的态势将会加剧。（三）世界经济环境“逆全球化”苗头显现，国际形势激烈变动，贸易环境复杂多变。根据中投产业研究院发布的《2021-2025年中国石油化工行业投资分析及前景预测报告》，我国目前仍是全球最主要的石化产品净**国之一，贸易逆差巨大，但同时又是下游纺织、轻功等制品全球最主要出口国，国际贸易环境变化及不确定性将带来石化行业发展格局的深刻变化。A1160绝缘油介电强度测定仪符合GB/T507 、DL/T429.9标准，用于检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。测定方法是将试油放在专业的设备内，经受一个按一定速度均匀升压的交变电场的作用直至油被击穿。可广泛应用于电力、石油、化工等行业。仪器特点1、采用双CPU微型计算机控制。2、升压、回零、搅拌、显示、计算、打印等一系列操作自动完成。3、具有过压、过流、自动回零保护装置，安全可靠。4、采用自动正弦波产生装置和无级调压方式加压，使测试电压稳定可靠。5、2KV/S和3KV/S两种加压速度供选择，适应性更强。6、数据自动存储，并可随时调出和打印。7、采用先进的干式变压器组合，具有体积小巧、重量轻、使用方便。技术参数升压速度：2.0～3.02KV/S可调准确度：2%测量范围：0～80KV分辨率：0.01KV试验次数：6次（1-9次可调）实验杯数：1杯显示方式：液晶显示搅拌时间：磁力搅拌静止时间：15分 (0～59分可调)间隔时间：3～5分 (0～9分可调)工作电源：AC220V±10%，50Hz环境温度：5℃～40℃ 环境湿度：≤85%外形尺寸：460mm×380mm×360mm重 量：30kg

项目编号：M4400000707015234001项目名称：手套箱与电流电压测试仪等设备采购(四次)采购方式：公开招标预算金额：2,128,500.00元采购需求：合同包1(金相显微镜探针台等设备采购):合同包预算金额：2,128,500.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他专用仪器仪表金相显微镜探针台1(套)详见采购文件199,000.00-1-2其他专用仪器仪表高温分析探针台1(套)详见采购文件158,000.00-1-3其他专用仪器仪表探针台5(套)详见采购文件245,000.00-1-4其他专用仪器仪表电容电压特性测试仪5(套)详见采购文件180,000.00-1-5其他专用仪器仪表电流电压测试仪10(套)详见采购文件500,000.00-1-6其他专用仪器仪表少子寿命测试仪5(套)详见采购文件150,000.00-1-7其他专用仪器仪表霍尔效应测试仪5(套)详见采购文件27,500.00-1-8其他专用仪器仪表四探针测试仪5(套)详见采购文件115,000.00-1-9其他专用仪器仪表晶体管图示仪5(套)详见采购文件45,000.00-1-10其他专用仪器仪表数字荧光示波器16(套)详见采购文件496,000.00-1-11其他专用仪器仪表万用表10(套)详见采购文件13,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订之日起至质保期满之日

绝缘油介电强度测定仪油杯清洗方法、注意事项A1160技术指导产品介绍产品名称：绝缘油介电强度测定仪产品型号：A1160概 述：绝缘油介电强度测定仪用于检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。测定方法是将试油放在专门的设备内，经受一个按一定速度均匀升压的交变电场的作用直至油被击穿。可广泛应用于电力、石油、化工等行业。 适应标准：GB/T507、DL/T846.7、DL/T429.9油杯清洗方法⑴ 用洁净的绸布反复擦拭电极表面和电极杆。⑵ 用标准规调整好电极间距。⑶ 用石油醚(忌用其它有机溶剂)清洗3次，每次须按以下方法进行：② 将石油醚倒入油杯，占油杯容量的1/4～1/3。 ② 把一块用石油醚冲洗过的玻璃片盖住油杯口，均匀摇晃一分钟，注意要有一定力度。 ③ 将石油醚倒掉，用吹风机吹2～3分钟。⑷ 用待测油样清洗1～3次。 ② 将待测油样倒入油杯，约1/4～1/3。 ② 用吹干的玻璃片盖住油杯，均匀摇晃1～2分钟，注意要有一定力度。 ③ 倒掉剩余油样之后即可做打压实验。搅拌桨清洗方法⑴ 用干净的绸布反复擦拭搅拌桨，直至表面无细小颗粒，忌用手接触搅拌桨表面。⑵ 用镊子夹住搅拌桨，浸入石油醚中反复洗涮。⑶ 用镊子夹住搅拌桨，用吹风机吹干。⑷ 用镊子夹住搅拌桨浸入待测油样内反复洗涮。油杯储放方法1：实验完毕后，用质量较好的绝缘油倒满油杯，并将油杯平稳放置。方法2：按上述清洗方法用石油醚清洗吹干后放入真空干燥器中储存。注：第一次测试前和测试劣质油后必须按上述方法清洗油杯和搅拌浆。注意事项1、试验前油样的选择，安放及电极间的距离应符合国标及行标。2、电源接通后，严禁操作人员或其它人员触及外壳，以免发生危险。3、本仪器在使用过程中如发现异常，应立即切断电源。4、新油杯或新清洗的油杯应先击穿24次才可进行试验，油杯在不进行试验时应用干净的油侵泡。

R&S LCX系列的LCR表能够用于传统的阻抗测量以及针对特定元件类型的专门测量，并提供研发所需的高精度以及生产测试和质量保证所需的高速度。用于高精度阻抗测量的R&S LCX LCR测量仪。 　　罗德与施瓦茨推出的新款高性能通用阻抗测试仪系列能够覆盖广泛的应用领域。R&S LCX支持的频率范围为4Hz至10 MHz，不仅适用于大多数传统家用电源的50或60 Hz频率以及飞机电源的400 Hz频率，还适用于从低频震动传感器到工作在几兆赫的高功率通信电路的所有设备。 　　对于选择合适的电容、电感、电阻和模拟滤波器来匹配设备应用的工程师来说，R&S LCX提供了市场领先的高精度阻抗测量。与此同时，LCX还支持以生产使用精度进行更高速度的质量控制和监控测量。测试方案包含生产环境所需的所有基本软件和硬件，包括远程控制和结果记录，仪器的机架安装，以及用于全系列测试的夹具。 　　R&S LCX使用的自动平衡电桥技术通过测量被测设备的交流电压和电流(包括相移)来支持传统的阻抗测量。然后用该数据来计算任何给定工作点的复阻抗。作为一种通用LCR测量仪，R&S LCX涵盖了许多应用，如测量电解电容和直流连接电容的等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)。 　　此外，除了全方位的阻抗测量之外，用户还可以测试变压器及测量直流电阻。为了研究元件的阻抗值在不同频率和电平下的变化，选配装置R&S LCX-K106能支持以频率、电压或电流作为扫描参数，进行动态阻抗测量。 　　R&S LCX系列推出两个型号：R&S LCX100的频率范围为4 Hz至300 kHz，R&S LCX200的基本配置频率范围为4 Hz至500 kHz，可选配覆盖高达 10 MHz 所有频率的选件。两种型号均配备出色的测量速度、精度和多种测量功能。包括：配备大型电容式触摸屏和虚拟键盘，支持所有主要测量工作的点击测试操作。 　　用户也可以使用旋钮设置电压、电流和频率值。不常用的功能则可以使用菜单操作。设置、结果和统计数据可以显示在屏幕上，还能导出以便进行自动后处理。用户最多可选择四个测量值并绘制成时间曲线，将最大值和最小值显示在屏幕上，一目了然地进行通过/失败分析。 　　罗德与施瓦茨的子公司Zurich Instruments AG生产的MFIA阻抗分析仪作为R&S LCX的完美补充，能够支持更多材料的阻抗研究。通过MFIA，研究人员可以表征半导体或进行材料研究，范围包括绝缘体、压电材料、陶瓷和复合材料，组织阻抗分析、细胞生长、食品研究、微流体和可穿戴传感器。

绝缘油介电强度测定仪介绍绝缘油介电强度测定仪测试系统，在电力系统厂矿及企业都有大量的电器设备。其内部绝缘油大都是充电绝缘型的。绝缘油的介电强度测试是常规测试项目。为了适应电力行业发展的需要。产品都是依据的国家标准GB/T507-2002、行标DL429.9-91以及的电力行业标准DL/T846，7-2004设计制造，采用微机控制，机电一体全部自动化，测试精度高，提高了工作效率，同时也大大减轻了工作人员的劳动强度。绝缘油介电强度测定仪的作用01绝缘油介电强度测定仪使变压器心子与外壳及铁芯有良好的绝缘作用，变压器的绝缘油，是充填在变压器心子和外壳之间的液体绝缘。充填于变压器内各部分空隙间，使变压器外壳内没有空气，加强了变压器绕组的层间和匝间的绝缘强度。同时，对变压器绕组绝缘起到了防潮作用。02绝缘油介电强度测定仪使变压器运行中加速冷却，变压器的绝缘油在变压器外壳内，通过上、下层间的温差作用，构成油的对流循环。变压器油可以将变压心子的温度，通过对流循环作用经变压器的散热器与外界低温介质（空气）间接接触，再把冷却后的低温绝缘油，经循环作用回到变压器心子内部，如此循环，起到了加速冷却变压器的作用。03灭弧作用，变压器油除能起到上述两种作用外，还可以在某种特殊运行状态时，起到了加速变压器外壳内的灭弧作用。绝缘油介电强度测定仪由于变压器油是经常运动的，当变压器内有某种故障而引起电弧时，能够加速电弧的熄灭。相关仪器A1160绝缘油介电强度测定仪用于检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。测定方法是将试油放在专门的设备内，经受一个按一定速度均匀升压的交变电场的作用直至油被击穿。可广泛应用于电力、石油、化工等行业。 适应标准：GB/T507、DL/T846.7、DL/T429.9

