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应变位量仪

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应变位量仪相关的资讯

  • 丹迪发布数字图像相关DIC应变测量仪新品
    仪器简介:DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术,该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备,该设备不与被测物体表面发生接触,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数:测量维度:二维、三维测量区域:1mm×1mm—1m×1m(该区间外也可测量,但测量精度会相应下降)测量精度:位移(1μm),应变(0.01%)主要特点:精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点:1、新型的光学测量仪器,无接触测量材料的位移和应变 2、测量结果准确,每个结果均含有一个置信区间 3、测量时间短,系统操作简单、标定程序简单
  • 如何检测称量仪器的超差与不确定度?
    天平称量的一般要求,包括超差的结果及其影响、称量对流程质量的影响、称量不确定度和最小称量值、安全因子、称量仪器的日常测试(频率、砝码、最小称量值评估、自动校正等)等要求 1. 介绍 在制药实验室中,称量仅是药物开发和质量控制的整个分析链中的一个步骤;但它却对最终结果的整体质量和完整性有着重要影响。此外在生产中,称量对获得批次的统一性和一致性(例如,在分装或配方过程中)具有决定性作用。在食品行业,准确的称量过程对该行业的两个最严峻的挑战具有重要作用:提高公众健康和消费者安全,以及提高生产力和竞争力。其它行业(例如化工、香料或汽车工业)也普遍存在相同或类似的问题,此外,检测实验室以及研发外包和代加工的企业也出现此类问题。在全球各地,准确称量对确保始终符合预设定的过程要求并避免频繁出现不合格结果 (OOS) 而言至关重要。 2. 超差结果及其影响 多年来,制药行业一直深受不合格结果的困扰,自 1993 年 Barr Labs 法院裁决后尤为严重。在该案例中,法院判决 Barr Labs 一方获胜,该实验室坚持认为 OOS 结果不一定会导致批次不合格,应查明是否存在诸如实验室错误等其他原因。2006 年 10 月,FDA 对其有关如何处理 OOS 结果以及如何进行正确调查的指南进行了修订。自此,FDA 已发出了大量 483 缺陷调查警告信。由此看来,即使在该指南发表 7 年后以及 Barr 裁决过去 20 年后的今天,我们在这方面仍有大量工作要做。 此外,FDA 在上述指南中还声明:“实验室错误应该是极少发生的。经常发生的错误更可能是由于分析员培训不足、维护不当或设备未正确校准或工作粗心而导致。” 在我们看到大量有关 FDA 483 缺陷调查警告信后,罕见的实验室错误可能就不会像我们所希望的那么罕见了。遗憾的是,由于没有公开数据显示所获得的每个 OOS 结果,因此存在更多没有导致 OOS 结果的小错误。这些错误可能被分类为“注意记录”,或只是简单地在实验室记事本上记录为错误。即使这些错误可能预示分析方法或过程将出现更严重的问题,许多企业也不会对其进行调查。应强调,OOS 也可能导致因调查引起的正常运行时间减少、批次释放延迟,或甚至可能导致成本昂贵的召回事件,这将对公司的效率和生产力产生负面影响,并可能会影响其声誉。不只是制药行业面临上述问题。食品行业也是如此,近几年食品安全和质量管理条例要求越来越严格。GMO(基因改造生物)或纳米技术的开发给食品安全和质量带来了新的挑战;此外,国际供应和食品交易以及供给的增加,预计也会使这一趋势更加明显。随着这些趋势的发展,以及国际和国家法律发生相应变化,标准和检查过程会进行定期修订。近期一个影响行业的立法案例就是于 2011 年 1 月开始实施的《美国食品安全现代化法案》(FSMA) 该法案将联邦监管机构的工作重心由应对安全问题转为预防问题的出现。该新法目前正在实施中,其中包括加强预防控制以及增加 FDA 强制性检查的频率。 3. 称量对过程质量的影响 称量是大多数实验室中的关键环节,但始终未得到足够的重视,其复杂性也经常被低估。由于称量质量对最终结果质量的影响很大,美国药典 (USP) 特别要求在定量分析过程中应获取准确度较高的称量结果 “应利用准确称量或准确测量的分析物制备定量分析溶液 如果规定测量值应为‘准确测量’ 或‘准确称量’,则应遵守相应的通则:容器 和天平 中的规定。” 上述通则中的要求非常严格,而其它仪器通常不执行类似标准,最常见的情况是由分析开发团队制定方法要求。与实验室相比,在生产环节中大部分情况下都低估了称量结果的重要性。天平和秤被视为生产工具,受到卫生状况、防护等级、腐蚀、火灾或爆炸风险,操作人员的健康和安全,以及生产力等外界因素的影响。在当前天平和秤的选择和操作标准中,相比其他计量要求,需更优先考虑所有这些因素。因此,未能充分考虑计量标准。通常情况下,生产环节中的操作人员资质等级低于实验室技术人员。这将导致生产过程中的操作错误比实验室更加频繁。因此,可以预料到生产过程中出现不合格结果的频率要高于实验室。 另一种做法是重新调配现有天平,把它们用于其他用途,而非其原有的应用。在这种情况下也一样,原有天平的功能可能无法满足新应用中的计量要求。生产中的不合格结果不仅预示质量可能存在风险,而且预示可能对消费者的健康和安全带来实际风险,可能违反贸易规则并给公司造成经济损失。一旦某个过程中出现低质量产品,会增加原材料、人力和资产损耗。产品必须重新加工或处置。在许多情况下,发生错误可能会导致漫长且昂贵的召回行动,给品牌带来负面影响。 4. 测量不确定度和最小称量值 4.1 称量系统的测量不确定度 满足始终准确且可靠的称量要求的最新策略包括:采用科学方法选择和测试仪器 。这些方法也解释了在行业中普遍存在的称量误解。 “我想购买读数精度为 0.1 mg 的分析天平,因为这是我的应用所需的精度。” 在制定设计认证时,经常会听到类似这样的表述。按照这一要求,用户可能会选择量程为 200 g 且读数精度 为0.1 mg 的分析天平,因为用户认为该天平“精确度达到 0.1 mg。”这是一种常见的误解,原因很简单:仪器的读数精度不等于其称量准确度。 称量仪器技术参数中的几大可测量参数限制了其性能。这些重要参数是重复性 (RP)、偏载 (EC)、非线性 (NL) 以及灵敏度 (SE)要回答这个问题,必须先讨论术语“测量不确定度”这一术语。《测量不确定度表示指南》(GUM) 将不确定度定义为“测量结果与被测变量实际值之间合理的数值分散特性”。 称量不确定度(即称量物体时的不确定度)可通过天平或秤的技术参数(一般在进行设计认证时),以及仪器安装后通过称量仪器的校准(一般通过操作认证中的初始校准,之后通过性能认证过程中的定期校准)测算得出。《非自动称量仪器国际准则》规定了称量不确定度评估的详细说明 [9, 10]。相关校准证书中清楚地阐明了校准结果。 一般来说,称量仪器的测量不确定度是一条特殊斜线 — 天平或秤上的载荷越高,测量不确定度(绝对值)越大4.2 天平参数与称量不确定度的关系 称量不确定度的表现特性更加明显,图中显示了导致量程为 200 g 分析天平的称量不确定度的各个因素(重复性、偏载、非线性和灵敏度)。可根据样品质量将不确定度分为三个独特的区域: 1. 区域 1 的样品质量小于拐点下限质量(即不确定度主要受重复性因素影响的最大样品质量)。在该具体示例中,样品质量大约为 10 g,以红色标示。此区域中,由于重复性受总载荷(如果有的话)的影响极小,因此相对不确定度与样品质量成反比。 2. 区域 2 的样品质量大于拐点上限质量(即不确定度主要受灵敏度偏置和偏载因素影响的最小样品质量)。在该具体示例中,该数值约为 100 g, 以绿色标示。此区域中,相对不确定度不受样品载荷的影响;因此,合起来的相对不确定度基本上仍保持不变。 3. 区域 3 是过渡区,样品质量在拐点质量下限和上限之间,相对不确定度由反比变为常量。 此外,对于大部分实验室天平而言,由于非线性在整个样品质量范围内对相对不确定度的影响小于其它因素,因此对相对不确定度几乎不起作用。秤所遵循的原理与天平一样,但其所使用的技术会产生一些额外的限制。大多数秤都采用分辨率比天平低的应变片式称重传感器。某些情况下,化整误差可能是主要原因,但对于分辨率较高的秤来说,重复性也是仪器在小量程段中测量不确定度的决定性因素,即计算出的标准偏差通常大于 0.41d。 线性偏差通常也被认为是一大因素,但是在称量小样品时,通常会被忽略。鉴于在称量较大样品时相对测量不确定度逐渐变小,我们可以推断,非线性在将仪器的测量不确定度保持低于规定工艺允差中仅起到很小的作用。我们需要重点关注重复性,以规定高精度工业秤的临界限值,实验室天平也是如此。 4.3 关于最小称量值的常见误解 最后,我们想指出行业中普遍存在的一个主要误解:许多企业错误地认为,是否可以加上去皮容器的重量以符合最小称量值的要求。换而言之,这些企业认为如果去皮容器的重量大于最小称量值,则可以添加任何重量的物质,而最小称量值要求也会自动满足。这将意味着,您甚至可以使用足够大的去皮容器在量程为 3 吨的工业地磅上称量一克的物质,并仍能够获得要求的过程准确度。由于称量示值的化整误差是仪器的最低不确定度限值,因此,显然无论在任何去皮容器中称量如此小的物质都不会获得满意的准确度结果。这个极端例子表明,这种普遍理解是错误的。同样,假如在一个去皮容器中称量不止一个样品(例如,作为配方过程的一部分),每一个样品均必须符合最小称量值要求。 修订版 USP 通则 中也阐述了这一误解: “在称量样品时,为了满足规定的称量允差,样品质量(即净重)必须等于或大于最小称量值。最小重量是指样品净重量,而不是皮重或毛重。” 最近,我们遇到的另一个误解是关于最小称量值约 100 千克磅秤的分装应用和所测量的最小称量值。该公司称,他们每次分装 20 千克的物质,然而为了遵照最小称量值要求,往往会在容器中留下超过 100 千克的物质。该公司不明白,为了符合自己的准确度度要求,他们需要称量至少 100 千克(而不是 20 千克)的物质。 简而言之,不论是称量前或称量后,在配方、分装和类似应用过程中,每一个组件都必须符合最小称量值要求。为了强调必须考虑样品净重,皮重与是否符合最小称量值标准无关,最小称量值通常指最小样品净重量。
  • 盘点|压力测量仪器与技术大全
    压力是工业生产中的重要参数,如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的,必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中,压力还直接影响产品的质量和生产效率,如生产合成氨时,氮和氢不仅须在一定的压力下合成,而且压力的大小直接影响产量高低。此外,在一定的条件下,测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步,压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右,为生产活动提供了大量有价值的参考信息,使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表,又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理,将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件,在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小,主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器,以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单,灵敏度和精确度都高,常用于校正其他类型压力计,应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用,广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等,也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制,以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时,由于h值较小,用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大,此时可休用斜管式压力计,斜管式压力计分墙挂式和台式两种。  