热传导性能测试导热系数测试仪

DRL-III导热系数测试仪（热流法）一、产品概述 该导热系数仪采用热流法测量不同类型材料的热导率、热扩散率以及热熔。测量参照标准 MIL-I-49456A高分子材料，陶瓷，绝缘材料，复合材料，非金属材料，玻璃，橡胶，及其它的具有低、中等导热系数的材料。仅需要比较小的样品。薄膜可以使用多层技术准确的得到测量。二、主要技术参数：1：热极温控： 室温～200℃, 测温分辨率0.01℃2：冷极温控：0～99.99℃，分辨率0.01℃3：样品直径：Ф30mm，厚度0.02-20mm；4：热阻范围：0.000005 ～ 0.05 m2K/W5：导热系数测试范围： 0.010-50W/mK， 6：精度 ≤±3%7：压力测量范围：0～1000N8: 位移测量范围：0～30.00mm9：实验方式：a、试样不同压力下热阻测试。b、材料导热系数测试。c、接触热阻测试。d、老化可靠性测试。10：配有完整的测试系统及软件平台。11：操作采用全自动热分析测试软件，快速准确对样品进行试验过程参数分析和报告打印输出。三、仪器配置：1.测试主机 1台, 2.恒温水槽 1台， 3.测试软件 1套，4.胶体粉体样品框1个，*4.计算机（打印机）用户自备典型测试材料：1、金属材料、不锈钢。2、导热硅脂。3、导热硅胶垫。4、导热工程塑料。5、导热胶带(样品很薄很黏，难以制作规则的单个样品，一边用透明塑料另外一边用纸固定)。 6、铝基板、覆铜板。 7、石英玻璃、复合陶瓷。8、泡沫铜、石墨纸、石墨片等新型材料。创新点：样品夹在两个热流传感器中间测试，温度梯度固定或可调。使用内嵌的控制器或外部电脑测得样品的导热系数与热阻。自动上板移动与样品厚度测量，所有测试参数与校正数据可存于电脑内。对校正测试与样品测试进行温度程序编制、数据查看与储存。

广州市特种承压设备检测研究院国家热传导节能产品质量监督检验中心4月28日发布招标公告，采购一批仪器设备（采购编号：GZCQC1302HG04014），采购预算2617.54万元，项目内容如下： 子包号 序号 设备名称 数量 合计 （万元） 01 1 导热系数测定仪（激光法） 1+1空心冲模机 484.00 2 保护法板法导热系测定仪 1+1自动涂布机 3 稳态量热计法半球发射率测试仪 1 4 导热系数测定仪（热线法） 1 5 保护热板法导热系数测定仪 1 6 导热系数测试仪（热流计法） 1 02 7 电感耦合等离子体质谱仪与离子色谱联用机 1 500.00 8 气相色谱与质谱联用仪 1 9 高效液相色谱仪 1 10 气相色谱仪 1 11 原子吸收仪固体进样装置 1 03 12 紫外可见近红外分光光度计 1 488.50 13 线膨胀系数测定仪 1 14 激光粒度测定仪 1 15 半球发射率测量仪 1+1铣切机 16 电化学工作站 1 17 热变形软化温度试验仪 1 18 水蒸气透过率测定仪 1 19 含水率测定仪 1 20透光率雾度测定仪 1 21 自动色度仪 1 22 恒温恒湿箱 1 23 开闭孔率测试仪/电子密度计 1 24 副像偏离测定装置 1 25 热荷重测试仪 1 26 渣球含量分析测定仪 1 27 吸水率测定仪 1 28 憎水性测定仪 1 29 落球粘度计 1 04 30 烟密度测试仪 1 320.00 31 伏安极谱仪 1 32 平行定量浓缩仪 1 33 不燃性测试炉 1 34 多路控制阀爆破压力试验装置 1 35 落镖冲击仪 1 36 水平垂直燃烧测定仪 1 37 氧指数测定仪 1 38 卡氏样品加热处理器 1 39 多路控制阀流体静压和循环压力试验装置 1 40 多路控制阀无故障动作试验装置 1 05 41 热综合分析仪 1 325.05 42 复合盐雾腐蚀试验箱 1 43 紫外光加速老化试验机 1 44 磨耗仪 1 45 涂层耐洗刷性测定仪 1 46 杯突测试仪 1 47 自动划痕仪 1 48 漆膜干燥时间试验器 1 49 旋转粘度计 1 50 遮盖力测定板 1 51 巴克霍兹压痕仪 1 52 涂层测厚仪 1 53 比重（密度）杯 1 54 橡胶国际硬度计 1 55 高速离心机 1 56 漆膜磨耗仪 1 57 高速分散机 1 58 润滑脂和石油脂锥入度测定仪 1 59 鼓风干燥箱 1 60 耐溶剂擦洗仪 1 61 漆膜铅笔划痕硬度仪 1 62 落砂耐磨试验仪 1 63 刮板细度计 1 64 漆膜耐码垛性试验仪 1 65 流挂试验仪 1 66 漆膜附着力测定仪 1 67 板式测厚仪 1 68 稠度测定仪 1 69 腻子柔韧性测定仪 1 70 针型测厚仪 1 06 71 内置能谱仪台式扫描电子显微镜 1 274.99 72 万能材料试验机 1 73 邵氏硬度计 1 74 压片机 1 75 小型金相切割机 1 76 超声波清洗机(27L) 1 77 超声波清洗机(6L) 1 78 玻璃覆膜机 1 07 79 保护法板法导热系测定仪（高温保护热板法） 1 225.00 　　广州程启招标代理有限公司(以下简称“采购代理机构)在2013年5月24日公布中标供应商名单： 　　子包1 　　中标供应商名称：建发(广州)有限公司 　　地址：广州市体育东路138号金利来大厦806室 　　中标金额：4,830,000.00元 　　子包2 　　中标供应商名称：广州无线电集团有限公司 　　地址：广州市天河区黄埔大道西平云路163号 　　中标金额：4,970,000.00元 　　子包3 　　中标供应商名称：广州市徕康科技有限公司 　　地址：广州市天河区黄埔大道西100号 　　中标金额：4,870,000.00元 　　子包4 　　中标供应商名称：广州市徕康科技有限公司 　　地址：广州市天河区黄埔大道西100号 　　中标金额：3,180,000.00元 　　子包5 　　中标供应商名称：广州市徕康科技有限公司 　　地址：广州市天河区黄埔大道西100号 　　中标金额：3,230,000.00元 　　子包6 　　中标供应商名称：广东省农垦集团进出口有限公司 　　地址：广州市粤垦路68号广垦商务大厦2座12楼 　　中标金额：2,730,000.00元 　　子包7 　　中标供应商名称：上海光晟化工科技有限公司 　　地址：上海市闵行区泸光路555弄18号504 　　中标金额：2,248,600.00元

热分析是测量材料热力学参数或物理参数随温度变化的关系，并对这种关系进行分析的技术方法。对材料进行热分析的意义在于：材料热分析能快速准确地测定物质的晶型转变、熔融、升华、吸附、脱水、分解等变化，在表征材料的热性能、物理性能、机械性能以及稳定性等方面有着广泛的应用。由于热性能是材料的基本属性之一，对材料进行热分析可以鉴别材料的种类，判断材料的优劣，帮助材料与化学领域的产品研发，质检控制与工艺优化等。既然热分析是对材料进行质量控制的重要技术手段，那么热分析到底是如何进行的呢？根据国际热分析协会(ICTA)的归纳和分类，目前的热分析方法共分为九类十七种，而常用的热分析方法（如下图所示）包括：差示扫描量热(DSC)、热重分析（TGA）、导热系数测试、热机械分析(TMA)、动态热机械分析(DMA)等5种方法。根据不同的热分析方法采用不同的热分析仪器设备，对材料的热量、重量、尺寸、模量/柔量等参数对应温度的函数进行测量，从而获得材料的热性能。接下来，让我们简单了解一下这5种热分析方法：（1）差示扫描量热（DSC）差示扫描量热法（DSC）为使样品处于程序控制的温度下，观察样品和参比物之间的热流差随温度或时间的函数。材料的固化反应温度和热效应测定，如反应热，反应速率等；物质的热力学和动力学参数的测定，如比热容，转变热等；材料的结晶、熔融温度及其热效应测定；样品的纯度等。（2）热重分析（TGA）热重分析法（TGA）用来测量样品在特定气氛中，升温、降温或等温条件下质量变化的技术。主要用于产品的定量分析。典型的TGA曲线可以提供样品易挥发组分(水分、溶剂、单体)的挥发、聚合物分解、炭黑的燃烧和残留物(灰分、填料、玻纤)的失重台阶。TGA这种方法可以研究材料和产品的分解，并得出各组分含量的信息。TGA曲线的一阶导数曲线是大家熟知的DTG曲线，它与样品的分解速率成正比。在TGA/DSC同步测试中，DSC信号和重量信息可以同时记录。这样就可以检测并研究样品的吸放热效应。下图中的黑色曲线为PET的TGA曲线，绿色为DTG曲线。下面的为在氮气气氛下的DSC曲线。右侧红色的DSC曲线显示了玻璃化转变、冷结晶和熔融过程。在测试过程中的DSC信号 (左)可以用样品质量损失进行修正。蓝色为未修正的DSC曲线，红色为因质量损失而修正的曲线。图 使用TGA/DSC(配备DSC传感器)测试的PET曲线分解过程中，化学骨架和复杂有机组分或聚合物分解形成如水、CO2或者碳氢化合物。在无氧条件下，有机分子同样有可能降解形成炭黑。含有易挥发物质的产品可以通过TGA和傅里叶红外(FTIR)或者质谱联用来判定。（3）导热系数测试对于材料或组分的热传导性能描述，导热系数是最为重要的热物性参数。LFA激光闪射法使用红外检测器连续测量上表面中心部位的相应温升过程，得到温度升高对时间的关系曲线，并计算出所需要的参数。稳态热流法热流法（HFM）作为稳态平板法的一种，可用于直接测量低导热材料的导热系数。（4）热机械分析(TMA)热机械分析，指在使样品处于一定的程序温度下和非震动载荷作用下，测量物质的形变与温度时间等函数关系的一种技术，主要测量材料的膨胀系数和相转变温度等参数。一条典型的TMA曲线表现为在玻璃化转变温度以下的膨胀、玻璃化转变(曲线斜率的变化)，玻璃化转变温度以上的膨胀和塑性变形。测试可以以膨胀模式、穿透模式或者DLTMA模式(动态负载TMA模式)进行。膨胀模式的测试目的是表征样品的膨胀或收缩。基于这个原因，仅使用较小的力来保证探头和样品接触完好。测试的结果就是热膨胀系数。下图是0.5mm的样品夹在2片石英盘之间测试的膨胀曲线。样品先在仪器中升温至90˚C消除热历史。冷却至室温后，再以20K/min的升温速率从30˚C升温到250˚C，测试的探头为圆点探头，同时探头上施加很小的力0.005N。图2中上部的曲线显示样品在玻璃化转变之前有很缓慢的膨胀。继续升温，膨胀速率明显加快，这是因为在样品在经历玻璃化转变后分子的运动能力提高。之后冷结晶和重结晶发生，样品收缩。高于150˚C样品开始膨胀直至熔融。熔融伴随着样品粘度降低和尺寸减小。图 膨胀模式测试的PET的TMA曲线穿透模式主要给出温度相关的信息。样品的厚度通常不是很重要，因为探头与样品的接触面积在实验中持续变化。刺入深度受加载的力和样品几何形状的影响。在穿透模式测量中，把0.5mm厚的样品放在石英片上，圆点探头直接与样品接触。试验条件为从30˚C升温到300˚C，升温速率20K/min，加载力0.1和0.5N。这时样品未被刺入。在穿透测试过程中，探头一点一点地刺入样品。纵坐标信号在玻璃化转变发生时明显的减小，冷结晶发生时保持基本不变，到熔融又开始减小(图下图)。图 TMA穿透模式测试PETDLTMA是一种高灵敏度测试物理性能的方法。和DSC相比，它可以描述样品的机械行为。在DLTMA模式下，加载在样品上的力以给定频率高低切换。它可以测试出样品中微弱的转变，膨胀和弹性(杨氏模量)。样品刚度越大，振幅越小。图4测试的样品玻璃化转变在72˚C，之后为液态下的膨胀。振幅大是因为样品太软。然后会出现冷结晶，PET收缩，振幅开始减小。140˚C，样品重新变硬，继续膨胀直至160˚C。图 DLTMA（动态负载TMA模式）测试PET（5）动态热机械分析(DMA)使样品处于程序控制的温度下，并施加单频或多频的振荡力，研究样品的机械行为，测定其储能模量、损耗模量和损耗因子随温度、时间与力的频率的函数关系。热分析技术的实际应用热分析技术在材料领域应用广泛，如高分子材料及制品（塑料、橡胶、纤维等）、PCB/电子材料、金属材料及制品、航空材料、汽车零部件、复合材料等领域。下面通过我们实验室技术工程师做的两个热分析测试案例来展示它的应用：1.高分子材料的热裂解测试玻纤增强PA66主要应用于需要高刚性和尺寸稳定性的机械部件护罩。玻纤含量影响到制件的拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等力学性能。2.PCB板的爆板时间测量将样品升温到某一温度后，保持该温度并开始计时，样品发生爆板现象的时刻与保温初始时刻的时间间隔为爆板时间。其实，对于不同的材料和关注点的不同，我们所采用的热分析方法也存在差异，通常会根据实际样品情况和测试需求来选择不同的分析方法。例如，高分子材料：想要了解它的特征温度、耐热性等性能，要用DSC分析；想要了解它的极限耐热温度、组份含量、填料含量等，要用TGA分析。

中国民用航空飞行学院，简称“中飞院”，创建于1956年，是中国民用航空局直属的全日制普通高等学校，是中国民用航空局与四川省共建高校。学院作为中国民航培养高素质人才的主力高校，经过60多年的建设与发展，已成为全球民航职业飞行员培养规模在世界民航有着较高影响力的高等学府。中国民航70%以上的飞行员、80%以上的机长毕业于此，被称为“中国民航飞行员的摇篮”。中国民用航空飞行学院选购我司HS-DR-5快速导热系数测试仪，现已安装，调试完毕。HS-DR-5快速导热系数测试仪

