当前位置: 仪器信息网 > 行业主题 > >

橡胶裂纹扩展测试系统

仪器信息网橡胶裂纹扩展测试系统专题为您提供2024年最新橡胶裂纹扩展测试系统价格报价、厂家品牌的相关信息, 包括橡胶裂纹扩展测试系统参数、型号等,不管是国产,还是进口品牌的橡胶裂纹扩展测试系统您都可以在这里找到。 除此之外,仪器信息网还免费为您整合橡胶裂纹扩展测试系统相关的耗材配件、试剂标物,还有橡胶裂纹扩展测试系统相关的最新资讯、资料,以及橡胶裂纹扩展测试系统相关的解决方案。

橡胶裂纹扩展测试系统相关的资讯

  • 北京化工大学再次引进法国Metravib公司橡胶裂纹扩展测试设备
    2015年2月,国内著名橡胶研究机构——北京化工大学材料学院弹性体先进材料研究中心,成功引进和使用法国Metravib公司的橡胶裂纹扩展专业测试设备DMA+1000。 基于DMA+NG系列宽力值、宽频率动态热机械分析仪(DMA)的测试平台,由国际轮胎生产巨头米其林公司和国际最大DMA专业制造商 - 法国Metravib公司共同研发的专门用于橡胶裂纹扩展测试的全新功能。配置了裂纹扩展单元的DMA不仅可以实现对材料粘弹性能、疲劳性能的评估,还可以评估橡胶材料在不同温度、不同加载模式、不同气氛等条件下的裂纹扩展行为。 本次合作为北京化工大学和仪尊科技的再次合作,化工大学的第一台Metravib公司的DMA已使用将近十年,深得专家和学者们的重视和好评。本次装机仪尊公司安排了法国Metravib公司的专家进行现场培训和指导,详细讲解设备使用方法和研究领域。 今后,仪尊公司将继续携最先进最优秀的技术和测试设备,给予用户们最好的体验,期待与您的合作!
  • 微结构敏感的增材合金超高周疲劳裂纹萌生/扩展新理论
    增材制造金属作为新一代“高设计自由度”材料,虽具有传统铸轧工艺无法比拟的优势,但其长期服役疲劳性能仍有不足。航空发动机、燃气轮机和高铁等关键零件,在服役过程中承受107~1010及以上的循环载荷,材料微结构敏感性显著增强,实验寿命分散性大,传统基于疲劳极限(107)的疲劳强度与寿命设计理论不再适用。因此研究增材制造金属材料的超高周疲劳(VHCF)失效机理,建立量化内部缺陷和微结构的超高周疲劳裂纹萌生/扩展理论框架具有重要的科学意义和工程应用价值。增材制造金属超高周疲劳裂纹通常萌生于内部缺陷,裂纹萌生阶段通常占总寿命的95%以上。对于内部裂纹尚无合适的原位观测手段捕捉纳米级的裂纹长度变化,同时由于缺陷尺寸与晶粒在同一数量级,材料的各向同性假设不再适用。在理论层面,现有循环内聚区模型难以处理低于应力强度因子阈值的损伤演化,同时塑性变形和损伤是历史相关的内变量,现有数值模拟方法无法处理超高周次的循环载荷数。本研究旨在发展考虑材料微结构的超高周裂纹萌生/扩展机理的力学模型及超高周次循环载荷下的数值加速等效方法。本研究建立了耦合的晶体塑性/循环内聚区模型,引入单元通信机制,建立裂纹萌生演化准则,提出适用于超高周疲劳载荷的加速算法,对增材制造铝合金疲劳裂纹萌生和扩展过程进行预测,并通过实验验证了该方法的有效性。主要成果如下:(1)捕捉到了超高周疲劳早期的裂纹萌生/扩展过程。揭示了增材制造铝合金的VHCF裂纹萌生/扩展机理,建立了1:1还原实验的缺陷、晶粒织构和载荷条件的有限元模型。图1 (a)早期裂纹捕捉,(b)由内部缺陷诱发的次生裂纹,(c)早期裂纹形貌,对应载荷循环数3.63×108,(d)有限元模型及边界条件,(e)内聚区单元网络,(f)缺陷附近的内聚区单元(2)构建了超高周疲劳裂纹萌生及扩展的理论框架。首次将裂纹萌生过程中实体单元计算得到的晶体滑移内变量作为损伤参量引入内聚区模型,建立裂纹萌生和扩展准则,提出了基于向前欧拉法和频率等效的加速算法,实现超高周疲劳裂纹萌生和扩展的全过程模拟,很好地模拟了裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化。图2 裂纹萌生早期缺陷附近最大激活滑移系的演化(a) N=1×104, (b) N=5×105, (c) N=2.5×106, (d) N=4.5×106, (e) N=6.5×106, (f) N=8.5×106(3)验证了模型在超高周疲劳载荷下的有效性。计算结果表明由于裂纹表面的相互挤压,裂纹面附近产生大量高局部累积塑性区,有力地支撑了大数往复挤压模型(NCP)所预测的FGA细晶区形成机理。同时模型可以有效地计算裂纹闭合效应,预测的裂纹扩展速率与实验结果吻合很好。图3 模型验证:(a)KAM图, (b)计算结果, (c)裂纹扩展速率该研究成果近期以“A framework to simulate the crack initiation and propagation in very-high-cycle fatigue of an additively manufactured AlSi10Mg alloy”为题,发表在固体力学旗舰期刊Journal of the Mechanics and Physics of Solids 2023,175, 105293上(https://doi.org/10.1016/j.jmps.2023.105293),论文作者为中国科学院力学研究所孙经雨、钱桂安、洪友士等人。该项研究工作得到了国家自然科学基金(12002185,12272377,12072345,11932020)的资助。
  • 贝斯特商品化最新系统:碳纤维复合材料原位微裂纹动力学分析
    复合材料的微裂纹和断裂力学一直是困扰科研人员的难题, 对于类似金属材料的断裂力学研究已经有了丰硕的成果;但是复合材料的断裂力学机理和过程, 一直没有较好的测试技术和设备商品化, 贝斯特公司的研发人员通过多年的科研经验和创新的工作, 开发了碳纤维复合材料微裂纹动力学测试技术, 通过该技术可以在线原位扫描样品在外力作用下,内部裂纹的扩展机理和动力学;为科研人员提供一臂之力。 此系统主要由Nano系列动态试验机和原位扫面测试系统、多通道控制系统和专业软件组成。 涡流检测原理:通过感应磁场和微裂纹相关性测试碳纤维复合材料的裂纹动力学。 由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率不同,使涡流流通路径发生改变,导致涡流的大小、相位发生改变。如果被检测件存在缺陷(如表面裂纹),则会阻碍涡流流过,因涡流只能存在于导体材料中,故导致涡流流通路径的畸变,最终影响涡流磁场,使得涡流强度降低。 构造配置: 技术参数:* 400x400毫米扫描区域* 探针直径1 & 3 mm* 速度Up to 100 mm/s, 同步数据采集up to 5 kHz* 样品厚度 t 8 mm* 3-轴位置控制 X, Y旋转编码器; Z 激光位置反馈* 作为独立的完全集成 “工作站”测试系统控制器。独立的扫描应用* 单通道输出信号,整流直流(0-10V)* X, Y &与负载、行程、应变等信号的记录* 轴向和横向的合规性应用:
  • 利用维氏硬度压痕裂纹表征材料的断裂韧度
    可以利用维氏硬度压痕裂纹计算材料的断裂韧度,尤其适合表征硬脆材料的断裂性能。学者提出了很多半经验半定量的关系式。裂纹主要有巴氏(Palmqvist或径向)和中位(Median)裂纹两种形式,有些公式适用于特定的裂纹形式,有些公式对两种(Both)裂纹形式都适用。微米硬度实验设备简单,测试方便,分析直接,不仅在工程实践中有广泛应用,也是评估材料断裂韧度的有效工具。断裂韧度作为衡量材料抵抗裂纹扩展能力的力学性能指标通常用临界应力强度因子KⅠC表示,单位为MPam0.5。字母K为应力场强度因子,反映的是裂纹尖端区域应力场强弱;字母C指的是裂纹扩展的临界情况;下标罗马数字Ⅰ是指裂纹扩展形式为张开型,脆性材料的裂纹扩展类型为Ⅰ型。测量材料KⅠC的方法主要有:山形切口梁法(C. N. B)、单边预裂梁法(S. E. P. B)、表面弯曲裂纹法(S. C. F)、单边切口梁法(S. E. N. B)、单边V形切口梁法(S. E. V. N. B)、短V形切口杆法(S. R)、双扭法(D. T)、双悬臂梁法(D. C. B)、微米划痕法、纳米压痕法和维氏压痕法等。S. R、D. C. B和S. E. P. B法的测试试样难生产、成本高,难以广泛使用;S. E. N. B、S. E. V. N. B和C. N. B法加工试样缺口较困难;D. T法试件的几何尺寸会对测量值产生影响;S. C. F法必须要去除足够深度的表面层来消除残余应力场,才能保证KⅠC不被高估;微米划痕法需要考虑压头的磨损以确保测试结果的准确性;而压痕法具有制备试样简单、测试效率高、以及综合成本低等优点,已被广泛应用于表征陶瓷材料、硬质合金和玻璃材料的断裂韧度。虽然基于Griffith-Irwin平衡断裂力学的压痕法可以反映材料断裂的特征,有效表征材料的断裂韧度,但是使用压痕法确定KⅠC仍然存在不足,依然有争论,比如:诸多半经验半定量的公式在实际应用中受到裂纹模式(径向,中位,横向等)多样复杂的影响,计算的KⅠC结果不可靠;不适用于低泊松比的材料。如何根据不同的材料、不同的压头选择适合的公式和载荷,是当前利用压痕裂纹法表征材料断裂韧度亟需解决的问题。各种依据维氏硬度压痕裂纹长度计算断裂韧度的表达式列于表1,对于不同的裂纹模式有不同的表达式。裂纹主要有两种类型,见图1:一种是基于半椭圆型的中位裂纹(Median crack);另一种是基于半月状的巴氏裂纹(Palmqvist crack)或径向裂纹(Radial crack)。可以基于曲线拟合的方法得到同时适用于两种(Both)裂纹模式的表达式。典型硬脆材料的压痕裂纹见图2,需要测量压痕的接触半径a和裂纹长度c,可以计算得到l=c-a。维氏硬度HV可以由载荷F除以残余压痕面积AV得到:式中,AV考虑了压痕的倾斜表面(sin68°可以由压头形状获得),而不是压痕的投影面积;d (= 2a) 是压痕两个对角线长度的平均值;当F和d的单位分别是mN和μm时,维氏硬度的单位是GPa。值得注意的是工程上使用的维氏硬度没有单位,而且相关标准里面也没有单位,这不利于各种测试方法的比较,无法有效服务于科学研究。可见,即使维氏硬度如此基础、简单、成熟,仍然有待进一步发展。由于仪器化压入的兴起,压入硬度HIT是根据投影面积定义,并且努氏硬度HK也是根据投影面积计算,传统的维氏硬度HV可以通过投影面积转换成梅氏硬度(Meyer hardness)HMV(=2F/d2), 便于各种硬度之间的比较。表1中的维氏硬度HV也可以转换成HMV。表 1 利用维氏硬度HV计算材料的断裂韧度Kc[1]注: ϕ = 3, β2 = 0.059[15], Φ = -1.59-0.34ξ-2.02ξ2+11.23ξ3-24.97ξ4+16.32ξ5, ξ = lg(c/a). E是材料的弹性模量. Hv可以在每个载荷下多次测量取平均值,作为某一载荷下的Hv.图 1 维氏硬度压痕裂纹模式示意图图 2 典型硬脆材料的维氏硬度压痕裂纹[1, 15, 16]作者简介刘明,福州大学机械工程及自动化学院教授,全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组(SAC/TC183/SC4/WG1)委员,ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市,哈尔滨工业大学材料科学与工程学院本科、硕士,2012年12月获肯塔基大学(美国)材料科学与工程专业博士学位,法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后,华盛顿州立大学(美国)博士后。2015年4月入职福州大学机械工程及自动化学院机械设计系力学教研室,获评福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才,主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱:mingliu@fzu.edu.cn QQ:290716672 微信:hasanzhong参考文献[1] M. Liu, D. Hou, Y. Wang, G. Lakshminarayana, Micromechanical properties of Dy3+ ion-doped (Lu Y1-x)3Al5O12 (x = 0, 1/3, 1/2) single crystals by indentation and scratch tests, Ceramics International, 49 (2023) 4482-4504.[2] K. Niihara, A fracture mechanics analysis of indentation-induced Palmqvist crack in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 2 (1983) 221-223.[3] Z. Laiqi, H. Yongan, H. Lei, L. Jun-pin, Determination of empirical equation of fracture toughness for Mo5SiB2 alloy by indentation method, Trans. Mater. Heat Treat., 38 (2017) 178-183.[4] M. Laugier, New formula for indentation toughness in ceramics, J. Mater. Sci. Lett., 6 (1987) 355-356.[5] D. Shetty, I. Wright, P. Mincer, A. Clauer, Indentation fracture of WC-Co cermets, J. Mater. Sci., 20 (1985) 1873-1882.[6] B.R. Lawn, M. Swain, Microfracture beneath point indentations in brittle solids, J. Mater. Sci., 10 (1975) 113-122.[7] K. Tanaka, Elastic/plastic indentation hardness and indentation fracture toughness: the inclusion core model, J. Mater. Sci., 22 (1987) 1501-1508.[8] B.R. Lawn, E.R. Fuller, Equilibrium penny-like cracks in indentation fracture, J. Mater. Sci., 10 (1975) 2016-2024.[9] A.G. EVans, E.A. Charles, Fracture toughness determinations by indentation, J. Am. Ceram. Soc., 59 (1976) 371-372.[10] K. Niihara, R. Morena, D. Hasselman, Evaluation of KIc of brittle solids by the indentation method with low crack-to-indent ratios, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 13-16.[11] G. Anstis, P. Chantikul, B.R. Lawn, D. Marshall, A critical evaluation of indentation techniques for measuring fracture toughness: I, direct crack measurements, J. Am. Ceram. Soc., 64 (1981) 533-538.[12] C. Terzioglu, Investigation of some physical properties of Gd added Bi-2223 superconductors, J. Alloys Compd., 509 (2011) 87-93.[13] J. Lankford, Indentation microfracture in the Palmqvist crack regime: implications for fracture toughness evaluation by the indentation method, J. Mater. Sci. Lett., 1 (1982) 493-495.[14] J.E. Blendell, The origins of internal stresses in polycrystalline Al2O3 and their effects on mechanical properties, Massachusetts Institute of Technology, 1979, pp. 1-47.[15] M. Liu, Z. Xu, R. Fu, Micromechanical and microstructure characterization of BaO-Sm2O3–5TiO2 ceramic with addition of Al2O3, Ceramics International, 48 (2022) 992-1005.[16] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.