在许多实验中往往需要同时测量多点的压力,例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计,多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同,实际就是多根斜管压力计,由于多管压力计各测压管的内径不可能一样,因此,由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致,测量前必须读出每根测压管的初读数,并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表,主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管,管的横切面为椭圆形,作为测量元件的弹簧管一端固定起来,通过接头与被测介质相连,另一端封闭,为自由端,自由端借连杆与扇形齿轮相连,扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时,弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张,使自由端移动,其移动距离与压力大小成正比,或者带动指针指示出被测压力数值,适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状,当波纹管轴向受压时,由于伸缩变形产生较大的位移,故一般可在其自由端安装传动机构,带动指针直接读数,从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业,直接测量不结晶体,有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高,常用于低压测量,但迟滞误差大,压力位移线性度差,精度一般只能达到1.5级,常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度,但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢,具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量,尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质(非凝固非结晶)的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下,迫使膜片产生相应的弹性变形——位移,借助连杆组经传动机构的传动并予放大,由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件,在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺,在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻,并将电阻接成桥路,单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时,单晶硅产生应变,使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化,再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲,当力作用于硅晶体时,晶体的晶格产生变形,使载流子从一个能谷向另一个能谷散射,引起载流子的迁移率发生变化,扰动了载流子纵向和横向的平均量,从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异,因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计,前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化,后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化,而且前者的灵敏度比后者大50~100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计,测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器,是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是,输入能量低,高动态响应,自然效应小,环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极,当薄膜感受压力而变形时,薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化,通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器,可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多,按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上,由膜片将被测压力传递给压电元件,再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图,在测量中不允许用水冷却,并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃,是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的,即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多,如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用,可用在给定参数的自动控制电路中,但测量精度一般,频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下,铁磁材料内部发生应变,产生应力,使各磁畴之间的界限发生移动,从而使磁畴磁化强度矢量转动,因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化,这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象,称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈,在外力的作用下,铁磁材料的导磁率发生变化,则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时,导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化,从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路,就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后,弹簧管自由端产生位移,从而带动霍尔片移动,改变了施加在霍尔片上的磁感应强度,依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化,达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所,且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时,应加装隔离器。通常情况下,以使用在测量上限值1/2左右为宜,且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感,当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差,采取恒温措施(或温度补偿措施)。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性,以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计,是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体(活塞筒)组成,二者形成极好的动密封配合。活塞的面积(有效面积)是已知的,当已知的力值作用在活塞一端时,活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此,可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中,力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计,也有称之为压力天平,主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用,也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源,以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部,并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时,系统处于平衡状态。这时,球体将浮起一定高度,球体下部的压力作用面积(即浮球的有效面积)也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力,因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理,是直接从压强定义出发,用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩,根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析,求出其受力有效面积S后,待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理,并具有、足够高的精度,这就可以通过与其他基准压力仪器比对,发现未知的系统误差。同时,钟罩式压力计在测量压强差时,其单端静压强可以根据需要调整,直至单端压强为零,即可以测量绝对压强。另外,该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今,静态的压力测量方法已获得了较大的优化,成为了各领域中常用的测量体系,并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此,相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之,压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如,在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法,如此不仅提升了检测效率,并且提高了测试的精准性,同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准,利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围,随意确定测试点的高精度检测任务,而且能够选用气介质来工作,如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题,大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。
  • 分布式光纤应变监测仪取得重要进展
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力,突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术,开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 分布式光纤传感以光纤作为传感器,其测量参数包括应变和温度等,可以实现空间上的连续测量,监测点位可达百万个,测量距离可达百公里,具有传统点式传感器不可比拟的优势,是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口,国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术,所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪,具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离,已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域,中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究,对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力,提升公共安全水平,以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 该项目下一步将加强仪器小型化设计,提高产品的工程使用灵活性;进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。& nbsp /p
  • 纳米压痕仪NHT³ | 焊接的应力应变研究