我司于2023年2月13日中标南京工业大学导热系数测试仪项目，设备现已交付，并安装调试完毕。南京工业大学中标通知书上海和晟 HS-DR-5 快速导热系数测试仪

四川大学傅强教授和吴凯副研究员报道了一种基于聚合物分子结构和填料表面设计的新型软物质热界面材料。研究团队通过力化学作用将液态金属(LM)包裹在球形氧化铝(Al2O3)表面形成核壳结构的填料，并将其嵌入具有动态粘附性的弹性体（PUPDM）中制备了三元复合材料。巧妙的PUPDM分子设计使得材料与各种热源/冷槽之间形成动态可逆的氢键相互作用，实现了零压状态下的低接触热阻和耐多次热循环的长期稳定性。而液态金属改性填料不仅可以作为导热桥梁，同时有利于聚合物链段在室温下的松弛，平衡了传统功能复合材料中导热性能与表面黏附可逆性的矛盾。这种在导热界面材料上构筑动态可逆键的概念在新型热管理材料和技术领域有广阔的应用前景。相关成果以“A Thermal Conductive Interface Material with Tremendous and Reversible Surface Adhesion Promises Durable Cross-Interface Heat Conduction”为题发表于《Materials Horizons》期刊（Mater. Horiz., 2022, DOI: 10.1039/D2MH00276K）。图1 具有可逆粘附能力的高导热/电绝缘/柔性软材料的分子设计和复合结构示意图随着现代电子设备朝着高度集成化和小型化发展，器件内部指数式增长的热严重影响到电子设备的工作性能、可靠性和使用寿命。因此，导热材料和先进的热管理技术引起广泛的关注。典型的热界面材料已经被大量应用去促进电子设备内部的界面热传导，并且评价其热管理效率的有两个重要的指标：材料本身的热导率和材料与接触基板的接触热阻。近年来，大量的研究人员致力于开发高导热的材料，然而随着电子设备尺寸的日益减小，解决接触热阻的问题变得同样重要。现有的一些降低接触热阻的方法有制备具备触变性和顺应性的材料或者施加外界应用压力。这些方法的目的都是增加接触界面的实际接触面积去实现更好的界面几何匹配。一些微纳尺度界面热传导的研究也表明界面相互作用有助于提高界面热导率，但在宏观热界面领域还缺乏系统的研究。更值得关注的是，由于热界面材料与接触基板的热膨胀系数不匹配，因此在经历长期热循环后，界面几何失配或者界面脱粘仍然会发生，阻碍着热管理的长期稳定性。图2 复合材料的导热和可逆粘附能力展示 为了解决上述问题，本工作采用的策略主要分为三个步骤：１）制备出具有可逆黏附能力的柔性弹性基体，提高热界面材料与基板的相互作用，并通过动态界面热管理实现跨界面热传导的长期稳定性。２）加工得到具有优异导热性能并且不影响柔性基体动态键的可逆性和活动性的导热填料。3）复合加工得到所需复合材料。基于独特结构的LM/Al2O3二元核壳填料结构设计, 结合具有动态可逆粘附弹性基体的合成，该工作中得到的复合材料完美地平衡了导热、柔性和粘附力的可逆性之间的矛盾。随着LM/Al2O3二元填料的加入，聚合物复合材料表现出出色的热导率（6.23 Wm-1K-1)，允许材料内部的各向同性的热传导。同时，受益于二元填料的独特结构，绝缘的LM/Al2O3能有效地隔绝液态金属之间的电渗透网络，保证了复合材料的电绝缘性。此外，由于合成的PUPDM基体展现出超高的适用于多种基板的可逆粘附力（4.48 MPa, Al板，80℃），以及LM在基体和刚性填料的界面处为聚合物分子链链段的运动提供更多的自由度，有利于动态氢键的可逆解离与缔合，因此所得到的PUPDM/LM/Al2O3复合材料同样表现出出色的可逆黏附力（1.50 MPa, Al板，80℃），可以承担起一个10.66 kg的水桶。图3 PUPDM/LM/Al2O3复合材料的界面热管理展示 复合材料与基板之间出色的氢键结合作用实现了零压状态下的低接触热阻（18.28 mm2K W-1）。此外，这种动态可逆的氢键作用保证接触界面拥有良好的长期稳定性，即使复合材料与铝板的热膨胀系数不匹配，但是经过7500次热循环，接触热阻仍然没有明显上升。这种在高导热热界面材料上构筑动态可逆的界面相互作用的概念在微电子冷却技术、热电装置、大功率可穿戴设备等先进电子设备中具有广阔的应用前景。

中科院上海硅酸盐所购买的我公司独家代理的加拿大MATHIS公司生产的专利型快速导热系数测定仪已于2006年12月安装完毕投入实验使用。该仪器可进行实验室及现场应用，可快速方便地测定固体、液体、粉沫、薄膜及粘稠物等多种不同材料的导热系数，热传导率及比热（需其它参数配合）精度为世界上最高，准确度优于5%，测试一个样品时间约为10-15分钟（包括冷却时间8-10分钟）。已有感兴趣的其它用户去参观了解该仪器。

2015年4月28日，“岂止于图谱——TA仪器测试技术分享会”在上海西藏大厦万怡酒店顺利举行。此次会议有别于传统的以产品推介为主的分享会，主要针对工业客户的需求，以日常分析测试工作为基础，就如何正确又巧妙的安排热分析测试，如何正确解读热分析、流变和热物性测试数据，及许多客户关心的热点问题和应用进行了讲解。 本次会议主题新颖、内容针对性强、技术含量高，因此吸引了来自工业领域及学术领域的数十家单位超过百名用户的参加，更有从苏南和浙江的用户特意赶来参加我们的分享会。会上， TA仪器亚太区的产品应用经理许炎山先生结合自己丰富的应用经验对热分析数据差异进行了详细的解读。除此以外，作为热分析领域首屈一指的应用专家，许经理通过对TA仪器国内外各种经典案例的阐述和分析， 深入浅出的向大家展示了如何做出真正好的数据和图谱以及如何辨别数据的真伪，确保实验结果的真实可靠。 许经理还特别就热分析在几个热点行业中的应用做了深入大探讨，如：1）关于利用TGA如何判定分解温度及分解速率，指出了不同的TGA方法应对不同测试目的而得到准确的测试数据和效果。如使用高分辨TGA方法测定材料的分解温度较之常规的TGA升温方法更为精确；利用不同气氛比例下样品的分解速率获得样品的饱和蒸汽压和热分解速率；利用TGA分解动力学的方法分析了材料的长期耐热性和失效时期；利用温度调制TGA方法直接获得材料的分解活化能； 2）用DSC的方法解决工业中出现的不同材料问题。如家电产品各部件正常与失效品材质分析比较；PP/PE BLEND 定量检测；封装用PI膜材质鉴定；PET宝特瓶胚加工性优劣分析；3）DMA中时间温度等效（TTS）在分析产品中的应用。如通过TTS功能选择智能手机中的高分子振膜。由于案例生动形象，加上许经理风趣幽默的讲解，与会者纷纷对此演讲表现出了浓厚的兴趣，高度赞扬了许经理的高超的专业技术知识及大师风范。 当天下午，TA仪器应用专家李润明博士以及马倩博士分别就材料研发涉及的黏弹测试技术以及如何测定材料的热传导性能进行了生动的讲解。李润明博士的报告集中介绍了流变技术在日常工作中的重要应用，如日常建筑、航空航天，汽车行业等各个领域中所使用的材料都经历着流变学的行为，而用流变的技术来模拟和反馈这些材料的行为是各个研发分析专家必不可少的手段。特别地，李博士深入地探讨了利用流变技术获得材料研究中应力－应变曲线的速率依赖性，应力－应变曲线的温度依赖性，固体/流体的模量对频率依赖特征，结晶对动态模量的影响，交联对动态模量的影响，固化过程中的黏弹性演变，最低黏度温度和凝胶化温度测定等诸多方面。 对于TA仪器新产品家族——热物性测量仪器，马倩博士深入潜出地介绍了不同热物性测量仪器在日常生活中的应用。热物性仪器包括了导热仪，热膨胀仪，热相变仪和热显微镜等，可覆盖的材料包括了高分子材料，复合材料，金属材料，无机非金属材料等等。马博士对日常生活中人们通常忽略的应用场合作了精彩的分析，如测定热扩散系数对于盘式制动器的重要指导意义，灶台材料热扩散系数的重要性，建筑材料导热系数的指导意义，电子元器件热管理和散热设计等。特别地，马博士指出了不同的材料应当使用不同的测试方法，而TA仪器的热物性测量仪器涵盖了不同形态的材料，如除了常规的固体材料外，对于膜状材料，液体材料和粉体材料也能轻松测量。最后，马博士对新仪器高温光学膨胀仪作了详细介绍。高温光学膨胀仪可以实时监控和测定材料在升温过程中形态的变化过程，其收缩、膨胀，熔融坍缩等过程能采用实时视频的方式记录下来，并直接得出材料的烧结点、软化点、球化、半球化和熔点等重要信息。 TA仪器优秀的技术专家们的精彩演讲获得了与会者的热烈反响，演讲结束后的互动环节上大家纷纷提出自己的问题及看法。甚至在结束后，仍有大量与会者们希望与技术专家们进行进一步交流。 会后，与会者们纷纷表示TA仪器应多多举办这种技术应用为主的，并切合用户需求的分享会；同时，TA仪器还借此会议公布了官方微信公众账号，希望为大家提供一个更好的线上交流互动平台，供用户获得更多的应用文章、技术视频等产品技术信息。TA仪器亚太区的产品应用经理许炎山先生正在报告中TA仪器流变技术专家李润明博士正在进行案例讲解会议间歇，许炎山经理就客户提出的问题进行耐心的回答会议间歇，TA仪器南方区经理董传波先生正在和客户进行技术交流TA仪器热物性技术技术专家马倩博士正在回答客户关于导热仪的相关技术问题

有电的地方就会产生热量，而这正是缩小电子设备的一个主要障碍。一个改变游戏规则的发现，可以通过传导更多的热量来加速计算机处理器的发展进程。TEM图像显示涂有二氧化硅（SiO2）的 28Si 纳米线。来源：Matthew R. Jones 和 Muhua Sun/莱斯大学科学家们已经验证了一种硅同位素（28Si）纳米线新材料，其热导率比先进芯片技术中使用的传统硅材料高出150%。这种超薄硅纳米线器件可以使更小、更快的微电子技术成为可能，其热传导效率超过了现有技术。由有效散热的微芯片驱动的电子器件反过来会消耗更少的能源——这一改进可以减轻燃烧富含碳的化石燃料产生的能源消耗，这种能源消耗导致了全球变暖。“通过克服硅导热能力的天然局限性，我们的发现解决了微芯片工程中的一个障碍，”报道此新研究成果的科学家 Junqiao Wu 说（课题组主页，https://wu.mse.berkeley.edu）。Wu 是加州大学伯克利分校材料科学系的一名教师科学家和材料科学与工程教授。01热量在硅中缓缓流动我们使用的电子产品相对便宜，因为硅 - 计算机芯片的首选材料 - 既便宜又丰富。可是，尽管硅是电的良导体，当它被缩小到非常小的尺寸时，它就不是热的良导体——而当涉及到快速计算时，这对微小的微芯片来说却是一个巨大问题。艺术家对微芯片的渲染。来源：dmitriy-orlovskiy/Shutterstock每个微芯片中都有数百亿个硅晶体管，它们引导电子进出存储单元，将数据比特编码为1和0，即计算机的二进制语言。电流在这些辛勤工作的晶体管之间流动，而这些电流不可避免地会产生热量。热量会自然地从热的物体流向冷的物体。但是热流在硅中变得很棘手。在自然形式中，硅由三种不同的同位素组成 - 化学元素的形式，其原子核中含有相同数量的质子，但中子数量不同（因此质量不同）。大约 92% 的硅由同位素 28Si 组成，它有14个质子和14个中子；大约 5% 是 29Si，有14个质子和15个中子；只有 3% 是 30Si，相对重量级为14个质子和16个中子，合作者 Joel Ager 解释道，他拥有 Berkelry Lab（伯克利实验室）材料科学部门的高级科学家头衔，也是 UC Berkeley（加州大学伯克利分校）材料科学与工程的兼职教授。左起：Wu Junqiao 和 Joel Ager。来源：Thor Swift/伯克利实验室 Joel Ager 的照片由加州大学伯克利分校提供作为声子，携带热量的原子振动波，在蜿蜒穿过硅的晶体结构时，当它们撞击 29Si 或 30Si 时方向会发生改变，它们不同的原子质量“混淆”声子，减慢它们的速度。“声子最终看到了这个表象，并找到了通往冷端以冷却硅材料的方法，”但这种间接的路径允许废热积聚，这反过来又会减慢您的计算机速度，Ager 说。02迈向更快、更密集的微电子学的一大步几十年来，研究人员推测，由纯 28Si 制成的芯片将克服硅的导热极限，从而提高更小、更密集的微电子器件的处理速度。但是，将硅提纯成单一同位素需要付出高昂的代价和能量水平，很少有设施可以满足 - 更没有哪家工厂能专门制造市场上可用的同位素材料，Ager 说。幸运的是，2000年代初的一个国际项目使 Ager 和杰出的半导体材料专家 Eugene Haller 能够从前苏联时代的同位素制造厂采购四氟化硅气体 - 同位素纯化硅的原料。（Haller 于1984年创立了伯克利实验室的美国能源部资助的电子材料项目，并曾是伯克利实验室材料科学部门的高级科学家和加州大学伯克利分校材料科学和矿物工程教授。）这直接导致了一系列开创性的实验研究，包括 2006 年发表在《自然》杂志上的一项成果，其中 Ager 和 Haller 将 28Si 塑造成单晶，他们用它来证明量子存储器将信息存储为量子比特或量子位，单位存储的数据同时作为 1 和 0 的电子自旋。99.92% 28Si 晶体的光学图像，伯克利实验室科学家 Junqiao Wu 和他的团队使用这种材料制备纳米线。来源：Junqiao Wu/伯克利实验室随后，用 Ager 和 Haller 提纯的硅同位素材料制成的半导体薄膜和单晶显示出比天然硅高 10%的热导率——这是一个进步，但从计算机工业的角度来看，可能不足以证明花一千多倍的钱用同位素纯硅制造一台计算机是合理的，Ager 说。但 Ager 知道，硅同位素材料在量子计算之外具有的科学重要性。因此，他把剩下的东西存放在伯克利实验室一个安全的地方，以备其他科学家可能的不时之需，因为他推断，很少有人有资源制造甚至购买到同位素纯硅。03用 28Si 实现更酷的技术之路大约三年前，Wu 和他的研究生 Ci Penghong 试图找到提高硅芯片传热速率的新方法。制造更高效晶体管的其中一项策略，涉及使用一种称为环栅场效应晶体管（Gate-All-Around Field Effect Transistor，GAAFET）的技术。在这些器件中，硅纳米线堆叠以导电，并同时产生热量，Wu 解释到。“如果产生的热量不能迅速排出，该器件将停止工作，这就像在没有疏散地图的高楼中发出火灾警报一样，”他说。FinFET（鳍式场效应晶体管）和环栅场效应晶体管（GAAFET）结构示意图。来源：Applied Materials但硅纳米线的热传递甚至更糟，因为它们粗糙的表面 - 化学处理的疤痕 - 更容易分散或“混淆”声子，他解释说。由硅纳米线桥接的两个悬浮垫组成的微器件的光学图像。来源：Junqiao Wu/伯克利实验室“然后有一天我们想知道，如果我们用同位素纯 28Si 制造纳米线会发生什么？”Wu 说。硅同位素不是人们可以在公开市场上能够轻松购买到的东西，有消息称，Ager 仍然在伯克利实验室储存了一些少量的硅同位素晶体，且仍然足以分享。“希望有人对如何使用它有一个很好的想法，” Ager 说，“如 Junqiao 的新研究就是一个很好的例证。”04纳米测试后的惊人大揭秘“我们真的很幸运，Joel 碰巧已经准备好了同位素富集的硅材料，正好可用于这项研究，”Wu 说。利用 Ager 提供的硅同位素材料，Wu 研究团队测试了 1 mm 尺寸的 28Si 晶体与天然硅的导热性 - 他们的实验再次证实了 Ager 和他的合作者几年前的发现 - 块状 28Si 的导热性仅比天然硅好 10%。尽管块状晶体硅具有相对较高的热导率（室温下 κ∼144 W/mK），但当其尺寸减小到亚微米范围时，由于声子显著的边界散射，κ 会受到强烈抑制。60 K 条件下，115 nm 尺寸的硅纳米线，κ~16 W/mK, DOI: 10.1063/1.1616981；300 K 条件下，31-50 nm 尺寸的硅纳米线，κ~8 W/mK，DOI: 10.1103/PhysRevLett.101.105501。现在进行纳米级别测试。Ci 使用一种化学蚀刻技术制造了直径仅为 90 nm（十亿分之一米）的天然硅和 28Si 纳米线 - 大约比一根人类头发细1000倍。为了测量热导率，Ci 将单根纳米线悬浮于两个装有铂电极和温度计的微加热器垫之间，然后向电极施加电流以在一个垫上产生热量，然后通过纳米线流向另一个垫。“我们预计，使用同位素纯材料进行纳米线的热传导研究结果只会有 20% 的增量效益，” Wu 说。但 Ci 的测量结果让他们都感到惊讶。28Si 纳米线的热导率提高不是 10% 甚至 20%，而是比具有相同直径和表面粗糙度的天然硅纳米线好 150%。这大大的超出了他们的预期，Wu 说。纳米线粗糙的表面通常会减慢声子的速度，那这是怎么回事呢？莱斯大学（Rice University）的 Matthew R. Jones 和 Muhua Sun 捕获的材料高分辨率 TEM（透射电子显微镜）图像发现了第一条线索：28Si 纳米线表面上的玻璃状二氧化硅层（SiO2）。而纳米线导热性研究的知名专家 Zlatan Aksamija 领导的马萨诸塞大学阿默斯特分校（University of Massachusetts Amherst）研究团队计算模拟实验表明，同位素“缺陷”（29Si 和 30Si 的不存在）阻止了声子逃逸到表面，其中 SiO2 层会大大减慢声子的速度。这反过来又使声子沿着热流方向保持在轨道上 - 因此在 28Si 纳米线的“核心”内不那么“混淆”。（Aksamija 目前是犹他大学（theUniversity of Utah）材料科学与工程副教授。）“这真的出乎意料。发现了两个独立的声子阻断机制 - 表面和同位素，以前被认为彼此独立的 - 现在协同作用，这使我们在热传导研究中获得了非常令人惊讶的结果，却也非常令人满意，“Wu 说。“Junqiao 和团队发现了一种新的物理现象，”Ager 说，“对于好奇心驱动的科学研究来说，这是一个真正的胜利。这真的是太令人兴奋了。”研究小组接下来计划将他们的发现推进到下一个阶段：研究如何“控制，而不仅仅是测量这些材料的热传导性能”，Wu Junqiao 说。莱斯大学、马萨诸塞大学阿默斯特分校、深圳大学和清华大学的研究人员参与了研究工作。这项工作得到了美国能源部科学办公室的支持。原文信息Giant Isotope Effect of Thermal Conductivity in Silicon Nanowires，Penghong Ci, Muhua Sun, Meenakshi Upadhyaya, Houfu Song, Lei Jin, Bo Sun, Matthew R. Jones, Joel W. Ager, Zlatan Aksamija, and Junqiao Wu，Phys. Rev. Lett. 128, 085901 (2022)https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.128.085901