  • 【应用案例】橡胶耐疲劳性能影响因素
    就橡胶材料而言,疲劳寿命是指橡胶材料在重复变形的过程中,当其承受的局部变形应力超过橡胶的延伸率或应力极限时,疲劳过程开始,以至于达到破坏。这种疲劳破坏的开始点是由于橡胶表面或内部的不均匀性所造成的。橡胶材料破坏的主要原因MAIN REASON 橡胶材料的破坏主要是由于其内部的缺陷或微裂纹引发的裂纹不断传播和扩展而导致的。按照分子运动论的观点,橡胶材料的动态疲劳破坏归因于材料本身分子链上化学键的断裂,即试样在受到周期应力一应变作用过程中,应力不断地集中于化学键能比较弱的部位而产生微裂纹,继而发展成为裂纹并随着时间的推移而逐步扩展开来。裂纹发展是一个随着时间而发展,涉及到橡胶材料的分子链连续断裂的粘弹性非平衡动态变化过程。这一微观发展过程在宏观上的表现是,橡胶材料在动态应力一应变的疲劳过程中,裂纹穿过试样不断扩展,直到断裂以及产生与之所伴随的热效应。MMARIZE橡胶材料疲劳概述SUMMARIZE 橡胶制品通常是在周期性应力状态下使用的,橡胶材料的疲劳断裂性能往往决定这些制品的疲劳寿命。为了保证橡胶制品使用时的安全性和可靠性,研究橡胶材料的动态疲劳特性具有重要的意义。 橡胶材料的疲劳寿命研究方法包括疲劳裂纹萌生方法和疲劳裂纹扩展方法两类,工程上多采用基于橡胶材料S—N曲线的疲劳裂纹萌生方法进行寿命预估;以应变能密度为疲劳损伤参量的裂纹萌生法被证明在多轴条件下具有更好的适用性。ASE SHOW橡胶材料试验案例展示CASE SHOW 凯尔测控是一家专业从事开发、生产、销售各类力学试验系统的国家高新技术企业,自2008年成立以来一直致力于发展新的测试方法,已申请与授权专利20项,软件著作权37项。先后与清华大学、北京大学、中科院金属所、中国工程物理研究院等国内高校、科研院所及军工单位建立密切合作,持续在航空、航天、核电等关键领域进行技术研发与投入。公司拥有各类力学性能试验机四个系列四十余个品种,主导产品电磁式疲劳试验系统、原位力学试验系统、原位双轴力学试验系统、拉扭多轴疲劳试验机等先进测试系统,是国内疲劳试验测试系统的高新企业。
  • 国内首套电磁超声裂纹检测器完成测试
    12月3日,管道局检测公司研制的国内首套电磁超声裂纹检测器完成整机牵拉试验。   据悉,电磁超声裂纹检测器目前国际上只有三套样机,而管道局检测公司研制的48英寸口径的电磁超声裂纹设备在国际上尚属首套。   天然气管道在运行中,由于应力作用,管体会产生裂纹。随着裂纹的加大,将直接导致管线沿纵向撕裂状爆炸,撕裂长度可达数十公里,危害巨大。管道局检测公司作为国内唯一从事管道漏磁检测的甲类综合检验机构,经过4年潜心研究,历经成千上万次的实验室测试和试验,终于攻克被誉为管道检测史上&ldquo 哥德巴赫猜想&rdquo 的电磁超声裂纹检测技术。
  • 锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效
    锂电池钴酸锂正极材料中的孪晶界引发的裂纹失效圆派科学内容简介钴酸锂是目前应用最为广泛锂离子电池正极材料之一,尤其是在便携设备和移动电子设备中的锂离子电池中,这得益于其优越的体积能量密度和稳定的循环性能。然而,其实际所用的能量密度仅占其理论能量密度的一半,仍然有很大的发展提升空间。提高能量密度最常用的办法是提升充电电压,利用更多的锂源,但这样做会迅速加快钴酸锂正极材料的失效,造成电池性能快速衰退,以及安全性问题。这其中的衰退机制繁多而且复杂,裂纹就是其中之一。本报告中,将介绍我们利用电子显微镜相关的分析技术,研究裂纹在钴酸锂正极材料中晶界处的形核和扩展机制,并探讨循环条件不同时,裂纹产生机制的相同和不同之处。为深入理解裂纹,这一普遍存在于层状正极材料中的失效机制,提供从原子尺度的理解认知,这一工作将有助于寻找合适的途径来抑制裂纹的产生。 2010年博士毕业于中科院金属研究所,2010-2013在日本NIMS从事博士后研究,2013-2017在美国太平洋西北国家实验室(PNNL)从事锂电池相关的透射电子显微学研究。于2017年10月加入北京工业大学固体微结构与性能研究所。研究领域是利用透射电子显微学研究锂(钠)离子电池材料的失效机理,基本结构和离子的传输机理。在相关领域发表SCI论文70余篇,包括9篇ESI高被引论文,论文总引用4000余次。以第一/通讯作者发表Nat. Mater., Nat. Energy, Nat. Nanotechnol., Nat. Commun.等在内学术论文20余篇。 直播内容概要 钴酸锂是成熟的第一代锂离子电池正极材料,是Goodenough于八十年代在剑桥大学发现,也正因此他获得了2019年诺贝尔化学奖。由于钴酸锂很好的电化学储能性能表现,主要是其体积能量密度,目前在小型储能移动设备被广泛应用,尤其是IT设备上,几乎是统治性的。研究钴酸锂,主要是提高其利用率,目前利用率还不到60%,研究目的是提高其理论容量到80-90%。钴酸锂的性能衰退机制有多种,主要是由于价态变化,成分改变和晶格畸变而引起的。本课题组主要从电子显微学来研究其失效机制。主要分两大类:体材料失效机制和界面失效机制。重点要提一下徕卡的三离子束切割设备,用这个设备,我们做到了很多用别的设备完成不了的工作,主要是EBSD看孪晶。我们发现用徕卡的氩离子束,加工面积特别大;通过与其它设备做对比,与FIB对比,通过EBSD观察,我们发现氩离子束对样品的损伤层确实比较好。如何实现对LiCoO2颗粒大面积、大数量的统计性观察?以确定孪晶界是否为普遍存在的缺陷结构我们想到了EBSD的方法,但EBSD需要样品非常平整,我们遇到了一个制样的难题,就是如何获得一个大量颗粒的平整样品?我们首先想到了FIB。但是FIB制样,最大的束流也只能切一个几十微米的区域。用FIB大束流高电压,有经验的人都知道FIB会产生很大的电荷累积效应。不能满足我们的要求,其一是它不能满足我们对数量的要求,其二它表面平整度不够,或表面损伤度太大,我们用EBSD分析,看不出来晶格取向。我们也用机械抛光的办法,做了半年时间,都没有成功。然后我们想到了氩离子束切割技术,偶然引进了徕卡,确实切出了不错的样品,切了五六个样品,目标达成。通过统计发现,在钴酸锂里面孪晶占比至少达到40%,孪晶含量或出现频率是非常高的。对高电压循环性能,孪晶会产生很大影响,这给钴酸锂材料学界产生了一个新的信息,因为之前大家认为钴酸锂是单晶,或没有意识到它是孪晶。如果不做成单晶,由于孪晶界的存在,它很容易造成高电压性能的衰退,这是我们对钴酸锂认识的提升。
  • 仪器表征,科学家开发了基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器!
    【科学背景】应变传感器是一种关键技术,用于在多种应用中实现高灵敏度的机械感知,如人形机器人的指尖控制和皮肤贴合健康监测设备。然而,现有的应变传感器普遍依赖于裂纹生成机制,这限制了它们在灵敏度、应变范围、稳定性和时间空间分辨率上的综合性能。传统裂纹导电材料在小传感面积与高性能之间存在固有的权衡,其裂纹易于扩展并难以控制,导致传感器在应对大应变和长期稳定性方面的表现有限。为解决这些挑战,天津科技大学生物基纤维材料国家重点实验室刘阳教授、国家重点实验室主任程博闻教授、南开大学Jiajie Liang课题组联合提出了一种分子级裂纹调制策略,采用逐层组装技术在MXene和银纳米线复合薄膜中引入了强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这种创新策略不仅在传感器中实现了极小的感测面积(仅0.25 mm² ),同时提供了超宽的工作应变范围(0.001-37%)、极高的灵敏度(在0.001%时的增益因子超过500,在35%时超过150,000)、快速的响应时间、低滞后和优异的长期稳定性。此外,基于这种高性能传感元件,研究团队成功实现了每平方厘米100个传感器的可拉伸传感器阵列,展示了高时间空间分辨率的实际应用,如多通道脉冲信号监测系统。【科学亮点】(1)本研究首次采用分子级裂纹调制策略,在MXene和银纳米线复合导电薄膜中引入强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这一策略通过逐层组装技术,实现了裂纹生成和传播的精确控制。(2)实验结果表明,所制备的基于裂纹的可拉伸应变传感器(S-M/A)具有多重优异的性能特征:传感面积极小(仅0.25 mm² ),但具备超宽的工作应变范围(0.001-37%),高灵敏度(在0.001%应变下的增益因子超过500,35%应变时超过150,000),快速的响应时间(约5毫秒),低滞后和长期稳定性。此外,通过S-Ag配位键的动态调控,传感薄膜能有效地能量耗散,防止裂纹间隙的扩展,从而保持了纳米级别的裂纹结构和传感性能的稳定性。(3)这一研究突破了传统裂纹调制策略的限制,克服了传感面积和性能之间的固有权衡,为高密度、高分辨率的可拉伸应变传感器阵列的实现提供了新的思路和方法。通过高效的组装工艺,作者实现了每平方厘米100个传感器的集成,展示了该传感器阵列在多通道脉冲感测系统中的实际应用,具备优异的时间空间分辨率和监测精度。【科学图文】图1:引入S-Ag配位键到S-M/A感测薄膜中。图2:S-MXene和S-M/A薄膜的表征。图3:S-M/A传感器的应变感测性能。图4:应变感测性能比较。图5:S-M/A感测薄膜的裂纹调制行为。图6:S-M/A传感器阵列在脉冲信号测量中的应用。【科学结论】本文开发了一种基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器,通过引入强、动态和可逆的S-Ag配位键,有效地解决了传统裂纹型传感器中传感面积与性能之间的权衡问题。此技术不仅在传感面积极小的情况下实现了超高灵敏度和广泛的应变范围,还通过动态调控裂纹形态和能量耗散机制,提高了传感器的稳定性和可靠性。通过分子级的设计和制备过程,将有机和无机材料有效地结合在一起,为高性能应变传感器的设计提供了新的思路和方法。此外,本文展示了简便且可扩展的制造工艺,为实现高密度、高分辨率的传感器阵列奠定了基础。这种基于分子级裂纹调制的策略不仅有助于推动应变传感器技术的进步,还为未来在可穿戴设备、健康监测和智能机器人等领域中需求高精度、高稳定性传感器的开发提供了新的理论和实践基础。原文详情:Liu, Y., Xu, Z., Ji, X. et al. Ag–thiolate interactions to enable an ultrasensitive and stretchable MXene strain sensor with high temporospatial resolution. Nat Commun 15, 5354 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49787-9
  • 焊缝中出现裂纹,原来还可以是这个原因!