聚合物是一类重要的电工绝缘材料，然而聚合物材料的导热性普遍性较差，提升聚合物的导热性往往以牺牲绝缘性能为代价。“绝缘和导热的矛盾”是制约聚合物材料在尖端电气电子装备应用的瓶颈之一。3月2日，《自然》刊发上海交通大学化学化工学院教授黄兴溢团队与合作者的最新研究成果。研究人员通过等规链段层状排列构建阵列化纳米区域，并在阵列化纳米区域中引入亲电陷阱基团，在大幅提升柔性聚合物电介质薄膜导热性能的基础上使电阻率提升了一个数量级，解决了聚合物材料导热和绝缘的矛盾。这种聚合物电介质薄膜性能稳定，且具有良好击穿自愈性，因此在电磁能装备、新能源汽车、电力电子等领域将有广阔应用前景。导热和绝缘矛盾聚合物电介质薄膜电容器具有极高的能量转换速率，在电磁能装备、电力电子以及新能源装备等领域的作用至关重要。随着装备、器件往紧凑化、轻量化、工作环境极端化方向发展，对聚合物电介质薄膜储能密度及耐高温性能的要求越来越高。电荷存储密度和电场强度的平方成正比。因此，电介质薄膜承受电场的能力增强，电荷存储密度就会快速增加。然而，聚合物薄膜在高电场下以电子电导为主，不再符合欧姆定律，电导电流随电场强度增加呈指数增大，会产生大量的热。传统聚合物电介质的导热系数普遍较低，且散热效率也很低，这会造成介质温度快速升高，进而引起电导指数增加、耐电强度急速降低等连锁反应，造成器件、装备失效等严重问题。尽管可以通过引入纳米添加等方式增加聚合物电介质的导热系数，但这往往以牺牲耐电强度为代价，更重要的是，纳米添加给薄膜制造工艺也带来极大挑战。因此，开发耐高温、本征高导热的聚合物电介质薄膜是最好选择。设计双链结构共聚物为解决此类问题，黄兴溢团队设计出一种双链结构共聚物（PSBNP-co-PTN）。该共聚物通过π-π堆叠作用自组装成高度有序阵列。通过偏振拉曼光谱测试发现，共聚物薄膜的偏振信号在平面上呈各向同性，在断裂面上呈各向异性。“这表明有序阵列平行于表面，因此，电介质薄膜在垂直平面方向表现出高导热系数。”黄兴溢说。研究团队通过密度泛函理论分析和热刺激电流实验发现，这种共聚物的链结构段间，存在深度为1.51 eV的电荷陷阱，且随着外电场强度增加，电荷陷阱深度进一步增大。在PSBNP有序阵列中引入一定量的PTNI分子，共聚物能表现出最优的电气绝缘性和最高的电击穿强度。电极化储能测试表明，其最大放电能量密度远优于现有的聚合物及其复合电介质薄膜。突破电子装备发展瓶颈普通聚合物和聚醚酰亚胺（PEI，已知最好的商品耐高温聚合物电介质薄膜）连续充-放电循环过程中的发热现象，在这种高导热的共聚物电介质薄膜中并未出现，研究人员甚至未观察到局部热积聚现象。实验证明，这种共聚物电介质薄膜连续充-放电循环寿命是PEI薄膜的6倍。值得一提的是，该薄膜的碳含量相对较低，这赋予了其优异的自愈性，电镜图像清晰显示了电击穿区域四周的铝金属电极被蒸发除去，碳化通道孤立于金属电极，使击穿后的金属化聚合物薄膜整体仍保持高绝缘性。自愈后的储能性没有出现明显劣化，仍能进行连续充-放电循环。“这种共聚物电介质薄膜厚度方向的本征导热系数为1.96 ± 0.06 W/(mK)，是目前报道的绝缘聚合物本征导热系数的最高值。”该论文共同第一作者、助理研究员陈杰介绍说，“共聚物电介质薄膜在50000次充-放电循环后储能性依然稳定，且具有良好击穿自愈性。”“这一研究是电气工程、化学、材料、工程热物理等多学科的深度交叉融合。”黄兴溢介绍说，上海交通大学江平开教授、朱新远教授、于春阳副研究员、钱小石教授、鲍华教授，以及西安交通大学李盛涛教授和西南交通大学吴广宁教授都参与了本项研究。目前，相关技术已获发明专利授权，相关产品将在电磁能装备、新能源汽车、电力电子等领域得到广泛应用。

绝缘油介电强度测定仪符合GB/T507 、DL/T429.9标准，用于检验绝缘油被水和其他悬浮物质物理污染的程度。测定方法是将试油放在专业的设备内，经受一个按一定速度均匀升压的交变电场的作用直至油被击穿。可广泛应用于电力、石油、化工等行业。绝缘油介电强度测定仪常见故障排除方法 这样做就可以了⑴ 电源指示灯不亮，屏幕无显示① 检查电源插头是否插紧；② 检查电源插座内的保险管是否完好；③ 检查插座是否有电。⑵ 油杯无击穿现象① 检查线路板接插件插接是否到位；② 检查箱盖高压开关是否接触好；③ 检查是否高压接点无吸合；④ 检查是否存在高压断线。⑶ 显示器对比度不够① 调节线路板上的调节电位器。⑷ 打印机不打印① 检查打印机电源线是否插接到位；② 检查打印机数据线是否插接到位。

1 月14 日，安捷伦科技隆重召开主题为“安全便捷 橙动中国”的工业电子测量仪器中国经销商年会暨新闻发布会，宣布推出具有优秀移动性、高精度和良好经济性的安捷伦工业电子测量仪器系列产品。安捷伦同时还宣布，部分手持式仪器开始使用更醒目的橙色作为外表颜色，以突出体现安捷伦在确保用户安全方面的不懈努力。这种颜色更鲜明，具有更高的可见度，并且在工业上通常用于表示“警示色”，可以提醒用户注意安全。 　　安捷伦副总裁兼基础仪器部总经理 Ee Huei Sin 表示：“全球越来越多的现场工程师和技术人员希望，测量仪器能够方便地运输、安装和维护。为满足这些需求，仪器必须具有以下 3 个关键特性：移动性、精度和经济性。安捷伦工业电子测量仪器(IET)的设计初衷是为这些关键领域提供高价值的测试设备。其中包括台式、手持式和模块化设备，例如基本型电源、 台式和手持式数字万用表、手持式示波器、USB 数据采集设备、显示器测试仪、Agilent VEE 软件和连通性网关。”她特别强调，“客户要求的其实是低端化的高端产品，我们希望借助安捷伦的高端科技实力，专注于基于客户需求进行产品研发。”目前，IET已经成为安捷伦增长最为快速的部门，即使遭遇经济危机冲击，依然保持年均两位数的增长。 　　最新推出的安捷伦 U1210 系列手持式钳形表 具有高达 1000 A 的大电流测量能力，能够测量直径达 2 英寸的电缆。为进一步保护工程师和技术人员在高电压和大电流环境下进行工作的安全性，安捷伦 U1240B 和 U1250B 系列数字万用表(DMM)和 U1210A 钳形表具有 CAT III 1000 V、CAT IV 600 V 的安全等级。上述数字万用表均获得 IEC 61010 和 CSA 标准认证，并通过了比这些标准更严格的附加高压(“高压绝缘试验”)测试。 　　在本次经销商大会上，记者见到了安捷伦工业电子测试仪器的全国各地授权一级分销商和不同产线的授权代理商。一个直观的感觉就是，通过工业电子测试仪器和基础仪器的推广，安捷伦正在不断加强自己在全国的分销渠道建设，亚太区渠道经理陈力就坦言：“安捷伦的高端仪器确实更适合直销模式，但基础仪器和工业测试仪器则更适合交给代理商，因为他们可以提供更好地市场覆盖和产品供货，能够让许多较为偏僻地区的用户可以快速购买到急需的安捷伦产品。”在现场有许多相关的电子分销商正是伴随着安捷伦近年来在工业电子测试仪器和基础仪器方面的优秀市场表现共同成长。 　　另一方面，陈力也介绍：“虽然我们的竞争对手进行了渠道整合，但这对安捷伦是个机遇而非简单的挑战。因为安捷伦的渠道策略更为专业更为集中，让代理商能够明确根据自己的实际选择适合自己销售的产品领域，通过培训代理商相关知识，使其也会变得更为专业的产品代理商，从而为客户提供更高品质的服务。一些原有竞争对手的代理商最近纷纷加入安捷伦代理商家庭，这就是最好的成绩。”