仪器信息网盘点了2021年热分析厂商的仪器新品，进口品牌包括日立、塞塔拉姆的3台仪器新品，国产品牌包括了天美、绵阳菲纳理、上海众路、南京汇诚、上海和晟、杭州仰仪、厦门海恩迈11台仪器新品。进口品牌新品1.日本日立分析日立分析差示扫描量热仪DSC600&DSC200（上市时间：2021年1月）创新点：新登场的DSC系列提供一流的灵敏度和的基线重复精度，即使在包含痕量级热活性物质的复合材料中，也具有令人难以置信的信噪比，能够捕捉到最微小的热事件。产品介绍：DSC600内置有日立分析专有的热电堆型DSC传感器，它使用差分扫描量热法（DSC信号）温度传感器热电偶串联并多路复用（热电堆），以实现0.1 µW或更低的高灵敏度，可以测量较小的样本。DSC200是标准型号，具有高灵敏度和稳定性，但传感器价格较便宜。它的用途广泛，是产品运输和收货检查、质量保证和质量控制的理想选择。DSC600/200采用从加热器中的散热器到冷却系统无缝连接的炉体结构，并且还采用了低热容量的三层金属壁结构。 Real View样本观测单元内置200万像素高分辨率摄像头，支持样本内的局部观测。视窗(观察窗口)具有加热装置，可将测量范围从传统的室温及以上观察范围扩展到-50℃的低温。这使用户能够观察低温下样品的熔化和玻璃化转变等过程，从而满足更多的测量需求。参考价格：50万-100万元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C373351.htm2.法国凯璞科技-塞塔拉姆法国塞塔拉姆 热重分析仪Setline TGA（上市时间：2021年10月）创新点：法国凯璞科技集团旗下塞塔拉姆仪器在中国投资建厂，为国内第一家热分析仪器合资品牌，全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，新一代独立悬挂式热重分析仪Setline TGA核心部件全部法国进口(加热体、传感器、热电偶、电路板、软件)，国内组装调试。产品介绍：2019年，业界热分析品牌-法国塞塔拉姆正式发布旗下全新热分析仪器Setline DSC和Setline STA!作为法国凯璞科技集团全球战略的重要组成部分，中国区首发Setline系列产品定位于高精度、通用型实验室仪器，落户中国生产并在全球上市。全新Setline平台倾注了中、法、瑞研发团队共同心血，2021年10月，新一代中法合资热重分析仪(Setline TGA)重磅来袭，独立悬挂式热重天平设计开创又一高端热分析仪国产化的新纪元!Setline系列产品聚焦高校、科研院所、企业研发/质检中心等细分市场。SetlineTGA独特的技术设计满足高频率、高强度实验环境(特别适用于高校教学实验中心、橡塑化工企业技术研发与质量检验领域)，具有易学耐用、操作简单、温度应用范围广阔和低维护成本等显著特点。SetlineTGA能出色地在聚合物、制药合成、食品、塑料、橡胶、涂料等行业领域进行研究测试、质量监控和失效分析。广泛应用于组分(如炭黑和填料)分析，热稳定性/分解，反应化学计量，反应动力学，解吸附/吸附过程，汽化行为，活性气体的影响，逸出气体分析分析(MS、FTIR、GC/MS)等。参考价格：20万-30万　专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C472018.htm国产品牌新品：1.天美（原精科/上平）天美（原精科/上平）智能差示扫描量热仪 DSC30（上市时间：2021年7月）创新点：高精度温度测量技术——硬件上采用热良导体铜块同步热电偶冷端与冷端传感器温度变化；软件上采用冷端温度—冷端等效电势高次函数拟合技术实现精确冷端补偿，得到等效热电偶热端电势后，采用分段高次拟合技术计算热电偶热端实际温度。测量结果显示，样品热反应温度准确度达到±0.1℃。 高精度温度控制技术： 采用PWM功率控制技术，功率控制分辨率达到1/40000 结合加热丝温度-电阻相关修正技术，神经网络实时优化PID参数，实现了恒温精度±0.05℃，升降温速率线性误差达1%的高精度温度控制技术。实现0.1℃/min-100℃/min的高度准确的线性升温控制。 创新型加热炉设计： 炉体采用热传导率性能最好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性。 特制高灵敏度热电偶 将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力。产品介绍：热流型差示扫描量热仪，整机一体化设计，炉体采用热传导率性能好的纯银金属，通过特殊工艺将特别设计的气氛气路整合在炉体内，既保证了温度的均一性，又提高了吹扫气流的稳定性，从而确保样品变化信号可靠采集及数据分析的准确性；将镍铬丝和镍硅丝和镍铬样品台经特殊工艺焊接在一起，形成高灵敏度的热流传感器。对称的镍铬样品台除了放置样品外，同时也是热电偶的一极，提供敏捷的信号捕捉能力；优化的温度控制方法：采用高频PWM方式控制炉温，可控功率分辨率提高到1/40000。 通过BP神经网络动态修正PID参数，改善传统PID鲁棒性，实现大范围高精度温度控制：温控恒温精度UT310微热量仪的传感器采用3D传感方式，使用546对串联的热电偶形成的环绕型热电堆 大热容量的金属体作为匀热块 样品和参比传感器以对称的方式分布排列。从而形成：高灵敏量热单元、超稳定温场、差分式热流信号、大容量样品池，使UT310微热量仪高效测量样品总产热达90%-95%，且测量误差率可达2‰以下。自动化的生产线实现了传感器所有热电偶对的生产工艺一致性。由这些热电偶构成的3D传感器，确保了结构对称性和电性能一致性，使UT型热量仪在恒温模式下具有平稳的基线，且在大范围快速温度扫描的动态模式下仍有出色的测量基线，确保了量热的准确度和参数的复现性。极高的温度稳定性和热流灵敏度确保了测量的准确度，面对极为微弱的热效应，也可从容测量。即使长时间连续测量，UT热量仪仍可具有极低的长期漂移和短期噪声。样品池内的压力往往伴随着热流的变化，UT系列提供了压强监测的功能，可辅助测试人员判断物质反应的状态。样品池容量：高达12mL。样品池种类现已有混合池，搅拌池，水解池，高压池等，可根据客户不同要求，设计更多种类。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C441034.htm3.上海众路上海众路差示扫描量热仪（10.1寸工控机操作）DSC-500DS（上市时间：2021年6月）创新点：该款仪器相对于之前的型号需要外接点，本型号内嵌10.1寸工控机，操作更简单，为客户节省了成本。产品介绍：该款差示扫描量热仪，内嵌10.1寸安卓工控电脑，无需连接电脑，一键式操作测试氧化诱导期和熔点，自动生成氧化诱导期、熔点图谱，可接打印机打印报告图谱。数据自动测试，测试结束后仪器蜂鸣提示，过程无需人员看管，简单高效。专为塑料、橡胶行业测量氧化诱导期设计，氧化诱导期热稳定实验适用于国标GB/T17391-1998,GB/T2951.42-2008,GB/T15065-2009，GB/T19466-2009,IEC60811-4-2:2004参考价格：25000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C473118.htm上海众路热重分析仪TGA1150A/1450A（上市时间：2021年5月）创新点：TGA1150A——机器外形重新设计：1，原来的炉体有单纯的陶瓷纤维材料，现在是双层结构既能保证高温的实现，又能保证恒温时间。 2，炉体连接线可拆卸，便于后期维护。TGA1450A——仪器外观重新设计更新——炉体升级，又原来的单层变成了双层；炉体连接线外连。便于后期维护；整体机壳换新，结构及外形都有变化。产品介绍:热重分析法（TG、TGA）是在升温、恒温或降温过程中，观察样品的质量随温度或时间的变化，目的是研究材料的热稳定性和组份。广泛应用于塑料、橡胶、涂料、药品、催化剂、无机材料、金属材料与复合材料等各领域的研究开发、工艺优化与质量监控。结构优势:1.炉体加热采用贵金属镍镉合金丝双排绕制，减少干扰，更耐高温。2.托盘传感器，采用贵金属镍镉合金精工打造，具有耐高温，抗氧化，耐腐蚀等优点。3.供电，循环散热部分和主机分开，减少热量和振动对微热天平的影响。4.采用上开盖式结构，操作方便。上移炉体放样品操作很难，易造成样品杆损坏。5.主机采用水域恒温装置隔绝加热炉体对机箱及微热天平的热影响。6.可根据客户要求更换炉体参考价格：59800元/75000元专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460037.htmhttps://www.instrument.com.cn/netshow/C461170.htm4.南京汇诚南京汇诚导热系数测试仪（高导专用）HCDR-SP（上市时间：2021年11月）创新点：瞬态平面热源导热系数测试仪可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试，优点是测试范围广泛，最快两秒钟可以读取结果。但问题就在广上，测试范围如此广泛怎么保证测量的准确性呢?传统的一代只有一个探头，一个探头测试所有的材料，结果可想而知，测试低导段的导热系数效果非常好，但是高导的测试重复性误差就比较大。针对这个问题汇诚仪器率先研制出专门针对高导热系数材料的探头，保证了测试的重复性并且已经申请了发明专利。产品简介：HCDR-S是利用瞬态平面热源技术(TPS)开发的导热系数测试仪,可用于各种不同类型材料的热传导性能的测试。瞬态平面热源法是研究热传导性能方法中比较新型的一种，它改变了传统的测量方法。在研究材料时能够快速准确的测量热导率，为企业质量监控、材料生产以及实验室研究提供了极大的方便。该仪器操作方便，方法简单易懂，不会对被测样品造成损坏。测试对象：金属、陶瓷、合金、矿石、聚合物、复合材料、纸、织物、泡沫塑料(表面平整的隔热材料、板材)、矿物棉、水泥墙体、玻璃增强复合板CRC、水泥聚苯板、夹心混凝土、玻璃钢面板复合板材、纸蜂窝板、胶体、液体、粉末、颗粒状和膏状固体等等，测试对象广泛。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C476809.htm5.上海和晟上海和晟热重分析仪HS-TGA-101（上市时间：2021年5月）创新点：更换炉体机构；采用进口称重天平产品介绍：热重分析仪是在程序控温和一定的气氛下，测量试样与温度或时间关系的技术。通常用质量对温度或者时间绘制的TGA曲线表示TGA测量结果。TGA信号对温度或时间的一阶商，称为DTG曲线，是对TGA信号重要的补充性表示。参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212283.htm上海和晟差示扫描量热仪HS-DSC-101（2021年4月）创新点：更换为金属炉体，更换进口传感器产品介绍:1.金属炉体结构，更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性2.数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中3.仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便参考价格：5万-10万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C212735.htm上海和晟差示扫描量热仪（半导体制冷）HS-DSC-101A（上市时间：2021年4月）创新点：更换金属炉体；新增半导体制冷产品介绍:采用金属炉体结构，以获取更好的解析度和分辨率以及更好的基线稳定性；使用数字式气体质量流量计，精确控制吹扫气体流量，数据直接记录在数据库中；仪器可采用双向控制(主机控制、软件控制)，界面友好，操作简便。专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C284150.htm6.杭州仰仪 杭州仰仪电池等温量热BIC-400A（上市时间：2021年6月）创新点：超宽温控：控温范围-40℃-100℃；精确测温：高精度多路传感器，测量精度优于1％；安全防护：异常报警、自动保护、远程更新；样品兼容：支持软包、方盒、18650、21700、26650等多种尺寸电池产品简介：BIC-400A 电池等温量热仪是一款基于功率补偿等温量热原理开发的面向各类型锂电池单体产热特性测试的专业仪器，能够实现锂电池充放电产热特性以及热物性参数测量，为电池热仿真、热管理系统设计优化以及电池热安全性能评估提供精确、稳定、可靠的基础热数据。应用领域：广泛应用于新能源汽车、储能、消费类电子、和航空航天等重要行业及领域。参考价格:10万-50万专场链接：https://www.instrument.com.cn/netshow/C460267.htm7.厦门海恩迈厦门海恩迈芯片式热重分析仪致力于原创国产高端科学分析仪器研发和产业化的创业公司——海恩迈科技，成功开发出基于悬臂梁上的实验室（Lab on a CantileverTM）技术的创新性仪器——芯片式热重分析仪。这个基于全新原理的仪器，将传统热重分析仪天平称重+炉管加热+热电偶测温的结构，用一个尺寸仅为2mm2.5mm的MEMS谐振式微悬臂梁芯片替代，实现了片上热失重分析功能。得益于芯片微小的体积，每次分析所消耗的样品量，由传统仪器的数十毫克降低至几纳克，而且极大的改善了传统仪器的热滞后效应，升降温速率也可以获得数十倍的提升。7月初，海恩迈科技携芯片式热重分析仪等创新仪器产品参加了在厦门举办的2021中国材料大会暨展览会，获得了参会专业人士的一致好评。海恩迈科技的创始人兼CEO于海涛博士于2009年，开发出了国内首款激励/检测元件片上集成的谐振式微悬臂梁，摆脱了传统的光学杠杆检测方式，有效减小了系统的体积与成本。之后，在时任传感技术国家重点实验室主任的李昕欣研究员的支持和指导下，与研究伙伴许鹏程博士共同合作，从悬臂梁结构、电路、敏感材料等多方开展深入研究，开发出了一系列气体探测器。Lab on a CantileverTM系列科学仪器包括气体吸附热力学动力学参数分析仪、微悬臂梁气敏测试仪以及芯片式热重分析仪。顾名思义，这一系列仪器的核心就是谐振式微悬臂梁。Lab on a Cantilever技术来源于于海涛博士团队一次逆向思维的头脑风暴。谐振式微悬臂梁之前一直被用作气敏传感器，受关注的是传感器的灵敏度、选择性、响应速度等参数，更多的是由敏感材料决定，谐振式微悬臂梁处于从属地位。而反向思考的话，可以通过微悬臂梁气敏传感器为主导，反过来研究敏感材料，去探究敏感吸附表象背后蕴藏着的科学本质。基于此想法，气体吸附热力学动力学参数分析仪首先被开发出来，利用世界首创的“变温微称重法”，定量测量功能材料与气体分子发生吸附时，焓变、熵变、吉布斯自由能、活化能等表界面分子作用的热力学和动力学参数。这些参数作为材料吸附的“基因参数”，决定了材料吸附的表象特征，可被用于材料吸附的机理研究以及指导新材料的调控，摆脱传统“试错法”研发新材料的盲目性。作为一款拥有完全自主知识产权的原理性创新的科学仪器，气体吸附热力学动力学参数分析仪得到专家的认可和国家的大力支持。其研发过程受到了自然科学基金重大科研仪器研制项目和国家重点研发计划项目的支持，仪器的检测方法也成功获得国家标准立项。目前，该仪器的用户包括清华大学未来实验室、上海交通大学、复旦大学、福建嘉庚创新实验室等多家国内顶级科研单位。

