原单层往复式小容量摇瓶机

大型往复式内燃机（RICE）和管道内窥镜共有着一段悠久而有趣的历史。您是否知道往复式内燃机（RICE）激发了工业内窥镜（又称管道内窥镜）的创新？如今，管道内窥镜已经成为RICE检测工具包的重要组成部分。在这篇关于往复式内燃机的文章中，您将了解到管道内窥镜和RICE互相成就的故事。这篇文章介绍了管道内窥镜如何满足了对这种复杂机械进行高质量目视检测的需求。您还将了解到管道内窥镜在变革安全检测方面所发挥的作用，几乎不需要拆卸，就可以提供有关发动机部件状况的关键视觉信息。首先，我们先回顾一下过去……管道内窥镜的诞生大型往复式内燃机（RICE）出现于20世纪初，当时技术正在飞速发展，变得越来越复杂。这些发动机广泛应用于各行各业，维修起来既昂贵又耗时。定期维护和检测对于在影响运行之前发现问题至关重要。遗憾的是，在过去这通常意味着完全拆卸，不仅耗时过长，且成本效率低下。然而，就在第二次世界大战结束二十年后，两位美国物理学家设计出了一种工具，彻底改变了安全检测方式，特别是对RICE这种复杂机械的检测。发明了管道内窥镜后，用户可以清晰地看到狭窄、难以到达的空腔，而在此之前，需要将这些空腔完全拆除。然而，最初设计的管道内窥镜仍然受到相对的限制，因为它的形状和尺寸只适用于某些特定的空间。这些限制激发了完善工具设计的需求。管道内窥镜的类型随着远程视觉检测（RVI）设备复杂性的增加，人们对具有更强的移动性、视觉敏锐度和多功能性的管道内窥镜的需求也在增加。目前主要有三种管道内窥镜，包括刚性内窥镜、柔性内窥镜和视频内窥镜。第一种用于工业目的的管道内窥镜是刚性内窥镜，这是一种由抛光不锈钢制成的非柔性内窥镜。尽管这些创新在当时代表着重大进步，但这种内窥镜仍然有很大的局限性，它们很难观察到各种设备中更难以接近的部位，例如弯道处的发动机腔体。这种需求推动了柔性纤维内窥镜的诞生，通过使用光纤管道镜的设计变得更加灵活。纤维内窥镜使用可调节杆和光纤束传输图像，使用户观察到拐角和弯曲部位的空间。柔性管道镜还可以添加附件，如额外的光源和适配器套件。如今，视频内窥镜因其多功能性、易用性以及捕获图像和记录视频的能力而成为管道内窥镜检测领域的先进设备。例如，视频内窥镜可以更快地记录实时检测，使用更少的附件，即使在没有照明的情况下也能生成更高质量的图像和视频（图1）。图1 - 刚性管道内窥镜、纤维内窥镜和视频内窥镜的主要特性比较。为什么管道内窥镜对于发动机维护至关重要如今，许多行业都普遍使用往复式内燃机（RICE）发电或驱动螺旋桨轴和泵等机械设备。要使这种大型机械达到高水平的使用效果、安全性和持续使用寿命，了解每个部件的状况至关重要。这就需要检查部件是否有损坏或失效的迹象，最好在不拆卸的情况下进行检查。用于测量设备参数的方法称为状态监测（CM）。每种状态监测（CM）技术都可提供发动机某个方面的信息，无论是单独使用还是组合使用都非常有用。例如，这些技术通常用于往复式内燃机（RICE）的检测：仪器：发动机中的传感器持续监测温度、压力、振动、废气成分等参数。废油分析：定期收集油样并进行实验室分析，可探测到油品降解或与污染、磨损或损坏相关的颗粒。管道内窥镜检测（BSI）：目视检测发动机内部组件，几乎无需拆卸。拆解：为检测、大修或更换部件而拆卸部件或整个发动机。由于仪器和废油分析属于非侵入性技术，不会影响正常操作，因此被广泛认为是状态监测（CM）的第一步。然而，通过这些技术获得的信息并不总是足够的，因此通常需要进行常规管道内窥镜检测，作为预防性维护策略的一部分或应对性维护的一种手段。图2 - 燃烧室（气缸）示意图燃烧室又称气缸，是往复式发动机管道内窥镜检测的重点（图2）。由于燃烧室周围的部件承受着高压和高温，因此需要定期监测其损坏和磨损情况。视频内窥镜可对远程目标进行高清成像，无需拆卸，即可探测到重要部件的腐蚀、堵塞和裂纹等关键缺陷。视频内窥镜可使检测人员更详细、更方便地进行分析测量，因此他们从一开始就能做出更好的决策，从而节省了成本和时间。对于往复式内燃机（RICE）检测，我们强烈推荐使用Evident的远程视觉检测（RVI）系列产品中的IPLEX G Lite视频内窥镜和IPLEX GT视频内窥镜。两种视频内窥镜均可生成高质量图像，以便进行部件评估和进一步报告。IPLEX G Lite视频内窥镜IPLEX GT视频内窥镜