    焊接质量一般是通过焊缝质量好坏来做评定,而焊缝质量取决于所焊接的物体、焊接填充物以及所选用的焊接工艺及参数。为了更好地去优化和改善焊接工艺,对于焊缝及其热影响区进行力学性能表征是极其有意义的。对局部弹塑性特性的兴趣导致了一种新检测技术的发展,该技术使用球形压头对焊缝及其热影响区进行局部应力应变性能表征,加载期间使用振动的压痕允许非常局部地确定试验材料的代表性应力-应变曲线。简单的应力应变分析在Anton-Paar压痕软件中实现。该方法可适用于焊缝及其附近不同区域的局部力学性能的表征。01焊缝裂纹尖端附近的弹塑性行为研究纳米压痕仪 NHT3通过展示仪器化纳米压痕测试方法获得低合金钢焊缝中裂纹尖端附近区域和远离裂纹尖端区域的应力应变行为。焊缝出现裂纹通常是由焊接过程中焊缝快速凝固产生的热应力引起的,或由内部显微结构的发生改变所引起的,导致硬度和屈服强度增加,但抗断裂性降低。为了了解局部区域的应力应变行为,仪器化纳米压痕法是能够提供此信息的少数方法之一,局部应力应变测量的目的是帮助理解焊缝开裂的原因。图1 : 靠近或远离焊缝裂纹尖端局部区域的仪器化压痕测试使用Anton-Paar纳米压痕仪NHT3搭载半径为20 µm球型针尖对两个已经存在焊缝裂纹的样品进行测试,以获得局部的应力应变行为;与传统的静态测试方法不同的是,在这次的应用案例中将采用在加载过程增加正弦波加载方式的动态测试方法 (Sinus),选取最大载荷为500 mN,加载卸载速率为1000 mN/min,动态加载振幅为50 mN,频率为5 Hz。图2:载荷位移曲线图3:应力应变曲线图2和图3显示了动态加载测试下获得的压痕曲线,以及从两个区域的压痕曲线中获得的应力应变曲线。可以看出裂纹尖端附近区域的屈服强度远高于远离裂纹尖端的区域。屈服强度的增加通常与延展性的降低有关,这可能对焊缝的抗断裂韧性产生至关重要影响。在外部荷载作用下,靠近裂纹尖端的材料屈服强度增加,往往会出现比基材更早断裂的情况,因此在整个结构中是个力学薄弱点。焊缝中的断裂会导致整个部件失效,因此应该去调整焊接参数,使裂纹尖端附近的材料具有较低的屈服应力和较高的抗断裂性。02焊接铝合金的应力应变行为研究仪器化纳米压痕测试方法中应力应变分析的另一个经典应用是研究金属焊缝周围的弹塑性,尤其是软金属,例如铝合金。铝合金比钢对高温更敏感,因此,研究铝合金的焊接热效应尤为更重要。在本应用所提及的研究中,在加载过程中使用正弦波动态加载模式,利用球形纳米压痕针尖的特性对两种不同的铝合金焊缝附近的弹塑性行为进行局部表征。球形纳米压痕针尖用于确定靠近焊缝(区域A)且距离焊缝约2mm(区域B)的应力应变特性。图4:对比距离焊缝近的区域A和距离焊缝2mm处区域B的应力应变行为使用NHT3纳米压痕仪搭载半径20µm球型针尖作为表征手段,选取的最大载荷为300 mN、加载卸载速率为600mN/min。在加载过程中采用正弦波的动态加载模式,振幅为30 mN,频率为5 Hz。图4展示了区域A和区域B的应力应变曲线的比较。两个区域表现出相类似的弹塑性行为,屈服应力约为0.3 GPa。这表明焊接过程中加热和冷却对材料的弹塑性性能的影响可以忽略不计。然而,并非所有情况下都是如此,焊接区域的局部应力应变行为仍然是优化焊接参数的重要信息。03搅拌摩擦焊接铝合金的应力应变研究搅拌摩擦焊(FSW)通常是铝合金焊接工艺更好地选择,而传统电弧焊由于铝的高导热性而容易产生较大的热影响区。FSW中的焊接温度远低于中心接触点,因此热效应的传导不如弧焊中明显。在这种情况下,将两种不同的铝合金AA6111-T4(T4)和AA6061-T6(T6)焊接在一起,并在距离熔核中心位置的1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm处研究硬度、弹性模量和屈服应力。以下参数用于压痕:最大载荷300 mN,加载速率600 mN/min,动态加载模式下选取振幅30 mN,频率5 Hz。图5的结果表明随着距熔核距离的增加,所表现出的应力应变行为大致一样,仅存在微小差异。在所有的三个区域的屈服应力大约为0.33 GPa(两种基材中的屈服应力大约为0.27 GPa,图中未显示)。母材的硬度为0.8 GPa(T4合金)和1.1 GPa(T6合金)。所有三个区域(距焊缝熔核1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm)的硬度均为1.1 GPa,这证实焊缝附近的弹塑性能并没有发生显著变化。图5:距熔核不同位置的应力应变曲线Aoton-Paar自研自产的纳米压痕仪能非常好地去胜任微观局部的应力应变分析,新一代的检测手段的开发有助于焊接行业的进一步发展。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    近日,广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下,在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者,曾炜为通讯作者。   在目前的双应变-温度传感器研究中,一般是将应变/温度敏感的导电材料,如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点,可以实现基于三维网络离子传输的同时,利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感,为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。   研究人员通过自由基聚合,在氯化锂和甘油的存在下,制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成,使水凝胶具有优异的抗冻能力,能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃,检测限为0.2 ℃,并具有良好的升温-降温循环稳定性。   此外,水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性,可以达到17.3的高灵敏度,并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶,在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。
  • 三思纵横上海分公司成功研发专用扩展型应力应变测试仪
    为了解决客户在试验机使用过程中不方便使用引伸计而必须粘贴应变电阻片(应变计)进行应变测试的问题,近日,三思纵横上海公司成功研发了DSCC-5000K专用扩展型应力应变测试仪。   应力应变测试仪DSCC-5000K是与试验机配套的高速静态应变数据采集仪,同步采样频率60Hz,最小应变分辨率0.1&mu m,广泛应用于拉伸、压缩或弯曲等试验,能够精确测量材料变形,绘制力-变形、变形-时间、变形-变形等曲线。   该设备既可用于液压试验机,也可用于电子试验机,并可满足多通道应变采集与试验机加载力值采集同步。   三思纵横上海分公司研制成功的应力应变测试仪已经成功地应用于多家建筑工程质检公司。   更多新品资讯,请咨询三思纵横驻各地办事处销售人员或服务热线:400-882-3499。
  • 百若仪器:慢应变速率应力腐蚀试验机的研发成绩斐然
    2014年,上海百若持续创新,研发再上新台阶。YYF-50系列慢应变速率应力腐蚀试验机产品的研发,填补了国内在材料应力腐蚀敏感性研究领域的空白,产品处于国内领先,可完全替代同类的进口产品。该产品已在高温高压的超临界水介质环境、高温铅铋液态介质环境、高温盐溶液介质环境、高温高压H2S介质环境、海水环境等腐蚀介质应用领域成功使用,可进行慢应变速率腐蚀拉伸、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀裂纹扩展测量、精确裂纹预置、低周疲劳等试验。在腐蚀介质环境下进行材料的腐蚀裂纹扩展测量存在较大技术困难,传统的COD法已不能实现测量应用,DCPD方法是腐蚀介质环境下测量裂纹扩展普遍推崇的方案,上海百若耗时多年进行研发和测试,完成了腐蚀介质环境下通过DCPD法精确测量材料裂纹扩展及扩展速率计算。该技术已成功在设备上安装使用,获得了用户的高度评价和认可。不断地研发投入和全面的科学测试,上海百若在应力腐蚀试验设备的销售推广取得了骄人的成绩,在诸多领域提供了试验设备:1. 高温高压超临界水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。2. 高温铅铋溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。3. 高温盐溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。4. 高温高压H2S,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。5. 常温常压海水,慢应变速率拉伸。6. 微高温海水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。7. 硫氰酸溶液,慢应变速率拉伸,氢脆敏感试验。2014年,加氧测量与控制水化学系统完成了设计和组建,并成功运行,系统得到了用户肯定和赞许。用于测试金属在高温高压水环境下腐蚀速率的静态高压釜,在运行期间水化学一直变化,水中的溶解氧逐渐降低,溶解氢浓度逐渐升高,溶解进入的金属离子使水的电导率逐渐升高。这样,静态高压釜一次实验的时间越长,测得的实验结果偏差越大。给高压釜系统添加一套水化学回路对于保证高压釜内的水质稳定非常重要。该系统能够在线监测溶解氧、电导率、pH值,并实现控制调节。上海百若是慢应变速率应力腐蚀试验机的国内唯一专业性研发公司,在诸多技术难点方面取得了成功突破,并在设备安全和长期稳定性方面做了大量的研究和测试,此类设备运行时间从1周到1、2年不等,运行时间长,设备的安全、可靠是首要考虑因素,我们在设备的各个方面设计了安全监测与保护,保障操作者、设备和试验的安全。在设备的研发过程中,我们与高校和研究院合作,得到了上海交通大学、中国科学院、中国原子能科学研究院、上海应用物理研究所、厦门大学等单位的大力支持和帮助,使得设备的研发取得突破性进展。慢应变速率应力腐蚀试验机应用范围广泛,主要研究材料在腐蚀介质环境下的腐蚀敏感特性,这些应用领域有:核电的一回路、二回路材料,热电材料,石化行业,海洋行业,汽轮机,及其它腐蚀性介质应用领域。
  • 我国实现3000℃极端环境下的超高温应变场测量
    记者9日从北京航空航天大学李宜彬教授团队获悉,该团队首次利用自主研发的紫外-数字图像(UV-DIC)系统在超高温极端环境应变场测量领域实现了3000℃环境下的成功测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域的权威杂志《无损检测与评价国际》上。25℃-3000℃散斑图:(a)T=25℃;(b)T=1100℃;(c)T=1500℃;(d)T=1900℃;(e)T=2100℃;(f)T=2300℃;(g)T=2500℃;(h)T=2700℃;(i)T=2900℃;(j)T=3000℃;(k)在加热至3000℃后冷却至25℃的散斑此前,在超高温极端环境应变场测量领域一直缺乏有效测量表征手段,主要难点包括:一是超高温热辐射导致测量图像过度曝光,无法表征;二是使用中性密度、蓝光、偏振等多组滤光片,导致测量步骤繁琐,表征成像效果欠佳;三是作为变形信息载体的散斑在超高温中容易脱落,导致测量失败,无法表征。典型温度下应变场云图:(a)1100℃;(b)2100℃;(c)2500℃;(d)2700℃;(e)2900℃;(f)3000℃该文章通讯作者、北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽表示,研究人员利用紫外-数字图像(UV-DIC)系统,仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射,同时开发了以碳化铪粉末为散斑材料的超高温散斑制备工艺,最终在3000℃环境下成功测量了石墨热膨胀系数,并清晰记录了被测对象从室温到3000℃的高质量图像。该成果由北京航空航天大学、天目山实验室联合研发。“以上难点在紫外-数字图像相关的应变场测量方法中均被很好地解决,该测量方法能够有效、准确测量热端部件在超高温极端热力耦合条件下的热变形,对于助力我国航空航天技术发展具有积极意义。”李宜彬说。
  • 一场应变测量的革命 --英斯特朗推出新视频引伸计AVE.2.0
    英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商,产品广泛应用于评价材料和部件机械(力学)性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0,这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求,例如ISO527,ASTM d3039 ,ASTM D638等。这款第二代视频引伸计,也是当今市场上采用专利的,先进的视频引伸计技术中最快速,最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装,可以适用于各种条件下的试验室环境,也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置(测试表现则与各款试验机本身条件有关)。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差,同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试,与数字图像相关技术相结合(DIC)。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变,包括塑料,金属,纺织,薄膜,复合材料,生物材料及更多。 关于英斯特朗:英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商,美国五百强公司ITW集团旗下品牌,从基本的软组织到先进的高强度合金材料,其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来,英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命,通过提供最高品质的产品,专业的技术支持和世界水平的服务,从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站: www.instron.cn用手机扫一扫,关注英斯特朗微信账号,获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips
  • 仪器情报,科学家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!