随着科技的不断进步和行业的迅速发展，橡塑行业作为国民经济的重要支柱之一，正不断吸引着全球的目光。在这个背景下，2024国际宁波塑料橡塑展如期而至，汇聚了来自世界各地的众多有名的企业，共同探讨和展示行业内的新技术与成果。　　　　在这个展示前言技术、交流行业趋势的平台上，南京大展仪器携多款核心产品亮相，其中包括：差示扫描量热仪、热重分析仪、导热仪、炭黑含量检测仪等，展现了其在塑料橡胶检测仪器领域的优秀实力和成熟技术。　　　　差示扫描量热仪：该设备能在程序控制温度下，测量物质与参比物之间的功率差与温度的关系，广泛应用于材料的研发、生产质量控制等领域。　　　　热重分析仪：用于测量样品在程序控制温度下的质量和温度以及质量变化速率之间的关系，可进行材料的组分分析、热稳定性研究等，适用于橡塑、陶瓷、金属等各类材料的热性能研究。　　　　导热仪：基于瞬态平面热源技术，能准确测量不同类型材料的导热系数，适用于塑料、橡胶、复合材料等多种材料的热传导性能评估。　　　　炭黑含量检测仪：主要针对橡塑材料中炭黑含量的测定而设计，通过准确测量样品中的炭黑含量，对提高材料性能的稳定性和可靠性具有重要意义。　　　　展会期间，南京大展仪器的展位前始终人头攒动。参展团队成员积极与客户互动，详细了解客户的需求，同时针对客户提出的各种问题进行耐心解答，一起探讨未来合作的可能。并且，通过现场的仪器操作演示和案例分享，让参观者直观地感受到仪器的优良性能和操作的便捷性。　　　　通过参加2024宁波国际塑料橡塑展，南京大展仪器不仅展示了其在高分子材料测试领域的技术实力，也进一步加深了与行业内其他企业及潜在客户之间的联系，为公司未来的发展开拓了新的视野。南京大展仪器将继续秉承创新驱动发展的理念，致力于为橡塑行业提供更多高性能、高精度的检测仪器，为橡塑行业产品技术进步和创新，提供准确的测试服务支持。

p 　　耐驰仪器公司宣布拓展了防火测试系统、导热仪和传热系数(U值)测试仪(热箱)等产品线。 /p p 　　德国TAURUS仪器股份公司(现为NETZSCH TAURUS& reg 仪器股份有限公司)与耐驰分析和测试业务部门的合并是两家公司长期业务联系的结果。在导热仪领域，两家公司服务于同一市场，但设备和规格不同。随着防火测试产品线的增加，耐驰现在进入了一个全新的市场。 /p p 　　在导热领域，耐驰现在可以提供三个额外的带保护热板(GHP)的设备。带保护加热管的管道测试仪是耐驰产品线中的新产品。使用热箱系统，可以测量大型复杂建筑部件(窗、门、外墙等)的U值。 /p p 　　新增加的防火测试设备包括建立欧洲实验室所需的全部光谱，可用于按照欧洲标准对塑料、建筑材料、纺织品等进行法律规定的测试。防火测试也可以进行全世界类似标准的检测。在汽车、建材、电缆和塑料制造业，由于安全法规日益严格，近年来全球对防火测试的需求强劲增长。通过将魏玛的经验和技术与耐驰的全球分销网络相结合，这两者的完美组合为未来成为该市场成为领跑者做了铺垫。 /p p 　　NETZSCH TAURUS& reg 仪器股份有限公司将继续为客户提供魏玛的产品。此外，耐驰完全致力于履行TAURUS产品线用户的所有现有合同，包括服务、应用、现存的合同产品和备件供应。 /p p 　　 strong 关于NETZSCH TAURUS& reg 仪器股份有限公司 /strong /p p 　　NETZSCH TAURUS& reg 仪器股份有限公司是全球领先的工业和研究应用物性测试仪器制造商之一。TAURUS开发、制造和销售最先进的热导率测量设备、热箱测试工作站和用于材料测试和质量控制的防火测试系统。 /p p 　　“我们对这次我们产品线的自然拓展感到非常高兴。现在，我们现在能够为我们的材料测试领域的客户提供更多一体化的解决方案。我热烈欢迎魏玛的新同事，并祝愿他们——以及我们所有人——有一个成功的未来。” /p p style=" text-align:center" img title=" Dr. Thomas Denner, Head of Business Unit Analyzing & amp Testing.jpg" style=" max-height: 100% max-width: 100% " alt=" Dr. Thomas Denner, Head of Business Unit Analyzing & amp Testing.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/4ea87788-e796-4255-b768-152fdbb7fbf5.jpg" / /p p -Thomas Denner博士，耐驰分析和测试业务部门主管 br/ /p p 　　“TAURUS& reg 仪器股份有限公司的收购是两家公司悠久伙伴关系的结果。耐驰拥有全球销售和服务架构，TAURUS& reg 的客户也能从中受益。现在，我们不仅可以向全球客户提供全面的产品系列，还可以为客户提供优化的解决方案。” /p p style=" text-align: center " img title=" Dr. Jü rgen Blumm, Managing Director of Netzsch Gerä tebau GmbH.jpg" style=" max-width:100% max-height:100% " alt=" Dr. Jü rgen Blumm, Managing Director of Netzsch Gerä tebau GmbH.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/5eed1c13-ab3b-4418-bdce-a5759147a4d0.jpg" / /p p -Jü rgen Blumm博士，Netzsch Geratebau股份有限公司总裁 /p p 　　“我期待着继续向世界提供来自魏玛的导热系数和防火测试产品这一激动人心的挑战。” /p p style=" text-align: center " img title=" Dr. André Lindemann, Managing Director NETZSCH TAURUS& reg Instruments GmbH.jpg" style=" max-width:100% max-height:100% " alt=" Dr. André Lindemann, Managing Director NETZSCH TAURUS& reg Instruments GmbH.jpg" src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202004/uepic/051947e1-e767-483e-a84d-6ac0d6e07847.jpg" / /p p -André Lindemann博士，NETZSCH TAURUS& reg 仪器股份有限公司总裁 /p p 　　“我非常确信，在耐驰，我找到了合适的合作伙伴，让我的‘宝贝’继续发展下去。我要感谢所有客户、合作伙伴和供应商数十年来愉快和有收益的合作。” /p p -Stephan Heise，执行顾问，TAURUS& reg 仪器公司前所有者 /p p br/ /p