石化工业作为国民经济的重要支柱产业和原材料配套工业，在后疫情时代有着新的机遇和未来。疫情过后，世界石化产业将重构，进入新的变革与调整期。我国石油化工产业将朝着原料多元化、产品需求差异化、营销电商化、产业绿色低碳化、产业智能化等方向发展。我国石油储量有限，石油对外依存度高，石化产业必须拓宽原材料渠道。为满足人们生活水平日益提高的需要，石化下游产品向功能化、精细化、差异化方向发展成为必然。绿色发展、低碳发展已经成为发展潮流我国政府高度重视生态文明建设，修订出台了严格的环境保护法，对排污、碳排放的标准和要求都在提高。A1210绝缘油析气性测定仪适应标准：GB/T11142-89、NB/SH/T0810-2010、ASTM D2300。用于测定绝缘液在受到强度足以引起在液、气交界处放电的电场作用下，放出吸收气体的能力。适用于测定电缆油、电容器油和变压器油。A1210操作简便、精度高，广泛应用于石化、电力、铁路、科研等部门。仪器特点：1、大屏幕液晶显示，中文提示菜单，触摸屏控制，方便试验操作。2、透明的恒温油浴槽，采用先进的PID控温整定，使系统温度更精确。3、高压系统采用干式高压变压器，环氧真空浇注工艺，可确保输出电压稳定可靠。4、自动计时，具有定时报警功能，方便提示试验人员。5、透明安全保护罩，保证试验人员安全。6、可根据试验要求选定标准。7、可提供仪器鉴定报告，使试验结果更具有可溯性。技术参数：控温范围：0℃~100℃控温精度：±0.5℃试验电压：10KV 电压精度：±2%计时范围：1~120分钟计时精度：±1s气体流量：3L/h环境温度：5℃～40℃环境湿度：≤85%工作电源：AC220V±10%，50Hz功 率：≤1500W外形尺寸：400mm×450mm×950mm重　　量：38Kg

电气绝缘油在高强度电场的作用下，部分烃分子会发生裂解而产生气体，这部分气体以微小的气泡从油中释放出来。如果小气泡量增多，它们会互相连接而形成大气泡。由于气体与油的电导率有很大的差异，在高压电场的作用下，油中会产生气隙放电现象，而有可能导致绝缘的破坏，这种现象在超高压输变电设备中显得尤为突出。为克服这种倾向，用于超高压设备的变压器应满足析气性指标要求。 绝缘油的吸气性又称为气稳定性，是指油在高电场强的作用下，烃分子发生物理/化学变化时，吸收气体或放出气体的特性，如果绝缘油易放出气体，那么就会形成气体穴存在油中，会发生局部放电或过热，严重的会导致油击穿。因此，希望绝缘油是吸气的，芳香烃是吸收气体的，为改变绝缘油的吸气性，一般采用往油中添加浓缩芳烃或人工合成的芳香烃化合物。

FT-3110系列全自动四探针测试仪一.功能描述：四点探针法，全自动化运行测量系统，PC软件采集和数据处理；参照A.S.T.M 标准方法测试半导体材料电阻率和方块电阻；可设定探针压力值、测试点数、多种测量模式选择；真空环境，可显示：方阻、电阻率、显示2D,3D扫描/数值图、温湿度值、提供标准校准电阻件. 报表输出数据统计分析.FT-3110系列全自动四探针测试仪二.适用范围晶圆、非晶硅/微晶硅和导电膜电阻率测量；选择性发射极扩散片；表面钝化片；交叉指样PN结扩散片；新型电极设计，如电镀铜电阻测量等；半导体材料分析，铁电材料，纳米材料，太阳能电池，LCD，OLED，触摸屏等. FT-3110系列全自动四探针测试仪三.技术参数： 规格型号FT-3110AFT-3110B1.电阻10^-5～2×10^5Ω10^-6～2×10^5Ω2.方块电阻 10^-5～2×10^5Ω/□10^-6～2×10^5Ω/□3.电阻率 10^-6～2×10^6Ω-cm10-7～2×106Ω-cm4.测试电流 0.1μA.μA.0μA，100μA，1mA， 10mA，100mA1A、100mA、10mA、1mA、100uA、10uA、1uA、0.1uA5.电流精度 ±0.1% 6.电阻精度 ≤0.3%7.PC软件操作PC软件界面：电阻、电阻率、电导率、方阻、温度、单位换算、电流、电压、探针形状、探针间距、厚度 、2D、3D图谱、压力、报表生成等8.压力范围：探针压力可调范围：软件控制,100-500g可调9.探针针间绝缘电阻：≥1000MΩ；机械游移率：≤0.3%圆头铜镀金材质，探针间距1mm；2mm；3mm选配，其他规格可定制10.可测晶片尺寸选购 晶圆尺寸：2-12寸（6寸150mm，12寸300mm）；方形片：大至156mm X 156mm 或125mm X 125mm11.分析模式单点、五点、九点、多点、直径扫描、面扫描等模式的自动测试12.加压方式测量重复性：重复性≤3% 13.安全防护具有限位量程和压力保护 误操作和急停防护 异常警报14.测试环境真空15.电源输入: AC220V±10%.50Hz 功 耗：瑞柯全自动四探针测试仪