    一个生产部件和组件的制造商向一个供应商订购了一批SS304不锈钢管材。制造商要对1800件管材进行切割和机械加工,然后再通过焊接方式将这些管材制造成更大的子装配件。不久,管理人员在无损检测(NDT)过程中发现了焊缝中有裂纹。接下来,立即叫停所有的生产过程,以对生产质量进行控制,直到查出问题的原因。调查的内容包括根据他们的标准操作程序(SOP)核查焊接保护气体、焊丝和焊接机的设置情况。但是,接着对焊缝的检测仍然表明存在着裂纹。质量控制经理建议对原始管材的材料证书进行核查。不出所有人所料,证书上清楚地表明这些管材就是他们所订购的SS304不锈钢管材。他们还在系统内部进行了其它方面的核查,但是一直没有找到问题的原因。 质量控制经理一筹莫展。还有什么情况他们没有核查?结果发现,他们实际上一直没有核实所接收的管材是否是SS304不锈钢管材。如果在接收这批管材时使用手持式X射线荧光(XRF)技术对货物进行核查,他们就会发现所收到的货物实际上是SS303不锈钢,这个牌号的不锈钢与SS304不锈钢的不同之处是多了硫元素,因而更容易进行机械加工处理,但是在焊接过程中却非常容易出现高温裂纹。如果在收到管材时对管材进行核查,以确保管材与材料证书所述的情况相符,则可以避免出现这种问题。而现在,制造商不仅被迫花费了很多宝贵的时间寻找问题的原因,而且还留下了一些已经开始制造,但是却无法使用的产品。不过,最终制造商还是很幸运,因为他们在出货之前发现了这个问题。如果他们所制造的部件在使用中出现了故障,则问题可能会变得更为严重。 如果这个制造商采用了整体验证计划对来料进行核查,则几乎可以消除加工错误材料的风险。那么,我们为什么会在制造过程中发现使用了错误的材料呢?这是因为每次材料运输时,无论是在工厂、库存商的仓库或服务中心,还是在制造商的仓库,或者在任何制造过程中,都会出现混料的风险。不正确的材料证书、不正确的标记,以及较差的追溯性都会导致材料出现混淆。 要想改变这种不良状况,在每个阶段对材料进行验证至关重要。手持式XRF分析仪就是一种广受欢迎的验证工具。我们的Vanta分析仪有助于制造商在制造过程的每个阶段,验证将要使用的材料是否是希望使用的材料。Vanta分析仪具有检测迅速、坚固耐用的特性,不仅可以在几秒钟之内提供准确的合金识别信息,而且可以在工业环境中持续正常地工作。借助选配的无线连通功能,用户还可以将分析仪连接到奥林巴斯科学云系统,从而可以轻松地将分析仪集成到任何智能制造设施中。奥林巴斯手持式X射线荧光分析仪可对包括镁和铀在内的很多元素进行快速无损分析,可检测出的含量从百万分率到100%。分析仪在检测速度、检出限及可检元素的范围方面具有优质性能。这款分析仪的外壳符合工业设计标准,极为坚固耐用,可以在恶劣的环境中正常工作。新型Vanta系列仪器性能改进:坚固耐用,高效多产仪器配备SD存储卡可使用WI-FI,蓝牙(Bluetooth)适配器进行数据传输可使用USB闪存盘进行方便快速的数据传输Axon技术提高分析结果的精准性IP 55/54—防尘防水坠落测试(MIL-STD-810G)探测器快门闸保护及聚酰亚胺网眼保护
  • 贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会
    贝斯特成功召开了2016 年先进的碳复合材料测试——使用在线损伤监测解释裂纹动力学技术交流会。本次交流会在北京唯实酒店举行,旨在为复合材料科研工作者搭建的专业性技术交流平台。本次交流会将由贝斯特(中国)技术公司组办,为用户解读了国际碳复合材料微裂纹动力学检测技术最新技术。本次交流会关注现在最新的力学试验技术的发展,此技术解决了目前力学试验机无法在线测试微裂纹动力学的困境;会议由复合材料科学家R. Sunder博士主讲, 和各位同行交流了复合材料力学测试面临的挑战和解决方法。 R. Sunder博士履历1. 1978-1993,在国家航空航天实验室研究航空疲劳和机体残余强度(1978-1993);2. 1986-1988,镍基高温合金的性能,空军材料实验室,莱特帕特森空军基地,俄亥俄;3. 1992年创立了班加罗尔集成系统解决方案公司(BISS),领先的技术研发和制造商,为全球客户最先进的测试系统。2012年美国ITW集团收购了BISS公司,ITW为纽约证券交易所上市公司,全球财富200强企业。4. 1996至今,研究疲劳的阈值和变幅疲劳。5. ASTM(1985)和ASTM委员会E-8(疲劳与断裂)和D30(复合材料)的成员。超过50多篇同行评审的ASTM特殊技术出版物、国际疲劳杂志、工程材料和结构的疲劳与断裂的单一作者的论文。 参加技术交流的科研人员来自于:空中客车(天津)总装有限公司,北京科技大学,北京航天材料研究院,中国民航科学技术研究院, 中科院化学所、中科院理化技术研究所,北京航空航天大学,以及其它合作公司等。
  • 汇凯HKAE1.0型裂纹检测系统达到国际先进水平
    AE(声发射)技术是一种新型的无损检验技术,此种方法是采集和分析一般金属物体产生裂纹时发出的声波信号来判断裂痕的存在及趋势。金属裂纹检测系统能够在校直过程中实时检测工件内部裂纹产生情况,对产生裂纹的工件通过校直系统进行筛选。 产品特点: 相对于常规的无损检测方法,声发射法具有以下的优点: &bull 动态检测,可更客观地评价运行中设备的安全性和可靠性 &bull 声发射灵敏度高,检查覆盖面积大,可以远距离监测 &bull 检测可在设备运行状态中进行 为提高设备的可靠性、安全性和生产效率,本装置采用声发射技术,通过检测伴随材料变形、断裂应力改变而放出的AE波,对其相关参数进行分析评价,进而判断工件是否合格。与自动校直机产品完美结合,实现一机多用,完美替代传统探伤手段
  • 德国开发出检测玻璃幕墙裂纹的传感器
    据德国弗劳恩霍夫研究所网站报道,该所科学家研发的一个特殊传感器系统可以检测到玻璃幕墙上微小的裂纹,并对即将发生的玻璃破碎的危险发出警告。相关技术将在5月18日至20日举行的纽伦堡国际传感器、测试测量技术展上进行展示。   玻璃幕墙体现了现代建筑学与美学结构设计的最佳结合。不过,玻璃幕墙上的玻璃破碎坠落危及行人的情况也时有发生,而迄今为止,相关安全检查一般仅依靠敲打玻璃的声音来判断。这样的检测只能确认已经形成整条裂痕的玻璃,而不能警告即将发生的危险。   现在,位于维尔茨堡的德国弗劳恩霍夫硅酸盐研究所(ISC)与行业合作伙伴共同开发了一个传感器,它可识别5毫米长的微裂纹,并在玻璃实际破裂之前就及时发出维修提示。负责该研究的伯恩哈德布伦纳博士介绍说,他们在一块玻璃上按照一米的间距安装多个压电传感器执行器模块(piezoelektrische Sensor-Aktor-Module),一个传感器执行器模块产生超声波,其他传感器接收这种注册过的超声波。如果超声波信号保持不变,说明玻璃是完好的 如果信号发生变化,就表明玻璃产生了裂痕。通常,这些裂纹从玻璃的边缘产生,最初是不可见。随着时间的推移,例如在环境温度变化的影响下,它才会逐渐扩大。   该传感器通过电缆连接到建筑物的控制系统,所有传入的数据都会被自动分析,当玻璃出现微小裂缝时就会触发警报。研究者还成功将传感器安装到层压玻璃面板间。由于这些传感器在层压玻璃的生产过程中就已经被整合到两块玻璃板之间,因此,它们能在玻璃安装前就检测到玻璃在运输过程中出现的缺陷。   这一新的安全系统不仅可以提前预测玻璃碎裂,还能提供舒适的功能:该传感器执行器模块同温度和光传感器相连,可以根据光照情况选择开关百叶窗,从而控制室内环境。
  • 橡胶硫化特性的测试 (包括门尼焦烧和硫化曲线)
    硫化是橡胶制品制造工艺中最重要的工艺过程之一。 就是使橡胶大分子链由线性变为网状的交联过程,从而获得良好物理机械性能和化学性能。 橡胶的硫化性能是反映橡胶在硫化过程中各种表现或者现象的指标,对进行科研、指导生产具有很大的实用价值,硫化性能主要包括焦烧性能、正硫化时间、硫化历程等,测定橡胶的硫化性能方法很多。其中以硫化仪和气泡点分析仪最佳。 ⑴ 门尼粘度计法 门尼粘度计法不但能测定生胶门尼粘度或混炼胶门尼粘度,表征胶料流变特性,而且能测定胶料的触变效应,弹性恢复、焦烧特性及硫化指数等性能,因此它是最早用于测定胶料硫化曲线的工具。虽然门尼粘度计不能直接读出正硫化时间,但可以用它来推算出硫化时间。 ⑵ 硫化仪法 硫化仪是近年出现的专用于测试橡胶硫化特性的试验仪器, 类型有多种。按作用原理有二大类。第一类在胶料硫化中施加一定振幅的力,测定相应变形量如流变仪;第二类是目前通用的一类。这一类流变仪在胶料硫化中施加一定振幅变形,测定相应剪切应力,如振动圆盘式流变仪。 3.1 橡胶门尼焦烧试验 胶料的焦烧是胶料在加工过程中出现的早期硫化现象,每个胶料配方都有它的焦烧时间(包括操作焦烧时间和剩余焦烧时间)。在生产中应控制此段时间的长短。如果太短,则在操作过程中易发生焦烧现象或者硫化时胶料不能充分流动,而使花纹不清而影响制品质量甚至出现废品,如果焦烧时间太长,导致硫化周期增长,从而降低生产效率。当前测定焦烧时间广泛使用的方法是门尼焦烧粘度计(测定的焦烧时间称为门尼焦烧时间),此外也可以用硫化仪测其胶料初期时间(t10)。 3.1.1 门尼焦烧的试验原理 用门尼粘度计测定胶料焦烧是在特定的条件下, 根据未硫化胶料门尼粘度的变化,测定橡胶开始出现硫化现象的时间。 3.2 橡胶硫化特性测定 为了测定橡胶硫化程度及橡胶硫化过程过去采用方法有化学法(结合硫法、溶胀法),物理机械性能法(定伸应力法、拉伸强度法、永久变形法等),这些方法存在的主要缺点是不能连续测定硫化过程的全貌。硫化仪的出现解决了这个问题,并把测定硫化程度的方法向前推进了一步。 硫化仪是上世纪六十年代发展起来的一种较好的橡胶测试仪器。广泛的应用于测定胶料的硫化特性。硫化仪能连续、直观地描绘出整个硫化过程的曲线,从而获得胶料硫化过程中的某些主要参数。 上岛 硫化试验仪(无转子) 型号:VR-3110 在规定的温度下,混合橡胶放在上下平板膜腔之间并施以正弦波扭矩振动时,随着橡胶的硫化测定其扭矩的变化。可根据最大扭矩、最小扭矩、焦烧时间、硫化时间、粘弹性等其它因素的变化求出硫化特性的试验机。 上岛 气泡点分析仪型号:VR-9110 气泡点分析仪是能在需要的最小限度抑制橡胶的硫化时间的测试机,而对车胎、皮带、防振橡胶等产品的硫化工程控制有效。对生产性提高、能源消减、摩耗特性或者耐久性等产品特性的提高有益。 橡胶硫化不够时看到的内部气泡在硫化工程中控制 ,知道每种材料的最佳硫化时间。
  • 应用分享 | 波纹管开裂失效分析
    波纹管是一种带横向波纹的圆柱形薄壁弹性壳体,其生产历史已有一百多年。直到第二次世界大战时期才用作仪器、仪表的弹性敏感元件和各类管道的联结元件,现已广泛用于矿山、石油、化工、冶金、电力、热力、航海、航天等工程设备中,起密封、吸振、降噪、储能、热补偿和介质隔离作用。 波纹管有多种形式就波的形状而言,以U型波纹管应用广泛,其次还有C型、Ω型、矩形和S型等 就层数而言,则分为单层和多层波纹管。 本例针对某机型机头与容器间壁厚为0.2mm,运行2000多小时发生泄漏的单层U型波纹管,使用金相显微镜,扫描电子显微镜等专业设备对波纹管失效部位做全面分析。 拿到波纹管泄漏样品(图 1),对于搞机械的来讲,很容易想到用气压测试确定波纹管泄漏大致位置。事实也是如此,采用此种方法可以很方便的确认泄漏位置大致位于接头焊缝附近。紧接着去除波纹管接头部保护环及编织网,裸眼观测,对于大一些的裂纹可以直接看到,但是对于微小裂纹或者说想要知道裂纹萌生——发展——失稳的整个过程,就必须要借助于体式显微镜。体视显微镜放大倍数50倍,以其较经典显微镜更为出色的大景深,广泛应用于各种断口的宏观观察和拍照。 图 1 波纹管宏观形貌 图 2为是焊缝附近裂纹。其拍摄照片可以直观的反映出裂纹位置以及近裂纹表面焊接过程中产生的高温氧化色。仅仅观测到裂纹,确定裂纹位置对于查找其产生的根本原因还是远远不够的。想要了解的是整个波纹管寿命周期,从生产到使用究竟是哪个环节的问题导致了其异常开裂,进而引起泄漏。这就需要搜集各个环节的信息,越详细越好,例如:生产制造工艺、材料技术标准、设计技术条件、安装过程、使用过程… … 。通常想要真正了解原因,这些条件都是必要的。 图 2 焊缝部位裂纹局部宏观形貌 接下来要使用的更为精密设备和复杂的制样来观察分析。众所周知,机械行业大多传动部件其加工过程中都要热处理,其目的就是通过改变材料组织进而优化材料机械性能。对于生产检验,一般测试机械性能就可以了,但是对于失效分析,想要查清问题背后的原因,仅测性能是不够的,需要观察组织去了解影响性能背后的原因。观察组织就要用到材料领域的——金相显微镜。这里使用的是金相显微镜,其可在50-1000倍观察样品。图 3、图4和图 5是使用显微镜拍摄的照片。其中开裂确切位置清晰可见——焊接热影响区,同时可见波纹管管壁痕迹,表明母材与焊料熔合不是很好,管壁裂纹起始位置可见细小的晶间裂纹。 图 3 焊缝部位裂纹周围组织局部形貌 图 4 断裂起始位置表面晶间裂纹局部形貌 图 5 表面晶间裂纹周围组织局部形貌 失效分析当中的重头戏——断口分析,其要使用的设备也是失效分析中重量级的设备——扫描电子显微镜,简称SEM。SEM以其出色的放大倍数和观察景深而闻名。随机配备的能谱仪,更使其如虎添翼,使得其在失效分析领域大放异彩。图6 、图7 为使用SEM拍摄到的波纹管断裂面的照片,其清晰告知断裂模式为晶间腐蚀—疲劳断裂。 图 6 断口开裂源部位表面晶间裂纹局部形貌 图 7 断口裂纹扩展区疲劳纹局部形貌 304不锈钢的敏化温度区间大致为425-815℃[1]。在焊接接头的焊接过程中,热影响区热循环峰值温度在600-1000℃。在随后的冷却过程中,如果在304敏化温度区域停留时间过长将会导致材料晶间腐蚀敏感性增加。焊接时可以通过提高焊接速度的方法来增大电流,维持较低的热输入,从而降低晶间腐蚀的倾向,也可以对焊接后的不锈钢进行固溶处理和稳定化处理来降低焊接件晶间腐蚀敏感性[1,2]。 综上,结合各种背景信息以及各种测试分析手段的相互佐证,可以得出造成连接机头和容器波纹管泄漏的原因为波纹管接头焊接工艺不当,使得304表面使用过程中产生晶间腐蚀,进而萌生晶间裂纹在周期性载荷作用下造成波纹管早期疲劳开裂。 参考文献[1]. 张晶莹. 304奥氏体不锈钢的晶间腐蚀与防护.装备制造技术,2012,2:154-155.[2]. 赵强,肖维宝 等.304不锈钢法兰焊接裂纹分析与返修.焊接,2017,2:54-56. 作者阿特拉斯科普柯(无锡)压缩机有限公司 程晓波
  • 安捷伦收购Signametrics 扩展测试产品阵容
    安捷伦科技(Agilent Technologies Inc.)日前宣布收购Signametrics公司的部份资产,并进一步扩展安捷伦于 PXI 、 VXI 、 PCI 和 USB 界面数位万用电表(DMM)系列与模块化切换产品阵容。   Signametrics公司是一家专门生产 PXI 、 VXI 、 PCI 和 USB 界面数位万用电表以及模块式切换产品的制造商。该公司的硬件模块可搭配面板软件和程序库使用 这些测试与量测产品一般用于生产制造和汽车测试系统。   透过此次收购行动,安捷伦科技扩展了现有数位万用电表和资料搜集/切换解决方案阵容,使安捷伦公司在手持式、桌上型和测试机架型数位万用电表等产品的最佳速度与准确度更进一步提升。这些所收购的产品包括针对高达50GHz的电气、实体、机械、声音和讯号绕递应用所适用的 LX I、 PXI 、 VXI 和 USB 解决方案。