摘要：石墨烯具有目前已知材料中最高的热导率，在电子器件、信息技术、国防军工等领域具有良好的应用前景。石墨烯导热的理论和实验研究具有重要意义，在最近十年间取得了长足的发展。本文综述了石墨烯本征热导率的研究进展及应用现状。首先介绍应用于石墨烯热导率测量的微纳尺度传热技术，包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后展示了石墨烯热导率的理论研究成果，并总结了石墨烯本征热导率的影响因素。随后介绍石墨烯在导热材料中的应用，包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的成果进行总结，提出目前石墨烯热传导研究中存在的机遇与挑战，并展望未来可能的发展方向。关键词：石墨烯；热导率；声子；热界面材料；悬空热桥法；尺寸效应1 引言石墨烯是具有单原子层厚度的二维材料，因为其独特的电学、光学、力学、热学性能而备受关注。相对于电学性质的研究，石墨烯的热学性质研究起步较晚。2008年，Balandin课题组用拉曼光谱法第一次测量了单层石墨烯的热导率，观察发现石墨烯热导率最高可达5300 W∙m−1∙K−1，高于石墨块体和金刚石，是已知材料中热导率的最高值，吸引了研究者的广泛关注。随着理论研究的深入和测量技术的进步，研究发现单层石墨烯具有高于石墨块体的热导率与其特殊的声子散射机制有关，成为验证和发展声子导热理论的重要研究对象。对石墨烯热导率的研究很快对石墨烯在导热领域的应用有所启发。随着石墨烯大规模制备技术的发展，基于氧化石墨烯方法制备的高导热石墨烯膜热导率可达~2000 W∙m−1∙K−1。高导热石墨烯膜的热导率与工业应用的高质量石墨化聚酰亚胺膜相当，且具有更低成本和更好的厚度可控性。另一方面，石墨烯作为二维导热填料，易于在高分子基体中构建三维导热网络，在热界面材料中具有良好应用前景。通过提高石墨烯在高分子基体中的分散性、构建三维石墨烯导热网络等方法，石墨烯填充的热界面复合材料热导率比聚合物产生数倍提高，并且填料比低于传统导热填料。石墨烯无论作为自支撑导热膜，还是作为热界面材料的导热填料，都将在下一代电子元件散热应用中发挥重要价值。本文综述了石墨烯热导率的测量方法、石墨烯热导率的研究结果以及石墨烯导热的应用。首先介绍石墨烯的三种测量方法：拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法。然后介绍石墨烯热导率的测量结果，包括其热导率的尺寸依赖、厚度依赖以及通过缺陷、晶粒大小等热导率调控方法。随后介绍石墨烯导热的应用，主要包括高导热石墨烯膜、石墨烯纤维及石墨烯导热填料在热界面材料中的应用。最后对石墨烯导热研究的发展进行展望。2 石墨烯热导率的测量方法由于石墨烯的厚度为纳米尺度，商用的测量设备(激光闪光法、平板热源法等)无法准确测量其热导率，需要采用微纳尺度热测量方法。常见的微纳尺度传热测量技术包括拉曼光谱法、悬空热桥法、3𝜔法、时域热反射法等几种。下面将重点介绍适用于石墨烯的热导率测量方法。2.1 拉曼光谱法单层石墨烯热导率是研究者最感兴趣的话题。2008年，Balandin课题组最早用拉曼光谱法测量了单层石墨烯的热导率。单层石墨烯由高定向热解石墨(HOPG)经过机械剥离法得到，悬空于刻有沟槽的SiNx/SiO2基底上，悬空长度为3 μm。测量时，选用拉曼光谱仪中波长为488 nm的激光同时作为热源和探测器，光斑大小为0.5–1 μm。激光对石墨烯产生加热作用导致石墨烯温度升高，而石墨烯拉曼光谱的G峰和2D峰随温度产生线性偏移，从而可以得到石墨烯的升温。利用热量在平面内径向扩散的傅里叶传热方程，可以得到石墨烯的平面方向内热导率。通过这一方法，测得石墨烯热导率测量结果为（5300 ± 480） W∙m−1∙K−1，是已知材料中热导率的最高值。拉曼光谱法第一次实现了单层石墨烯热导率的测量，但是其测量过程中存在较大的误差，导致不同测量结果存在差异：材料热导率由傅里叶传热方程计算得到，其中材料的吸收热量Q和升温ΔT两个参数都难以准确测量。首先，测量过程中采用了石墨块体的光吸收6%作为吸热计算的依据，与单层石墨烯在550 nm的光吸收率2.3%存在较大差异，导致测量结果可能被高估一倍左右。其次，升温ΔT通过石墨烯拉曼光谱G峰和2D峰的红移或反斯托克斯/斯托克斯峰强比计算得到，两者随温度变化率较小，需要较高的升温(ΔT ~ 50 K)，导致难以准确测量特定温度下的热导率。基于拉曼光谱法，研究者不断改进测量技术，降低实验误差。在早期测量中由于石墨烯下方的SiNx基底热导率较低，约为5 W∙m−1∙K−1，在传热模型中将SiNx视为热沉存在一定误差。后来，Cai等通过在带孔的SiNx/SiO2薄膜表面蒸镀Au的方式，提高了石墨烯的接触热导，满足了热沉的边界条件，同时用功率计实时测量了石墨烯的吸收功率。同时，由于石墨烯覆盖在SiNx/SiO2薄膜上有孔和无孔的区域，可以分别测量悬空石墨烯和支撑石墨烯的热导率。张兴课题组使用双波长闪光拉曼方法，引入两束脉冲激光，周期性地加热样品并改变加热光与探测光的时间差，这样做可以将加热光和探测光的拉曼信号分开，为准确测量样品温度提供了新思路。在后续的研究中，拉曼光谱法也被应用于h-BN、MoS2、WS2等二维材料热导率的测量。2.2 悬空热桥法悬空热桥法是利用微纳加工方法制备微器件并测量纳米材料一维热输运的常用方法，多用于纳米线、纳米带、纳米管热导率的测量。微器件由两个SiNx薄膜组成，每个SiNx薄膜连接在6个SiNx悬臂上，并且沉积有Pt电极用作温度计，两个薄膜分别作为加热器(Heater)和传感器(Sensor)，样品悬空加载薄膜上，电极通电后加热样品，通过电极电阻的变化测量样品的升温，从而计算热导率。Seol等最早将这一方法应用在石墨烯热导率的测量中，石墨烯被制备成宽度为1.5–3.2 μm，长度为9.5–12.5 μm的条带，覆盖在厚度为300 nm的SiO2悬臂上，两端连接在四个Au/Cr电极上作为温度计，测量得到SiO2衬底上的单层石墨烯热导率为600W∙m−1∙K−1。SiO2衬底上石墨烯热导率低于悬空石墨烯热导率及石墨热导率，是因为ZA声子和衬底间存在较强的声子散射。悬空热桥法的挑战在于如何将石墨烯悬空于微器件上，避免转移过程中出现石墨烯脱落、破碎的问题 。Li 课题组通过聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)保护转移法首先实现了少层石墨烯热导率的测量：首先将机械剥离法得到的少层石墨烯转移到SiO2/Si衬底上，然后旋涂PMMA作为保护层，用KOH溶液刻蚀SiO2并将PMMA/石墨烯转移至悬空热桥微器件上，再利用PMMA作为电子束光刻的掩膜版，通过O2等离子体将石墨烯刻蚀成指定大小的矩形进行测量。Shi课题组利用异丙醇提高了石墨烯的转移效率，测量了悬空双层石墨烯的热导率。Xu等进一步改良了实验工艺，通过“先转移，后制备悬空器件”的方法实现了单层石墨烯热导率的测量：首先将化学气相沉积(CVD)生长的单层石墨烯转移到SiNx衬底上，再利用电子束光刻和O2等离子体将石墨烯刻蚀成长度和宽度已知的条带，然后沉积Cr/Au在石墨烯两端作为电极，最后用KOH溶液刻蚀使其悬空。这一方法的优势在于避免了PMMA造成污染，但是对操作和工艺都提出了很高的要求。悬空热桥法也被应用于h-BN、MoS2、黑磷等二维材料热导率的测量。基于悬空热桥法，李保文课题组进一步发展了电子束自加热法，利用电子束照射样品产生加热，消除通电加热体系中界面热阻造成的误差。2.3 时域热反射法时域热反射法(Time-domain thermoreflectance，TDTR)是一种以飞秒激光为基础的泵浦-探测(pump-probe)技术，由Cahill课题组于2004年基于瞬态热反射方法提出，常用来测量材料的热导率和界面热导。在时域热反射法测量中，一束脉冲飞秒激光被偏振分束镜分为泵浦光和探测光，泵浦光对待测材料进行加热，探测光测量材料表面温度的变化。泵浦光和探测光之间的光程差通过位移台精确控制，并在每一个不同光程差的位置进行采样，得到材料表面温度随时间变化的曲线，这一曲线与材料的热性质有关。通过Feldman多层传热模型进行拟合，得到材料的热导率。实际测量中 通 常 在 材 料 表 面 沉 积 一 层 金 属 作 为 传 热 层(transducer)，利用金属反射率(R)随温度(T)的变化关系(dR/dT)，通过探测金属反射率的变化检测材料表面温度变化。时域热反射方法的优点在于能够同时测量材料沿c轴和平面方向的热导率，并且能够得到不同平均自由程声子对于热导率的贡献。Zhang等利用这一方法同时测量了石墨烯沿ab平面和c轴方向的热导率，发现石墨烯沿c轴方向的声子平均自由程在常温下可达100–200 nm，远高于分子动力学预测的结果。测量不同厚度的石墨烯(d = 24–410nm)表现出c轴方向热导率随厚度增加而增加的现象，常温下的热导率为0.5–6 W∙m−1∙K−1，并且随着厚度增加而趋近于石墨块体的c轴热导率(8 W∙m−1∙K−1) 。这一现象反映出，在常温下石墨烯c轴方向热导率是由声子-声子散射主导，为探讨石墨烯的传热机理提供了实验支撑。时域热反射方法的局限在于难以测量厚度较小的样品，这是因为当热流在穿透样品后到达基底，需要将基底与样品之间的界面热阻、基底的热导率作为未知数在传热模型中进行拟合，造成误差较大。对于块体石墨，时域热反射方法测量平面方向热导率为1900 ± 100 W∙m−1∙K−1，与Klemens的预测结果一致。对于厚度为194 nm的薄层石墨，测量热导率为1930 ± 1400 W∙m−1∙K−1，误差明显增大。Feser等通过调控光斑尺寸改变传热模型对石墨平面方向传热的敏感度，利用beam offset方法测量了HOPG热导率。Rodin等将频域热反射(FDTR)与beamoffset的方法结合起来，同时准确测量了HOPG的纵向和横向热导率。Chen课题组发展了无传热层(transducer less)的二维材料热导率测量方法，这种方法既可以采取FDTR频域扫描的测量方式，也可以与beam-offset方法结合，提高对平面方向热导率测量的准确度。这些测量方法为薄层材料热导率测量提供了可能的技术路径，即通过对待测样品的物理结构设计(transducerless)和传热模型设计(调控光斑尺寸与测量频率)，选择性地增加对平面方向热导率的敏感度，使得即便在样品很薄、热流穿透的情况下，多引入的未知数在传热模型内具有较小的敏感度，从而实现少层/单层石墨烯平面方向热导率的测量。时域热反射法也被应用于黑磷、MoS2、WSe2等二维材料热导率的测量。基于时域热反射方法发展出频域热反射(FDTR)、two-tint、时间分辨磁光克尔效应(TR-MOKE)等测量方法以提高测量准确度。以上主要总结了石墨烯热导率的常用微纳尺度测量技术，包括拉曼光谱法、悬空热桥法和时域热反射法，不同方法的主要测量结果汇总于表1。表 1 石墨烯热导率测量主要研究结果值得注意的是，部分悬空热桥法测量的热导率显著偏低，是由于PMMA污染抑制了石墨烯声子散射。当样品厚度在微米尺度时，可通过激光闪光法进行测量，这种方法常用于块体石墨和湿化学方法制备的石墨烯薄膜，对于经过热处理还原和石墨化的石墨烯薄膜，激光闪光法测量热导率在1100–1940 W∙m−1∙K−1，热导率的差别主要来自石墨烯薄膜的制备工艺。受限于篇幅，我们将四种测量方法的示意图及主要原理汇总于图1，关于微纳尺度热测量的详细总结可参考相应综述文章。图 1 常见热测量方法示意图3 石墨烯热导率的研究进展石墨烯的热传导主要由声子贡献。和金刚石类似，石墨烯在平面方向由强化学键C―C键构成，并且由于碳原子较轻，具有极高的声速，从而在平面方向具有和金刚石相当的热导率(~2000W∙m−1∙K−1) 。关于石墨烯热传导的主要声子贡献来源，学界的认知随着研究的更新而发生变化。最早，人们预期石墨烯传热主要由纵向声学支(LA)和横向声学支(TA)贡献，这两支声子的振动平面都是沿石墨的ab平面方向。这样的预期是合理的，因为另一支横向声学支(ZA)声子的振动平面垂直于ab平面，而石墨烯作为单原子层材料，垂直平面的振动困难。而且ZA声子的色散关系是~ω2，在q →0时声速迅速减小为0，因而对石墨烯热导率几乎不产生贡献。后来，Lindsay等7通过对玻尔兹曼方程进行数值求解发现，由于单层石墨烯的二维材料特性，三声子散射中与ZA声子关联的过程受到抑制，这一规则被称为“选择定则(Selection rule)”。基于这一原因，ZA声子散射的相空间减小了60%；同时，考虑到ZA声子的数量较多，ZA声子实际成为了单层石墨烯中热导贡献最大的一支，占比约为70%。随着计算方法的进步，研究者对石墨烯中声子传导的理解逐步加深。Ruan课题组在考虑四声子散射的条件下计算了单层石墨烯的热导率，由于ZA声子数量多，导致由ZA声子参与的四声子散射过程多，通过求解玻尔兹曼输运方程(BTE)发现，ZA声子对于单层石墨烯热导率的贡献实际约为30%。Cao等通过分子动力学计算发现，考虑高阶声子散射时ZA声子对石墨烯热导率的贡献将降低。另外，第一性原理计算表明石墨烯中存在水动力学热输运和第二声现象，以及实验测量和分子动力学计算中发现石墨烯存在的热整流现象，都使得石墨烯的声子输运研究不断更新。下面针对理想的单层石墨烯单晶材料讨论其热导率的依赖关系。3.1 石墨烯热导率的厚度依赖石墨烯作为单原子层材料，表现出不同于石墨块体的声子学特征。很自然地产生一个问题，随着石墨烯的原子层数增加，石墨烯会以何种形式、在何种厚度表现出接近石墨块体的热学性质。前文Lindsay等的工作从计算角度给出了解释，在多层石墨烯和石墨中，三声子散射与原子间力常数的关系不同于单层石墨烯，导致选择定则不再适用，ZA声子的散射变大，热导率下降。这一趋势可以从图2a中明显观察到，当石墨烯的厚度从单原子变为双原子层时，ZA声子贡献的热导率大幅下降，石墨烯整体热导率降低。随着原子层数目增加，热导率持续下降。对于原子层数在5层及以上的石墨烯，其热导率已十分接近石墨块体。这一趋势也与Ghosh等对悬空石墨烯热导率的测量结果一致，在原子层数超过4层之后，石墨烯热导率接近块体石墨(图2c)。而对于放置在基底上的支撑石墨烯和上下均有基底的夹层石墨烯(Encased)，热导率随层数变化没有明显规律，这主要是因为ZA声子与基底相互作用，对热导率的贡献低于悬空石墨烯，而ZA声子与基底相互作用的强度随原子层数增加而变化，导致热导率随层数变化表现出不同规律(不变或增大) 。研究石墨烯本征热导率仍需对少层及单层石墨烯热导率进行测量，对样品制备和实验测量都具有很大挑战。图 2 石墨烯热导率的尺寸效应3.2 石墨烯热导率的横向尺寸依赖由傅里叶传热定律，材料热导率，其中Cv为材料体积比热容，v为声子群速度，l为声子平均自由程。对于给定的温度，热容与声速均为定值，因而材料热导率主要由声子平均自由程决定。通常情况下，块体材料在三个维度上的尺寸都远大于声子平均自由程，声子为扩散输运，声子平均自由程主要由声子-声子散射确定，是材料固有的性质，表现出热导率与横向尺寸无关。但是对于石墨烯而言，由于制备待测样品的长度在微米级，与平面内声子平均自由程相当，存在弹道输运现象，表现出石墨烯的热导率与横向尺寸存在依赖关系。石墨烯平面方向声子平均自由程可通过计算得到。Nika等通过第一性原理计算分别对LA和TA声子求得Gruneisen参数，得到石墨烯平面方向声子平均自由程在10 μm左右，即石墨烯尺寸小于10 μm时会表现出明显的热导率随尺寸增加而增加现象(图2b)。后续计算表明，在考虑三声子过程和声子-边界散射角度的情况下，石墨烯热导率在横向尺寸L小于30 μm时遵循log(L)增加的规律，在横向尺寸为30 μm左右时达到最大值，并随横向尺寸增加而下降。检验计算结果需要对不同尺寸的单层石墨烯进行热导率测量，这对实验操作的精细度提出了极高要求。Xu等利用悬空热桥法测量了不同长度(300–9 μm)的单层石墨烯热导率，观察到其热导率随长度增加而单调增加。测量结果与分子动力学预测的热导率随长度以log(L)趋势增加的结果相符，证明了石墨烯作为二维材料的热性质(图2d)。但是作者也没有排除另外两种可能：(1)低频声子随尺寸增加而被激发，对传热贡献较大；(2)石墨烯尺寸增加改变三声子散射的相空间，影响选择定则7。由于石墨烯作为二维材料的特性，以及声子平均自由程较大、热导率较高，仍然需要进一步的理论和实验探究以深入挖掘石墨烯热导率随横向尺寸变化的物理原因。在实际应用的单晶及多晶石墨烯材料中，热导率的影响因素还包括晶粒尺寸、缺陷、同位素、化学修饰等，相关研究及综述已有报道。4 石墨烯导热的应用上一节中介绍了石墨烯具有本征的高热导率，从理论计算和实验测量中均得到了验证。上述实验测量中，研究者往往采用机械剥离法和CVD法制备石墨烯，这两种方法制备的样品具有质量高、可控性强的特点，适用于研究石墨烯的本征性质。但是，由于机械剥离法和CVD法制备石墨烯具有产量低、制备周期长、难以规模化等特点，不适用于石墨烯的宏量制备。相对应地，通过还原氧化石墨烯、电化学剥离等湿化学方法可以大批量制备石墨烯片，石墨烯片通过片层间的化学键作用可形成石墨烯膜、石墨烯纤维、石墨烯宏观体等三维结构，从而可实际应用于导热场景。4.1 高导热石墨烯膜的应用石墨烯薄膜可用作电子元件中的散热器，散热器通常贴合在易发热的电子元件表面，将热源产生的热量均匀分散。散热器通常由高热导率的材料制成，常见散热器有铜片、铝片、石墨片等。其中热导率最高、散热效果最好的是由聚酰亚胺薄膜经石墨化工艺得到的人工石墨导热膜，平面方向热导率可达700~1950 W∙m−1∙K−1， 厚度为10~100 μm，具有良好的导热效果，在过去很长一段时间内都是导热膜的最理想选择。在此背景之下，研究高导热石墨烯膜有两个重要意义，其一，是由于人工石墨膜成本较高，且高质量聚酰亚胺薄膜制备困难，业界希望高导热石墨烯膜能够作为替代方案。其二，是由于电子产品散热需求不断增加，新的散热方案不仅要求导热膜具有较高的热导率，也要求导热膜具有一定厚度，以提高平面方向的导热通量。在人工石墨膜中，由于聚酰亚胺分子取向度的原因，石墨化聚酰亚胺导热膜只有在厚度较小时才具有较高的热导率。而石墨烯导热膜则易于做成厚度较大的导热膜(~100 μm)，在新型电子器件热管理系统中具有良好的应用前景。因此，石墨烯导热膜的研究也主要沿着两个方向，其一，是提高石墨烯导热膜的面内方向热导率，以接近或超过人工石墨膜的水平。其二，是提高石墨烯导热膜的厚度，扩大导热通量，同时保持良好的热传导性能。以下将从这两方面分别讨论。4.1.1 提高石墨烯膜热导率的关键技术高导热石墨烯薄膜的常见制备方法是还原氧化石墨烯。首先通过Hummers法得到氧化石墨烯(GO，graphene oxide)分散液，然后通过自然干燥、真空抽滤、电喷雾等方法得到自支撑的氧化石墨烯薄膜，并通过化学还原、热处理等方法得到还原氧化石墨烯(rGO)薄膜，最后通过高温石墨化提高结晶度，得到高导热石墨烯薄膜。影响高导热石墨烯膜热导率最重要的因素是组装成膜的石墨烯片的热导率，主要由氧化石墨烯的还原工艺决定。由于氧化石墨烯分散液的制备通常在强酸条件下进行，破坏石墨烯的平面结构，同时引入了环氧官能团，造成声子散射增加。氧化石墨烯的还原工艺对还原产物的结构、性能影响较大，因而需要选择合适的还原工艺制备石墨烯导热膜。氧化石墨烯膜在1000 ℃热处理后可以除去环氧、羟基、羰基等环氧官能团，但是石墨烯晶格缺陷的修复仍需更高温度。Shen等通过自然蒸干的方式制备了氧化石墨烯薄膜，并通过2000 ℃热处理的方式对氧化石墨烯薄膜进行石墨化，C/O原子比由石墨烯薄膜的2.9提高到石墨化后的73.1，X射线衍射(XRD)图谱上石墨烯薄膜11.1°峰完全消失，26.5°的峰宽缩窄，对应石墨(002)方向上原子层间距为0.33 nm，测量热导率为1100 W∙m−1∙K−1，热导率优于由膨胀石墨制备的石墨导热片。Xin等用电喷雾方法制备大尺寸氧化石墨烯薄膜并在2200 ℃下高温还原，得到热导率为1283 W∙m−1∙K−1的石墨烯导热膜，通过SEM截面图观察发现具有紧密的片层排列结构，且具有较好的柔性。通过拉曼光谱、XPS和XRD表征可以看出，2200 ℃为氧化石墨烯还原的最适宜温度，当还原温度更高时，石墨烯的电导率和热导率提升不再显著(图3)。4.1.2 提高石墨烯膜厚度的关键技术制备较厚的石墨烯导热膜也是研究者关心的课题。理论上讲，增加石墨烯膜的厚度只需刮涂较厚的氧化石墨烯薄膜即可。但实际操作中存在如下问题：(1)刮涂厚膜的成膜质量不高。由于氧化石墨烯分散液的浓度较低(低于10% (w))，除氧化石墨烯外其余部分均为水，需要长时间蒸发。氧化石墨烯片层与水分子以氢键相互作用，蒸发时水分子逸出，使得氧化石墨烯片层之间通过氢键形成交联，在表面形成一层“奶皮”状的薄膜。这层薄膜使氧化石墨烯分散液内部的水分蒸发减慢，且导致氧化石墨烯片层取向不一致，降低成膜质量。(2)难以通过一步法得到厚膜。由于氧化石墨烯分散液浓度较低，无论刮涂、旋涂还是喷雾等方法都无法一次制备厚度为~100 μm的氧化石墨烯薄膜。Luo等研究发现，氧化石墨烯薄膜在蒸干成形后仍然可以在去离子水浸润的情况下相互粘接，出现这种现象是因为氧化石墨烯片层在水的作用下通过氢键彼此连接，使得氧化石墨烯薄膜可以像纸一样进行粘贴起来。Zhang等利用类似的方法将制备好的氧化石墨烯薄膜在水中溶胀并逐层粘贴，经过干燥、热压、石墨化、冷压之后，得到厚度为200 μm的超厚石墨烯薄膜，热导率为1224 W∙m−1∙K−1，通过红外摄像机实测散热效果优于铜、铝及薄层石墨烯导热膜(图4)。目前制备百微米厚度高导热石墨烯薄膜的研究相对较少，除了溶胀粘接的方法之外，还可以通过电加热、金属离子键合等方法实现氧化石墨烯薄膜的搭接，有望为制备百微米厚度高导热石墨烯膜提供新思路。石墨烯导热膜的部分研究成果总结于表2中。图 4 百微米厚度石墨烯导热膜的制备、表征与热性能测试