2022年1月25日，上海国缆检测股份有限公司（简称“国缆检测”）首发申请获创业板上市委员会通过。据招股书显示，国缆检测拟公开发行人民币普通股不超过1,500.00万股，占发行后总股本的比例不低于25%；拟总募资约3亿元，用于超高压大容量试验及安全评估能力建设、高端装备用线缆检测能力建设、设立广东全资子公司、数字化检测能力建设4个项目，并列出了超2亿元的仪器设备购置清单。投资项目情况如下（单位：万元）：序号项目名称预计总投资预计投入募资建设周期1超高压大容量试验及安全评估能力建设项目12,02012,0202年2高端装备用线缆检测能力建设项目9,9109,9102年3设立广东全资子公司项目4,0154,0152年4数字化检测能力建设项目4,4704,4703年合计30,41530,415-国缆检测表示，本次募集资金投资项目均围绕主营业务进行，契合公司经营发展战略，是对公司现有主营业务的发展巩固，与公司现有业务模式、核心技术高度关联。募投项目投产后，将进一步拓宽公司检测服务内容，提高研发能力和管理效率，满足检测服务创新需求，增强公司可持续发展能力和综合竞争力。1、超高压大容量试验及安全评估能力建设项目国缆检测针对超高压远距离输电的直流电缆、超高压海上风电电缆及电力设备大容量电缆系统其类似产品的检测、工程模拟试验及安全运行评估进行能力建设。该项目建设超高压大容量实验室，重点针对±800kV及以下的直流电缆、500kV交流海上和陆上用电缆系统的检测及评估能力，可实现全套的型式试验、预鉴定试验、现场试验以及一些工程模拟试验，尤其是针对海底电缆深水区透水试验、张力弯曲等关键项目的检测能力的优化升级。国缆检测为该项目的实施主体，项目建设期为2年，计划总投资12,020万元，其中：建筑工程费160万元，安装工程费381.44万元，设备购置费9,536万元，工程建设其它费用417.56万元，预备费525万元，铺底流动资金1,000万元。国缆检测预计，项目建成达产后可新增销售收入4,500万元/年，净利润1,513万元/年，全部投资回收期7.14年，内部收益率14.19%（税后）。该项目拟新购仪器设备40台/套，购置费为9,456万元。设备投资明细如下：序号设备名称台数单价/万元总价/万元一、高压大厅1高压直流发生器42501,000235kV电缆振荡波测试系统170703TDR定位系统180804高压直流电缆全尺寸空间电荷测量系统11501505高压直流电缆温度控制系统21202406高压直流电缆泄漏电流测量装置145457见证试验用监控仪59458接触电阻率测试仪（阻水带电阻）210209高电压试验高速成像仪1707010高压大厅串联谐振试验系统220040011手持式电动压钳23.006.0012大容量突发试验系统16,0006,00013金具大电流试验系统自动化432.513014交流电阻测试系统110010015直流大电流源212024016现场竣工试验系统1600600小计31-9,196二、露天试验场1复合缆测试工装130302大力值冲击试验机120203特高压导线用振动台（2台）220404消振试验线路工装330.00905大型高压电缆弯曲试验机130306海底电缆张力弯曲试验机15050小计9260总计40-9,4562、高端装备用线缆检测能力建设项目国缆检测针对航天航空、工业互联网、新能源等领域的高端装备用线缆特定要求，提升实验室检测能力。该项目将搭建高端装备用特种电缆检测技术服务平台，建设先进航空线缆检测实验室、通信线缆检测实验室及新能源线缆检测实验室等高端装备用电缆专项实验室，跟踪国际、国内电缆技术发展，加强新产品、新应用的测试技术研究，为电缆行业技术创新和重大工程国产化应用提供准确、真实的数据和服务。国缆检测为该项目的实施主体，项目建设期为2年，计划总投资9,910万元，其中：建筑工程费450万元，安装工程费293.64万元，设备购置费7,341万元，工程建设其它费用401.07万元，预备费424.29万元，铺底流动资金1,000万元。国缆检测预计，项目建成达产后可新增销售收入4,300万元/年，净利润1,368.34万元/年，全部投资回收期6.35年，内部收益率17.19%（税后）。该项目拟新购仪器设备358台/套，购置费为6,961万元。设备投资明细如下：序号设备名称台数单价/万元总价/万元一、航空航天线缆检测实验室1防尘IP试验箱110102循环盐雾箱130303结合温湿度变化的振动台（X/Y/Z三方 向）12002004振动/冲击装置14.54.55无线温湿度测试仪13.23.26连接器性能测试系统15005007高低温冲击箱230608300 °C高温烘箱2582009500 °C高温烘箱202040010微欧计（进口）1252511左右弯曲耐久性试验装置15512扭曲耐久性试验装置15513微细线直径及镀层厚度测试15514材料微观形貌和结构分析1150150小计58-1,597.7二、通信线缆检测实验室1不平衡衰减测试仪19.59.52滚筒跌落试验箱1663电磁半波暗室140040045G线缆测试配套系统1200205台式精密多模光源12.52.56便携式精密单模光源1227台式精密单模光源2248便携式精密光功率计32694通道单模功率计431210单模光纤插回损仪1441150多模光纤插回损仪14.54.51262.5多模光纤插回损仪14.54.513光缆振动舞动机1202014光缆机械性能成套设备（拉压卷）1808015电弧设备1505016加压浸水装置16617耐电痕实验系统1303018高压冲击试验装置的检定系统25010019高压电磁屏蔽室屏蔽效能的测量系统13030小计26-971三、新能源线缆实验室1热循环回路自动测控系统16304802零序大电流发生器8054003高压极端低温环境系统13003004振动试验线路拉力控制系统11201205大电流直流电阻测试仪228566红外温度成像仪140407紫外放电成像仪150508无纸记录仪4531359高速无纸记录仪542010卡尔费休水分测量仪15511绝缘电阻测试仪531512大截面分割导体夹具15513微孔杂质智能测试系统1505014库伦法镀层测厚仪13315导线扭力矩测试仪1101016磁粉无损检测探伤仪1202017绞线扭转试验15518绞线轴向冲击试验110010019绞线模拟雨林气候载流试验11120精密恒温油槽13321进口绝缘电阻测试仪15522电能质量测试仪2204023电缆制样装备4156024电缆安全性能分级及评估测试系统180080025标准电阻20.61.226锥形量热仪120020027风力发电用高端电缆耐扭设备35015028交联样品切片机251029200度烘箱12230削片机15531热老化试验箱3026032天平51.57.533测厚仪50.31.534汽车线刮磨机1303035负载试验柜1151536虹吸试验设备15537汽车线单根试验设备1303038投影仪251039自动绝缘结构测试仪110010040高压试验台2102041高精度微欧计1303042微欧计15543绝缘电阻仪24844绝缘电阻仪ZC90G11145恒温水槽441646大截面电阻测试仪夹具1202047卤酸试验设备13348碳黑试验设备13349ph电导率仪10.50.550FTT烟密度试验箱110010051透光率试验仪18852UL燃烧试验仪1101053高低温湿热试验箱3185454氙灯试验箱1202055净水器23656臭氧试验箱1101057氧弹试验箱251058曲挠试验机291859升温法软化击穿仪1202060盐水针孔试验仪10.60.661焊锡试验仪12262耐溶剂试验仪11163击穿电压仪1202064试验数据采集终端120020065半导电电阻率测试系统2102066大型电缆导线收放系统120020067工程用线束及电缆三相载流量测试系统及工装1303068温度、电磁场软件系统113613669工程服务用通勤车23570小计274-4,392.3总计358-6,9613、设立广东全资子公司项目国缆检测拟在广东设立全资子公司，用于专项实验室、接待、办公、样品仓库等能力建设，以解决公司现有南方市场需要长途运输，检测时间周期长，运输费用高的状况，以满足未来发展的需要。项目建成后，国缆检测将扩大南方地区线缆检测的市场占有率，针对广东省及周边线缆产业基地展开就地化的高水平服务，同时围绕粤港澳大湾区的大规模汽车电子、电子电器产业拓展新的检测业务，并利用广东东莞的地缘优势，探索拓展国际检测认证市场。该项目建设期为2年，计划总投资4,015万元，其中：建筑工程费502.5万元，仪器设备购置费1,691.3万元，安装工程费42.7万元，工程建设其他费825.5万元，预备费153万元，流动资金800万元。国缆检测预计，项目建成达产后可新增销售收入2,500万元/年，净利润564.8万元/年，全部投资回收期6.74年，内部收益率16.19%（税后）。该项目拟新购仪器设备167台/套，拟新购仪器设备价格1,544.1万元。设备投资明细如下：序号设备名称台数预估单价/万元总价/万元一、布电线试验室1电子天平2242绝缘电阻测试仪2243拉力试验机2501004微欧计132325台式投影仪1556测厚仪40.150.67数字多用表10.370.378紫外吸收式臭氧分析器15.55.59电子万能试验机1303010数显千分尺40.020.0811钢直尺40.010.0212焊锡试验仪11.51.513耐刮磨试验机11.51.514电缆曲挠试验机18815耐磨试验机10.80.816低温试验箱291817低温冲击机10.580.5818静态曲挠试验装置10.50.519低温卷绕机10.650.6520低温拉伸试验装置13.43.421老化试验箱101010022电缆结构测试系统110010023纺纤编织层耐热试验装置11124三轮曲挠试验机15525电线弯曲试验机11.81.826电缆荷重断芯试验机10.470.4727橡皮电缆扭绞试验机15528热稳定性试验仪10.670.6729交流耐压试验系统1101030电梯电缆曲挠试验装置15531臭氧老化试验箱1121232高压试验台10.450.4533高温压力试验装置20.5134热冲击试验装置20.5135玻璃恒温水浴20.5136热延伸试验装置20.10.237氧弹空气弹老化试验仪14.64.638单根垂直燃烧试验装置1151539伸率尺60.010.0340哑铃刀20.20.441冲片机10.20.2小计73-481.32二、低压力缆试验室1SevenMulti多功能测试仪110102电子天平1223电导率仪10.40.44PHS-3F酸度计10.20.25国际橡胶硬度计10.80.86精密恒温油浴10.650.657数显小头外径千分尺40.20.88千分尺40.050.29钢直尺40.010.02106305型碳黑测定仪15511烟密度测量系统1202012热老化试验箱12213高压试验台15514恒温水浴11.121.1215CDY冲击电压发生器1404016电线电缆结构参数全自动测量系统1330小计25-118.19三、阻燃耐火电缆试验室1电子天平1222管式炉测试仪（TFT）110103ULTRMAT23气体分析仪130304NOX分析仪125255850IC离子色谱仪11001006环保设备1160160小计6-327四、通信电缆试验室1测厚仪20.150.32数字万用表10.370.373钢直尺20.010.014电子天平1225千分尺20.050.16高频网络分析仪11001007低频网络分析仪144.644.68游标卡尺20.040.08950kN电子万能试验机1303010直流电阻测试仪11.41.411高低温试验箱111.511.512电容耦合测试仪13.63.613对称数据电缆测试系统174.574.514LCR测试仪14.54.515磁阻法测厚仪10.350.3516伸长率试验仪11.41.417电缆弯曲试验机11.31.318耐磨试验机10.80.819扭转试验机11.51.520渗水试验装置10.20.221转移阻抗测量装置13434小计25-312.51五、电器附件1钢卷尺20.010.012钢直尺40.010.023电子秒表20.010.024交变湿热箱110105架盘天平10.050.056千分尺20.050.17电子数显卡尺20.040.088电源负载柜1449电源负载柜1410电源负载柜14411恒定湿热箱18812ul老化试验箱281613高精密高压电容电桥18814ul燃烧试验机16615材料烟密度箱110010016线芯折断试验机11.21.217极低温冲击试验机10.50.518刮磨试验机11.51.519弯曲试验机16620机械强度试验装置10.50.521磨耗测试仪11.21.222耐刮磨试验机1202023UL氙灯试验系统1404024氙灯气候试验箱1202025绝缘线芯印刷标志耐久性试验装置11.21.2小计33-252.38六、线束连接器试验室1电磁兼容测试系统128282台式万用表10.50.53多功能温升试验装置121214盐雾腐蚀试验箱11.61.65精密电阻测试仪11.61.6小计5-52.7合计167-1,544.14、数字化检测能力建设项目国缆检测将对部分检测试验的原有的设备、电力线路进行升级改造，配齐配全必要的数字化检测设备，围绕电线电缆检验检测建成一个先进的、高效的数字化线缆检测实验室。此外，通过建造一座智能化立体仓库，承担检测产品的储存与流通任务，实现产品入库、存放、保管、发放、核查等精细化、流程化的技术性管理，要做到实物取放与单据相符、单据录入及时、有效管理零散物料、追溯物料批次信息等。该项目建设期为3年，计划总投资4,470万元，其中：建筑工程费912万元，设备购置费2,958万元，安装工程费118.32万元，其他费用312.25万元，预备费169.43万元。该项目拟新购仪器设备128台/套，购置费为2,958.00万元。设备投资明细如下：序号设备名称及型号规格数量单价/万元小计/万元一、数字化实验室1机械手及夹具30309002门禁电脑80.32.43车载电脑100.554RFID电子标签系统（射频识别设 备）10111104.1RFID标签（库位、工装容器、栈 板等）20000.00124.2PDA手持机/扫描枪/作业平板120.67.24.3固定式门禁（读写器、天线、线缆、 红外感应器等）11.81.852吨背负式AGV小车10222206AGV无线充电位6167电脑50.428普通条码打印机50.84小计84-1,249.4二、智能化立体仓库1门禁电脑40.31.22车载电脑60.533电脑20.40.84普通条码打印机20.81.65便携式条形码打印机40.526RFID电子标签系统111117货架（重型钢架）14104107.1货位2500 个0.082007.2天地轨600米0.06367.3电缆600米0.04247.4钢制托盘（货箱）25000.061508AGV激光导航调度及控制系统1181892吨叉车式AGV小车63521010AGV无线充电位31311堆叠码垛系统28016012巷道堆垛机57035013输送机系统1787814仓储智能化软件系统112012015自动控制系统118018016无线网络1202017电子监控系统2204018信息安全系统18080小计44-1,688.6合计1282,958关于国缆检测国缆检测创建于2004年，总部位于上海市，是国内领先的电线电缆与光纤光缆及其组器件的独立第三方检验检测服务机构之一，主营业务为电线电缆及光纤光缆的检测、检验服务，涵盖相应的检验检测、设备计量、能力验证等，还包括相关的专业培训、检查监造、标准制定、工厂审查、应用评估等专业技术服务。国缆检测的控股股东是上海电缆所，2019年1月，上海市国资委下发《关于申能（集团）有限公司与上海电缆研究所有限公司联合重组的通知》，上海电缆所股权以划转的方式注入申能集团，上海电缆所成为申能集团控股子公司。申能集团直接持有国缆检测5%的股权，并通过上海电缆所间接控制国缆检测85%的股权，合计控制国缆检测90%的股权，是国缆检测的间接控股股东。上海市国有资产监督管理委员会持有申能集团100%股权，是公司的实际控制人。上海市国资委是根据上海市政府授权代表国家履行国有资产出资人职责的市政府直属特设机构。