    【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
  • 金属所柔性应变传感器的手势识别应用研究取得进展
    基于手势识别技术的可穿戴柔性电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。研制性能优异的柔性应变传感器是实现高性能可穿戴设备应用的重要基础。感器的灵敏度决定可穿戴设备的感知精度,而在过载、瞬时冲击、多次循环弯曲/扭折等条件下的机械鲁棒性将影响可穿戴设备实际应用环境条件下的长期可靠服役。截至目前,采用简单方法制备兼具高灵敏度和机械鲁棒性的柔性应变传感材料颇具挑战性。如何将基础研究所获得的高性能柔性应变传感器推广应用到人机交互系统等实际应用场景中,将会为此类器件的研发提供全新思路。   近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心薄膜与微尺度材料及力学性能研究团队,在前期柔性基体金属薄膜力学行为研究的基础上,基于柔性器件传感的力学原理,提出将裂纹类传感器的传感机制引入高机械鲁棒性蛇形曲流结构中,通过对传感层进行巧妙的高/低电阻区调控实现高灵敏度传感的学术思想,研制出灵敏度与裂纹类传感器相当(GF 1000)且机械鲁棒性优异的柔性应变传感器。该传感器在过载、冲击、水下浸泡、高/低温等严苛环境条件的作用下表现出优异的循环稳定性,稳定响应周次达10000周。同时,该传感器具有响应和回复时间快(图2.柔性应变传感器的传感性能。a、高/低电阻区调控前的响应曲线;b、高/低电阻区调控后的响应曲线;c、在不同峰值应变下的循环响应曲线,极限检测应变;d、响应和回复时间。图3.柔性应变传感器的机械鲁棒性。a、循环稳定性;b、最大可承受应变;c-e:对严苛环境的耐受力。图4.可穿戴手语翻译系统。a、应用场景示意图;b、系统框架;c、手语手套;d、无线电路板;e、用户界面。图5.手语识别验证。a、6种由复合手势组成的手语;b、手语翻译系统对6种手语的识别准确率;e、手语翻译系统的各项性能汇总。
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动
    p   近日,由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。 /p p   作为国家重大科学仪器设备开发专项之一,该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪,充分利用云计算与大数据系统架构与技术,实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测,实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人,中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位,联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平,提升公共安全水平,减小经济损失和社会影响具有重要意义。 /p p   在启动会上,项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报,6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定,并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。 /p p   中国工程院院士杜彦良教授主持启动会,项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。 /p p style=" text-align: center" img src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title=" LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style=" width: 500px height: 333px " width=" 500" vspace=" 0" hspace=" 0" height=" 333" border=" 0" / /p p style=" text-align: center " 与会专家合影 /p
  • 质量影响国内电子测量仪器企业市场份额
    工业和信息化部以“工业质量品牌建设年”活动为重点,积极推进工业产品质量和品牌建设,加快工业品牌培育,开展“千家企业学标杆,提升质量促转型”活动,取得了显著成绩。针对电子行业如何加强质量品牌建设、推动行业由大到强等话题,《中国电子报》特约请相关行业协会发表观点。   电子测量仪器属于高新技术领域,是现代工业产品中新技术应用最多、最快的产品门类之一,最先进的电子测量技术基本上被欧美日等发达国家掌控。五六十年代,我国电子测量仪器总体技术水平与国外先进水平差距不大,但目前的差距在加大,高端产品大部分依赖进口。当前,我国电子测量仪器产品的MTBF(平均无故障时间)一般能够达到3000小时,初步满足军工与民用的质量要求,但产品技术水平和质量仍有待于进一步提高。   质量差距影响市场占有率   高端电子测量仪器与国外技术存在一定差距,影响了产品的市场占有率。   国内少数企业能生产出部分高端电子测量仪器,但由于没有全面掌握关键技术,再加上工艺水平和原材料等方面与国外先进水平存在差距,导致产品在技术水平和质量方面与国外先进水平存在一定差距,影响了产品的市场占有率。   国内部分企业生产的部分中低端电子测量仪器产品(如带宽1GHz以内,采样率不超过5Gbit/s的数字存储示波器),有较好的质量和性价比,不仅占据了大部分国内市场,还有相当大的出口量。经过近几年的努力,这些厂家建立了自己的示波器品牌形象,并把示波器品牌形象辐射到其他产品上,对企业的发展起到良好的促进作用。   加强培训提升质量水平   协会组织了与质量相关的培训,收到了良好效果。   我国电子测量仪器企业规模一般不大,年销售额能够上亿元的企业就算是规模比较大的企业。由于电子测量仪器涉及的领域很广,产品种类比较多,因此,不同企业的产品往往有较大差别,涉及的关键技术也不尽相同。   中国电子仪器行业协会把加强电子测量仪器行业的共性技术培训作为近几年的工作重点之一。近年来,协会与理事长单位中国电子科技集团41所合作,组织了与质量相关的电磁兼容、防静电和可制造性设计技术3个专题6场培训,共计有几十个单位、近千名技术人员参加,收到了良好效果。   品牌建设工作的主体是企业,协会在该项工作中可以起到辅助作用。由于历史原因,协会至今没有开展评比、评奖相关工作。协会希望能够组织电子测量仪器行业内最具权威性的评比、评奖活动,当然这些工作需要在政府支持、协会自身努力和一段时间积累的基础上进行。   多措施加快质量品牌建设   品牌建设是一项系统工程,企业要做长期细致的工作。   品牌建设是一项系统工程,企业在产品质量、技术水平、服务等多个方面要做长期细致的工作。   (一)加强宣传培训,优化生存环境。针对企业,需要进行诚信、质量以及其他方面的教育,其中很重要的一点是要让我们的企业有做成百年老店的信念,并且政府要为企业成长为百年老店提供更好的环境,给企业家信心,否则企业家是不会注重企业诚信、产品质量和品牌建设工作的。   (二)建立权威性的评比、评奖机制。最近几年,国内各种评比、评奖太多、太滥,缺乏权威性,授予的奖项用户不认可、企业不重视,没有真正地对企业品牌建设和宣传工作起到有效的推动作用。在这种情况下,首先,我们需要清理目前过多的评比、评奖,大规模地减少奖项的数量和种类 其次,建立并维护好有权威性的评比,使这些评比奖项被企业和用户认可,并对企业品牌建设工作能够起到重要的促进作用。   (三)大幅提高对优质产品的支持力度。不同激励机制可以引导企业采取不同的运营策略。为了加强我国企业的质量品牌建设,可以考虑对获得权威评比奖项的产品予以大幅降低税收的优惠政策,相信在类似激励机制的引导下,一定能够改变企业的运作模式,促使他们把多出精品作为一项重要工作来抓,使企业能够生产出更多的优质产品。   (四)加大对海外市场开拓工作的补贴力度。开拓海外市场,可以降低企业在国内市场竞争的激烈程度,对行业发展有利。因此,促进国内知名企业走出国门,是一项对行业发展有着重要意义的工作,需要大力支持。具体可以考虑加大出口退税力度,同时加大对企业参加海外展览等相关工作的补贴力度。   