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在纺织行业，面料的摩擦性能是一个至关重要的物理指标，它直接关系到面料的舒适性、耐用性以及其在各种环境下的适用性。而在评估面料的摩擦性能时，干湿两种状态下的表现往往都需要考虑。那么，问题来了：面料的干湿摩擦性是否可以用同一台摩擦系数测试仪来检测呢？一、摩擦系数测试仪的工作原理在深入探讨这个问题之前，我们首先需要了解摩擦系数测试仪的工作原理。摩擦系数测试仪是一种用于测量物体间摩擦系数的专用仪器，它通过模拟物体在实际使用中的摩擦过程，测量并计算出物体间的摩擦系数。在纺织行业中，这类测试仪通常被用于评估面料与皮肤、面料与面料或其他材料之间的摩擦性能。二、干湿摩擦性的差异干湿摩擦性的差异主要源于水分对面料表面性能的影响。在干燥状态下，面料表面的纤维和纱线之间的摩擦主要受到纤维本身的物理性能和纱线结构的影响。而在湿润状态下，水分会改变面料表面的润滑性和粘附性，使得面料之间的摩擦性能发生变化。这种变化可能会影响到面料的穿着舒适性、防滑性以及耐磨损性等方面。三、同一台摩擦系数测试仪的适用性针对上述差异，我们需要评估同一台摩擦系数测试仪在测量干湿摩擦性时的适用性。一般来说，现代的摩擦系数测试仪都具备较高的灵活性和可调节性，可以通过更换不同的测试头、调整测试参数等方式来适应不同的测试需求。因此，从理论上讲，同一台摩擦系数测试仪是可以用于测量面料的干湿摩擦性的。然而，在实际操作中，我们还需要注意以下几点：测试条件的控制：为了准确测量面料的干湿摩擦性，我们需要确保测试条件的稳定性和一致性。这包括温度、湿度、压力等环境因素的控制，以及测试速度和加载方式等测试参数的设置。测试头的选择：不同的测试头适用于不同的面料和测试需求。在选择测试头时，我们需要考虑面料的纤维类型、纱线结构以及测试目的等因素，以确保测试结果的准确性和可靠性。数据处理和分析：在获得测试结果后，我们需要对数据进行适当的处理和分析。这包括数据的清洗、异常值的剔除、统计分析和结果解释等步骤。通过科学的数据处理和分析方法，我们可以更准确地评估面料的干湿摩擦性能，并为后续的产品开发和质量控制提供有力的支持。四、结论综上所述，面料的干湿摩擦性是可以使用同一台摩擦系数测试仪进行测量的。然而，在实际操作中，我们需要注意测试条件的控制、测试头的选择以及数据处理和分析等方面的问题。通过科学的测试方法和严格的质量控制流程，我们可以更准确地评估面料的干湿摩擦性能，并为后续的产品开发和质量控制提供有力的支持。

食品包装企业在确保产品质量和安全方面扮演着至关重要的角色。薄膜拉力机、摩擦系数仪和密封性测试仪是品控过程中不可或缺的仪器，它们各自在包装材料的测试和质量控制中发挥着独特的作用：薄膜拉力机：薄膜拉力机用于测量包装材料（如塑料薄膜、复合材料等）的拉伸强度、断裂伸长率、弹性模量等力学性能。这些参数对于评估包装材料的耐用性、抗破损能力和在实际使用中的可靠性至关重要。通过拉力机测试，可以确保包装材料能够承受一定程度的物理冲击和拉伸，从而避免在运输和存储过程中出现破损。摩擦系数仪：摩擦系数仪用于测定包装材料的滑动摩擦系数，这对于评估包装材料在生产线上的运行特性非常重要。低摩擦系数可以减少包装过程中的磨损，提高生产线的效率，同时也可以降低包装材料在储存和运输过程中的粘连问题。适当的摩擦系数有助于确保自动包装机械的顺畅运作，减少停机时间和材料浪费。密封性测试仪：密封性测试仪用于检测包装的完整性和密封强度，这对于食品包装尤为重要，因为密封的可靠性直接关系到食品的保质期和卫生安全。通过密封性测试，可以确保包装无泄漏，防止外界污染物和微生物的侵入，保障食品的质量和安全。密封性测试也有助于检测包装材料的耐压性和耐穿刺性，特别是在包装易碎或易受外界环境影响的食品时。综上所述，薄膜拉力机、摩擦系数仪和密封性测试仪是食品包装企业品控的必备仪器，它们分别从材料的力学性能、生产线的运行效率和产品的安全密封性等方面，为保证食品包装质量提供了强有力的技术支持。通过这些仪器的严格测试和控制，食品包装企业能够提供更加可靠和安全的包装解决方案，满足消费者和法规的要求。更多相关产品信息、解决方案、行业动态可关注山东泉科瑞达仪器官网

p 　　JW-Ⅲ 建筑材料热流计式导热仪是由中国建筑科学研究院中技公司生产。 /p p 　　导热系数(或热阻)是保温材料主要热工性能之一，是鉴别材料保 温性能好坏的主要标志。根据GB/T 10295-2008研制并不断完善了单试样双热流计式 JW-Ⅲ 建筑材料热流计式导热仪，进行了自动化改造升级。热流计法导热系数仪具有测试更为快速、简便、能适应更多形状厚度的测试、价格较为适中等诸多优点。 /p p 　　设备特点：1、电脑设置，自动控温 2、电机驱动，电动夹紧 3、配备位移传感器，自动测厚 4、配备压力传感器，过压提醒 5、自动采集数据，存储数据，打印原始数据 6、 热平衡快，温度稳定用时短，一般3个小时完成试验，比功率法导热仪节省一半时间 8、 系统误差小，检测数据重现性好。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201707/insimg/46483981-0202-4b20-913e-cb3c9b120e97.jpg" title=" 中技公司.jpg" / /p p style=" text-align: center " 图 JW-Ⅲ导热系数测定仪图片 /p

嘉仪通有一款小设备叫【便携式泽贝克系数测试仪PTM】是今年5月份推出，用于测试材料Seebeck系数的新品目前已上市近半年【上市即获关注】嘉仪通的便携式泽贝克系数测试仪PTM首次亮相于第十次中国热电材料及应用学术会议（2018年5月6-9号，中国杭州），吸引了会上众多热电研究相关老师的注目，纷纷上前咨询和测样。【受到广泛关注】上市不到两个月，此款小设备就受到了相关高校、科研院所和热电材料企业等的广泛关注——围观凑热闹的、邮件电话咨询的、申请代理的、免费试用的、下单购买的....络绎不绝！同时也有热心的老师针对问题提出了许多宝贵意见。客户反馈汇总图【不断打磨改进】一款普通的便携式设备，却被市场广泛关注！这让嘉仪通的工程师们既兴奋也倍感压力。为了做出让客户满意的好产品，我们下定决心做好产品的改进升级——收集客户意见、制定可行改进方案、加班加点整改、修改后的测试与验证、客户试用以及收集反馈意见、再一次改进......不断循环往复。改进功能列表（部分）【快速测试】全新升级后的PTM-3，实测开机时间低至4.8 S/次，待完全热机后，实测镍带标准样品的时间为6 S/次（不同材料样品测试时间可能略有不同），能够极大提高团队的实验效率。样品实测图【操作方便】好不好上手操作是测样人员最关心的问题之一，PTM操作简便，用冷热两支探笔直接接触不同形态热电材料样品，系统就可自动运算，并快速呈现测试结果，易学易上手，老师再也不用担心你不会操作仪器了。【样品要求低】无论是块状、纤维状还是薄膜状热电材料样品，都可直接测试其Seebeck系数，对样品形状、结构无特殊限制性要求。不同形态样品测试图片探针直径实测图产品应用【材料初选】PTM测试速度如此之快，可完美应用于薄膜、块体等热电材料样品的筛选工作，在各类样品制成后，快速筛选优质样品，提高初选环节的效率，避免无用实验，极大节约实验成本。【均匀性测试】便携式泽贝克系数测试仪PTM不仅可以快速筛选不同种类热电材料，还可快速检测一种或多种薄膜、块体等热电材料的均匀性，对材料的内外部均匀情况作初步定量评价。【质量检测】在产业领域，PTM可完美应用于热电材料的质量抽查与检测环节，能够直观、快速的判断相关热电材料是否达到相应质量标准，提高产业效率。【本科教学】如此小巧方便的Seebeck系数测试仪，如果作为本科阶段教学设备，用于热电材料相关原理教学、实验讲解等教学环节，将深受师生们的喜爱。产品示意图【不同版本，不同特色】全新一代便携式泽贝克系数测试仪PTM分为两个版本：PTM-3，定位于科研级热电材料市场，具备高配置，在测试误差、量程范围、样品电阻范围等重要方面能够满足热电材料科研要求；PTM-2，定位于热电相关企业与教学仪器市场，性价比更高，不仅能够满足热电材料企业质量检测、生产抽查等方面的需求，而且是教学仪器的不二之选，能够完美适用于本科阶段各类热电材料相关原理教学、实验讲解等教学环节。【合作伙伴】目前，在用客户有：清华大学、北京航空航天大学、中国科学院化学研究所、武汉大学、广东省稀有金属研究所、广东雷子克、河北大学、内蒙古工业大学等十余家热电材料重点科研高校、科研院所以及热电材料企业。【技术参数】【应用实例】碲化铋棒材截面均匀性测量结果鹏南电子科技提供样品【Seebeck系数测试结果】

喀什大学是新疆地区一所具有较高声誉和影响力的高等学府，致力于推动科学研究和教育发展。为了满足科研需求和提升实验室设备水平，喀什大学决定采购多台南京大展DZDR-S导热系数测定仪，以提供更准确和可靠的导热系数测试数据。这批导热系数测定仪于近期完成安装调试工作，正式开始投入科研教学。 　　客户需求：　　喀什大学一直注重科研项目和学术研究的质量，而准确测定材料的导热系数是评估材料性能和进行相关研究的关键。因此，喀什大学需要一种高精度、可靠性强且适用于多种材料的导热系数测定仪。 　　经过前期的调研和对比，喀什大学选择了南京大展DZDR-S导热系数测定仪。喀什大学的采购决策不仅仅关注仪器的功能和性能，更注重其完善的服务体系，能够充分保障客户仪器的正常使用，如遇到仪器使用方面的问题，能够得到及时的解决。 　　仪器的性能优势：　　1、测量方法。DZDR-S导热系数测定仪采用非稳态法中的瞬态热源法，与其他测试方法相比，测量速度更快，准确性高。　　2、测量速度快。DZDR-S导热系数测定仪能够在5~160s内测量出导热系数，提升实验的效率。　　3、多功能性。DZDR-S导热系数测定仪适用于不同类型材料的导热系数测试，其中包括：液体、固体、金属、膏体、胶体、薄膜、粉末和复合材料等等，适用性广泛。　　4、易用性。DZDR-S导热系数测定仪采用双向操作控制系统，仪器和计算机同时操作，彩色触摸屏操作，使得使用和操作设备变得简单和便捷。　　5、数据准确性。DZDR-S导热系数测定仪拥有配套的分析软件，能够提供准确可靠的导热系数测试数据，可直接提供数据报告。　　6、重复性。DZDR-S导热系数测定仪对样品实行无损检测，样品可以重复使用。 　　售后服务：　　在仪器的安装调试现场，我司的技术工程师对仪器的操作、软件的分析等方面进行了详细的培训，整个的培训过程，也让操作人员对于仪器更加的熟悉。我司不仅是为各个行业提高高品质的检测仪器产品，同时我们更注重客户的服务体验，从售前、售中到售后，一站式的服务体系，让客户真正感受到采购南京大展仪器安心、放心。 　　通过采购多台南京大展DZDR-S导热系数测定仪，喀什大学成功解决了导热系数测试的需求，并提升了实验室设备水平。这个案例不仅展示了喀什大学对科研发展和教育质量的重视，也体现了南京大展DZDR-S导热系数测定仪作为高精度、可靠性和用户友好性的选择。

泉科瑞达COFT-02摩擦系数仪和MXD-02摩擦系数测试仪是两款专业用于测量材料滑动摩擦系数的设备。尽管它们在功能上都致力于提供精确的摩擦系数测试，但它们在设计、性能参数和某些特性上存在一些差异。以下是对两款设备区别的详细分析：泉科瑞达COFT-02摩擦系数仪特点：高端配置：采用美国品牌力值传感器、进口意大利高速采集芯片、国际品牌电机和精密机床丝杠，确保测试的高精度和稳定性。防尘保护：具备防尘与保护用机盖罩，不仅美观实用，还保护传感器与测试平台。超高分辨率：0.001N的超高分辨率，优于0.3级超高精度，提供更为精确的测试结果。无极变速：丝杠传动，位移精度控制在0.1mm，实现无极变速，适应不同测试需求。智能配置：包括运动机构限位保护、过载保护、掉电记忆等，确保用户与仪器安全。技术参数：量程：5N（标配）、10N、30N、50N、100N（可选）精度等级：优于0.3级行程：300mm滑块质量：200g(标准)，其他质量可定制试验速度：0.05-500mm/min无级变速执行标准：ISO 8295、ISO 8510-2、GB 10006等MXD-02摩擦系数测试仪特点：触摸屏操作：5寸触摸屏操作，提供时尚、便捷的用户界面。平稳驱动系统：运动驱动系统平稳且运行精度高。实时展示：试验曲线实时展示试验过程中力值的变化趋势。多模式测量：支持静摩擦、动摩擦以及静动摩擦三种测量模式。多功能软件：专业软件自动进行单件、成组试验的结果统计分析。技术参数：负荷范围：5N（标配）、10N、30N、50N、100N（可选其一）精度：1级行程：150mm滑块质量：200g（标配）试验速度：0.05-500mm/min无级变速测试标准：GB/T 10006、ISO 8295、ASTM D1894、TAPPI T816区别分析配置和精度：COFT-02在配置上使用了更多高端组件，并且在分辨率和精度等级上优于MXD-02。操作界面：MXD-02配备了触摸屏操作，而COFT-02虽然有7寸高清触摸屏，但更强调了防尘保护和高端组件的使用。速度范围：MXD-02提供更宽的试验速度范围（0.05 ~ 500 mm/min），而COFT-02则提供了无级变速，强调了速度的灵活性。测试标准：两款设备都符合多项国家和国际标准，但具体支持的标准略有不同。应用范围：虽然两者都广泛应用于多种材料的摩擦系数测试，但COFT-02特别提到了日化用品和农作物微粒的测试，而MXD-02则提到了医疗用管和漆包线的测试。综上所述，泉科瑞达COFT-02摩擦系数仪和MXD-02摩擦系数测试仪各有其特点和优势，用户在选择时应根据具体的测试需求、预算以及对设备性能的具体要求来决定最合适的设备。