药用PVC硬片的耐冲击性能检测是一个关键的质量控制步骤，以确保药品包装的完整性和保护药品免受运输和处理过程中的冲击。落镖冲击测试仪和落球冲击测试仪都是用于评估材料耐冲击性能的设备，但它们在设计和应用方面存在差异。落镖冲击测试仪落镖冲击测试仪通常用于评估软包装材料如薄膜、复合膜等的抗冲击穿透能力。它使用一个或多个特定重量和形状的落镖，从一定高度落下冲击试样。这种测试方法更多地侧重于材料的抗穿透性能，适用于检测软包装材料在实际使用中抵抗尖锐物体冲击的能力。落球冲击测试仪落球冲击测试仪则通常用于测试硬质塑料材料如药用PVC硬片的冲击强度。它使用一定质量的球体从预设高度自由落体，冲击试样，以此来模拟实际使用中可能遇到的冲击情况。落球冲击试验可以检测药用PVC硬片的耐用性、硬度、强度和韧性等性能。比较与选择在选择落镖冲击测试仪还是落球冲击测试仪时，需要考虑以下因素：材料特性：药用PVC硬片作为一种硬质塑料材料，更适合使用落球冲击测试仪进行测试。测试目的：如果测试目的是评估材料的耐冲击能力以及硬度和强度，落球冲击测试仪可能更为合适。标准遵循：应参考相关的医药包装材料测试标准或国际标准，如YBB00212005-2015等，这些标准可能指定了特定的测试方法。设备能力：确保所选设备能够满足药用PVC硬片的测试要求，包括试样尺寸、冲击高度和能量等。结论根据上述信息，对于药用PVC硬片的耐冲击性能检测，落球冲击测试仪 更为适合，因为它专门设计用于评估硬质塑料材料的冲击强度，并且符合药用PVC硬片的测试标准和要求。

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

近日，华东师范大学重庆研究院的科研团队与精密光谱科学与技术国家重点实验室进行合作，在超快激光诱导击穿光谱的研究中取得重要进展，团队首次提出多维等离子体光栅诱导击穿光谱(Multidimensional-plasma-grating induced breakdown spectroscopy，MIBS）技术，并实验证实新技术比常规激光诱导击穿光谱具有更高的探测灵敏度和克服基体效应。相关成果以题为Femtosecond laser-induced breakdown spectroscopy by multidimensional plasma grating发表在光谱类一区期刊Journal of Analytical Atomic Spectrometry杂志(胡梦云，施沈城，闫明，武愕，曾和平，JAAS，2022)。《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》杂志刊登曾和平教授团队研究成果激光诱导击穿光谱（Laser-induced breakdown spectroscopy，LIBS）是一种非常实用的分析测试工具，可以用于确定固体，液体和气体的元素成分。传统的纳秒激光诱导击穿光谱受基体效应与等离子体屏蔽等干扰，而飞秒光丝激发(Filament-induced breakdown spectroscopy，FIBS)受限于峰值功率钳制，灵敏度难以提高。团队前期发展飞秒等离子体光栅诱导光谱(Plasma-grating-induced breakdown spectroscopy, GIBS)技术，基于两束飞秒光丝非共线耦合形成等离子体光栅，突破峰值功率钳制效应，光功率及电子密度提高近2个量级，等离子光栅中多光子电离与电子碰撞激发协同，提高探测灵敏度（胡梦云，彭俊松，牛盛，曾和平，Advanced Photonics, 2020, 2(6), 065001）；GIBS等离子体干涉激化可克服基体效应，首次实现成分探测自定标。为了进一步提高对样品的激发效果，延长激发产生的等离子体寿命，增强光谱信号，团队提出基于等离子体光栅的多脉冲耦合激发诱导击穿光谱MIBS新技术。团队利用三束非共线、非共面的飞秒脉冲进行相互作用对样品进行激发，成功观察到等离子体光栅的衍射效应，等离子体光栅实现从一维突破到二维。二维等离子体光栅对样品进行激发时，二维等离子体通道中具有更为精细的周期性结构和更高阶的非线性效应，提升了等离子体密度和光功率密度，多光子激发以及电子碰撞双重激发更为明显，从而进一步提高探测灵敏度，克服基体效应。MIBS实验装置，二维等离子体光栅的周期性结构使得三次谐波发生衍射值得一提的是，研究发现所获得的谱线信号会随着激光能量的提升而增强，当单脉冲能量超过2 mJ时，MIBS技术将取得更明显的优势。此外，MIBS技术仅在激发源上进行了改进，并未引入复杂的样品处理步骤以及额外的装置，与大多数改进技术相比保留了LIBS技术原有的快速、简单、便捷的优点，这使得其能够满足特定场景中的原位实时检测需求。随着GIBS/MIBS技术的研究发展与应用拓展，为了适应野外恶劣环境下移动作业，实现非接触式在线实时探测，对激发光源提出了更高要求，需要性能更加稳定的高能量飞秒光源进行激发。与此同时，华东师范大学重庆研究院发展高能量飞秒脉冲激光光源。基于掺Yb光纤种子脉冲产生与固体再生放大相结合的飞秒激光放大方案，通过搭建宽带可调谐的光纤脉冲种子源解决信号光和放大介质光谱窄化和增益失配的问题，实现激光高效率放大；结合啁啾脉冲放大和固体再生放大技术，抑制激光放大过程中的非线性累积，提升放大效率和功率，输出mJ级高能量飞秒脉冲激光。高集成化、高稳定性混合系统1030nm mJ级高能量飞秒激光光源满足实验室以外苛刻环境下应用，为GIBS/MIBS技术试验野外在线检测提供了技术和仪器的支撑。1030nm高能量飞秒激光器此外，华东师范大学重庆研究院开发多个系列超快飞秒激光光源，形成多款超快飞秒激光器产品，其中包括：FemtoCK，FemtoLine和FemtoStream等。针对GIBS/MIBS技术、强场激光物理、微纳加工等应用研究，开发的1030nm mJ级高能量飞秒激光器YbFemto HP采用光纤固体混合放大技术方案，种子源采用全保偏光纤结构的振荡器FemtoCK产生稳定脉冲序列；该光源通过啁啾脉冲放大技术，结合掺镱增益介质的固体再生放大技术，输出中心波长1030nm、能量达毫焦（mJ）量级，脉冲宽度小于300fs的高能量飞秒激光脉冲。该光源重复频率调谐范围覆盖单脉冲～ 250 kHz，增加定制模块可进行倍频操作，实现515nm、343nm等飞秒脉冲激光输出，满足科研、工业等多场景应用需求。华东师范大学重庆研究院将依托自研的毫焦级高能量飞秒激光器，输出高稳定的激化光源，与GIBS/MIBS技术相结合，集成实现轻量化高灵敏检测仪器，实现技术创新，仪器创新，装备创新，进而实现土壤、液体自标定痕量分析等应用创新，深入优化仪器系统的稳定性与可靠性，使更多野外极限环境下应用成为可能，进一步应用于环境监测、深海勘探、地质勘探、工业冶金、航天探测以及生物制药等领域。激光诱导击穿光谱技术应用毫焦级高能量飞秒激光器不仅仅在LIBS上产生重要应用，同时可用于设备集成，面向如半导体芯片制备、柔性OLED显示器件切割、玻璃切割、非金属/金属材料加工、打孔以及微纳加工等重要应用。另一方面，可用于光谱检测、非线性光学、高次谐波产生、医疗成像、双光子3D打印、相控阵等科研应用。

合肥5月25日电近日，中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出一种高性能纤维素基纳米纸材料，其在极端条件下仍可保持优异的机械和电绝缘性能。相关成果日前发表于《先进材料》。随着人类对南极洲、月球和火星等极端环境探索的深入，不断出现的极端环境条件，包括强紫外线环境、原子氧和高低温交替环境等，成为今后深入探索的主要障碍。在极端环境下，材料的物理化学特性会发生变化，严重时甚至会导致重要设备和装置的损坏。在传统材料当中，金属和陶瓷本身具有出色的机械性能和对极端环境的耐受性，但金属材料面临密度过高重量过大的问题，而陶瓷材料则面临脆性和难以加工等问题。聚合物具有轻质和可塑的特点，但目前大多数聚合物基复合材料在极端环境长期服役会产生高温软化和低温脆性等问题。因此，设计和制备一种能长期在极端环境下服役的高性能防护材料是材料领域面临的难题之一。在大自然中，珍珠母的“砖-泥”结构为其提供了极好的力学性能。近年来，这种精巧的有序结构的其他功能（如隔水、隔氧以及对能量场的均匀分散等）逐渐成为研究热点。受天然珍珠母“砖-泥”结构的启发，研究人员首先采用气溶胶辅助生物合成方法，利用细菌产出的纤维素纳米纤维将分散的合成云母纳米片均匀而紧密地缠结得到复合水凝胶，然后通过热压的方式，得到最终的仿珍珠母结构的纳米纸材料。得益于纳米纸内部精细的“砖-泥”结构和连续三维网络，该纳米纸表现出高强度、高模量、高韧性、可折叠性和抗弯曲疲劳性等优异的力学性能。同时，材料内部的“砖-泥”结构充分发挥了云母的高介电强度，从而赋予了该纳米纸较高的电击穿强度。与纯纤维素纳米纸相比，该复合纳米纸的耐电晕寿命显著提高，甚至超过了商用聚酰亚胺薄膜。此外，该项研究中的高性能纤维素基纳米纸在高低温交替、紫外线和原子氧等极端条件下，仍表现出优异的综合性能，这为未来人们对极端环境的探索提供了一个极好的防护材料选择。