百年企业奥豪斯，一直以摇床品类齐全、功能完备而著称，其产品广泛应用于细胞培养、发酵、杂交、生物化学反应、酶或组织细胞的培养、脱色或者基本混匀操作等。想用户所想微孔板摇床作为奥豪斯摇床拳头品类之一，更是因其有颜能打和强大的应用支持而备受经销商和用户好评。实验无小事，称心奥豪斯！从过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器、高温警示到更宽的控温范围，再到各种离心管、试管、管型瓶和培养试管的兼容，奥豪斯每一步都想用户所想。今天小编带您了解三款奥豪斯“爆品”微孔板摇床01轻负载微孔板圆周式摇床SHLDMP03DG聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计可承载多达4个微孔板，且支持深微孔板带声音提示的定时器02恒温微孔板培养圆周式摇床ISLDMPHDG/L聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器提供合适的温度，并有高温警示提供遮光盖，保护光敏感型样品03冷冻恒温培养圆周式摇床ISICMBCDG聚焦安全：过载保护、缓慢升速、防溢设计、警报器、高温警示可以加热最 高至65℃，冷却至环境温度以下10°，支持温度校准标准支持微孔板，除此之外还可以选多种模块，以容纳各种离心管、试管、管型瓶和培养试管等“奥豪斯提供更多摇床供您选择提供控温和非控温的摇床，载重量覆盖从3.6kg到68kg，运动方式涉及有圆周式、往复式、2D摇摆和3D波动，提供大量选配件以适配多种离心管、锥形瓶、容量瓶等。奥豪斯集团成立于1907年，拥有遍布各地的营销、研发和生产基地。通过不断为各地用户提供优质的称量产品与完善的应用方案，奥豪斯产品已遍及环保、疾控、食药、教学科研、食品、新能源和制药工业等各种应用领域，赢得了广泛的认可与青睐。我们致力于提供符合各国安全、环境及质量体系的产品，涵盖电子天平、台秤、平台秤、案秤、摇床、台式离心机、加热磁力搅拌器、涡旋振荡器、干式金属浴、实验室升降台和电化学产品等。

供稿| 洪艺伦编辑| Norah、孙平校阅| Lucy、Joanna以石墨烯为代表的二维范德华层状材料具有独特的电学、光学、力学、热学等性质，在电子、光电子、能源、环境、航空航天等领域具有广阔的应用前景。目前理论预测得到的层状母体材料已经超过5,600种，包括1800多种可以较容易地或潜在地通过剥落层状母体材料得到的二维层状化合物[1]，像是石墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物、黑磷烯等均存在已知的三维母体材料。在目前已知的所有三维材料中，块体层状化合物的数量毕竟不是多数。因此，直接生长自然界中尚未发现相应块状母体材料的二维层状材料，成为突破和扩展二维层状材料范围的新“希望”。它们有望为新物理化学特性的发现和潜在的应用前景提供巨大机会，具有重要的科学意义和实用价值。过渡金属碳化物和氮化物(TMCs和TMNs)就是这类材料。然而，由于表面能量的限制，这些非层状材料倾向于岛状生长而非层状生长，往往只能得到几纳米厚度的、横向尺寸约100微米的非均匀二维晶体，这就使得大面积均匀厚度的合成依然困难。那么，如何解决呢？近日，中科院金属所沈阳材料科学国家研究中心任文才研究员团队，提出一种新方案——采用钝化非层状材料的高表面能的位点来促进层状生长，最终制备出一种不存在已知母体材料的全新二维范德华层状材料——MoSi2N4，并获得了厘米级单层薄膜。本次“前沿用户报道”专栏就将为大家介绍这一研究。图1 二维层状MoSi2N4晶体的原子结构：三层（左）的MoSi2N4原子模型和单层的详细横截面晶体结构； 01“平平无奇”Si，实现材料新生长关于二维层状材料的研究，任文才团队多有建树，他们早在2015年就发明了双金属基底化学气相沉积（CVD）方法，并利用该方法制备出多种不同结构的非层状二维过渡金属碳化物晶体材料。但正如上文提到的，这些材料由于表面能限制，使得该富含表面悬键的非层状材料倾向于岛状生长，难以得到厚度均一的单层材料。令人惊喜的是，团队成员在一次实验中打开了新思路。他们在研究如何消除表面悬键对非层状材料生长模式的影响时，想到了从电子饱和的角度出发，发现硅元素可以和非层状氮化钼表面的氮原子成键使其电子达到饱和状态，而硅元素正好是制备体系中使用到的石英管中的主要元素。因此，他们决定从制备体系中的石英管中的Si元素入手，研究Si元素的加入对非层状材料生长的影响。