  • 祝贺长春机械院慢拉伸预裂纹(恒载荷)应力腐蚀试验机组在中船重工725所得到成功应用
    截止2013年12月17日,长春机械院慢拉伸应力腐蚀试验机组在中船重工725所得到了成功应用,725所成功获得第一批舰船材料应力腐蚀试验对比数据,该数据复合科研预期。慢拉伸预裂纹(恒载荷)应力腐蚀试验机主要用在检测、研究金属材料在极慢的拉应力和腐蚀介质环境双重作用下的力学性能。还可以用于模拟受恒拉伸力零件在腐蚀环境中的抗腐蚀情况,进行恒载荷预裂纹应力腐蚀试验,检测、研究金属材料在恒拉伸应力和腐蚀介质环境双重作用下的破坏性能。该试验机主机加载机架采用TPHS式双立柱框架组合结构,传动平稳、反应灵敏,速度范围极宽,既能实现以极慢的拉伸速度对试样加载,又具有较快的速度,便于调整试验空间装夹试样。整机采用高精度电子测量,机电伺服加载、数字控制器及计算机控制,具有技术先进、精度高、性能可靠,长时稳定等特点。该试验机配用我院独有的筒形腐蚀容器设计,容器可加热水浴,容器内腐蚀介质温度可控,试验时试样贯穿筒形腐蚀容器,试验操作方便、数据精确。中船重工725所是我国专业从事舰船材料研制和工程应用研究的军工研究所,拥有船体结构材料、有色金属材料、非金属材料、腐蚀与防护技术、特种材料、焊接工艺、自然环境试验等多个重点研究领域,是我国舰船装备发展的中坚力量。目前长春机械院与中船重工725所开展的战略合作,已经结出硕果,这必将推动我国船舶事业的发展;希望长春机械院还要加强院所合作,为维护我国海洋权益,把我国建设成一个新型的海洋大国而贡献自己的力量。关注:【长春机械院】微信号:cimachtest
  • 专家约稿|硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究
    硫化橡胶逆向设计中成分测试方法研究苍飞飞1,2,3(1.北京橡院橡胶轮胎技术服务有限公司,北京,100143;2.北京橡胶工业研究设计院有限公司,北京,100143;国家橡胶轮胎质量检验检测中心,北京,100143)摘要:轮胎作为汽车行业重要的组成部分,一直在不断的向着新的目标迈进,轮胎胶料成分分析主要包括五个部分:高聚物定性、高聚物含量和炭黑含量、有机物定性、无机物定性定量、硫化体系的定性定量。高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的含量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法;无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法;硫化体系的定性、定量采用化学法。大型仪器的使用,可以测试更准确可靠的实验数据,为轮胎行业的进一步成长,提供有力的依据。关键词:轮胎、成分分析、测试轮胎作为车辆唯一与地面接触的部位,承担着承受载荷、改变方向、缓冲与减震、驱动与制动四个方面的重要作用[1]。轮胎的制备过程中配方和结构都是非常重要的因素。目前在人类社会实现“碳中和”的伟大事业中,百岁老产品与时俱进,在社会可持续性发展的征程上续写着传奇、再立新功,助力人类社会达成“双碳”目标[2]。为了达到这个目标,国产轮胎还要不断努力,缩小与一线品牌轮胎的差异,从北京橡胶工业研究设计院有限公司第一次组织行业轮胎剖析会议到现在已经有40多年的历史了,轮胎行业的配方工程师一直都没有停下脚步,追寻着寻找合理的配方组成,因此开展轮胎成分测试工作是一项非常有意义的工作。在新时代、新环境下,轮胎肩负的责任发生了变化,目前气候变化已经成为世界各国政府关注的焦点,尤其近10年来各种自然灾害给人民生活贺财产造成了巨大损失[3]。为此,巴黎协定以后,各国政府在节能环保方面相继制定了严格的法律,并出台了相关措施,尽量减少碳排放。各个行业纷纷开展相应的政策,并且纷纷表示将于2040年实现“零”排放。因此轮胎的配方研制非常重要。目前欧盟REACH法规、轮胎标签法及美国的SMARTWAY等,轮胎企业针对目前的状况投入大量的人力、物力,开发设计新产品,尤其是新能源汽车轮胎,利用新技术、新材料和新工艺生产制造出高性能的子午线轮胎,进一步提高了汽车的环保、节能和安全性能。 轮胎是一个比较复杂的复合体,它大约有十几个部位组成,如:胎面胶、胎侧胶、基部胶、带束层胶、胎肩垫胶、胎体胶、胎圈胶、子口护胶、三角胶、内衬层胶等。目前针对整条轮胎成分检测有两个权威的检测机构,一个是美国的斯密斯公司,另一个是国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心。两者在成分分析检测方面有一些差异,国家橡胶轮胎质量监督检验检测中心检测项目更完整、更全面,从胶型、胶比、橡胶含量、炭黑含量到有机填料、无机填料的定性定量检测;斯密斯公司擅长选择相同规格不同厂商的产品,分别测试,然后对比分析,并且在物理性能方面测试的项目比较完整,两者各有优缺点,剖析配方所呈现出来的结果要通过配方工程师的研究、调整、完善,才能转化为剖析配方。因此剖析配方是基础,是新配方研究得核心和关键。目前轮胎胶料成分分析方法的研究正在逐步的成熟,大量关于轮胎胶料配方组分研究的国家标准[4]-[10]已经发布或正在制定或修订过程中,方法标准的统一,让测试结果更加可靠,为配方的研究提供可靠、准确的实验数据。但方法和方法之间以及标准的应用方面还有一些问题,本研究就是基于相同试验项目采用不同的仪器设备所存在的问题的讨论与研究工作,希望大家能够理解测试工程师的工作,如果人员和设备不存在问题,得出的结果您有异议,可能是方法问题导致的结果,希望大家能够理解,能够正确的分析测试数据,解析出合理的结果,为新配方的研发提供有力的支持。胶料成分分析的方案胶料成分分析方案是根据样品配方设计的特点来确定的,不同的部位由于作用不一样,承受的条件也有差异,因此配方设计过程中是要对每个部位的特点来设计配方,例如[11]胎面胶是轮胎与地面接触的部分,那就需要提高轮胎胎面的胶料的拉伸性能和耐撕裂性能,使用特殊炭黑可以增加轮胎的耐磨性和导电性,并且要注意轮胎的生热,增强轮胎的寿命。轮胎作为橡胶工业的主导产品,其设计及生产制造过程的经济性直接影响企业的内生动力即盈利能力[12],因此在配方设计的过程中,也要考虑成本的计算,其中的配方成本是其中非常重要的一项考虑因素。如果可以实现通过材料替代以节约成本和提高硫化效率的操作实例,其直接影响企业产品效益的最大化[13]。1.高聚物定性高聚物的定性轮胎成分分析非常重要的一个测试环节,胎面胶选择合适的橡胶品种可以改善胎面胶的耐磨性能和降低滚动阻力[14]。高聚物的鉴定目前常采用的方法有:裂解气相色谱法[4]~[5]、裂解气相色谱质谱法[10]、红外光谱法[15]、核磁共振波谱仪。裂解气相色谱法和裂解气相色谱质谱法都是基于裂解器的前处理装置,后面的气相为分离装置,用火焰离子检测器(FID)和质谱检测器(MS)测试高聚物样品的一种方式。裂解器在惰性气体中被快速热解而生成具有高聚物表征的裂解产物(小分子碎片混合物),并随着载气导入分离装置(气相色谱)中的一种前处理方式。此方法的特点是仪器灵敏度高,样品用量少,不受填料的干扰等优点,其缺点是需要建立实验室内部的谱库、本方法属于相对方法[16]。红外光谱法是经典的物质化学结构分析与鉴定方法之一[17],广泛应用于科研领域。红外光谱可以给出物质所包含的官能团、结晶态等化学结构信息;而且,化学结构不同的物质、对应的红外光谱谱图具有指纹特征性[18],在标准中明确说明针对生胶、硫化胶、未硫化胶以及热塑性弹性体进行鉴定的方法,一共有两种分析方法,透射分析法和反射分析法。在轮胎胶料成分分析过程中有两点需要注意,其一是钢丝圈夹胶由于硫黄含量过高,影响特征谱图,对结果的分析有影响;其二顺丁胶和丁苯橡胶混合时,区分有一定的困难。傅里叶变换红外光谱法在高分子鉴定过程中需要注意以上问题,避免存疑数据的存在。核磁共振波谱仪可以有效的表征高聚物的支化度,核磁共振波谱仪目前主要是H谱和C谱两类原子核谱图,H-NMR简便快捷能够通过不同级数C原子上H的积分面积,定量表征高聚物的短链支化度;而对于长链支化,需要利用C-NMR检测支化度C原子、支化点附件C原子的峰来确定支链类型和支化度[19]。2.高聚物及炭黑含量热重分析技术(thermogravimetry,TG)是指 在程序控制温度和一定气氛下连续测量待测样品的质量与温度或时间变化关系的一种热分析技术,主要用于研究物质的分解、化合、脱水、吸附、脱附、升华、蒸发等伴有质量增减的热变化过程。 基于 TG 法,可对物质进行定性分析、 组分分析、热参数测定和动力学参数测定等,常用于新材料研发和质量控制领域[20]-[21]。目前用的最多的方法有三个,其中轮胎常用的方法是,GB/T 14837.1-2014《橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶》,这个标准涵盖了轮胎常用的高聚物:天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶。热重分析仪可以准确的表征胶料配方中高聚物的含量、炭黑含量。在二十世纪初期,热重分析仪主要来自于美国、欧洲以及日本厂商,国内的仪器产品稳定性差,但在最近几年,在国家对自主优质测试分析仪的大力资助下,具有自主知识产权的国产热重分析仪的研制呈现一些可喜的进展.。未来,随着我国科研水平的不断提高,相信在热重分析仪研发方面也能取得更大突破,同时,我国相关仪器 厂商也应一步一个脚印、不断提升自主创新能力,才能在日益激烈的热分析市场竞争中处于不败之地[20]。3.有机物定性、定量轮胎配方中需要加入有机配合剂,在配方的调整过程中,才能呈现出优异的性能,常加入的有机配合剂有:防老剂、防焦剂、促进剂、增粘剂、增塑剂、粘合剂、加工助剂等等,并且在硫化过程中,这些有机配合剂有的会发生化学反应,给配合剂的定性工作带来一定的难度。轮胎配方定性、定量常用的仪器设备是气相色谱质谱仪、裂解-气相色谱质谱仪、红外光谱仪、液相色谱仪、液相色谱质谱联用仪等。在长期的使用过程中,发现色谱方式由于色谱柱的分离作用,可以将混合物进行分离,可以提升检测的效率和检定结果的准确性。4.无机物定性、定量轮胎是一种常见的高分子复合材料,发展高耐磨、高抗湿滑、低滚阻的新一代轮胎是目前轮胎行业的重要挑战,在轮胎的制备过程中,填料的用量仅次于聚合物。填料的加入能提高聚合物复合材料的性能,改善轮胎的抗湿滑性、耐疲劳性以及耐低温耐高温能力等[22]。二氧化硅是轮胎中常用的填料,由于二氧化硅自身的特点,强吸附性、大比表面积,可以实现对有机分子的多层吸附,提高轮胎的抗撕裂性能[23]。二氧化硅的检测目前采用的化学法,将样品灼烧后,加入氢氟酸,剩余的二氧化硅与氢氟酸反应,生成四氟化硅,以气体的形式挥发掉,通过质量的变化来确定样品中加入的二氧化硅的含量。轮胎胶料中还有一些金属氧化物,如:氧化锌等,可以通过原子吸收光谱法和等离子发射光谱法进行测试。原子吸收光谱仪原理为处理后的液体样品吸入火焰中,火焰中形成的原子蒸汽对光源发射的特征电磁辐射产生吸收。将测定的样品吸光度和标准溶液的吸光度进行比较,确定样品中被测元素的含量[24]。电感耦合等离子体发射光谱仪原理为过滤或消解处理过的样品在等离子体火炬的高温下被原子化、电离、激发[25]。不同元素的原子在激发或电离时可发射出特征光谱,特征光谱的强弱与样品中原子浓度有关,即可测定样品中各元素的含量[26]。电感耦合等离子体发射光谱仪具有检出限低,准确度高、精密度高的优点, 并且可同时测定多种元素,时效快。但是在测定组分复杂的样品时,容易产生基体效应,从而影响检测结果的准确性。而火焰原子吸收光谱仪检出限较高,准确度、精密度相对较低,但在抗基体干扰能力方面的优势大于电感耦合等离子体发射光谱仪[27]。因此,在测试轮胎胶料样品时,要根据情况选择合适的仪器设备。5.硫化体系的定性、定量轮胎胶料的硫化体系主要是指加入的硫磺、促进剂、以及活化剂,其中硫磺含量的检测是依据国家标准GB/T 4497.1-2010《橡胶 全硫含量的测定 第1部分:氧瓶燃烧法》,将橡胶样品在通氧气条件下,燃烧,用双氧水吸收燃烧后气体,然后滴定生成的硫酸根,反推出胶料中硫含量。本方法测试的是胶料中所有的硫,包括促进剂中的硫、炭黑中的硫。因此对数据的解读需要进行修正。小结本文对轮胎胶料的成分分析进行了全面的介绍,高聚物定性可以使用裂解气相色谱法、裂解气相色谱质谱法、红外光谱法;高聚物和炭黑的定量采用热重分析仪;有机物定性可以采用裂解气相色谱质谱法、气相色谱质谱法、红外光谱法、无机填料定性、定量采用化学法、原子吸收光谱法、等离子发射光谱法、硫化体系的定性、定量采用化学法。合理的使用方法,可以为进一步解析数据提供有力的支持,为轮胎配方胶料的研制提供有力的数据支持。作者简介苍飞飞, 北京橡院橡胶轮胎检测技术服务有限公司(国家轮胎质量检验检测中心)/北京橡胶工业研究设计院有限公司副总工程师、技术负责人、高级工程师,从事橡胶检测工作22年,主要工作之一为开展轮胎橡胶制品类产品得剖析检测工作,使进口产品国产化提供有力的数据。社会兼职:全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会合成橡胶分技术委员会专家委员;全国橡胶与橡胶制品标准化技术委员会通用试验方法分会专家委员;北京市热分析学会委员;公安部检测中心专家库成员;教育装备协会理事会理事等。主持或参加纵向及横向项目30余项;完成学术论文30余篇;参加国家标准制修订工作11项,其中“橡胶制品化学分析方法研究与制定”作为主要起草人获得中国石油和化学工业联合会科学进步二等奖;参加国际标准修订比对工作3项;发明专利13项;实用新型专利3项。参考文献:[1]朱华健,牛金坡,李凡珠,何红,王润国,卢咏来,张立群.新型轮胎结构的现状与发展[J].高分子通报,2019(11):1-14.DOI:10.14028/j.cnki.1003-3726.2019.11.001.[2]许叔亮.百年轮胎续写传奇:轮胎的性能设计与社会可持续性发展(上)[J].中国橡胶,2022,38(01):16-19.[3]吴桂忠.高性能子午线轮胎研发、生产和试验研究概况及发展趋势[J].中国橡胶,2022,38(02):17-26.[4] GB/T 29613.1-2013.橡胶裂解气相色谱分析法 第1部分:聚合物(单一及并用)的鉴定[S].北京:中国标准出版社,2013.[5] GB/T 29613.2-2014.橡胶裂解气相色谱分析法 第2部分:苯乙烯/丁二烯/异戊二烯比率的测定[S].北京:中国标准出版社,2014.