中国科学技术大学俞书宏院士团队研制出了一种高性能纤维素基纳米纸材料，其在极端条件下仍可保持优异的机械和电绝缘性能。相关成果日前发表于《先进材料》。 复合纳米纸的的制备与结构示意图 中国科大供图随着人类对南极洲、月球和火星等极端环境探索的深入，不断出现的极端环境条件，包括强紫外线环境、原子氧和高低温交替环境等，已经成为今后深入探索的主要障碍。在这些极端环境下，材料的物理化学特性会发生变化，严重时甚至会导致重要设备和装置的损坏。在传统材料当中，金属和陶瓷本身具有出色的机械性能和对极端环境的耐受性，但金属材料面临密度过高重量过大的问题，而陶瓷材料则面临脆性和难以加工等问题。聚合物具有轻质和可塑的特点，但目前大多数聚合物基复合材料在极端环境长期服役会产生高温软化和低温脆性等问题。因此，设计和制备一种能长期在极端环境下服役的高性能防护材料是材料领域面临的难题之一。在大自然中，珍珠母的“砖-泥”结构为其提供了极好的力学性能。近年来，这种精巧的有序结构的其他功能(如隔水、隔氧以及对能量场的均匀分散等)也逐渐成为研究热点。受天然珍珠母“砖-泥”结构的启发，在此次工作中，研究人员首先采用气溶胶辅助生物合成方法，利用细菌产出的纤维素纳米纤维将分散的合成云母纳米片均匀而紧密地缠结得到复合水凝胶，然后通过热压的方式，得到最终的仿珍珠母结构的纳米纸材料。得益于纳米纸内部精细的“砖-泥”结构和连续三维网络，该纳米纸表现出高强度、高模量、高韧性、可折叠性和抗弯曲疲劳性等优异的力学性能。同时，材料内部的“砖-泥”结构充分发挥了云母的高介电强度，从而赋予了该纳米纸较高的电击穿强度。与纯纤维素纳米纸相比，该复合纳米纸的耐电晕寿命显著提高，甚至超过了商用聚酰亚胺薄膜。此外，该项研究报道的高性能纤维素基纳米纸在高低温交替、紫外线和原子氧等极端条件下，仍表现出优异的综合性能，这为未来人们对极端环境的探索提供了一个极好的防护材料选择。

今年62岁的王玲，曾是辽宁省劳动模范和先进女工，现在仍在国网辽宁省电力有限公司&ldquo 工厂化&rdquo 检修基地从事六氟化硫和绝缘油化验分析工作。 　　王玲把她的工作打了个比方：电气设备的油好比人体的血液，油务化验员就是给电气设备看病的医生。她对油务化验工作更是感慨万千：&ldquo 我干了30多年的油务化验工作，很幸运地见证了它从手工到智能的发展过程。&rdquo 　　1973年，辽阳电业局(现辽阳供电公司)开始组建油化验室。王玲听第一任班长张久菊介绍，当时条件有限，只有一台油耐压试验器，只能做击穿电压试验。1974年，油务化验室正式成立，先后引进了闪点仪、介损仪、微水测试仪、界面张力测试仪等，逐步扩展了油务化验的工作范围，并由浅入深地开展了油的简化分析、全分析、色谱分析等工作，还开展了地区油务监督管理及油处理的指导工作。1978年，王玲加入班组，主要负责油的色谱分析工作。 　　王玲说：&ldquo 20世纪70年代，我们主要是做绝缘油的简化分析和色谱分析，就是根据谱图判断设备是否有故障。那时候我们都是纯手工干活儿。&rdquo 据她介绍，在测量色谱峰高时，是把钢卷尺剪断做成尺来测量，遇到故障气体时，峰高超过量程就得衰减档位重新测量。而主变压器等重要设备，需要两三个人反复用计算器计算分析结果，保证无差错。她曾大胆实践，解剖色谱仪的每个部件并动手填充色谱柱，清洗检测器等，解决了色谱柱易污染老化的问题，提高了色谱仪的灵敏度，为企业节省了几万元的维修资金。 　　&ldquo 20世纪80年代，单位以建设500千伏变电站为契机，引进了含气量测试仪、抗氧化安全性测试仪。&rdquo 王玲说。当时规定220千伏主变需要每月一次色谱分析。在做220千伏灯塔变电站7500千伏安主变油色谱分析时，她发现该设备存在潜伏性故障。她立即向主管领导汇报，并缩短了试验周期，先是一个星期，后来压缩为3天，跟踪分析故障发展趋势。最终，生产部门根据测得的数据停止了该主变的运行，及时处理了故障，保证了设备的安全运行。王玲的班组荣获了当年该公司的集体三等功。 　　1991年，王玲成为油化验班班长。每当春、秋检时，为了能够按时完成大量的色谱分析工作，有时她早上6点就去上班，晚上很晚才能回家。这是因为，色谱仪的操作复杂，开机后需要&ldquo 稳机&rdquo ，所以每天必须提前给气路、电路和点火升温。&ldquo 等色谱仪稳定下来一般需要两个小时，关机时需要等温度降到规定值。&rdquo 20世纪90年代，油化验相关设备已经有了很大进步。当时500千伏辽阳变电站先后安装了热导在线监测仪和色谱在线监测仪，可以直接连接设备自动取样，现场查看监测结果。王玲形容油务化验工作是苦尽甘来。 　　进入2000年以后，色谱仪完全实现了智能化，色谱测试全部使用计算机。特别是在工厂化检修基地，王玲接触的都是更为先进与智能的仪器设备。&ldquo 现在的设备非常先进，工作效率高，而且工作环境干净，以前一天下来工作服都很埋汰。&rdquo 多年来，她的认真工作为企业避免了几十万元的经济损失。她对油务化验工作的感情也根深蒂固：&ldquo 这项工作让我实实在在为企业做了些事情。&rdquo

激光诱导击穿光谱技术（LIBS）又称激光诱导等离子体光谱，是一种基于原子发射光谱法的元素分析技术，在多元素分析、实时快速原位检测等方面具有突出优势，并且在痕量物质定性定量分析领域具有重要的应用前景。目前该技术已在深空深海探测、地质勘探、生物医药，以及环境监测等众多领域得到广泛应用。但在普遍应用中，LIBS技术面临信号波动大、光谱强度低、信噪比差、探测灵敏度低等不利因素。瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组近年来开展了激光等离子体光谱研究领域的技术攻关。放电辅助增强策略可实现大幅度的激光等离子体光谱增强。然而，D-LIBS在放电时电能消耗过大，同时从交变电压和电流中产生电磁脉冲，这不可避免地导致能源浪费和环境污染相关问题。2023年2月份，瞬态光学与光子技术国家重点实验室汤洁研究员课题组与Vassilia Zorba教授团队合作共同提出一种离子动力学调制方法，对克服传统放电辅助LIBS技术（D-LIBS）放电能耗大、安全风险高、环境危害大等不利因素，同时提高分析灵敏度具有显著改善效果。该项工作借助于这种方法，合理优化电极配置，有序调控放电模式，在有效增强光谱信号强度的同时，大幅降低放电能耗。然而，这一方法在液态样品的探测中受液相对放电过程的干扰导致LIBS信号波动大，影响探测光路甚至无法探测，极大阻碍了放电辅助LIBS（DA-LIBS）在液态样品中痕量物种定性或定量分析方面的应用。近日，针对放电辅助LIBS在液态样品探测中面临的关键技术性难题，该团队提出了DA-LIBS结合滤纸采样的方法，促进等离子体中更多的物质被持续加热、电离，致使其寿命从几微秒延长至近百微秒，等离子体光谱强度增加1–2个数量级，滤纸均匀采样巧妙克服了液相干扰放电过程及信号稳定性差等不利因素，显著增强激光烧蚀样品的稳定性，等离子体光谱信号稳定性得以提升33%。凭借显著的光谱增强效应，痕量Ca、Ba元素检出限降低至ppb量级（ 1ppb=10-9=十亿分之一），相比于传统单脉冲LIBS，检出限降低近2个数量级。相比于其他LIBS增强技术（如双脉冲LIBS），该方法不仅享有同等高水平的探测灵敏度，还具备低成本、低能耗、装置简易等优势，将在环境与生态废油污染监测中，对污染物质的溯源，以及预防措施的制定，展现出巨大的应用潜力和价值。图片来源于中国科学院西安光学精密机械研究所该项研究成果发表于分析化学领域顶级期刊 Analytical Chemistry（Nature Index 收录，IF：8.0）。