质量品牌建设企业案例   中国电子科技集团公司第41研究所   该所是国内电子测量仪器产品涉及门类较广的企业,其中以微波毫米波仪器最为突出。41所在提高产品质量方面有一套比较完整的做法。一是优化流程。通过对温度、湿度、防尘、防静电等条件的改造,使生产环境严格符合军用测试仪器的要求。二是质量管理创新。由所长亲自挂帅,主管副所长任执行总指挥,层层建立落实责任制,推出精品工程,提升了产品质量水平。三是质量文化建设工作。41所把产品质量的内涵扩展为广义质量概念,从生产加工延伸到科研、生产、使用和服务的全过程管理,从以检验为主转变为以预防为主,从质量部门单一负责,转变为各职能部门按质量职能分工。四是质量队伍建设。针对重点工程项目,41所建立以质量部长作为项目质量主管的“三师”系统,形成了激励型的质量考核机制。五是完善售后服务机制。41所建立完善的客户体验中心和维修保障体系,开设800免费电话、电子邮箱为客户提供技术支持,并在北京、上海、西安、成都、深圳5大城市设有办事处,技术人员随时对用户进行上门巡访。   天津市德力电子仪器有限公司   该公司电子测量仪器产品在国内广电领域占有70%的市场份额。德力从1994年开始,组建了4支现场巡回校准服务队伍,年行程超过12万公里,为客户提供免费校准服务。测量仪器年度校准是保障仪器正常应用的必需工作,德力每年都会对国内重点客户实行上门免费校准服务,并为用户更换电池等耗材,保证仪器正常应用,为用户提供了很大便利。如果按计量每台仪器500元的最低收费标准计算,仅此一项德力每年可为用户直接节省5000万元以上。   江苏绿扬电子仪器集团有限公司   该公司的示波器产品在国内占有相当的市场份额。公司很重视品牌的宣传推广工作,在电视、报刊、网络、户外等多种媒体上做产品宣传,并多次参加中国电子展、全国高教仪器设备展、慕尼黑电子展、香港电子展等国内外知名展会,全方位、多角度地宣传绿扬产品,同时建立起良好的品牌形象。   石家庄数英仪器有限公司   该公司的时间频率计量测试仪器在国内同类产品中技术水平领先。在质量品牌建设工作中,公司坚持定期组织全国时频专业技术交流会,邀请国内时频领域技术的权威授课,促进行业内技术交流,推广公司新产品,树立公司品牌形象。公司定期走访用户,解决用户在使用中的疑难问题,提供专业技术指导,并为用户提供系统解决方案的一揽子服务。
  • 新型冰雪粒径测量仪和硬度测量仪助力“科技冬奥”
    高山滑雪最高时速达248km/h,滑雪赛道也需要“塑胶跑道”“更快,更高,更强”是奥林匹克的口号,充分反映了奥林匹克运动所倡导的不断进取、永不满足的奋斗精神。奥运会纪录的频频打破,不但有运动员的刻苦训练,教练员的辛勤指导,科技尤其是对于运动场地的科技提升也扮演了重要的角色。就拿大家熟悉的田径运动场而言,最初的跑道是煤渣跑道(相信很多70后、80后的老伙伴们都跑过吧),后来改成了人工合成的塑胶跑道,与煤渣跑道相比,其弹性好,吸震能力好,为运动员的发挥和成绩的提高提供了物质基础。在1968年的墨西哥奥运会上,在首次使用的塑胶跑道赛场上创造了诸多的奥林匹克纪录。2022年中国北京即将举行冬季奥林匹克运动会,中国提出了“科技冬奥”的概念,中国冰雪运动必须走科技创新之路。高山滑雪比赛是冬季奥运会的重要组成部分,被誉为“冬奥会皇冠上的明珠“。高山滑雪的观赏性强,危险性大,比赛时运动员最高时速可达到248km/h。高山滑雪比赛均采用冰状雪赛道。什么是冰状雪?所谓冰状雪,是指滑雪场的雪质形态,其表面有一层薄的硬冰壳,用于减小赛道表面对于滑雪板的摩擦力。可以说冰状雪赛道就是高山滑雪项目的塑胶跑道,其制作的质量对提高运动员的成绩及滑雪的舒适感,保护运动员的身体,延长运动寿命有着十分重要的作用。看似简单的冰状雪赛道,制作起来却大有讲究。冰状雪的制作过程十分复杂,目前采用的是向雪地内部注水的方案。但是注水的强度和注水的时间把握需要根据不同的赛道地点以及当时注水时的气温进行相应的调节,以保证冰状雪赛道既有一定的强度,又有足够的弹性,使得运动员能够在高速的高山滑雪比赛中舒畅的进行滑降、回转等比赛项目。与田径场塑胶跑道不同的是,每次比赛每一个运动员在进行高山滑雪比赛时,由于技术动作的需要,都或多或少的会对冰状雪的赛道产生一定损伤,为了保证比赛的公平性,前后出发的滑雪运动员的赛道雪质状态需要保证一致,因此冰状雪赛道还需要有一定的厚度以及均匀性。研制新型冰状雪测量仪器,保障赛道质量既然冰状雪赛道有如此多的要求,那么过去是如何判断冰状雪赛道的雪质的呢?主要是采用人工判断的方法,即找一些有经验的裁判员用探针安装在电钻上进行触探工作,通过触探工作反馈的手感判断冰状雪赛道的建造质量。这种带有一定“盲盒”性质的判断工作往往会显得很不透明,也不利于这项运动的推广。助力2022北京冬奥会,依托科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项2020的“不同气候条件下冰状雪赛道制作关键技术”项目,中国科学院南京天文光学技术研究所南极团队和中国气象科学研究院共同合作研发了用于判断冰状雪赛道质量的冰雪粒径测量仪和冰雪硬度测量仪,其目的在于将冰状雪质量的人工主观判断,变成清晰可见的客观物理数据,通过对这些物理数据的科学分析,结合有经验的运动员的滑雪体验,掌握不同地点,不同天气条件下冰状雪赛道的制作方法。主要有如下两种仪器:冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪。积雪颗粒的形状及大小是影响雪的力学性质的主要因素,不同大小雪粒之间在自然状态下空隙不断变小,雪中含有的空气降低,使得雪粒间的化学键合力增强,从而影响雪的硬度。那么如何测量积雪的颗粒呢,科研人员采用漫散射原理:近红外光经过粗糙的表面会被无规律的向各个方向反射,会造成光强度减弱,光减弱的大小跟表面的粗糙相关,而积雪表面的粗糙程度是由粒径决定的。通过测量光减弱的比例间接的测量出冰雪的颗粒大小。冰雪粒径自动测量仪测量注水雪样雪的硬度测试是反映冰雪强度的重要指标之一,冰雪硬度测量仪的原理是通过电机带动滑轨驱动探头打入冰状雪赛道内部,并读取探头受到的反作用力的大小来判断冰雪的硬度条件。该方法的好处是可以做到基本无损的对赛道进行冰雪硬度的测量,不影响赛道的后续使用,并且可以通过读取力和冰状雪深度的曲线了解冰状雪赛道的均匀性。针对高山滑雪的赛场坡度较陡,人工攀爬十分困难,科研人员在仪器的便携性上做了特殊的设计,设计了一款折叠式的硬度测量仪,方便携带,可以从坡顶沿雪道一直测量到坡底,实现了仪器的“就地展开”和“指哪测哪”的功能。冰雪硬度测量仪现场工作照片2020年11月-2021年3月,抓住冬奥会举办前的最后一个冬季的机遇,在冬奥会举办地北京延庆、河北张家口以及黑龙江哈尔滨亚布力冬季体育训练基地对不同气候条件、不同注水强度的冰状雪赛道,使用研制的冰雪粒径自动测量仪和冰雪硬度自动测量仪进行了粒径及冰雪硬度测试,获得了不同深度冰雪粒径的变化图以及不同深度的冰雪硬度的曲线图。冰状雪赛道压强-深度关系图该项目的首席科学家,中科院西北研究院冰冻圈科学国家重点实验室副主任王飞腾研究员认为“雪粒径及硬度计等新型冰雪仪器的研究,将过去以人工经验为主的冰状雪赛道状态判断变为了客观、清晰的科学指标,为冰状雪赛道制作标准的透明化提供了参考依据”。项目攻关团队的带头人,国际冰冻圈科学协会副主席,中国气象科学研究院丁明虎研究员认为“雪粒径和硬度计的设计充分考虑了不同于自然雪的人工造雪的特殊情况,仪器在项目工作中表现优异,性能稳定,可靠性高。”未来将在南极天文台发挥作用冰雪强度、硬度的测量不仅可以应用于滑雪相关的体育运动中,在未来的极地工程建设上也能发挥作用。遥远的南极虽然不是适合人类居住的地方,但是却有着良好的天文观测条件。根据2020年在 Nature 上发表的一篇文章,证明昆仑站所在的冰穹A地区的光学天文观测条件优于已知的其他任何地面台址。这项研究成果确认了昆仑站有珍贵的天文观测台址资源,为我国进一步开展南极天文研究奠定了科学的基础。但是如何在南极地区安装大型望远镜又有很多实际的困难,其中之一就是普通的大型望远镜的基墩都是直接安装在地球的基岩上,这样基墩比较扎实稳固,能保证望远镜在观测时不会因为地基不稳产生晃动,但是冰穹A地区的冰大约有4000m那么厚,相当于1500层楼房那么高,如果再想将望远镜基墩打入基岩显然难以做到。那么大型望远镜如何能够平稳的伫立在南极浮动的冰盖上呢?这就需要科学家们对冰穹A地区的冰雪进行特殊的加固处理,使其能够满足基墩的设计要求。在加固处理完后,我们的雪粒径和硬度测量仪就可以对加固后的冰雪强度进行测量,通过科学的数据检验其是否能够满足南极大型望远镜的需求。
  • 仪器表征,科学家首次揭示微应变对钠分层氧化物正极材料合成的影响!