焊接也被称作熔接，通常是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接工艺多用于制造业，主要用途就是把小的金属材料连接成大的（按图纸或需要的尺寸），或通过连接（焊接）做出所需要的几何体。诸如造船厂、飞机制造业、汽车制造、桥梁等都离不开焊接。热源能量的分布即热量的传播和分布很大程度上与这些参数相关，然而由于热量的分布是呈现梯度的，从而造成焊缝周围的材料会受到影响，即所谓的“热影响区”（HAZ）。热影响区的形成原理非常简单，在焊缝周围的材料受到了热源的影响，而温度低于材料的熔点，但其温度足以让周围材料的显微组织发生变化。显微组织的变化可导致机械性能的变化，如可能会出现硬度增加和屈服强度降低。同时由于显微组织的发生变化，热影响区更容易出现开裂和腐蚀情况，所以热影响区通常是构件最薄弱的结构点。因此，了解热影响区和减少焊接所产生的不良热效应是至关重要。焊缝和热影响区的典型尺寸通常为数百微米至几毫米。为了研究由于焊接过程引起的局部材料变化，仪器化压痕测试方法是首选，因为它们提供了合适的位移分辨率。例如，安东帕微观组合测试仪（MCT3）可以获取焊缝或热影响区等等不同区域的硬度、弹性模量等力学性能。磨损量和摩擦性能可以很容易地通过摩擦磨损分析仪来测量，该分析仪测量摩擦系数并可用于估计磨损率。微观组合测试仪MCT3本文将展示焊缝及其邻近局部区域的机械性能的表征手段的实际例子，同时也将总结所用表征手段对于焊接工艺好坏的评定和意义。焊缝横截面的硬度分布情况图1： 焊缝及其热影响区的横截面的视图和相对应位置上的硬度变化情况如图1所示，使用Anton-Paar微观组合测试仪MCT3对采用弧焊工艺对球墨铸铁进行焊接后所产生的热影响区进行表征。简单来说，就是在焊缝截面上沿着从母材到焊缝的方向采用MCT3对材料进行压痕测试。压痕试验主要在两个位置上进行：焊缝区域横截面和焊缝顶面。使用的最大载荷为5 N，加载和卸载速率选择为30 N/min，在最大载荷下保载1 sec。具体是沿着从未受影响的母材穿过HAZ到焊芯进行压痕测试，单个压痕的间距为0.25 mm。压痕测试的大致位置和相应硬度分布如图1所示，结果清楚地表明了焊缝附近硬度的变化情况。靠近焊缝–在HAZ中–硬度在过渡区降低之前显著增加，在远离焊缝的未受影响母材中稳定在~3 GPa。在焊缝的上表面上发现了类似的结果（过渡区和热影响区的硬度增加），这证实了在横截面上获得的结果。该应用案例展示的是仪器化压痕测试方法对于测量焊接工艺产生的热影响区HAZ的材料性能变化的意义所在，用图1中所示的方法可以直观的获取相应位置的力学性能变化情况。从而，有助于科研人员及焊接工作者去估算HAZ的区域尺寸以及所检测出的焊缝及其周围局部区域的力学性能是否达标，更为如何优化焊接工艺参数提供一份助力。堆焊工艺下焊缝的摩擦学性能研究堆焊是将硬质金属焊接在母材上的一种工艺，旨在提高母材的耐磨性，是一个很广泛的焊接应用。它用于磨机锤、挤压螺钉、高性能轴承和土方设备。它也可用于压水反应堆的阀座和泵。与其他部件摩擦接触的此类堆焊焊缝的磨损和摩擦学性能对于实际应用至关重要。以下示例显示了对球墨铸铁进行的摩擦学试验，其中铸铁的堆焊层采用等离子转移电弧工艺焊接。图2： 热影响区和母材的摩擦系数变化情况由于焊接工艺也属于快速凝固的一种冷却方式，从而得到了3mm厚度的热影响区且发现该HAZ的微观结构中存在渗碳体结构，而且硬度明显高于铸铁。总共进行了两次摩擦试验：一次在母材上，另一次在焊接材料的热影响区内。在线性往复模式下均进行共5000次循环的摩擦学表征试验，而且在最大固定载荷为1 N情况下的最大线速度为1.6 cm/s，选取的摩擦副为直径为6 mm的100Cr6钢球。摩擦试验结果如图2所示：焊接层的热影响区（HAZ）的摩擦系数（~0.8）高于母材（~0.5）。图3： 采用表面轮廓仪测量并记录母材和热影响区的磨损轨迹轮廓图3展示的是运用表面轮廓仪采集并记录母材和热影响区在摩擦学试验后磨损轨迹的轮廓。通过比较图3的结果表明，热影响区的磨损远高于母材；母材的耐磨性高于热硬化区的耐磨性。图2和图3的表明，焊接工艺对焊接层热硬化区的摩擦系数和耐磨性产生了负面影响，尽管同一层的硬度有所增加。该问题的解决方案可以是改变焊接参数以提高热硬化区的耐磨性，或者减小其尺寸以最小化其对零件耐磨性的负面影响。总的来说，Anton-Paar自研自产的压痕仪和摩擦学表征仪器均能为焊接工艺的研究和生产提供非常大的助力，其新一代检测手段的开发对于焊接行业是非常有意义的。安东帕中国总部销售热线：+86 4008202259售后热线：+86 4008203230官网：www.anton-paar.cn在线商城：shop.anton-paar.cn

table border=" 1" cellspacing=" 0" cellpadding=" 0" tbody tr td width=" 83" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " 成果名称 /p /td td width=" 538" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" text-align: center line-height: 1.75em " strong TTE /strong strong 系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪 /strong /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 单位名称 /p /td td width=" 538" colspan=" 3" p style=" line-height: 1.75em " 北京工业大学新型半导体器件可靠性物理实验室 /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 联系人 /p /td td width=" 167" p style=" line-height: 1.75em " 冯士维 /p /td td width=" 161" p style=" line-height: 1.75em " 联系邮箱 /p /td td width=" 187" p style=" line-height: 1.75em " shwfeng@bjut.edu.cn /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 成果成熟度 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " □正在研发& nbsp & nbsp □已有样机& nbsp & nbsp □通过小试& nbsp & nbsp □通过中试& nbsp √可以量产 /p /td /tr tr td width=" 91" p style=" line-height: 1.75em " 合作方式 /p /td td width=" 535" colspan=" 3" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " □技术转让 & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp & nbsp √技术入股 & nbsp & nbsp & nbsp √合作开发& nbsp & nbsp √其他 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " align=" center" valign=" top" p style=" line-height: 1.75em " strong 成果简介：& nbsp /strong /p p style=" text-align:center" strong img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/017b0e04-691a-4c5a-826e-5879aa1d7a7a.jpg" title=" 1.jpg.png" / /strong /p p style=" line-height: 1.75em " TTE-400 LED灯具模组热阻测试仪 & nbsp br/ /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201607/insimg/1a6e4129-15a9-479d-84c9-cb11df28231c.jpg" title=" 54c453eb-3470-4a19-9f93-e8a1b5170517.jpg" width=" 400" height=" 203" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 203px " / /p p & nbsp TTE-500 多通道瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/06a37914-c0ba-48cf-9bb6-d25fdea82661.jpg" title=" 3.png" width=" 400" height=" 146" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 146px " / /p p & nbsp & nbsp TTE-LD100 激光器用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/887237ea-942e-46c5-8591-1dea99e6c712.jpg" title=" 4.png" width=" 400" height=" 143" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 143px " / /p p TTE-M100 功率器件用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/aded4b1e-7f39-41c2-9e79-8177484f76d7.jpg" title=" 5.png" width=" 400" height=" 185" border=" 0" hspace=" 0" vspace=" 0" style=" width: 400px height: 185px " / /p p & nbsp TTE-H100 HEMT用瞬态热阻分析仪 /p p style=" text-align:center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201604/insimg/d45a2e5c-776e-4e71-9412-67d87c17f875.jpg" title=" 6.png" / /p p TTE-S200 LED热特性快速筛选仪 /p p style=" line-height: 1.75em text-indent: 0em " & nbsp & nbsp TTE系列半导体器件瞬态温升热阻测试仪是用于半导体器件（LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热器、热管等）的先进热特性分析仪，依据国际JEDEC51的瞬态热测试方法，能够实时采集器件瞬态温度响应曲线（包括升温曲线与降温曲线），采样间隔高达1微秒，结温分辨率高达0.01℃。利用结构函数算法能方便快捷地测得器件热传导路径上每层结构的热学性能，构建等效热学模型，是器件封装工艺、可靠性研究和测试的强大支持工具，具有精确、无损伤、测试便捷、测试成本低等优点。该成果已在公司和科研院所等20多家单位应用，并可定制化生产。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 应用前景： /strong br/ & nbsp & nbsp & nbsp 本产品已投入市场应用五年时间，产品型号在不断丰富以适应庞大的市场需求，技术指标国内领先地位，可替代国外同类产品，拥有独立的自主知识产权。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 应用范围：功率半导体器件（LED、MOSFET、HEMT、IC、激光器、散热系统、热管等）结温热阻无损测量和流水线快速筛选。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 应用情况：国内已有20多家客户的生产线或实验室使用本产品，包括军工单位、芯片厂商、封装厂商、高等院校、高科技制造企业。成果适用于开展半导体晶圆及芯片设计、生产的高校、科研院所及企业。 br/ & nbsp & nbsp & nbsp 预计国内市场年需求量在500台，市场规模约5亿元。 /p /td /tr tr td width=" 648" colspan=" 4" style=" word-break: break-all " p style=" line-height: 1.75em " strong 知识产权及项目获奖情况： /strong br/ & nbsp & nbsp 拥有核心技术，国家发明专利24项，获中国发明博览会金奖1项。 br/ & nbsp & nbsp （1）专利名称：一种快速测量半导体器件电学参数温度变化系数的方法和装置（申请号：201410266126.3）； br/ & nbsp & nbsp （2）专利名称：一种LED灯具热阻构成测试装置和方法（申请号：201310000861.5）； br/ & nbsp & nbsp （3）专利名称：功率半导体LED热阻快速批量筛选装置（申请号：201120249012.X）。 /p /td /tr /tbody /table p br/ /p

HORIBA新一代热传导式防爆气体分析仪TCA-51d/51p，是TCA-31系列的升级版仪器，主要测量H2,51d采用隔爆型防爆构造，51p采用内压型防爆构造。 测定原理： 利用气体固有的热传导率之差，检测气体的浓度。检测部分使用安装有白金等材质热线的检测池和比较检测池，在比较检测池中封入样气的背景气体（一般为氢气或氧气）。 通过通电对热线进行加热，当在样气中混入有和基准气体（比较检测池中的封入气体）的热传导率不同的 气体气体时，因为检测一侧的热线温度变化，根据实验气体的组成不同，电阻也发生变化。电阻的变化将作为惠斯通电桥的不平衡电压的变化，转换成需检测气体的浓度信号，并被输出来。

秉承“国产科学仪器腾飞行动”宗旨，为筛选和扶持一批具备自主创新能力的中小仪器厂商，仪器信息网于2018年正式启动“国产科学仪器腾飞行动”之“创新100”项目，希望通过公益性的报道、调研、走访，在中小企业发展的关键时期“帮一把”，助力国产仪器中小厂商腾飞发展。　　项目自启动以来，共吸引了近180家优质国产仪器企业积极参与，对北京、上海、杭州、广州、成都等地的超过100家仪器厂商进行了走访报道，组织超过11期资源对接活动，筛选出科学仪器行业的“潜力选手”，将为国产仪器服务理念落到实处。　　截止目前已有30家光学仪器、物性测试仪器企业踊跃参与“创新100”活动，包括聚束科技、百实创、超新芯、祺跃科技、国仪量子、三英仪器。名单如下：参与“创新100”活动的30家光学仪器、物性测试仪器企业(按照报名时间先后排序)序号企业名称主营产品公司地址1聚束科技 场发射扫描电镜北京2精微高博 比表面积及孔径分布测定仪北京3上海佳航 熔点仪、折光仪上海4朗杰测控 试验机配套产品杭州5苏州拓博试验机苏州6鑫图光电 sCMOS相机福州7夏溪科技 导热系数仪西安8速普仪器 表面处理及涂层仪器深圳9善时仪器 XRF、扫描电镜深圳10长春因赛图微纳米压痕测试仪器长春11汇美科 粉体物理特性测量仪器丹东12沈阳科晶 切割机、研磨抛光机沈阳13贝士德 比表面分析仪北京14飞时曼原子力显微镜苏州15彼奥德物理吸附分析仪北京16三英仪器 X射线三维显微成像检测设备天津17国仪量子 电子顺磁共振谱仪、扫描电镜合肥18卓祥科技 粘度仪杭州19仰仪科技 热分析与量热仪杭州20百实创 透射电镜原位样品杆/台北京21嘉仪通薄膜物性检测仪器武汉22超新芯 原位电镜显微系统厦门23凯尔测控工业自动控制系统装置制造天津24费马科仪 金相制样设备、硬度计、苏州25理化联科 材料吸附表征设备北京26魔技纳米 纳米级三维激光直写设备烟台27南京大展 量热仪、热重分析仪南京28金竟科技 电镜附件及外设北京29菲纳理 热分析仪绵阳30祺跃科技 电镜附件及外设桐庐　　为延续“国产科学仪器腾飞行动”精神，筛选和服务更多国产科学仪器潜力企业，“创新100”于2021年继续进行。以下重点介绍2021年新申报“创新100”的光学仪器、物性测试仪器企业：　　费马科仪　　苏州费马科仪自动化技术有限公司位于苏州工业园区，金属材料检测设备及耗材事业部是费马科仪核心事业部之一，为客户提供完整的金属材料检测解决方案。主要产品包括：金相分析设备、硬度检测设备、力学检测设备、成分分析设备、无损检测设备。　　理化联科　　2020年6月，理化联科(北京)仪器科技有限公司正式面世，专注于物理吸附仪器的研发与制造。理化联科正是为了满足国内外对先进颗粒特性表征仪器提出的新要求应运而生。公司的使命是服务于新时代智能制造和研发，除满足用户的基本检测需求外，还可实现全自动操作和自动判断，减少人为误差，顺应高水平智能制造的发展趋势，让中国的分析仪器在世界上占有一席之地。　　魔技纳米　　魔技纳米成立于2017年，研发团队拥有10年以上超快激光三维加工设备研发经验，致力打造拥有自主知识产权的商用纳米级三维激光直写制造系统，使用目前世界先进的激光无限视场逐点直写技术，将纳米级制造精度和大范围生产完美结合，从而打破了人造超材料、生物、制药、传感、光电芯片等领域从科研到工业生产的壁垒。　　南京大展　　南京大展检测仪器有限公司专业从事差热分析仪、差示扫描量热仪、热失重分析仪等仪器的研发、制造，产品广泛应用于电力、煤炭、造纸、石化、农牧、医药科研、教学等领域，在众多用户中享有很好的口碑。　　金竟科技　　北京金竟科技有限责任公司成立于2018年，总部位于北京，在广州设有全资子公司，致力于先进科学仪器的自主研制，核心团队由电子显微镜领域十年以上经验的多名技术专家、高工组成，成立初期旨在提供具有自主知识产权和国际领先技术的阴极荧光系统系列产品，并希望通过提供阴极荧光的分析测试服务，拓展其在科学研究、工业检测和制造业等多个领域的广泛应用。　　菲纳理　　菲纳理科技有限公司全面突破了三维热流传感器精密制造及成型工艺，仪表EMC技术形成了系统完整的专用技术，为三维量热仪的基线稳定性、背景噪声、环境适应性、功能扩展奠定了坚实基础。 目前公司新一代Calvet式微量热仪产品已经正式投向市场，2021年公司将紧贴应用领域，围绕三维量热核心技术打造更多适合各应用场景的热分析产品。　　祺跃科技　　浙江祺跃科技有限公司成立于2019年3月，是浙江省科创新材料研究院孵化的高科技企业主要从事基于扫描电子显微镜(兼容X-射线衍射仪、原子力显微镜和光学显微镜)的原位分析测试精密仪器的设计研发、生产销售、以及材料检测与分析服务等。通过“国家重大科研仪器设备研制专项(11372901)” 科技成果转化，公司已经开发出了在能够在扫描电子显微镜(SEM)中实现原位拉伸、加热、蠕变、疲劳、高温力学性能测试的高端科学仪器。　　诚邀具备实力、符合条件的创新企业扫码申报“创新100”：　　如有疑问，欢迎咨询：　　邮箱：C100@instrument.com.cn　　电话：010-51654077-8129　　联系人：韦编辑　　更多活动详情，敬请关注“创新100”专题：https://www.instrument.com.cn/zt/chuangxin100-2021