[6] GB/T 14837.1-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第1部分:丁二烯、乙烯-丙烯二元和三元共聚物、异丁烯-异戊二烯橡胶、异戊二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[7] GB/T 14837.2-2014. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第2部分:丙烯腈-丁二烯橡胶和卤化丁基橡胶[S].北京:中国标准出版社,2014.[8] GB/T 33078-2016. 橡胶 防老剂的测定 气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2016.[9] GB/T 14837.3-2018. 橡胶和橡胶制品 热重分析法测定硫化胶和未硫化胶的成分 第3部分:抽提的烃橡胶、卤化橡胶、聚硅氧烷橡胶[S].北京:中国标准出版社,2016.[10] GB/T 39699-2020. 橡胶 聚合物的鉴定 裂解气相色谱-质谱法[S].北京:中国标准出版社,2020.[11]王静,褚文强.航空子午线轮胎胶料配方设计[J].橡塑技术与装备,2022,48(06):39-43.DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2022.06.008.[12]李萍.塑料企业的风险控制与经济管理——评《企业风险管理》[J].塑料科技,2021,49(12):124-125.[13]万达淳,郑闻运,陈弩.基于橡胶配方和工艺的轮胎产品经济性分析[J].橡胶科技,2022,20(05):247-249.[14] Kwag G,Kim P,Han S,et al. High Performance Elastomer Composites Containing Ultra High Cis Polybutadiene with High Abrasion and Low Rolling Resistances[J]. Journal of Applied Polymer Science,2010,105(2):477-485.[15]GB/T 7764-2017.橡胶鉴定 红外光谱法[S].北京:中国标准出版社,2018.[16]周乃东.橡胶聚合物的鉴定 裂解气相色谱法[J].中国石油和化工标准与质量,2007(01):33-38.[17]白云,胡光辉,李琴梅,陈新启,髙峡,刘伟丽.傅里叶变换红外光谱法在高分子材料研究中的应用[J].分析仪器,2018(05):26-29.[18] 翁诗甫.傅里叶变换红外光谱仪[M].北 京:化学工业出版社,2005:161.[19]罗俊杰,卜少华,黄铃.核磁共振波谱表征弹性体支化结构方法的研究进展[J].合成树脂及塑料,2017,34(05):92-97.[20]谢启源,陈丹丹,丁延伟.热重分析技术及其在高分子表征中的应用[J].高分子学报,2022,53(02):193-210.[21]Ding Yanwei(丁延伟). Fundamentals of Thermal Analysis(热分析基础). Hefei(合肥): University of Science and Technology of China Press(中国科学技术大学出版社), 2020[22]黄伟,杨凯,张乾,刘建伟,郝泽光,栾春晖.橡胶补强填料中煤矸石活化改性的研究进展[J].洁净煤技术,2022,28(01):166-174.DOI:10.13226/j.issn.1006-6772.Q21110501.[23]李鹏举,吴晓辉,卢咏来,张立群.氧化石墨烯/白炭黑纳米杂化填料在绿色轮胎胎面中的应用[J].合成橡胶工业,2019,42(04):294-299.[24]方琦,罗德伟,洪林.火焰原子吸收光谱仪影响因素与应对措施[J].绿色科技,2010(10):170-173. [25]邓晓庆.电感耦合等离子体发射光谱法测定土壤铜锌锰镍铬钒全钾 [J].环境科学导刊,2010,29(6):90-92.[26]邓晓庆.电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)与火焰原子吸收法 (AAS)测定水中铁、锰方法比对[J].环境监控与预警,2013,5(1):26-29.[27] 罗丽霞.火焰原子吸收光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪在水质检测中的比较分析[J].广东化工,2021,48(23):171-173.
  • PerkinElmer扩展EcoAnalytix生物柴油解决方案
    PerkinElmer 扩展其 EcoAnalytix™ 生物柴油解决方案系列来支持多样化能源日益增长的需求 适用于生物柴油和生物乙醇实验室的九种新型分析平台 马萨诸塞沃尔瑟姆– 专注于人类及其生存环境的健康与安全的全球领先公司 PerkinElmer, Inc. 今天宣布其 EcoAnalytix™ 生物柴油分析解决方案系列的重大扩展。公司扩展了其生物柴油和生物乙醇系列,以包括九种分析仪和系统,共跨越六项技术:电感耦合等离子体发射光谱法 (ICP-OES)、气相色谱法 (GC)、液相色谱法 (LC)、红外技术 (IR)、差示扫描量热法 (DSC) 以及液体闪烁计数法 (LSC)。 “PerkinElmer 致力于改善环境质量。我们扩展的生物柴油系列将有助于增进替代燃料和可再生能源(如太阳能)的开发和利用,从而对环境的整体健康具有直接而积极的影响,”Perkinelmer Applied Analytix 副总裁 Sandra Rasmussen 说。 Rasmussen 评论道:“全球的政府公告要求在 2020 年前将汽油替代燃料的使用率从目前的 3% 提高到 10%。我们专门为实验室提供其所需的仪器、消耗品、软件、应用程序和标准操作流程,以帮助达到上述公告中的要求,并促进其对生物柴油的研究和开发。” 生物柴油是一种天然的可再生资源(如向日葵、大豆、油菜籽、麻风树或使用过的蔬菜油中提取出来的清洁燃料),在进入市场前必须达到 ASTM 或 EN 标准。PerkinElmer 的生物柴油和生物乙醇系列已扩展至包括基于 Clarus® 气相色谱仪的 FAME(Fatty Acid Methyl Esters,脂肪酸甲酯)分析系统(用于测定燃料成分)、基于 DSC 8500 的氧化稳定性系统(用于测定生物柴油的氧化状态)以及 14C 液体闪烁计数系统(用于测定混合燃料)。这一范围涵盖了生物柴油的开发和测试所需的全套方法和技术。 同时还提供了用于测试生物乙醇(一种用诸如甘蔗、玉米或小麦之类的农作物糖基为原料制取的燃料)的全套系统。这一系列产品包括基于 Optima™ 7000 电感耦合等离子体发射光谱仪的 EcoAnalytix 痕量金属分析仪(用于测试组 I、组 II 金属和磷)、用于通过气相色谱仪测试乙醇在汽油中是否混合良好的酒精系统,以及用于监测发酵液的生物乙醇发酵高效液相色谱系统。适用于生物柴油的液体闪烁计数法 14C 测定系统也同样可用于生物乙醇的合格鉴定。 生物柴油和生物乙醇平台也都包括 PerkinElmer 的 LABWORKS™ greenLIMS™ (专用于生物柴油行业的预配置软件应用程序)以及消耗品、应用资料、方法、标准操作流程 (SOPS) 和在线培训。 这些新的系统是公司生物柴油平台的新增加的解决方案,被作为 2008 年公司 EcoAnalytix™ 计划的一部分予以启动。这些生物柴油产品包括:用于生物柴油中游离甘油、总甘油以及残留甲醇分析的 EcoAnalytix 甘油及甲醇分析仪、基于 Optima 7000 电感耦合等离子体发射光谱仪的 EcoAnalytix 痕量金属分析仪(用于测试组 I、组 II 金属和磷)以及基于 Spectrum™ 100 傅立叶变换红外系统的 EcoAnalytix FAME 混合生物柴油分析仪(仅适用于 ASTM,可分析由其脂肪酸甲酯的结构所决定的生物柴油燃料的性质)。 所有的生物柴油分析仪、仪器和配置的系统均可在全球订购。有关详细信息,请访问 www.perkinelmer.com.cn/biofuels。 关于 EcoAnalytix EcoAnalytix 计划是协作问题解决方法,它可以创建基于应用的解决方案,从而为全球生态系统变得更加健康做出贡献。EcoAnalytix 起初侧重于提供产品以及对实验室开展环境、生物柴油和食品安全分析的支持。通过支持本地、区域和全球计划的合作与协作,这一业务充分利用了 PerkinElmer 的核心技术、应用能力、全球影响力以及思考领导力来改善企业生态系统。
  • 海洋材料防腐检测利器弯曲预裂纹应力腐蚀试验机研发成功
    一种能够适应大尺寸试样、甚至是原型试样的高温弯曲应力腐蚀试验机成功交付用户,这台弯曲应力腐蚀试验机可以进行大尺寸试样甚至原型试样的弯曲试验,同时,设备配套悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲应力试验,悬臂梁弯曲夏比试样的弯曲加载采用砝码加载形式。大尺寸弯曲应力腐蚀试验机采用电子加载形式。配置合适的溶液池即可进行弯曲应力腐蚀试验。受客户要求,百若仪器开发出大尺寸弯曲应力腐蚀试验机,不仅可以进行轴向慢应变应力腐蚀试验,也可进行弯曲腐蚀试验,同时,可以进行悬臂梁夏比试样悬挂弯曲试验。弯曲应力腐蚀试验机也可根据客户的要求进行弯曲应力腐蚀疲劳的试验。YYF-100弯曲加载预裂纹应力腐蚀试验机主要研究在海洋腐蚀环境下的应力敏感性材料特性。专用慢应变速率应力腐蚀试验机,适用环境为微高温常压盐溶液。该设备特点在于除轴向拉伸功能外,增设一套机构用于实现对悬臂试样的弯曲加载,以及一套专用单元用于对夏比试样进行悬挂弯曲试验。该产品完全满足客户要求,得到客户的好评。背景资料:金属材料在拉应力及特定的腐蚀介质的作用下,经过一定的时期,将会产生裂纹及断裂的现象称为应力腐蚀开裂,并且,这种开裂经常以不可预测的低应力脆断出现在材料服役现场,造成事故的发生及材料的损耗,因此,一些科研机构及材料专家一直在致力于研究应力腐蚀开裂的课题,目前,主要以GB/T 15970.7-1995 金属和合金的腐蚀 应力腐蚀试验,GB/T 17898-1999不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法,YB/T 5362-2006 不锈钢在沸腾氯化镁溶液中应力腐蚀试验方法等试验方法进行试验,这些试验方法中的试样以小试样作为研究对象,而大尺寸的往往以有限元分析进行模拟。在实际工作中,材料往往以大尺寸的面貌出现在服役现场,这样,试验所得的数据可能会出现一定的偏差,这些偏差可能会受到腐蚀温度、介质浓度等因素的影响,也可能受到晶粒组织的影响,这样,采用大尺寸试样弯曲应力腐蚀试验的必要性就显得尤为重要。
  • 安捷伦科技将生物信息学系统扩展为综合生物学套装
    安捷伦科技将生物信息学系统扩展为综合生物学套装 2010年 11 月 15 日,北京 &mdash 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)今日发布了GeneSpring GX 11.5,这是广泛使用的生物信息学软件的扩展版,能够对多种类型的生物学数据进行可视化和分析。目前 GeneSpring GX 11.5 是首款可同时对外显子芯片、蛋白组学和代谢组学实验进行解读的软件,该工具的界面与以前的版本类似。 这些新功能与现有的 GeneSpring GX 应用相结合,用于基因表达分析、基因组拷贝数分析、全基因组关联分析以及转录组学数据分析。 安捷伦副总裁兼生物系统部总经理 Gustavo Salem 说:&ldquo 安捷伦致力于提供精密的新型仪器和软件工具,以帮助研究人员实现系统生物学的美好前景。这个多组学生物信息学软件只是我们致力于推动未来生物医学研究突破的一部分。&rdquo Agilent GeneSpring GX 11.5 是与 Strand Scientific Intelligence 公司联合研发的,基于 Strand的 Avadis技术平台之上,该平台专门为科学家简化和应对复杂的生命科学挑战而设计。 GeneSpring GX 11.5 增加了用于选择性剪接、代谢组学和蛋白组学分析的新功能,还改进了现有的分析和可视化工具。 在基因组学方面,GeneSpring GX 11.5 的剪接分析得到了极大的扩展与改进,可支持新推出的安捷伦外显子芯片平台。借助 Agilent SurePrint G3 外显子芯片,研究人员可在一次实验同时鉴别出基因水平和外显子水平的表达差异,从而捕获到微小但至关重要的生物变化。使用安捷伦 GeneSpring GX 11.5 生物信息学系统,研究人员可同时分析基因水平和外显子剪接水平的数据,在生物学环境中理解复杂的基因表达行为,从而提高效率,加速研究进程。 GeneSpring GX 11.5 集成了 Agilent Mass Profiler Professional,从而增加了全新的代谢组学和蛋白组学分析功能,并能在 GeneSpring 平台上实现安捷伦质谱分析的所有功能。现在研究者可以在同一窗口中加载多种分别代表了转录组学、基因组学、代谢组学和蛋白组学的实验类型。这样用户就可以在多个实验间切换自如,不再需要单独加载各个实验。 这种组织方式还使得研究者进行生物学研究时,可以便捷地将多类数据结合到一个逻辑单元中,并同时比较不同实验类型的结果。 GeneSpring 的一个重要特点是用户可方便地比较异构数据,并且能深入地进行生物学处境化。不同芯片平台和有机体间的探针自动翻译使得研究者可以通过简单的拖放功能,进行结果比较。这项无缝翻译技术使研究者可以快速鉴别具有统计学显著重复内容的实体列表。 GeneSpring 11.5 版本为客户增加了先进的数据管理功能,如综合备份工具和改进的数据迁移工具。它还整合了 GeneGo 的MetaCore 路径分析工具,使 GeneSpring 的统计分析与 MetaCore 的路径分析优势得以强强联合。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是全球领先的测量公司,是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的 18,500 名员工在 100 多个国家为客户服务。在 2010 财政年度,安捷伦的业务净收入为 54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn
  • 北大杨林团队等人在Nature发文:首次揭示非均匀应变下声子谱扩展对导热的反常抑制现象