    【科学背景】随着高能量密度和长寿命电池的需求不断增加,研究人员越来越关注电池材料的微应变及其对电池性能的影响。微应变是由结构缺陷(如位错和堆垛层错)引起的,这对能源材料的机械强度和循环稳定性产生了重大影响。尤其在钠分层氧化物正极材料中,微应变被认为是导致容量衰退和结构破坏的关键因素。然而,微应变在电池材料合成过程中的起源和影响仍未完全明确,这成为了当前研究的一个挑战。为了解决这一问题,布鲁克海文国家实验室(美国能源部的实验室) Xianghui Xiao, 美国阿贡国家实验室Gui-Liang Xu & Khalil Amine教授合作进行了一系列原位和实时的多尺度表征,包括同步辐射X射线衍射和显微镜观察,来探讨过渡金属在前体颗粒中的空间分布对微应变的影响。研究发现,过渡金属的空间分布对纳米尺度的相变、局部电荷异质性以及微应变的积累有着强烈的调控作用。这一意外发现揭示了缺陷从核心向外壳的反直观传播模式,并为优化合成策略提供了新方向。通过这些研究,科学家们提出了基于微应变筛选的合成策略,以减少晶格中的微应变和结构缺陷,从而显著提升了电池材料的结构稳定性。这些成果标志着向设计无缺陷电池材料的合成方法迈出了关键一步。【科学亮点】1. 实验首次在钠分层氧化物正极的实际合成过程中,系统地进行微应变筛选,并应用了多尺度原位同步辐射X射线衍射(SXRD)和显微镜表征技术。2. 实验通过结合原位SXRD和全场X射线显微镜的观察,揭示了过渡金属在前体颗粒中的空间分布对纳米尺度相变、局部电荷异质性和微应变积累的强烈影响。3. 实验结果:&bull 过渡金属的空间分布:发现过渡金属的空间分布在钠分层氧化物正极的合成过程中扮演了关键角色,主导了相变机制。&bull 微应变的积累:在合成过程中,微应变在颗粒内部积累,导致了缺陷的形成和增长,其传播方式呈现出反直观的外向模式。&bull 结构稳定性的改善:通过对微应变的深入分析,提出了一种更为合理的合成路线,能够显著减少晶格中的微应变和晶体缺陷,从而提升结构稳定性。【科学图文】图1: 前驱体的形貌和化学性质。图2:固态合成过程中的结构演变。图3:合成过程中的结构缺陷和化学演变。。图4:颗粒裂纹及其消除。图5:电化学性能。图6:测试分析。【科学结论】本文揭示了过渡金属在钠分层氧化物正极合成过程中对微应变的显著影响。通过原位同步辐射X射线衍射和显微镜技术的多尺度表征,研究发现,过渡金属在前体颗粒中的空间分布对纳米尺度的相变、局部电荷异质性以及微应变的积累有着关键的调控作用。这一发现颠覆了传统观念,揭示了缺陷的成核和生长在颗粒内部向外传播的反直观现象。这种对微应变的深刻理解指导了更加合理的合成策略,即通过优化合成条件来减轻微应变和晶体缺陷,从而显著提高电池材料的结构稳定性。这一研究成果不仅提供了新思路来改善电池材料的性能,还为无缺陷电池材料的设计合成奠定了重要基础,为未来高能量密度和长寿命电池的研发提供了有力支持。参考文献:Zuo, W., Gim, J., Li, T. et al. Microstrain screening towards defect-less layered transition metal oxide cathodes. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01734-x
  • 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
  • 标准解读 |《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》
    10月26日,中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技(上海)有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》(T/CSAE 233-2021)。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上,对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的规定,以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前,汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数,为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库,提高碰撞安全分析的准确性,需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准,各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明,测试结果也存在在较大差异,由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验,在本标准中给出了具体阐述,尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中,如果测试力的同时还需要测试应变,设备需要连接额外的数据线,试验前需检查所有的连线是否牢固连接,尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸,然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试,分别用单台和两台相机试验,发现当使用单台相机时,大截面尺寸(5毫米直径棒材)会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效,因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时,应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝(左) 铸铁(右)图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝(左) 铸铁(右)图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究,图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时,所取得的应变有效数据大于力值的采样数据,而且一般会大于400。当应变速率100s-1时,应变的有效数据会急剧下降,应调整应变的采集频率和拍摄参数,最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认,各测试单位做了详细讨论,考虑到高应变率速度的影响因素复杂,因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时,实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内,当最大力对应的应变率小于5%时,记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容,较短的测试长度有助于获得高的应变速率,但测量长度不能过小,否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准,制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式,尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4,并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明:(1)尺寸公差为0.05mm,平行段工作部分粗糙度0.32,同轴度为0.01毫米。(2)推荐区域直径为5mm,=10mm,=15mm,R=16mm,=5mm,=35mm,D=12mm,或者区域直径为3mm,=10mm,=15mm,R=12mm,=5mm,=35mm,D=6mm。综上所述,该标准围绕车用金属材料的使用工况,对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验,给出了从夹具,散斑制作,相机标定,系统试验前验证,试样尺寸与装夹,力的测试,数据采集及处理等方面系统的说明,试验准确性高,试验失效率低,同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件,具有普遍适用性,可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一,互不交叉,提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法,对现有标准起到补充作用。
  • 天津大学新技术提高光纤应变传感器灵敏度
    天津大学精密仪器与光电子技术学院教授李恩邦研究发现一种新技术构成的光纤应变传感器,具有灵敏度高且对温度变化不敏感等特点。   光纤应变传感器是世界上应用广泛的传感器类型,具有许多电传感器不可比拟的优点,对于保障大型设施安全、防止恶性和灾难性事故发生具有非常重要的意义。   李恩邦的研究成果已发表在《应用物理快报》上,英国物理学会官方网站optics.org和美国《激光世界》杂志也对此进行了报道。
  • 宁波材料所在柔性应变-温度双模态传感器研究方面取得进展
    人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源,利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件,其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器,实现应变和温度等信号的监测以及区分,同时兼具高的分辨率仍是一个难点。   Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI),可以实现对磁场的高灵敏探测,是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器,并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429;Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上,研究人员以磁性非晶丝为敏感材料,通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。   该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面,结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测;另一方面,用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应,可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制,温度和应变信号之间不存在相互耦合,后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。   该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场,通过内置的Co基磁性非晶丝,能够灵敏感知微小变化的磁场,从而输出变化的阻抗,实现应变的感知。此外,该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈,不仅可以实现阻抗的输出,而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。   进一步地,通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量,即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量,可以控制磁场变化快慢,从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限,5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。   此外,该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号,发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰,且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性,可以确保温度对应变感知几乎没有影响。   该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成,可以同时用于人体微小应变的探测,比如呼吸和吞咽等检测,也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测,同时能实现体温或环境温度的实时监测,在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。   相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制,(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程,(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌,(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能,(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能