奥运会颁奖礼仪服装，是每届奥运会的举办国展示本国文化的最重要的一种方式。和夏季奥运会不同，冬奥会运动场馆的温度最低甚至可以达到零下30多度，在如此冷的环境中，如何让颁奖礼仪服装既能美观、舒适，又能暖意融融呢？新型石墨烯材料 打造冬奥颁奖礼仪服本届冬奥会颁奖礼仪服装共有三套方案。分别为“瑞雪祥云”“鸿运山水”和“唐花飞雪”。颁奖礼仪服装不仅要呈现礼仪人员端庄、大方的形象，还要满足防寒保暖的要求。衣服里这一片片黑色的材料，就是中国航发针对本届冬奥会研发的第二代石墨烯发热材料，它可以快速升温，帮助工作人员抵抗零下30多度的严寒。中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人 陈利军：这个项目其实是一个科技冬奥的专项。在礼仪人员服装里边有一套内胆，这套内胆用了全套的石墨烯材料的新装备，所以看着礼仪姑娘们，外面穿得很薄，但里面内胆全套的石墨烯会给它提供一个温度的保障。我们其实做了一个中国文化传统与高科技石墨烯的一个深度结合。石墨烯是目前为止导热系数最高的材料，在通电的情况下，碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能，热能又通过远红外线以平面方式均匀地辐射出来，可以能很好地被人体接受，产生一种由内而外的温暖。同时，为保证在室外长时间工作的工作人员不感到寒冷，科研人员还开发出多种产品，满足各场馆，各工种的不同需求。中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人 陈利军：我们给工作人员准备了有围巾、马甲、手套、袜子等一系列的石墨烯的加热类产品，可以快速地使人体升温，恢复到正常的温度值。保障我们的工作人员在零下40摄氏度的情况下，还有非常好的温度保障，又非常轻便。研发第二代石墨烯发热材料石墨烯发热材料的应用，大幅度提升了人的体感温度，让工作人员在料峭寒风中也可以暖意融融。针对本次冬奥会需求，为了解决穿戴的舒适性，专项小组的科研人员还专门研发了第二代石墨烯发热材料，它的质感有点接近纯棉布料。中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人 陈利军：石墨烯的第一代材料，因为它不透气，用在身上以后，汗排不出去，容易造成低温灼伤，所以它不能做穿戴类的服装。针对冬奥的应用场景，我们开发了石墨烯的第二代柔性热管理材料，它的基材是布料或纤维肌，所以这样的材料柔软还透气。据科研人员介绍，针对冬奥会外有雪水，内有汗水的特殊情况，相较于第一代材料，为冬奥会专门打造的第二代石墨烯材料还能剪裁和水洗，保证了产品的安全性和可靠性。中国航发石墨烯材料冬奥专项项目负责人 陈利军：比如我把它剪断了，它还可以正常使用。并且将它放到水里揉搓清洗，再通上一个5伏充电宝。现在直接点亮它，我们可以用温枪来检查一下它这时候的温度，虽然剪断了并且用水洗了，仍然可以正常地工作。科研人员介绍，通过新材料的使用，冬奥发热服在保证安全性的前提下，还可重复使用。石墨烯：材料学的科技革新在本届冬奥会大显身手的石墨烯材料到底是什么？又是如何被发现的呢？石墨烯是一种新型材料，最早由英国的两位科学家安德烈盖姆和康斯坦丁诺沃消洛夫发现。他们用胶带反复粘贴石墨，得到越来越薄的石墨薄片，通过不断操作，最终得到了仅由一层碳原子构成的石墨烯。单层的石墨烯要比石墨具备更好的热传导性能，也是到目前为止导热系数最高的碳材料。中国航发北京石墨烯技术研究院院长 王旭东：当石墨烯材料两边被加入电场以后，电子的穿梭造成波动，所以说石墨烯发热它带来的效果就更加接近于光波，让我们感觉到阳光的温暖。据王旭东介绍，石墨烯制备技术已经非常成熟了，可以针对不同用途和不同要求，快速制备石墨烯材料，未来它将在高端装备、新能源等多个领域得到广泛应用。

【科学背景】随着纳米技术的迅猛发展，纳米材料在各种高性能器件中的应用引起了广泛关注。纳米尺度结构可以产生极端应变，从而实现前所未有的材料特性，例如定制的电子带隙、提高的超导温度和增强的电催化活性。通过应变工程对材料的物理化学性质进行调控已成为一个重要的研究方向。然而，尽管对均匀应变对热流影响的研究已有不少进展，非均匀应变的影响却由于界面和缺陷的共存而未得到充分研究和理解。应变工程是通过机械变形引入应力，从而调节材料的电子、光学和热学等性质的重要方法。在均匀应变条件下，材料的性质变化相对容易预测和控制。然而，实际应用中，材料通常处于非均匀应变状态，这种应变状态下的材料特性却复杂得多，尤其是在热传导方面，非均匀应变的影响尚未被系统地研究和理解。这一知识空白阻碍了高性能纳米器件的设计与优化，因为热管理是提高器件效率和寿命的关键瓶颈。为了探索非均匀应变对热传导的影响，北京大学的杨林&杜进隆&高鹏团队联合提出了一种通过弯曲单个硅纳米带（SiNRs）来引入非均匀应变的新方法，并测量了其热传导性能。硅纳米带是一种重要的半导体材料，在纳米电子学和光电子学中具有广泛的应用前景。通过在定制的微设备上弯曲单个硅纳米带，引入了精确控制的应变梯度，同时使用电子能量损失光谱（EELS）在扫描透射电子显微镜（STEM）中以亚纳米分辨率表征局部振动光谱。结果显示，应变梯度为每纳米0.112%时，硅纳米带的热导率显著降低34&thinsp ±&thinsp 5%，这与均匀应变下几乎恒定的热导率形成鲜明对比。通过直接测量局部声子模式并将其与纳米级应变梯度相关联，研究揭示了弯曲引起的晶格应变梯度显著改变了振动状态并展宽了声子光谱。这种声子光谱展宽效应增强了声子散射，显著阻碍了热传导。【科学图文】为了研究非均匀应变对硅纳米带热传导的影响，研究者在图1a展示了不同应变条件下热导率（κ）的变化。均匀应变下的硅块和硅纳米线在实验测量（实心符号）和理论模型（空心符号）下的κ变化几乎保持不变，而弯曲硅纳米带的测量数据显示随着应变增加，κ急剧下降，这种变化在应变达到6%时尤为明显。这表明非均匀应变对热传导的影响远大于均匀应变。图1b是悬浮微桥设备的示意图，展示了弯曲硅纳米带如何放置在桥的间隙上。放大的视图显示了由于非均匀应变引起的晶格变形情况。通过这种实验设计，研究者能够在不引入界面和缺陷等其他复杂因素的情况下，精确施加非均匀应变并测量其对热传导的影响。图1c是弯曲硅纳米带的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像，插图显示了沿[110]轴的选定区域电子衍射图，验证了硅纳米带的单晶结构。这保证了实验结果的可靠性和可重复性。图1d和1e展示了在最大应变0.65%（图1d）和1.23%（图1e）下，无弯曲的两个弯曲硅纳米带的扫描电子显微镜（SEM）图像。计算的应变轮廓叠加在SEM图像上，以可视化应变分布。应变分布图显示，应变主要集中在纳米带的弯曲顶点附近，这进一步证实了实验中应变梯度的存在和影响。通过这些图像和数据，研究者表明非均匀应变能够显著影响热传导特性，并揭示了应变梯度下晶格动力学的新机制。图1：Si中非均匀应变对热输运的显著抑制。在图2中，研究者首先比较了无应力的SiNRs和弯曲SiNRs的热导率（κ），以理解非均匀应变对声子传输的影响。他们观察到弯曲SiNRs的κ明显低于无应力的SiNRs，并且κ的降低随着εmax的增加而增加。具体而言，对于两个弯曲SiNRs，随着最大主应变εmax的增加，其κ的降幅也逐渐增大。在300 K下，εmax为0.65%的弯曲SiNR no. 1的κ降低了4.2%，而εmax为1.23%的弯曲SiNR no. 2的κ降低了13.1%。为了进一步增加应变梯度并增强应变对声子传输的影响，研究者还制备了带有拐点的弯曲SiNRs，并对其进行了测量。相较于无应力的带有拐点的SiNRs，拐点形态导致了更大的εmax，从而进一步降低了κ。在300 K下，εmax为4.77%的带有拐点的SiNR的κ降低了34±5%，随着温度降至50 K，其降幅进一步增加至43±6%。这些结果表明，在中等应变梯度下，非均匀应变可以显著抑制热传输，从而为纳米材料的热管理提供了新的思路和方法。图2. 弯曲Si纳米带的温度依赖性κ。图3进一步研究了应变对声子传输的影响，通过直接测量弯曲SiNRs的局部声子谱和表征应变梯度沿着应变梯度的演变。研究者利用STEM-EELS技术获得了高空间和能量分辨率的声子谱数据，这为研究非均匀应变条件下的声子传输提供了直接证据。图中展示了不同应变状态下横向声学和横向光学模式的局部振动谱，结果显示，横向声学模式在从压缩到拉伸应变时表现出蓝移，而横向光学模式则显示出红移。这一观察结果与理论计算相吻合，并且显示出非均匀应变导致的晶格畸变对声子谱的影响。此外，研究者还对带有拐点的SiNR进行了测量，并观察到类似的结果。这些实验结果揭示了非均匀应变对声子传输的影响机制，为进一步理解纳米尺度材料的热传输提供了重要线索。图3. 空间解析应变调制声子模式。声子谱展宽效应是指静态分布的晶格应变引起声子频率在给定波矢处的展宽，导致声子散射速率增强。图4a是声子色散关系的示意图，表明在均匀应变情况下存在单一的关系线，而在非均匀应变情况下，由于晶格应变梯度的存在，声子色散关系被扰动，呈现出频率分布。图4b左侧展示了Si的声子色散计算结果，不同应变状态下的声子色散关系。而右侧展示了在给定应变梯度下每个声子模式的应变梯度诱导声子散射率。这一模拟结果显示，随着应变梯度的增加，声子频率分布变宽，从而促进了声子的散射。声子谱展宽效应提高了声子频率的多样性，使得更多声子频率参与到声子-声子散射中，导致了更快的声子弛豫速率和更短的声子寿命。通过模拟计算，研究者还验证了实验结果中观察到的κ减小现象与声子谱展宽效应的关联。因此，图4提供了关于非均匀应变对热传输的基本机制的重要见解，进一步加深了对于材料中声子传输的理解。图4. 非均匀应变诱导声子谱展宽的建模。【科学结论】本文揭示了非均匀应变对热传输的重要影响，并提供了对功能器件进行应变工程设计的价值。通过深入探究应变梯度对声子传输的影响，作者拓展了对材料热传输机制的理解，为开发新型高效热管理技术提供了新思路。特别是，在探索了非均匀应变如何影响声子传输方面，作者不仅揭示了新的声子散射机制，还发现了在材料设计中利用应变工程实现功能调控的潜在机会。这项研究为设计和优化热电器件、热管理系统和热控制器件提供了新的思路和方向。通过结合实验和理论模拟，作者不仅扩展了对声子传输的认识，还为未来材料科学和器件工程领域的发展提供了重要的科学基础。原文详情：Yang, L., Yue, S., Tao, Y. et al. Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07390-4

随着医药行业对包装材料性能要求的不断提升，薄膜拉力测试仪在评估和确保包装质量中的作用显得尤为重要。本文将探讨薄膜拉力测试仪如何满足医药包装性能的测试需求。1. 医药包装的特殊要求医药包装不仅需要保护药品免受外界因素的影响，还需符合安全、有效、便捷等多重要求。因而，包装材料的机械性能，特别是拉力强度、耐撕裂性和耐穿刺性等，成为了检测的重点。2. 薄膜拉力测试仪的基本原理薄膜拉力测试仪通过施加均匀的拉力，测量材料在受力下的变形及断裂情况。它能够提供精确的数据，帮助研发和生产团队分析包装材料的性能。3. 应对医药包装性能需求的优势3.1 精确测试薄膜拉力测试仪具备高精度测量功能，可以准确评估医药包装材料在不同环境条件下的拉伸性能，从而确保药品在运输和储存过程中的安全性。3.2 多功能性除了拉力测试，许多现代薄膜拉力测试仪还配备了其他功能模块，如撕裂强度、穿刺强度等测试。这使得其能够全面评估包装材料的性能。3.3 兼容性强薄膜拉力测试仪适用于多种材料，包括塑料薄膜、复合材料等，符合当今医药包装日益多样化的趋势。4. 数据分析与质量控制4.1 结果的可视化薄膜拉力测试仪常配备数据分析软件，能够将测试结果以图表形式展示，便于研发团队直观分析。这有助于发现潜在问题，并及时进行改进。4.2 质量管理体系的支持测试数据可以作为品质保证的依据，帮助企业建立和完善质量管理体系，符合国际标准和法规要求。5. 展望未来随着科技的不断进步和医药行业需求的变化，薄膜拉力测试仪也在不断发展。未来，智能化、自动化的测试设备将更好地服务于医药包装行业，提升包装材料的质量和安全性。结语薄膜拉力测试仪在医药包装性能测试中扮演着不可或缺的角色。不仅能提供精准的测试数据，还能通过多功能性和数据分析，提高包装材料的质量与安全性。随着行业的发展，薄膜拉力测试仪的应用前景将更加广阔。

GPT-01压差法气体渗透仪基于压差法的测试原理，是一款专业用于薄膜试样的气体透过率测试仪，适用于塑料薄膜、复合膜、高阻隔材料、片材、金属箔片、橡胶、轮胎气密性、渗透膜等在各种温度下的气体透过率、溶解度系数、扩散系数、渗透系数的测定。产品应用薄膜 复合膜 共挤膜 镀铝膜 铝箔 PP片材 PVC片材 PVDC片材GPT-01压差法气体渗透仪 技术特征：u 可同时测定试样的气体透过率、溶解度系数、以及扩散系数u 宽范围、高精度温湿度控制，满足各种试验条件下的测试u 提供比例和模糊双重试验过程判断模式u 测试量程可根据需要进行扩展，满足大透过率测试的要求u 可进行任意温度下的数据拟合，轻松获得极端条件下的试验结果u 支持有毒气体及易燃易爆气体的测试（需改制）u 系统采用计算机控制，整个试验过程自动完成u 提供标准膜进行快速校准，保证检测数据的准确性和通用性u 配备USB通用数据接口，方便数据传递测试原理GPT-01采用压差法测试原理，将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，夹紧。首先对低压腔（下腔）进行真空处理，然后对整个系统抽真空；当达到规定的真空度后，关闭测试下腔，向高压腔（上腔）充入一定压力的试验气体，并保证在试样两侧形成一个恒定的压差（可调）；这样气体会在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透，通过对低压侧内压强的监测处理，从而得出所测试样的各项阻隔性参数。标准该仪器满足多种国家和国际标准：ISO 15105-1、ISO 2556、GB/T 1038-2000、ASTM D1434、JIS K7126-1、YBB 00082003技术指标指标薄膜测试测试范围0.1～100,000 cm3/m224h0.1MPa（常规）上限不小于600,000 cm3/m224h0.1MPa（扩展体积）试样件数1 件真空分辨率0.1 Pa测试腔真空度＜20 Pa控温范围室温～50℃控温精度±0.1℃控湿范围0%RH、2%RH～98.5%RH、***RH（湿度发生装置另购）控湿精度±1%RH试样尺寸Φ97 mm透过面积38.48 cm2试验气体O2、 N2、CO2等气体（气源用户自备）试验压力-0.1 MPa～+0.1 MPa（常规）气源压力0.4 MPa～0.6 MPa接口尺寸Ф6 mm 聚氨酯管外形尺寸460 mm (L) × 475 mm (W) × 450 mm (H)电源AC 220V 50Hz净重75 kg 标准配置：主机、 恒温控制器、计算机、专业软件、专用取样器、真空脂、快速定量滤纸、真空泵（进口） 选购件：取样刀片、真空脂、真空泵油、快速定量滤纸、湿度发生装置创新点：GPT-01采用压差法测试原理，将预先处理好的试样放置在上下测试腔之间，夹紧。首先对低压腔（下腔）进行真空处理，然后对整个系统抽真空；当达到规定的真空度后，关闭测试下腔，向高压腔（上腔）充入一定压力的试验气体，并保证在试样两侧形成一个恒定的压差（可调）；这样气体会在压差梯度的作用下，由高压侧向低压侧渗透，通过对低压侧内压强的监测处理，从而得出所测试样的各项阻隔性参数。