    纳米材料具备优异的力学特性,能够承受远超块体材料的应变,从而调节其物理/化学性能(如电子、光学、磁性、声子和催化活性)。基于力学应变工程,过去的研究优化设计了一系列前所未有的先进功能材料和器件,包括高迁移率芯片、高灵敏度光电探测器、高温超导体、和高性能太阳能电池以及电催化剂等等。尽管对基于应变调控电子输运性能和能带结构等方面进行了广泛研究,但由于单一施加应变梯度而不引入其他混淆因素(例如界面和缺陷)的困难,以及将纳米尺度热输运测量与原子尺度局域声子谱表征相结合的挑战,非均匀应变下的导热机制仍未被系统研究。这尤其令人沮丧,因为精确热管理被视为制约先进芯片和高端设备效率和寿命的关键瓶颈。针对这些挑战,北京大学工学院杨林研究员与北京大学物理学院高鹏教授、杜进隆高级工程师及西安交通大学岳圣瀛教授等人提出了实验探究非均匀应力对导热调控的新策略,他们揭示了均匀应力下不存在的,由应变梯度导致的独特声子谱扩展效应及其对导热的反常抑制现象。通过在自制的悬空微器件上弯曲单个硅纳米带(SiNRs)来诱发非均匀应变场,并利用具有亚纳米分辨率的基于扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱(STEM-EELS)技术表征局域晶格振动谱,他们的研究结果显示,0.112%/nm应变梯度将导致热导率(κ)显著降低34±5%,这是先前文献中均匀应变下热导率调制结果的3倍以上(图1)。相关工作以“Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain”为题发表于Nature。图1. 非均匀应力对硅纳米带导热的显著抑制现象。(a)实验测得的(实心符号)和理论模拟的(空心符号)结果表明,在均匀应变下,块体硅和硅纳米线的热导率基本保持不变,而弯曲硅纳米带的测量结果随着应变的增加急剧上升(半填充)。(b)基于悬空热桥微器件的热导率测试原理示意图。(c)高分辨透射电子显微镜显示弯曲硅纳米带的单晶特性。(d)实验测得的弯曲硅纳米带相较于无应力样品的热导率降低百分比为了揭示应变对声子传输的影响,直接测量弯曲硅纳米带的局域声子谱,并表征沿应变梯度声子模式的演变现象是非常必要的。与先前文献中观察到的在异质界面或缺陷周围的EELS峰移不同,运用同时具备亚纳米级空间分辨率和毫电子伏特(meV)能量分辨率的STEM-EELS技术,该工作首次表征了完全受非均匀应变调控的声子模式,揭示了应变梯度下奇特的声子谱扩展效应(图2)。图2. 表征受应变调控的局域声子谱。(a)基于STEM-EELS的局域声子谱表征技术示意图。带有弯折的弯曲硅纳米带HAADF图像(b)和EELS测量区域的放大视图(c)。(d)在不同位置(P1至P5)沿应变梯度测得的TA和TO声子模式的EELS谱。(e)弯曲硅纳米带的HAADF图像。(f)沿电子束移方向TA和TO声子模式的振动谱图。(g)在e中标记的区域沿应变梯度测得的EELS谱线与均匀应变下每个声子支具有的特定单一线条色散关系不同,不均匀应变的存在导致了在给定波矢处的声子频率分布区间(图3)。这种奇特的声子谱扩展效应增加了声子频率的多样性,以满足声子-声子散射的能量守恒约束,因此加速了声子-声子散射率并缩短了声子寿命,引发了一种均匀应变不存在的全新声子散射机制。图3. 声子谱扩展增强声子散射率。(a)受应变梯度调制的声子色散示意图。(b)左侧,硅在不同弹性应变下的声子色散。右侧,应变梯度为0.118% /nm下声子谱扩展引发的声子散射率,τsg−1通过开发跨微米-原子尺度的实验表征技术,并结合第一性原理的理论模拟,该工作为长期以来有关非均匀应变对声子传输影响的难题提供了关键线索。因此,这项研究不仅清楚地揭示了非均匀应变对固体导热的调制机理,而且为基于应变工程的功能性器件的创新设计提供了重要思路。例如,基于应变梯度引起的晶格热导率降低,与此前已证明的载流子迁移率增强之间的协同作用,为开发高性能的热电转换器件提供一种新颖策略。此外,基于非均匀应变调制热导率可实现功能性热开关器件,用于动态控制热通量。杨林和岳圣瀛是该论文的共同第一作者,杨林、高鹏、杜进隆是共同通讯作者。合作者包括东南大学陈云飞课题组、北京大学戴兆贺课题组、北京大学宋柏课题组和美国范德堡大学Deyu Li课题组。北京大学杨林课题组主要研究方向为功能性热材料和器件,包括先进微纳结构设计制造,极端尺度导热微观机理表征与调控,超高温储热技术研发,高性能热功能器件制备。研究成果以第一作者或通讯作者发表于Nature、Nature Nanotechnology、 Science Advances、Nature Communications、Nano Letters等国际顶级期刊。杨林曾入选2021年国家高层次海外青年人才计划,获得2019Nanoscale 年度精选热门文章、2020PCCP年度 精选热门文章等奖项。
  • 安捷伦科技公司高级质谱系统扩展生物制药领域研究
    安捷伦科技公司高级质谱系统扩展生物制药领域研究 结合AdvanceBio Peptide Plus 色谱柱应用全新的 LC/Q-TOF MS 系统帮助优化生物制药研究安捷伦科技公司(纽约证交所:A)近日推出用于生物制药实验室解决方案的最新产品:Agilent 6545XT AdvanceBio LC/Q-TOF 系统。 全新 LC/Q-TOF MS 系统结合高效液相色谱串联稳定的四极杆飞行时间质谱和数据分析软件工具,优化以解决生物制药领域常用的分析工作流程。该系统是专为寻求表征生物分子的科学家提供出色结果的研究级系统,而表征生物分子则可能是新疗法的基础。 {安捷伦副总裁兼质谱事业部总经理 Monty Benefiel 说道:“安捷伦致力于为生物制药行业(生物治疗药物开发的关键领域)提供完整工作流程的解决方案。”“围绕 6545XT 制定的安捷伦解决方案使科学家们能够更加高效地表征生物分子的结构和功能,从而加快药物上市时间并提高药效。” 被优化的 6545XT 也用于发现完整蛋白质、肽谱分析以及鉴定翻译后修饰。 此外,今日推出的全新色谱柱还进一步改进了安捷伦针对这类工作流程的解决方案:AdvanceBio Peptide Plus 色谱柱。该色谱柱是一种表面多孔反相色谱柱,其带电荷的表面设计专门用于在较高载样量下追求灵敏度的 LC/MS 多肽分离。 这些新产品完善并优化了安捷伦现有的生物制药系列产品,包括用于样品前处理、分离、检测和分析的产品。 关于安捷伦科技公司 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者,是致力打造美好世界的顶级实验室合作伙伴。安捷伦与全球 100 多个国家和地区的客户进行合作,提供仪器、软件、服务和消耗品,产品可覆盖到整个实验室工作流程。在 2016 财年,安捷伦的净收入为 42 亿美元,全球员工数约为 12500 人。如需了解安捷伦公司的详细信息,请访问 www.agilent.com
  • 安捷伦科技针对新一代测序的定制靶向序列捕获试剂盒序列范围扩展5 倍,碱基覆盖可高
    安捷伦科技针对新一代测序的定制靶向序列捕获试剂盒序列范围扩展5 倍,碱基覆盖可高达34 Mb 2011 年4 月12 日,北京 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)今日宣布推出用于新一代测序(NGS) SureSelect XT靶向序列捕获系统的最新定制试剂盒,该试剂盒可捕获高达34 Mb 的目标基因组区域。 新版定制试剂盒的序列覆盖范围比旧版扩展了5 倍,这使得研究人员能够将研究范围从人类外显子扩展到对动物、微生物、植物及其它生物体中较大的目标区域进行测序,目前尚没有针对此类研究的商业化预定义或目录版的靶向序列捕获试剂盒。 现在研究人员可以利用目录试剂盒或定制试剂盒对高达34 Mb 的序列进行研究,这种撒大网的方式有利于发现SNP、插入/缺失以及拷贝数变异。然后他们可以设计有针对性的自定义序列捕获文库,用于后续的大量样品研究。安捷伦提供eArray在线靶向序列捕获和芯片设计工具,可帮助用户设计并订购 SureSelect XT 定制版靶向序列捕获试剂盒(可选 10 到5000 次反应,及适用于各种主流 NGS 平台的格式)。 安捷伦SureSelect 平台市场总监Fred P. Ernani 博士说:&ldquo 安捷伦在定制长链寡核苷酸制造方面的出众能力再加上eArray 设计工具的强大功能,能够为研究人员带来卓越的具有高度灵活性且可定制的NGS 靶向序列捕获系统。现在,安捷伦能够为研究人员提供 200 Kb 到34 Mb 的大范围定制捕获试剂盒,几乎适用于任何规模的研究。&rdquo 随着测序结果的不断产生,研究人员可以不断采用 SureSelect 和eArray 工具反复进行快速设计和完善。现在,SureSelect XT 用户拥有全面的文库设计选择,从可直接使用的目录版试剂盒到结合了目录版和定制版内容的复合设计试剂盒,再到完全定制设计的试剂盒。 拥有DNA 靶向序列捕获和RNA 靶向序列捕获的SureSelect XT 产品线成为应用范围最广的新一代靶向测序技术平台。定制试剂盒的不断发展使得早期使用的客户能够捕获超过60 Mb 的序列。 靶向序列捕获工作流程 靶向序列捕获使研究人员可以仅对目标基因组区域(而非整个基因组)进行测序,从而简化NGS工作流程。结合领先的新一代测序系统的更高速度,SureSelect XT的多重检测支持功能使得研究人员在每次实验中都能更全面地认识更多样品的基因组,这在过去是难以实现的。文库制备和靶向序列捕获流程的瓶颈已经得到有效解决。 为进一步提高处理通量,安捷伦还提供了集成式工作站,用于自动化完成SureSelect XT文库制备和靶向序列捕获工作流程。可针对多重测序对样品进行索引,且所有试剂都适合自动化操作。不久之后,安捷伦的Bravo 自动化液体处理系统所支持的自动化方案将增加RNA 捕获自动化统包方案。 SureSelect 靶向序列捕获平台作为基因发现的核心工具,现已被50 多篇同行评审的论文所引用。《科学》杂志12 月17 日刊登的2010 年十大科学突破中,其中两项突破&ldquo Reading the Neandertal Genome&rdquo (解读尼安德特人基因组)和&ldquo Homing In on Errant Genes&rdquo (外显子组测序/罕见疾病基因)均采用了本系统。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是全球领先的测量公司,同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的 18500名员工为 100多个国家的客户提供服务。在2010 财政年度,安捷伦的业务净收入为54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn。
  • 利用仪器化划入表征材料的断裂韧度
    仪器化划入方法已经成功应用于测试各种材料(包括硬的合金、陶瓷、金属、岩石[1]和软的高分子聚合物、碱硅酸盐凝胶[2]等)的断裂韧度(跨越两个数量级)在材料科学与工程领域具有巨大应用前景,尤其是评估微米级材料或多尺度复合材料(比如碎屑-橡胶混凝土[3]、再生混凝土[4]、水泥[5]、页岩[1, 6, 7],骨头[8]、功能梯度和复合涂层[9])的断裂性能,其诸多优势包括:结果与传统方法(比如单边缺口试样的三点弯曲、紧凑拉伸)测量值一致;重复性好;材料体积小;设备操作、数据分析简单;近乎无损检测(微米级划入测试划入深度一般在十几微米);尤其是试样制备简单,不需要预制缺口或裂纹;测试成本和周期都大大减小[10]。仪器化划入过程的实物图和示意图见图 1[11]。在仪器化划入过程中,利用侧向力和压入深度可以计算出材料的断裂韧度。仪器化划入表征断裂韧度主要有两种理论:一种是线弹性断裂力学(linear elastic fracture mechanics or LEFM);另一种是能量尺寸效应理论(microscopic energetic size effect laws or ESEL)。理论都是假设在压头前端存在沿水平扩展的裂纹,见图 2[12]。这种裂纹模式在直刚刀压头划入石蜡的实验中体现得最好,见图 3[13]。对于直压头:三维裂纹的横截面是长方形。能量释放率可以由J-积分计算,再结合断裂准则,即可以建立利用侧向力和压入深度计算断裂韧度的关系式。图 1 仪器化划入测试实物图及示意图:(a)直钢刀压头划入石蜡;(b)倾斜直钢刀压头划入测试示意图;(c)Rockwell C压头划入薄膜材料;(d)轴对称压头划入示意图(压入深度d,压头尖端圆角半径R,侧向力FT,划痕方向x)图 2 利用轴对称压头划入过程的侧视图(左图)和正视图(右图)。x 是划痕方向,FT 是水平侧向力,FV 是竖直正压力,d 是压入深度,n 是压头与材料接触界面朝材料外侧的单位法向,A 是承载侧向力的面积投影,p 是压头与材料接触界面的周长图 3 石蜡在直钢刀压头仪器化划入过程中压头前端水平扩展的裂纹:(a)实验结果;(b)理想的裂纹形状示意图(具有长方形横截面的三维裂纹,需要裂纹长度l、刀具宽度w、压入深度d 三个尺寸表征)不同的学者提出了不同的分析方法,断裂韧度Kc 可以通过拟合仪器化划入的实验数据获得[10, 14-19]:其中Λ=A/(2P)是名义长度,p 和A 分别是周长和水平投影面积(见图 2),都是压入深度d 的函数[12]。利用线弹性断裂力学可以直接计算出断裂韧度Kc已知压头几何形状可以得到p(d)和A(d),f=2p(d)A(d) 即压头形状函数:对于圆锥压头,f 与d3 成正比;对于圆球压头,f 与d2 成正比。图 4是利用Rockwell C压头划入钢材的结果[20]。示意图见图 4(a)。在划入过程中,施加线性增大的正压力FV,如图 4(b),同时记录侧向力FT 和压入深度d。数据与划痕残余形貌一一对应,形貌见图 4(c),并且可以利用声发射分析断裂过程,如图 4(d)。图 4 利用圆锥压头分析钢材料的断裂韧度:(a)圆锥压头仪器化划入过程示意图(划痕方向沿X 轴,FV 和FT 分别是正压力和侧向力);(b)划入过程中在施加线性加载的正压力的同时记录侧向力;(c)划痕残余形貌;(d)侧向力和压入深度的关系(左轴)和声发射(右轴)当圆锥部分起主导作用时,FT/d3/2趋近于一条水平线,这说明划入过程由断裂机制控制,声发射信号也直接验证了断裂的发生。可见,利用划入方法测试材料的断裂韧度需要适合的加载条件,只有当载荷足够大,断裂机制占主导时才能应用线弹性断裂力学的公式计算断裂韧度,但是过大的载荷会产生很多扩展方向不同的裂纹,使得只有一条裂纹扩展的假设不成立。声发射信号是确定断裂发生的有效手段,可以用于区分断裂的程度(剧烈的断裂会使得声发射信号饱和),寻找适合的加载力范围。FT/d3/2一直在波动,这种锯齿状数据是切削的典型特征,与传统测试(比如紧凑拉伸中只有一个裂纹产生)明显不同,划入过程中会产生很多裂纹,所以有必要对平稳段的数据取平均[21]。仪器化划入方法已经成功应用于各种材料的断裂韧度表征[22, 23],比如:高分子材料(聚碳酸酯PC[18]、改性石墨烯添加的环氧树脂基复合材料[24])、玻璃(熔融石英硅[25]、K9玻璃[26])、金属(紫铜[27, 28])、半导体材料(单晶硅和碳化硅[29])等。