  • 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。
  • 山西大学激光光谱团队制作出基于三维竖直石墨烯应变传感器
    近日,山西大学激光光谱研究所陈旭远教授和王梅教授等人在《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表文章《Vertical Graphene Canal Mesh for Strain Sensing with a Supereminent Resolution》,报导了一种基于三维竖直石墨烯(Vertical Graphene, VG)的超低检测限应变传感器。   微应变传感器的发展为微型机器人、智能人机交互、健康监测和医疗康复等众多领域提供了广阔的前景。高分辨率的柔性应变传感器可广泛应用于多种柔性可穿戴电子设备中,有助于提升设备探测灵敏度并保证亲肤性。目前,已有诸多活性材料在柔性传感器中展示了良好的应用效果,如碳纳米管、银纳米线、MXene等。但是具有极高分辨率的柔性应变传感器仍然是应变传感器研究中的一项挑战。   作者通过设计三维石墨烯微观和宏观结构制作了网状结构的应变传感器(VGCM),使其在0-4%的总应变范围内实现了低至0.1‰的应变精确响应,获得了极高的分辨率。同时通过实验验证及理论模拟揭示了VG在应变过程中微裂纹的演化规律和电阻变化机理。 图1 基于VGCM的应变传感器制备过程及VGCM的SEM图像   此工作以铜网为模板,利用等离子化学增强气相沉积法在铜网上生长了VG。利用化学刻蚀去除铜网后获得中空网状VGCM结构。这种网状结构使得拉伸应力集中,增强了应变过程中的电阻变化,实现了对低至0.1‰的微小应变的高分辨响应。 图2 拉伸过程中的应力分布示意图   有限元模拟展示了VGCM在拉伸过程中的应力分布。结果显示VGCM的中空管道结构使得应力集中分布在管状VGCM的顶端和底部。同时,三维石墨烯竖直结构也会导致应力在竖直结构之间形成集中。 图3 VGCM传感器传感原理图;VGCM应变中的SEM图像;VG和2D石墨烯应力分布模拟图   进一步通过实验验证了在拉伸情况下,应力集中产生裂纹且主要分布在中空管道顶端和底部。裂纹的产生加速了电阻的增加,从而提高了VGCM的灵敏度和分辨率,与模拟结果完全吻合。VGCM传感器利用了三维石墨烯的微观结构和网状的宏观结构的协同作用,使得应力集中,增大了电阻在拉伸过程中的变化,赋予了VGCM传感器卓越的分辨率和良好的应用前景。
  • BROOKFIELD推出实用型应力/应变控制流变仪
    R/S 应力/应变控制流变仪主要有RS-CPS(锥板),RS-CC(同心圆筒),RS-SST(软固体测试流变仪) o R/S流变仪既能进行控制应力的测量,也能进行控制应率的测量 o 扭矩范围很宽:0.05 - 50 mNm.剪切速率:0.01-1000RPM o 能够测量从1到900万cPs的粘度范围 o 转子的安装非常简单、快速 R/S-CPS 锥/板流变仪 1.操作模式包括: 1. 控制剪切应率(RPM) 2. 控制剪切应力(扭矩) 3. 单机操作(不需电脑) 4. 全电脑控制 2.测试方法包括: 剪切应率回环测试; 剪切应力斜坡测试; 单点或多点粘度测量; 温度斜坡测试; 直观的QC/QA检验。 3.可以测出以下特性: 假塑性(剪切变稀)行为 触变性(时间相关性) 温度影响 屈服点 4.温度控制方式: 循环水浴(温度范围取决于所选水浴液体,从 -20 oC到 250 oC) Peltier控制器 (0到135 oC) Electronic控制器(50到250 oC) 请联系: BROOKFIELD上海办事处 上海市海宁路350号联合大厦2211室 电话:021-62576046 13381669566
  • 《应变控制式三轴仪》等两项团体标准送审稿审查会议顺 利召开
    2022年10月14日,中国仪器仪表行业协会组织专家以视频会议形式分别对由浙江土工仪器制造有限公司牵头起草的《应变控制式三轴仪》,以及由中国农业机械化科学研究院集团有限公司牵头起草的《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》两项团体标准送审稿进行审查。两项标准均由中国仪器仪表行业协会试验仪器分会提出,由中国仪器仪表行业协会归口管理。来自中国航空发动机研究院、中国船舶科学研究中心、北京飞机强度研究所有限公司、陆军装甲兵学院、西安航天动力技术研究所、西北工业大学、中国北方车辆研究所、内蒙古工业大学、北京金轮坤天特种机械有限公司的九位专家组成评审组,中国航空发动机研究院的吴长波研究员担任组长。中国仪器仪表行业协会马雅娟主持会议。审查专家组听取了送审标准项目起草工作组的汇报,对标准内容逐条进行审查,对送审稿及相关资料提出了宝贵的修改意见和建议。最后,专家组一致同意《应变控制式三轴仪》《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》通过审查,并希望起草工作组尽早修改完成,报批实施。
  • 【定制产品】上海百若——超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF
    p style=" text-align: center " /p p style=" text-align: center" img style=" width: 345px height: 500px " src=" http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/fed9f818-9b0d-4cf1-87d7-33b2037e3c09.jpg" title=" 1.jpg" height=" 500" hspace=" 0" border=" 0" vspace=" 0" width=" 345" / /p p style=" text-align: center " strong 超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF /strong br/ /p p   strong  1.生产厂商 /strong /p p   上海百若试验仪器有限公司 /p p   strong  2.采购单位 /strong /p p   原子能科学研究院 /p p   strong  3.主要功能 /strong /p p   阻尼器、助力器耐久性能测试 /p p   加载波形正弦运动规律,编程循环嵌套不低于3层 /p p   对阻尼器、助力器进行力——位移功量图绘制,力——位移——时间曲线图绘制 /p p   产品具有轴向疲劳加载、侧向同时加载的功能 /p p   strong  4.产品技术特点 /strong /p p   1) 采用高集成度、强大的控制、数据处理能力、高可靠性控制测量系统。 /p p   2) 采用基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统,实现力、变形、位移全数字三闭环控制,各控制环间可自动切换,并在各方式间切换时实现无冲击平滑过渡。 /p p   3) 可进行定位移、定速度、定应变、定应变速率、定负荷、定负荷速率等多闭环控制模式。 /p p   4) 高精准24Bit数据采集系统,高分辨率,可扩展至8路AD采集。 /p p   5) 试验过程中实时显示滞回环曲线。 /p p   6) 试验过程中显示负荷、位移峰值谷值变化情况。 /p p   7) 试验过程中显示动态波形加载曲线。 /p p   8) 采用DCPD(直流电位法)在腐蚀介质系统中测量裂纹长度,进一步提供金属材料在腐蚀介质中的裂纹扩展速率指标。 /p p   strong  5.产品技术参数 /strong /p p   最大试验力:50kN /p p   试验力测量范围:1%~100% /p p   加载头移动速度:10mm/s~1x10-6/s /p p   疲劳加载波形:正弦波,三角波 /p p   工作最大压力:20MPa /p p   试验釜内温度:350℃ /p p   加载头位移分辨率:0.05μm /p p   strong  6.产品应用介绍 /strong /p p   采用YYF-50客户进行金属材料在环境诱导下的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳失效的检测及评价。在整个核电材料领域,材料服役性能的评价、表征等贯穿于核电站设计、建设和运行的整个阶段。基于材料服役性能评价,明确材料应力腐蚀、环境疲劳等失效规律,预测材料的服役性能,评价关键部件的服役安全性,制订关键材料的服役、失效的预防与缓解提供了重要的技术测试平台。采用YYF-50慢应变速率应力腐蚀试验机,客户根据服役的条件,在水化学回路系统上调节PH值,溶解氧DO,电导率等参数,并设置应变或应力控制模式,加载波形及加载频率等参数,试验机即可按规定参数进行试验加载,水化学回路循环,高压釜加热等工作,最终检测出材料在腐蚀环境下的裂纹扩展速率等参数。客户在使用这台设备期间,完成了相关材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳的评价。 /p
  • 课堂 | Leica EM TIC3X应用实例:高应变率作用下高导无氧铜(OFHC)的晶粒细化分析
    通过leica em tic3x 对样品进行离子束切割,样品ebsd mapping解析率得到明显提升,可达80%-90%以上,并且结果稳定可重复,更好地表征了晶粒的变形,以及大小角晶界的转变。实验样品高应变率作用下高导无氧铜(ofhc)实验目的通过电子背散射衍射技术(ebsd)对在高应变率、高温和大变形条件下获得的材料进行晶粒变形细化以及再结晶行为的表征,以期达到表征材料力学属性的目的。实验过程 1 原始样品的制备高速切削是一种集合高应变率、高温和大变形的一种材料变形的复杂材料変形条件,通过改变切削速度来改变上述的变形边界条件,高速切削的过程示意图如下:(图1 高速切削过程示意图)获得的切屑经过金相镶嵌和腐蚀之后的试样如图所示:(图2 经过镶嵌和腐蚀之后的切屑)从图2中可知晶粒已经严重变形,光镜已经无法分辨,而且对于晶粒到底发生了什么变化,光镜也无法做到表征的目的,因此对于材料ebsd表征十分必要。 2 实验样品的制备ebsd制样是本次实验的重中之重,本次实验较难主要体现在3个方面:一是因为经历了严重塑形变形的材料自身的晶粒内部就会存在一定的残余应力,在表征的时候有一定的难度;二是高导无氧铜是一种特别软的材料,在制样的时候非常容易带入应力,或者划伤测试面;三是经过高速切削得到的样品宽度非常细长,不是传统的块体,制样过程比较困难。目前解决方案主要有四种:机械抛光,电解抛光,振动抛光,离子抛光,这几种方法目前都有所尝试,解析率都不太高,究其原因,主要还是因为我的样品细长弯曲的原因,经过镶嵌之后,电解抛光无法满足,机械抛光很容易带入划痕,离子抛光镶嵌之后的样品效果不是十分理想,很多方法都不太适用。通过与徕卡电镜制样技术人员沟通,认为离子切割的方法能比较好的解决目前存在的问题,经过leica em tic 3x离子切割出来的样品解析率超过了80%,部分区域甚至能够达到90%以上,最重要的是这种制样方法非常稳定,实验的结果能够比较方便的被复现出来,可较好地满足我的研究需要。 3 实验观测通过ebsd测试,获得的mapping图的解析率有了较为明显的提升,更高的解析率意味着晶粒的变形,以及大小角晶界的转变也能更好的表征出来。图3 经过振动抛光之后获得的ebsd角度取向分布图图4 经过离子切割之后获得的ebsd角度取向分布图总结通过上述实验的结果可以得出结论,相比于目前主流的振动抛光、电解抛光和离子抛光,在进行一些形状比较特殊的样品的ebsd试样的制备时,离子切割方法所具备的不受样品自身形状限制,效率高,稳定性好,可重复性高等都是目前比较常用的制样方法所不具备的,因此离子切割为ebsd的制样方法做了一个十分重要的扩充!致谢:西安交通大学 机械学院 许祥关于徕卡显微系统leica microsystems 徕卡显微系统是全球显微科技与分析科学仪器之领导厂商,总部位于德国维兹拉(wetzlar, germany)。主要提供显微结构与纳米结构分析领域的研究级显微镜等专业科学仪器。自公司十九世纪成立以来,徕卡以其对光学成像的极致追求和不断进取的创新精神始终得到业界广泛认可。徕卡在复合显微镜、体视显微镜、数码显微系统、激光共聚焦扫描显微系统、电子显微镜样品制备和医疗手术显微技术等多个显微光学领域处于全球领先地位。 徕卡显微系统在全球有七大产品研发与生产基地,在二十多个国家拥有服务支持中心。徕卡在全球一百多个国家设有区域分公司或销售分支机构,并建有遍及全球的完善经销商服务网络体系。