成果名称 激光诱导击穿-拉曼光谱分析仪（LIBRAS） 单位名称 四川大学生命学院分析仪器研究中心 联系人 林庆宇 联系邮箱 lqy_523@163.com 成果成熟度 □研发阶段 &radic 已有样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产 合作方式 □技术转让 □技术入股 □合作开发 &radic 其他 成果简介： 台式LIBS(左)、便携式LIBS（右） 手持式LIBS 技术背景 作为一种激光光谱分析技术，同其他光谱分析技术相比较而言，激光诱导击穿光谱（简称，LIBS）技术具有诸得天独厚的优势，特别是分析速度快，无需样品前处理，多元素同时分析以及所有元素都可测定等优势，这些优势都已经使LIBS技术逐渐成为一种非常流行的元素分析手段，在冶金地质、航空航天等众多应用领域也逐渐得到尝试性的使用。基于上述技术优点，本中心开发了激光诱导击穿光谱系列仪器，包括：台式LIBS系统，便携式LIBS仪器以及手持式LIBS分析仪，相关仪器的样机已展开多次的优化升级，实现了LIBS仪器的国产化突破。但是，虽然LIBS技术有上述众多优点，但是该技术本身却只是一种原子发射光谱技术，利用该技术也只能对被分析样品进行元素分析，获取被分析物质单一的元素构成信息，不能得到相关组成元素的结构信息，因此，利用单一的LIBS技术无法对样品进行全面系统的检测分析。而在地质勘探、石油录井等实际应用需求中，往往不仅仅要求对组成样品的元素进行分析，更重要的是要获取被分析物的结构信息，特别是关于地层岩石的岩性、结构以及矿物种类的综合信息，在这一点上，单纯靠LIBS技术肯定是无法实现的。因此，开发出一种即可实现元素分析，又同时可实现结构鉴定的快速原位光谱分析技术就显得十分重要。 Raman光谱作为一种非破坏性的光谱分析技术，是很具吸引力的。该技术利用低能量激光作用于样品表面，通过接收物质所产生的散射光谱，知道物质的振动转动能级情况，从而可以鉴别物质结构、分析物质的性质。Raman光谱技术可以提供快速、简单、可重复、且无损伤的定性定量分析，它无需样品准备，样品可直接通过光纤探头测量，一次可以同时覆盖50-4000波数的区间，可对有机物及无机物进行分析。因此，Raman光谱技术和LIBS技术从仪器构成、光路设计到结果分析等方面都有着诸多相同或相似之处，将这两种技术结合在一起，开发出可同时得到原子光谱、分子光谱的激光光谱分析系统将有非常广阔的应用潜力。 仪器先进性 LIBRAS仪器可用于分析样品的原子光谱与分子光谱的原位同时分析测量，在获得同一微区位置元素组成信息的同时可以得到分子结构的相关信息，为进一步了解物质结构的微观世界提供了强有力的工具。该仪器作为国家重大科学仪器设备开发专项的自主研发成果，不仅填补了国内技术和行业的两项空白，更一举填补了风冷型高能激光系统的世界空白。目前市场上能够同时获取原子和分子信息的测量仪器十分有限，LIBRAS仪器的成功研制将进一步引领科学仪器的发展方向。 LIBRAS仪器实现了激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用技术从理论方法到产品实践的跨越，创造性地将常规联用技术中的激光单脉冲能量进行了数量级的提升。该仪器是世界首款整机系统高度集成且无需水冷装置的多功能联用仪器。而且，仪器的体积小，体重轻，结构紧凑，性能参数卓越。LIBRAS仪器能够更好地服务于地质、生物医学及环境污染监测等多个领域，为相关产业提供有效的原位快速分析新装备，降低分析成本，提高生产效率，彰显了该仪器广阔的市场前景及应用空间。 仪器关键技术研发 1. 独特的光学设计。采用一套光学系统，实现两种不同波长激发的两种不同类型信号的获取，光学系统内无任何移动镜片组件，结构稳，性能强。 2. 创造性的高能风冷脉冲激光系统。采用自主研发风冷脉冲激光器作为LIBS光源，单脉冲能量100 mJ，整机无需水冷，体积紧凑。 3. 创造性的实现高能激光器的低压低功耗供电。激光器可采用锂电池供电，使仪器的便携化成为可能。 性能指标 光斑尺寸：LIBS光路100 µ m；Raman光斑20 µ m；分析距离：40 mm LIBS部分：激光波长1064 nm；脉冲激光能量100 mJ；激光频率1 Hz（可联系激发）；脉冲宽度8-10 ns；光谱接收范围：可全谱接收（200-800选配）； Raman部分：激光波长532nm；能量 20 mW；光谱接收范围：540-750 nm（选配） 应用前景： LIBRAS技术是LIBS技术的提升和扩展。由于Raman光谱可以用来研究分子的振动和转动情况，提供物质内部的结构信息，各种简正振动频率及有关振动能级的情况，但在物质所含元素，尤其是次要元素和痕量元素的检测方面，能力及其有限。而在油气开采、地质勘探、冶金、电力生产、环境卫生和深空探测等领域，如果既要检测物质中的主要、微量和痕量元素，也要知晓物质中分子组份和结构信息，单独的Raman技术，以及其他的现有光谱检测技术（比如，电感耦合等离子体发射光谱法、X射线荧光光谱法、气相色谱分析法等）都不能完成任务，只有把LIBS技术和Raman技术有机结合起来才能满足此要求。 以油气开采为例：在录井现场完成分析，可以快速的做出解释评价，及时为勘探开发的的决策提供依据，减少了钻井现场等措施的时间，避免决策的失误。通过应用该技术，提高录井解释符合率上升10%以上，每年减少10%试油工作量，仅西南油气田每年可以节约勘探成本5-6亿元人民币。在国内外油气田推广应用，每年可以节约勘探开发成本50-60亿元人民币。降低油气勘探开发成本，扩大油气开发规模，为国民经济的持续发展做贡献。除此以外，例如在冶金、地质等领域，亦可以带来相当巨大的经济效益。 知识产权及项目获奖情况： 专利1：单脉冲激光源的双波长同轴激光诱导击穿-脉冲拉曼光谱联用系统及方法（发明专利，已提交）； 专利2：激光诱导击穿光谱与拉曼光谱联用仪自动化测控系统（发明专利，已提交）； 专利3：激光诱导击穿/拉曼光谱联用分析仪（外观专利，已提交）； 其他：LIBRAS仪器入选&ldquo 2014中国科学仪器与分析测试行业十大新闻&rdquo 。

SDW-570绝缘油析气性测定仪介绍 SDW-570绝缘油析气性测定仪按照国家标准GB/T 11142-89和国家行业标准NB/SH/T 0810-2010《绝缘油在电场和电离作用下析气性测定法》，绝缘油经经干燥和氢气饱和后，绝缘液体和液面上的氢气层在电压为10KV、频率为50Hz、油温为80℃、测试时间为120min的条件下，受到径向电场的作用，油、氢气交界面因放电反映导致油本身吸收或放出气体的倾向。广泛应用于石化、电力、铁路、科研等部门，是油品分析和质量检查不可缺少的设备。 功能特点 • 7寸大屏幕触摸液晶屏，图像清晰、操作方便。• 不同标准集于一身，客户选择性高。• 内置流程图，用户实验方便操作。• 进口温度传感器，测量精度高。• 进口温控模块，高精度控温。• 带排油阀，换油操作方便。• 热敏打印机打印结果，稳定可靠。• 具有安全防护开关，仪器使用安全可靠。• 储存1000条历史数据，方便查询。 技术参数 氢气进气压力：0.05～0.1Mpa恒温温度：80℃±0.05℃（可调范围：室温～ 100℃）分 辨 率：0.01℃试验电压：10kV±0.2 kV分 辨 率：0.01kV时间计量：5 min、10 min、50min、120min （根据标准自动转换）计时误差：＜±0.1s使用温度：（10～40）℃相对湿度： ＜85％加热功率：≤1500W 搅拌速度：1200转／分电源电压：AC 220V±10％ 50Hz±10整机功率：≤1700W外型尺寸： 控 制 器 ：320mm×305mm×195mm 高压发生器：320mm×305mm×380mm 析气性测定仪：320mm×305mm×590mm 注意事项1. 仪器外壳应与大地接触良好以保证安全。2. 恒温浴内没有液体时,不得启动仪器，否则将损坏加热器。3. 在更换保险丝或其它零部件时，应拔下电源插头。4. 如果更换了新的量气管需要重新输入数据。5. 非专业人员不得随意拆修仪器。6. 仪器使用完毕后，应及时切断电源。创新点：SDW-570绝缘油析气性测定仪按照国家标准GB/T 11142-89和国家行业标准NB/SH/T 0810-2010《绝缘油在电场和电离作用下析气性测定法》，绝缘油经经干燥和氢气饱和后，绝缘液体和液面上的氢气层在电压为10KV、频率为50Hz、油温为80℃、测试时间为120min的条件下，受到径向电场的作用，油、氢气交界面因放电反映导致油本身吸收或放出气体的倾向。广泛应用于石化、电力、铁路、科研等部门，是油品分析和质量检查不可缺少的设备。 功能特点 • 7寸大屏幕触摸液晶屏，图像清晰、操作方便。 • 不同标准集于一身，客户选择性高。 • 内置流程图，用户实验方便操作。 • 进口温度传感器，测量精度高。 • 进口温控模块，高精度控温。 • 带排油阀，换油操作方便。 • 热敏打印机打印结果，稳定可靠。 • 具有安全防护开关，仪器使用安全可靠。 • 储存1000条历史数据，方便查询。