表 1比较了部分材料的仪器化划入测试结果与传统方法测试结果,划入法测试与传统方法测试结果大体一致,差异很有可能是由于材料的各向异性和不均匀造成的,因为划入法表征的是表面微观区域的力学性能,传统方法测试的是宏观力学性能。所以划入法可以表征材料断裂韧度的分布,适合于异质复合材料各组织以及界面的力学性能表征,研究不同尺度结构的断裂性能,这些都是先进材料及微纳米器件发展迫切需要解决的关键测试表征技术,尤其在表面微观力学领域有广阔的应用前景。表 1 利用仪器化划入方法表征各种材料的断裂韧度(MPa• m1/2)压头(形状尺寸)及方法材料(牌号):划入法测的断裂韧度(传统方法测试值)单位(国家)[参考文献]Rockwell C压头(2θ=120°,R=200 μm),线弹性断裂力学铝合金(AA 2024):34.4±3 (32~37)热塑性聚合物(Delrin Grade 150):2.5±0.2 (2.9±0.5)麻省理工学院(美国)[20] Rockwell C 压头(2θ=120°,R=200 μm),线弹性断裂力学钠钙玻璃:0.71±0.03 (0.70)耐热高硼硅玻璃:0.68±0.02 (0.63)热塑性聚合物(Delrin 150E) :2.75±0.05 (2.8)热塑聚碳酸酯:2.76±0.02 (2.69)铝合金(2024-T4/T351) :28.8±1.3 (26~37)AISI-1045:62.2±2.6 (50)AISI-1144:62.2±2.6 (57~67)Titanium 6Al-4V:77.0±3.4 (75)麻省理工学院(美国)[22]直钢刀压头,线弹性断裂力学(LEFM)和能量尺寸效应方法(ESEL)石蜡:0.14 (0.15)水泥:0.66~0.67 (0.62-0.66)侏罗纪石灰岩:0.56 (ESEL), 0.34 (LEFM)A-51w:0.82 (ESEL), 0.81 (LEFM)B-4w:0.74 (ESEL), 0.72 (LEFM)B-12w:0.78 (ESEL), 0.78 (LEFM)麻省理工学院(美国)西北大学(美国)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(美国)[21]直钢刀压头、Rockwell C线弹性断裂力学水泥(直钢刀压头):0.66±0.05 (0.67)钢材(Rockwell C压头):40±0.2 (50)麻省理工学院(美国)[11]直钢刀压头能量尺寸效应方法水泥:0.66(0.65~0.67)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(美国)[23]Rockwell C压头线弹性断裂力学(LEFM)和能量尺寸效应方法(ESEL)塑料(Delrin):3.26 (LEFM),2.85 (ESEL)聚碳酸酯(Lexan):2.87 (LEFM),2.38 (ESEL)熔融石英硅:0.96 (LEFM),0.96 (ESEL)传统测试结果:塑料(2.8)、聚碳酸酯(2.2)、熔融石英硅(0.8)科罗拉多大学(美国)麻省理工学院(美国)[28]Rockwell C压头能量尺寸效应方法聚缩醛 :3.16 (2.8)石蜡:0.14 (0.14)聚碳酸酯(Lexan 934):2.8 (2.69)铝:32.53 (32)伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(美国)[40]圆球压头线弹性断裂力学熔融石英硅:0.7 (0.68~0.75)K9玻璃:0.85 (0.82)福州大学(中国)[45,46]Rockwell C压头线弹性断裂力学聚碳酸酯:2.3 (2.2)福州大学(中国)[43]作者简介刘明,福州大学机械工程及自动化学院教授,福建省闽江学者特聘教授、福州大学旗山学者海外人才、福建省高层次境外引进C类人才,全国钢标准化技术委员会力学及工艺性能试验方法分技术委员会金属材料微试样力学性能试验方法工作组(SAC/TC183/SC4/WG1)委员、ISO 14577系列国际标准制修订国内工作组成员。1985年出生于哈尔滨市,哈尔滨工业大学本科、硕士,肯塔基大学(美国)博士,法国巴黎高科矿业工程师学校材料研究所博士后、华盛顿州立大学(美国)博士后。主要研究领域为微观力学及仪器化压入划入测试方法。作者邮箱:mingliu@fzu.edu.cn 参考文献[1] A.-T. Akono, P. Kabir, Microscopic fracture characterization of gas shale via scratch testing, Mechanics Research Communications, 78 (2016) 86-92.[2] C.V. Johnson, J. Chen, N.P. Hasparyk, P.J.M. Monteiro, A.T. Akono, Fracture properties of the alkali silicate gel using microscopic scratch testing, Cement and Concrete Composites, 79 (2017) 71-75.[3] A.-T. Akono, J. Chen, S. Kaewunruen, Friction and fracture characteristics of engineered crumb-rubber concrete at microscopic lengthscale, Construction and Building Materials, 175 (2018) 735-745.[4] A.-T. Akono, J. Chen, M. Zhan, S.P. Shah, Basic creep and fracture response of fine recycled aggregate concrete, Construction and Building Materials, 266 (2021) 121107.[5] J. Liu, Q. Zeng, S. Xu, The state-of-art in characterizing the micro/nano-structure and mechanical properties of cement-based materials via scratch test, Construction and Building Materials, 254 (2020) 119255.[6] M.H. Hubler, F.-J. Ulm, Size-Effect Law for Scratch Tests of Axisymmetric Shape, Journal of EngineeringMechanics, 142 (2016).[7] A.-T. Akono, Energetic Size Effect Law at the Microscopic Scale: Application to Progressive-Load Scratch Testing, Journal of Nanomechanics and Micromechanics, 6 (2016) 04016001.[8] A. Kataruka, K. Mendu, O. Okeoghene, J. Puthuvelil, A.-T. Akono, Microscopic assessment of bone toughness using scratch tests, Bone Reports, 6 (2017) 17-25.[9] H. Farnoush, J. Aghazadeh Mohandesi, H. Cimenoglu, Micro-scratch and corrosion behavior of functionally graded HA-TiO2 nanostructured composite coatings fabricated by electrophoretic deposition, J Mech Behav Biomed Mater, 46 (2015) 31-40.[10] A.T. Akono, N.X. Randall, F.J. Ulm, Experimental determination of the fracture toughness via microscratch tests: Application to polymers, ceramics, and metals, J. Mater. Res., 27 (2012) 485-493.[11] A.-T. Akono, F.-J. Ulm, An improved technique for characterizing the fracture toughness via scratch test experiments, Wear, 313 (2014) 117-124.[12] A.T. Akono, F.J. Ulm, Fracture scaling relations for scratch tests of axisymmetric shape, J. Mech. Phys. Solids, 60 (2012) 379-390.[13] A.-T. Akono, F.-J. Ulm, Z.P. Bažant, Discussion: Strength-to-fracture scaling in scratching, Eng. Fract. Mech., 119 (2014) 21-28.[14] G.I. Barenblatt, The mathematical theory of equilibrium cracks in brittle fracture, in: H.L. Dryden, T. von Kármán, G. Kuerti, F.H. van den Dungen, L. Howarth (Eds.) Advances in Applied Mechanics, Elsevier, 1962, pp. 55-129.[15] H.M. Hubler, F.-J. Ulm, Size-effect law for scratch tests of axisymmetric shape, J. Eng. Mech., 142 (2016) 04016094.[16] A.-T. Akono, Energetic size effect law at the microscopic scale: Application to progressive-load scratch testing, J. Nanomech. Micromech., 6 (2016) 04016001.[17] D. Zhang, Y. Sun, C. Gao, M. Liu, Measurement of fracture toughness of copper via constant-load microscratch with a spherical indenter, Wear, 444–445 (2019) 203158.[18] M. Liu, S. Yang, C. Gao, Scratch behavior of polycarbonate by Rockwell C diamond indenter under progressive loading, Polymer Testing, 90 (2020) 106643.[19] M. Liu, Microscratch of copper by a Rockwell C diamond indenter under a constant load, Nanotechnol. Precis. Eng., 4 (2021) 033003.[20] A.T. Akono, P.M. Reis, F.J. Ulm, Scratching as a Fracture Process: From Butter to Steel, Phys. Rev. Lett., 106 (2011) 204302.[21] A.-T. Akono, G.A. Bouché, Rebuttal: Shallow and deep scratch tests as powerful alternatives to assess the fracture properties of quasi-brittle materials, Eng. Fract. Mech., 158 (2016) 23-38.[22] 刘明, 李烁, 高诚辉, 利用圆锥压头微米划痕测试材料断裂韧性, 摩擦学学报, 39 (2019) 556-564.[23] 刘明, 李烁, 高诚辉, 利用微米划痕研究TiN涂层的失效机理, 计量学报, 41 (2020) 696-703.[24] S. Li, J. Zhang, M. Liu, R. Wang, L. Wu, Influence of polyethyleneimine functionalized graphene on tribological behavior of epoxy composite, Polymer Bulletin, (2020).[25] M. Liu, Q. Zheng, C. Gao, Sliding of a diamond sphere on fused silica under ramping load, Materials Today Communications, 25 (2020) 101684.[26] M. Liu, J. Wu, C. Gao, Sliding of a diamond sphere on K9 glass under progressive load, Journal of Non-Crystalline Solids, 526 (2019) 119711.[27] D. Zhang, Y. Sun, C. Gao, M. Liu, Measurement of fracture toughness of copper via constant-load microscratch with a spherical indenter,Wear, 444-445 (2020) 203158.[28] C. Gao, M. Liu, Effects of normal load on the coefficient of friction by microscratch test of copper with a spherical indenter, Tribology Letters, 67 (2019) 8.[29] 刘明, 侯冬杨, 高诚辉, 利用维氏和玻氏压头表征半导体材料断裂韧性, 力学学报, 53 (2021) 413-423.