团队成员惊喜地发现， Si元素可以参与到生长中去，成为促进材料生长的绝佳“帮手”。这一意外的发现开启了探索的新方向，他们反复试验，最终确认Si的引入的确可以改变材料的生长模式。他们在CVD生长非层状二维氮化钼的过程中，引入硅元素来钝化其表面悬键，改变其岛状生长模式，最终制备出新型层状二维材料材料——MoSi2N4。图2 (A)单层MoSi2N4薄膜的CVD生长（B）用CVD法生长30min、2h和3.5h的MoSi2N4光学图像，说明了单层薄膜的形成过程（C）CVD生长的15mm×15mm MoSi2N4薄膜转移到SiO2/Si衬底上的照片；（D）一个MoSi2N4薄膜典型的AFM图像，显示厚度~1.17nm；（E）MoSi2N4结构的横截面HAADF-STEM图像，显示层状结构，层间距~1.07nm02Si钝化效果显著，MoSi2N4成功制备任教授团队还对比了加Si与不加Si之间的区别，发现采用Si来进行钝化的方式效果显著，帮助他们获得了一种全新的不存在已知母体材料的二维范德华层状材料——MoSi2N4，并最终可获得厘米级的均匀单层多晶膜。从下图3就可看出，下图为Cu/Mo双金属叠片为基底，NH3为氮源制备的单层和多层材料。通过对比试验发现：在不添加Si的情况下，仅能获得横向尺寸为微米级的非层状超薄 Mo2N晶体，厚度约10 nm且不均匀；而当引入元素Si时，生长明显发生改变：初期形成均匀厚度的三角形区域，且随着生长时间的延长三角形逐渐扩展，同时又有新的三角形样品出现并长大，最后得到均匀的单层多晶膜。利用类似制备方法，他们还制备出了单层WSi2N4。图3 经过高分辨透射电镜的系统表征，发现层状MoSi2N4晶体的每一层中包含N-Si-N-Mo-N-Si-N共7个原子层，可以看成是由两个Si-N层夹持一个N-Mo-N层构成（A）单层MoSi2N4晶体的原子级平面HAADF-STEM原子像；（B）多层MoSi2N4晶体的横截面原子级HAADF-STEM图像03高强度和出色稳定性，后续研发令人期待厘米级单层薄膜已经制备，其性能如何呢？该团队成员继续展开了论证。他们与国家研究中心陈星秋研究组和孙东明研究组合作，最终发现单层MoSi2N4具有半导体性质（带隙约1.94eV）和优于单层MoS2的理论载流子迁移率，同时还表现出优于MoS2等单层半导体材料的力学强度和稳定性。另外，通过使用HORIBA LabRAM HR800拉曼光谱仪进行拉曼光谱测试，获得了显著的拉曼信号，这为后续材料的快速表征提供了有力的证据。这些物理性能的提升，无疑为MoSi2N4进入实际应用奠定了基础，后续这一材料将在电子器件、光电子器件、高透光薄膜和分离膜等领域做更深入的应用探索。不仅如此，团队成员通过理论计算预测出了十多种与单层MoSi2N4具有相同结构的二维层状材料，包含不同带隙的间接带隙半导体、直接带隙半导体和磁性半金属等（图4），这一研究结果也进一步拓宽了二维层状材料的范围，尤其壮大了单层二维层状材料的大家族，具有重要意义。该工作得到了国家自然科学基金委杰出青年科学基金、重大项目、中国科学院从0到1原始创新项目、先导项目以及国家重点研发计划等的资助。图4 理论预测的类MoSi2N4材料家族及相关电子能带结构该研究成果不仅开拓了全新的二维层状MoSi2N4材料家族，拓展了二维材料的物性和应用，而且开辟了制备全新二维范德华层状材料的研究方向，为获得更多新型二维材料提供了新思路。04文章作者&论文原文任文才，中国科学院金属研究所研究员，国家杰出青年科学基金获得者。主要从事石墨烯等二维材料研究，在其制备科学和技术、物性研究及光电、膜技术、储能等应用方面取得了系统性创新成果。在Science、Nature Materials等期刊发表主要论文160多篇，被SCI他引24,000多次。连续入选科睿唯安公布的全球高被引科学家。获授权发明专利60多项（含5项国际专利），多项已产业化，成立两家高新技术企业。获国家自然科学二等奖2次、何梁何利基金科学与技术创新奖、辽宁省自然科学一等奖、中国青年科技奖等。文章标题：Chemical vapor deposition of layered two-dimensional MoSi2N4 materials. Science 369 (6504), 670-674.DOI: 10.1126/science.abb7023免责说明