p 　　致远电子2001年成立，原本是一家从事嵌入式产品开发的公司。可在2012年开始决定进入测试测量仪器领域后，第一个功率分析仪产品，从定义到产品下线，只用了一年多的时间，随后，更是连续推出了示波器、逻辑分析仪、电子负载、CAN总线分析仪、以及ZST光伏逆变器检测仪等等测试仪器，逐渐在测试测量行业崭露头角。最近，电子工程专辑记者有机会采访了广州致远电子有限公司研发副总刘英斌，他见证了致远测试仪器的起步与发展。 /p p style=" text-align: center " img width=" 450" height=" 338" title=" 3.jpg" style=" width: 450px height: 338px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/a76d6372-d292-4c5a-8a9e-a5857b27252f.jpg" border=" 0" vspace=" 0" hspace=" 0" / /p p style=" text-align: center " strong 广州致远电子有限公司研发副总 刘英斌 /strong p 　　 strong 缘起 /strong /p p 　　一直以来，国产测试仪器都是给人一种高性价比，档次不高的印象。致远电子是做嵌入式产品开发的，在开发过程中需要用到不同的测试仪器，“我们会购买不同厂商的仪器，不论是国内厂商的，还是国外厂商的，但很多时候，我们觉得买到的仪器都不太合用。”刘英斌对电子工程专辑记者表示。 /p p 　　“以前，我们去买安捷伦的那些仪器，其中一个示波器花了5、6万元，附带的一个小推车就卖我们7、8千元，”他回忆说，“当时我们就觉得，高端测试仪器好像被国外厂商垄断了，我们是不是应该做点什么?” /p p 　　同时，从致远电子购买的国内厂商生产的一些仪器来看，刘英斌认为国内厂商做产品不够用心，产品大都是能用，但并没有把性能完全发挥出来，在高端测试仪器里面基本没有话语权。 /p p 　　因此，他们开始决定进入测试测量行业，而且一开始就决定做客户想要的产品。 /p p strong 　　行动 /strong /p p 　　致远电子最熟悉的莫过于工业领域，因为不管是他们的嵌入式产品、无线通信产品，还是CAN总线产品，基本上都是应用在工业市场。因此，他们从工业领域里常用的功率分析仪入手了。 /p p 　　刘英斌表示，“我们先安排了3到5个人去做市场调研，然后把功率分析仪的所有功能和需求细化出来。我们根据这些需求分析，哪些功能是我们现在就可以提供的，比如基础模块 哪些是跟设备相关的，需要重新开发的?” /p p 　　他进一步解释称，基础模块就是指以太网、USB驱动、触摸屏、操作系统等所有产品都会用到的技术。跟设备相关的模块和技术，如果是功率分析仪的话，就是指1459算法以及其他的一些功率算法等等。 /p p 　　在明确了需求后，“我们会将基础模块部分安排到公司的嵌入式团队去处理，而跟设备相关的核心技术和产品应用相关的功能则由功率分析仪的团队负责开发。这个团队大概20人左右。” /p p 　　由于致远电子在嵌入式领域有十多年的研发积累，也由于他们这种模块化的分工合作方式，“我们很快就推出了我们的功率分析仪产品。当时功率分析仪做得最好的就是横河和福禄克，他们占了大部分的市场，而现在，我们抢了国内大部分的市场，在功率分析仪市场我们起码占了1/3以上的市场，成为高端功率分析仪的国产厂家”刘英斌自豪地表示。 /p p strong 　　突破 /strong /p p 　　当然，致远电子并没有在做出功率分析仪以后就止步了，他们随后，还开发出了电能质量分析仪、CAN总线分析仪，以及具有数据挖掘功能的示波器等等测试仪器。 /p p 　　谈起这些，刘英斌特意指出，他们做的测试仪器跟其他国产仪器有很大的不同，“我们主要针对工业市场，其他国内仪器厂商更多面向学校市场。” /p p 　　他拿功率分析仪来说，“跟国外厂家比，我们更偏重硬件，我们是全硬件架构处理。” /p p 　　功率分析仪和示波器、万用表的最大区别就是能同时分析电压和电流信号，从而实现对功率信号的分析，如果要实现对功率的准确分析，则必须准确测量电压和电流信号，并且需要同时实现对电压和电流信号的采样，电压和电流信号经过ADC数字化过程中每一个采样点都必须发生在同一时刻，否则就无法实现同步测量。 /p p 　　“为了实现严格的同步测量，在功率分析仪内部，我们的方法就是采用一个更高频率的同步时钟，比如高稳定性温度补偿的100MHz同步时钟，以避免温度变化带来的时钟漂移所引入的误差，严格保证ADC对各通道电压和电流的同步测量，减少了电压电流的相位误差的引入，从而保证了功率测量的精度。”刘英斌强调。 /p p 　　说到示波器方面的突破，他更是兴奋，“是德科技曾宣称其示波器是100万次刷新率，以前我们觉得这是一个不可逾越的门槛。后来，我们经过仔细分析，发现是德科技是自己开发了一个芯片来实现的，的确做的很快，但也带来了副作用，那就是示波器的存储容量受到芯片的固化，一般是2M，最多扩展到8M。” /p p 　　他进一步阐述，“我们后来经过思考后，想到了另外一个办法来实现100万次的刷新率，那就是有FPGA加DSP的方式来实现。比如我们这台ZDS4054示波器，不仅具有100万次的刷新率，还拥有512M的大数据存储。这是因为我们采用了5个FPGA和1个DSP，我们所有的运算都是用FPGA的硬件来算的，而其他厂家更多的是通过DSP来进行运算，这样我们的仪器可以带给用户更好的使用体验。” /p p 　　由于具有了100万次的高刷新率和512M的大数据存储，ZDS4054示波器可以实现“大数据捕获-异常捕获-测量-搜索与标注-分析-找到问题”这样全新的测试分析过程，开创了示波器在数据挖掘与分析新时代。 /p p 　　ZDS4054示波器支持51种参数测量，还支持30多种免费的协议解码。协议解码功能虽然很多测试测量仪器都有，但他们基本都是收费的。 /p p 　　当然，他承认这么用FPGA加DSP的架构成本会提高很多，但用户体验会好很多。 /p p 　　“其实客户最在意的是整体价格和硬指标，而我们的售价跟是德科技和泰克差不多，硬指标差不多或者更高，这样客户也能接受。”刘英斌谈到致远电子测试仪器的竞争力时表示。 /p p strong 　　未来 /strong /p p 　　在刘英斌看来，国产仪器的未来一片光明，因为中国的市场很大，比如说国家在号召《中国制造2025》，如果要配合这个战略的话，会需要很多仪器。 /p p 　　不过他也指出，国产测试仪器厂商需要走向行业，做针对行业应用的仪器会更有市场。 /p p 　　他举例说，“以前功率分析仪只有横河和福禄克在做，但现在，除了我们，是德科技和泰克也开始做了。”这说明，他们也看到了这块市场的潜力。 /p p 　　他承认国内仪器厂商做产品会受到一些制约，比如说芯片，高端仪器需要的ADC芯片基本都是属于禁运范围。 /p p 　　“做测试仪器，最关键的还是创新，最好不要跟别人去比价格，拼BOM成本。”刘英斌指出。 /p p 　　对于创新，他的理解是给用户带来价值，解决用户的问题。“比如CAN分析仪，以前用示波器来测CAN总线，只是把CAN总线的高低电平测出来，然后分析。现在我们把眼图、反射特征等实用功能都整合进去，把好几个仪器的功能融合在一起，这样一个仪器就可以给客户提供一个完整的测试。最关键的是我们会把我们的经验，加上我们的一些测试手段，全部融合到我们的应用里面去，让客户很容易找到问题所在。” /p p 　　他表示，未来致远电子会沿着时代的脉搏，推出对客户更有价值的测试产品。 /p p & nbsp /p /p

北京得利特作为仪器专注油品分析仪器的公司，依然很关注环保项目。这不，前不久就与环保行业的公司进行了深度合作 。据了解，此次发往江西环保能源公司的油品分析仪器数量较多，设备清单如下：绝缘油析气性测定仪 、绝缘油氧化安定性测定仪，石油产品热值测定仪、自动水溶性酸测定仪、自动多功能振荡仪、油液颗粒污染度检测仪，都是常用的油品检测仪器。北京得利特从材料采购、工艺、制造、装配等全过程进行严格监督，深入一线严把质量关。经常召开进度协调会，对各类问题事无巨细进行讨论决策。对重要的技术问题，开展技术攻关予以解决，始终确保了该批油品分析设备交货进度风险可识别和可管控。北京得利特售后专员来到客户公司，协助客户验收设备，并培训设备操作方法，方便客户日后可独立完成各项检测试验。经过三天的调试培训，客户基本上掌握了设备的使用，对测试数据的分析技巧学习的也非常透彻。临走前，我司技术人员对仪器使用的注意事项也做了细致的说明讲解。具体产品详细参数 绝缘油析气性测定仪适应标准：GB/T11142-89、NB/SH/T0810-2010、ASTM D2300。用于测定绝缘液在受到强度足以引起在液、气交界处放电的电场作用下，放出吸收气体的能力。适用于测定电缆油、电容器油和变压器油。A1210操作简便、精度高，广泛应用于石化、电力、铁路、科研等部门。仪器特点1、大屏幕液晶显示，中文提示菜单，触摸屏控制，方便试验操作。2、透明的恒温油浴槽，采用先进的PID控温整定，使系统温度更精确。3、高压系统采用干式高压变压器，环氧真空浇注工艺，可确保输出电压稳定可靠。4、自动计时，具有定时报警功能，方便提示试验人员。5、透明安全保护罩，保证试验人员安全。6、可根据试验要求选定标准。7、可提供仪器鉴定报告，使试验结果更具有可溯性。技术参数控温范围：0℃~100℃控温精度：±0.5℃试验电压：10KV 电压精度：±2%计时范围：1~120分钟计时精度：±1s气体流量：3L/h环境温度：5℃～40℃环境湿度：≤85%工作电源：AC220V±10%，50Hz功 率：≤1500W外形尺寸：400mm×450mm×950mm重　　量：38Kg