  • 杯子密封不好?看这里!热分析仪助力橡胶圈老化研究
    ?  旅途中喝一口自己精心泡制的饮品,显然是非常容易办到的。然而您是否想到,这小小的享受,竟离不开一个小小的部件:橡胶圈。是它实现了容器的密封,给我们的生活带来极大的便利。我们就来探索一下这小小橡胶圈中包含的科学。  橡胶在紫外线、受热、臭氧、水分、及化学成分的作用下,化学结构会受到破坏,发生劣化,变得硬脆或产生细纹,失去使用价值。把握这些外观及性能变化的信息,对橡胶材料的开发以及品质管理而言都是非常至关重要的。  我们使用带有样品观察机能的热分析仪(TG和DSC),对新品和处于劣化状态的旧橡胶圈进行了分解及玻璃化转变的比较实验。 图1. 新品及劣化品橡胶圈TG测定实时观察图 ?图2. 新品及劣化品橡胶圈的TG测定 图3. 新品及劣化品橡胶圈的DSC测定实验结果:TG分析发现,新品橡胶圈子在250℃附近捕捉到了橡胶流动的画面。劣化后的样品在160℃附近就开始发生质量减少,形状变化。DSC分析发现,新品橡胶圈的玻璃化转变在-65℃附近,劣化后玻璃化温度增加了3℃。应用特点:日立热分析具有实时观察系统,能够全程观察记录样品在实验过程中的形状、颜色及尺寸的变化。日立DSC7000X特点:配有新开发的优化技术“Z-stabilizer”,采用了最新的“中心热流型传感器”及新型加热炉,灵敏度高,基线稳定,冷却效率及温度跟从性高。并且有紫外固化装置、实时观察系统、自动进样器等丰富的扩展功能,能够满足从食品、药品到高分子、无机材料等各个行业的应用。 关于该解决方案的详细信息,请参考:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100718/s549750.htm关于该解决方案及涉及到的仪器,请联系:日立仪器(上海)有限公司 021-50273533http://www.instrument.com.cn/netshow/C129963.htm 关于日立高新技术公司: 日立高新技术公司,于2013年1月,融合了X射线和热分析等核心技术,成立了日立高新技术科学。以“光”“电子线”“X射线”“热”分析为核心技术,精工电子将本公司的全部股份转让给了株式会社日立高新,因此公司变为日立高新的子公司,同时公司名称变更为株式会社日立高新技术科学,扩大了科学计测仪器领域的解决方案。日立高新技术集团产品涵盖半导体制造、生命科学、电子零配件、液晶制造及工业电子材料,产品线更丰富的日立高新技术集团,将继续引领科学领域的核心技术。更多信息敬请关注:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH102446/
  • 必达泰克推出扩展型光纤光谱仪
    B&W Tek最近推出新一代的扩展型InGaAs的NIR光纤光谱仪: BTC262E。它采用了新一代的三级TE致冷InGaAs阵列,可以使检测器温度保持在-25º C以下,大大降低了暗噪声,且无需液氮致冷。更低的致冷温度也就意味着更低的暗噪声和更长的积分时间,从而能大大提高信噪比水平。与常规的一级致冷的扩展型InGaAs阵列相比,其暗噪声水平降低10倍以上,这也就意味着与其他同类商业NIR光谱仪相比,它具有更高的灵敏度,更快的扫描速度。而且能通过连接较长的光纤用于工业在线监测而不必担心其信号在光纤中衰减太大而无法测出。   该款BTC262E NIR 光谱仪配有BWSpec™ 软件,能够直接进行近红外光谱测量。BWSpec™ 软件支持Thermo GRAMS/AI OCX控制功能,其DLL开发功能支持LabView® , Visual Basic, Visual C++等程序。通过我们购买公司的光源和光纤探头,可以集成一套完整的近红外光谱系统。   该款光谱仪设计紧凑,扫描速度快,能够在几毫秒内准确测量近红外光谱,并且具有非常优异的性能和平易的价格,在原材料检测、过程监测和质量控制方面都有着很广阔的应用领域。   扩展型InGaAs阵列NIR光谱仪应用:   • 原材料检查   • 制药上多晶体检测   • 食品中脂肪酸检测   • 太阳辐射研究   用于近红外检测的更多的光谱仪   B&W Tek公司提供标准的用于近红外检测的InGaAs 和 PbS光谱仪,光谱范围覆盖850nm到3000nm。   BTC261E是一款采用InGaAs阵列检测器的高性能近红外光谱仪,可用于多种近红外光谱检测应用。标准波长范围900-1700nm。BTC261E采用TE致冷,具有高动态范围和高灵敏度两种操作模式。并提供取样附件和应用支持。   BTC500在1000-3000 nm光谱内具有独特的性能,它使用TE致冷PbS阵列检测器,在全近红外光谱内都具有高灵敏度、低噪声、长期工作稳定性。BTC500是一款非常适合实验室和在线NIR检测。客户可以选择标准和更高分辨率配置,定制软件,并提供应用支持。网络编辑必备绿色工具箱,网络编辑之家(www.eastit.cn)提供   文章格式化编辑   繁简体相互转换   文字挑错功能(1000个错别字词库)   可定制段前是否空格   只需鼠标点击   全傻瓜式操作   文字挑错实例
  • 【选购方案】申报大型仪器设备项目,助力科学仪器选购
    最近有申报大型仪器设备需求的高校及企业用户,凯尔为您整理出全面的科学仪器选择方案! 凯尔测控提供全面的材料疲劳力学性能分析解决方案,满足金属材料疲劳与断裂力学性能分析、水凝胶材料的疲劳力学性能及在线形变分析、骨科植入物材料的动态疲劳力学性能分析、橡胶材料的裂纹扩展及数据采集分析、柔性电子材料的疲劳寿命力学性能分析、生物软材料的疲劳力学性能分析等,满足用户在的材料力学性能研究需求。 金属材料疲劳与断裂力学性能分析:金属材料双轴加载测试(载荷:2000N~20kN)实现双轴同步变形,评估材料各向异性配置视频引伸计,同步检测双轴应变定制多场耦合环境附件可对金属、高分子材料、复合材料等固体材料板状试样进行面内单/双轴的静态和动态力学测试,包括拉伸、压缩、弯曲、低周循环加载等,精确测试材料在复杂工况下的力学性能。金属材料弯曲疲劳测试(载荷:6000N~12000N)金属材料弯曲试验 GB/T 232-2010 《金属材料 弯曲试验方法》配备三点弯夹具以及四点弯夹具,可根据客户不同要求选择夹具进行弯曲测试。凯尔可配备非接触式视频计的原位力学试验系统以及电磁式动态力学试验系统进行此机械测试。水凝胶材料的疲劳力学性能及在线形变分析:水凝胶裂纹扩展试验测试(载荷:50-300N)平板试样预置裂纹,计算裂纹扩展速率5N高精度小载荷传感器循环拍照,确保拍照位置在同一幅值水平骨科植入物材料的动态疲劳力学性能分析:可提供完整的骨科植入物的创伤类、关节类、脊柱类、齿科等疲劳力学性能分析解决方案。橡胶材料的裂纹扩展及数据采集分析:用以表征橡胶、塑料、复合材料等粘弹性属性测定材料在不同动态、静态载荷下的刚度、内耗、玻璃化转变、老化等特性测定材料在不同温度环境下 ( 配合环境箱 ) 的表面生热、内部生热特性获取材料储能模量 (E')、损耗模量 (E")、损耗因子 (tans) 等关键参数柔性电子材料的疲劳寿命力学性能分析:模拟人体表面复杂的拉-扭运动方式,可配合电学仪器考察片状柔性电子材料的可靠性生物软材料的疲劳力学性能分析:可实现定制循环水浴槽,模拟生物体液环境多步加载功能,实现预循环加载后拉伸试验配合非接触式视频引伸计,精确测量个方向形变
  • Illumina推出Illumina SeqLab—让客户能够在HiSeq X系统上快速扩展到群体规模的生产能力
    p   2015年7月16日,来自美国圣地亚哥的消息:Illumina公司宣布推出Illumina SeqLab,一个适用于HiSeq X sup TM /sup 系统客户的集成方案,可实现大规模的人类全基因组测序操作。这个新产品旨在提高实验室在群体规模的人类全基因组测序(HWGS)上的效率,通过集成的样品追踪以及快速准确的分析,为那些需要简化流程的Illumina客户提供了一个完整的方案。Illumina此次与GenoLogics和Hamilton Robotics合作,提供了这个简化的端对端方案,具体包括Clarity LIMS X版本、Microlab sup ? /sup sup /sup STAR sup TM /sup 液体处理机器人、HiSeq sup ? /sup 分析软件(HAS)v2.0和Illumina SeqLab咨询服务。 /p p   “这个完整的方案对我们购买HiSeq X系统以及承担苏格兰地区大型充分研究队列的群体规模全基因组测序的决定都是十分重要的,”爱丁堡大学罗斯林研究所的主任David Hume教授谈道。爱丁堡大学以及英国生物技术与生物科学研究委员会共同出资,为罗斯林研究所安装了HiSeq X系统。 /p p   爱丁堡大学Edinburgh Genomics的临床基因组学主任Tim Aitman教授补充道,“使用一流的工具和快速获得服务带给我们信心,让我们能够迅速扩展,并且在研究癌症患者、罕见病儿童以及中枢神经系统疾病患者的基因组上所花的时间更多,而建立测序中心所花的时间更少。” /p p   对于那些刚着手开展群体水平测序的实验室而言,开发和配置每年处理数千个基因组所需的实验室自动化和软件能力需要大量的资源和相当长的时间。Illumina SeqLab即插即用的方案能帮助实验室最大限度提高效率,优化实验室利用率,并简化分析,以便在短短六个星期内实现最高的样品通量。此外,它还通过整个实验室过程中积极的样品追踪,帮助实验室自信地提供序列结果。作为服务的一部分,专家顾问为客户提供详细的建议,这些建议利用了Illumina世界级的技术组合,充分发挥了该公司在基因组学上超过15年的经验。 /p p   “自去年推出Illumina HiSeq X Ten测序系统以及随后推出Illumina HiSeq X Five测序系统以来,我们发现人们对群体规模测序的兴趣远远超出了我们的预期,”Illumina生命科学业务的高级副总裁Kirk Malloy表示。“有了这个新的方案,我们为实验室提供了迅速扩展和最大限度提高效率的优质方案,让更多的实验室能够承担大规模的测序项目。” /p
  • 安捷伦扩展用于临床检测的原位杂交探针产品组合
    p style=" text-align: center " span style=" color: rgb(31, 73, 125) " strong 用于淋巴瘤的全自动 CISH 和 IQFISH 基因组合集多项创新于一体 /strong /span /p p   2018年5月4日,北京——安捷伦科技公司(NYSE: A)日前宣布推出用于 Dako Omnis 的 EBER RNA CISH、κ 和 λ mRNA CISH 探针,以此扩展其原位杂交探针产品组合。此外还推出了用于淋巴瘤的手动 IQFISH 基因组合,该组合在欧洲拥有代表体外诊断的 CE 标志。 /p p   EBER RNA CISH、κ 和 λ mRNA CISH 产品的推出进一步提高了 Dako Omnis 仪器的诊断能力,这款仪器现可同时进行显色原位杂交 (CISH)、荧光原位杂交 (FISH) 和免疫组织化学 (IHC) 的检测。通过最优化的和经过验证的实验方案,Dako Omnis可以加快病例分析周期,并帮助实验室拥有始终如一的质量并获得最佳结果。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201805/insimg/191f31ea-fe48-4929-9f60-2fd6561e909f.jpg" title=" dako-omnis-advanced-staining.jpg" / /p p   丹麦奈斯特韦兹西兰大学医院病理学部医学实验室技术人员 Dorthe Strue-Nielsen 表示:“对我们的实验室来说,同时在 Dako Omnis 上进行 CISH 和 IHC 是一项完美的解决方案,可以节约很多手动操作时间。” /p p   用于淋巴瘤的 IQFISH 基因组合是一系列基于寡核苷酸的 FISH 探针,可用于检测涉及 MYC、BCL2、BCL6、MALT1、CCND1 和 IGH 基因的重排。这些探针既用于福尔马林固定石蜡包埋的组织切片,也可用于分裂和双融合方法。 /p p   这些探针使用合成的寡核苷酸制成,而非更常见的细菌人工染色体。这项创新技术消除了探针中的重复序列,可以降低背景信号。 /p p   安捷伦基因组学事业部营销主管 Jeff Heimburger 谈道:“CISH 探针生产采用的是安捷伦独特的工艺。将它们作为FISH 和 IHC工作流程的一部分,同时在 Dako Omnis 上运行,可提高实验室分析效率,为患者提供更快速地诊断。” /p p   安捷伦是第一家将快速杂交技术带入病理学实验室的商业供应商。安捷伦的 IQFISH 缓冲液可以改进杂交效率,使通常需要花费两天的检测在 5 小时内完成。对大多数实验室来说,这项创新的推出使病理学家在有需求时即可进行 FISH 检测,让患者更快获得检测结果。 /p p   关于安捷伦科技公司 /p p   安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是生命科学、诊断和应用化学市场领域的全球领导者,拥有 50多年的敏锐洞察与创新,我们的仪器、软件、服务、解决方案和专家能够为客户最具挑战性的难题提供更可靠的答案。在2017财年,安捷伦的营业收入为44.7亿美元,全球员工数为14200人。 /p
  • 安捷伦科技收购Lab901——扩展分子生物学应用的电泳产品线
    安捷伦科技收购Lab901&mdash &mdash 扩展分子生物学应用的电泳产品线 2011 年2 月28 日,北京 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)今日宣布已收购位于英国爱丁堡的Lab901 公司,该公司是一家领先的电泳仪器和消耗品公司,其自动化电泳产品可用于DNA、RNA 和蛋白质分析。收购的财务细节尚未披露。 Lab901 公司主要开发和销售TapeStation 台式电泳仪、ScreenTape 塑料消耗品和相关的试剂。他们的客户包括传统制药、生物制药研发和质量控制领域的科学家,以及学术和政府科研机构。Lab901 成立于2001年,拥有大约45 名员工。 &ldquo 随着Lab901 卓越的技术和人才队伍的加入,安捷伦现在可以满足客户所有的电泳生命科学应用需求,涵盖半自动化到96 孔板兼容型工作流程&rdquo 安捷伦液相分离业务部副总裁Patrick Kaltenbach 说道,&ldquo Lab901 ScreenTape 系统将与安捷伦现有的2100生物分析仪平台以及G7100 毛细管电泳系统相结合,为广泛应用提供多功能、自动化并且可扩展的全套凝胶电泳解决方案。&rdquo Lab901 的ScreenTape 系统是一种快速、便捷的台式自动化凝胶电泳系统。客户只需将样品和ScreenTape 消耗品载入紧凑型TapeStation 仪器中,每个样品仅需不到1 分钟,即可轻松获得蛋白质、RNA 和DNA 样品的完整分析结果。 凭借其自动化、易用性和可扩展的独特性能,该系统将成为新一代测序和基因表达工作流程中样品质量控制,以及核心实验室中蛋白质电泳和DNA 片段分析的理想之选。在这些应用中,获取结果所需的时间以及数据的重现性至关重要。 &ldquo 我们早就意识到两家公司之间强烈的协同优势,&rdquo 将与其他员工一起加入安捷伦科技的Lab901 前CEO Joel Fearnley 说道,&ldquo Lab901 的创新技术、杰出产品和经验丰富的团队与安捷伦的文化和开拓性历史完美契合。我们期待着为全球客户提供一流产品的尖端组合,满足他们所有的电泳需求。&rdquo TapeStation 和ScreenTapes 系统将进一步完善安捷伦强大的电泳产品线。安捷伦2100 生物分析仪发布于1999 年,是首台利用微流控技术分析生物样品的商业化仪器。如今,它已成为市场领先的用于微阵列芯片、qPCR 和新一代测序工作流程中RNA 和DNA 质量控制(QC)的必有设备。安捷伦刚刚延长了该平台的芯片供货协议,并将继续为其开发新的应用。 2009 年发布的安捷伦 G7100 毛细管电泳系统是市场上功能最全面的台式电泳平台之一。它能够与UV(紫外吸收)、LIF(激光诱导荧光)、MS(质谱)、CCD(非接触电导检测器)等各种检测器相兼容。特别是G7100 能够与安捷伦广泛的质谱产品无缝整合,使其成为小分子、蛋白质和代谢组学研究和验证的不二之选。 关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是全球领先的测量公司,同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的 18500名员工为 100多个国家的客户提供服务。在2010 财政年度,安捷伦的业务净收入为54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn。
Instrument.com.cn Copyright©1999- 2023 ,All Rights Reserved版权所有,未经书面授权,页面内容不得以任何形式进行复制