  • CSTM《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》团体标准征求意见
    p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 日前,中国材料与试验标准平台发布了关于对 strong 《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》 /strong 团体标准征求意见的函。 span style=" color: rgb(0, 112, 192) " strong 内容如下: /strong /span /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " & nbsp 各有关单位: /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 由中国材料与试验团体标准委员会材料试验标委会字[2019]128号文件 strong 《关于CSTM标准〈金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定〉的立项公告》 /strong ,由CSTM/FC53/TC04航空材料领域材料检测与评价技术委员会组织制定的CSTM标准 strong 《金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定》 /strong (计划编号为CSTM LX 5304 00278-2019),已由西南交通大学为牵头单位的起草小组完成了征求意见稿,现开始征求意见。请于 strong 2020年3月27日 /strong 前,将 strong 《CSTM团体标准征求意见表》 /strong 反馈给CSTM航空材料领域委员会材料检测与评价技术委员会秘书处。 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 联系人:刘世英 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电子邮箱:neulsy@163.com /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " 电话:010-62496241/17813261935 /p p style=" text-align: justify text-indent: 2em " strong 附件: /strong /p p style=" line-height: 16px " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934301.shtml" target=" _self" style=" text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " span style=" font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " 征求意见函-金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法.pdf /span /a /p p style=" line-height: 16px " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934303.shtml" target=" _self" style=" text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " span style=" font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " 金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-征求意见稿.pdf /span /a /p p style=" line-height: 16px " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934304.shtml" target=" _self" style=" text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " span style=" font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " 金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-编制说明.pdf /span /a /p p style=" line-height: 16px " a href=" https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934306.shtml" target=" _self" style=" text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " span style=" font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) " 附件1:中国材料与试验团体标准征求意见表.doc /span /a /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ef7c1265-c9c2-4ef3-a112-283a2aa38b0f.jpg" title=" 1.PNG" alt=" 1.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ba66dc07-fb49-4191-8033-e5c3e5fc9c1b.jpg" title=" 2.PNG" alt=" 2.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a0bb5606-4168-48e5-a101-2bdbcdc0c3d1.jpg" title=" 3.PNG" alt=" 3.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5fac8e1a-4476-4509-a19f-d421dd182683.jpg" title=" 4.PNG" alt=" 4.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a6e5cabc-1fd3-4fc7-a9e2-3ec3b3265ad6.jpg" title=" 5.PNG" alt=" 5.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/0c4d0644-7c71-4593-9449-e56a1ded411b.jpg" title=" 6.PNG" alt=" 6.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/150117b4-2ad7-42f0-b3ba-534c96fd53fb.jpg" title=" 7.PNG" alt=" 7.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/77dccf55-ac88-46f8-9186-91f1f2214ef7.jpg" title=" 8.PNG" alt=" 8.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/37defebf-9f9d-4a2f-9431-ecfc52b51830.jpg" title=" 9.PNG" alt=" 9.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/856010ec-10f4-4228-8b8f-afcdf5784253.jpg" title=" 10.PNG" alt=" 10.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/761162ba-a36a-425e-bd39-e0f242f4b509.jpg" title=" 11.PNG" alt=" 11.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/431abf31-a944-43a5-b99e-16434b49f3ac.jpg" title=" 12.PNG" alt=" 12.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2d74d514-897a-451c-af90-435d452e6fb7.jpg" title=" 12.PNG" alt=" 12.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/363863f0-4b70-4665-b1a8-cdb5ec1e5e71.jpg" title=" 13.PNG" alt=" 13.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/1684e527-d32c-4e47-96b9-ef6a25bff050.jpg" title=" 14.PNG" alt=" 14.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d39c2c32-7d75-4252-9592-a73051f1ab20.jpg" title=" 15.PNG" alt=" 15.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c2eff1b4-3237-4b20-b7a0-96622aafcb4e.jpg" title=" 16.PNG" alt=" 16.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9a24eb4b-f88d-455f-9a85-5d9253890e94.jpg" title=" 17.PNG" alt=" 17.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e31d11d-5877-417c-8e0a-9c6e57c4632b.jpg" title=" 18.PNG" alt=" 18.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f9371f7f-d27c-4726-b10e-2652053a0c0e.jpg" title=" 19.PNG" alt=" 19.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9e9f571c-e3b8-4d77-ba03-dbb2023c56da.jpg" title=" 20.PNG" alt=" 20.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf750142-eab3-4226-925a-a29400ebc8c3.jpg" title=" 21.PNG" alt=" 21.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/38a937ed-04d5-4f4d-9e5c-4225d8b4226b.jpg" title=" 22.PNG" alt=" 22.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8821bf3e-f80b-41e1-84a5-2bcdcf7d0fd1.jpg" title=" 23.PNG" alt=" 23.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f0fcf386-4066-48b8-9c7d-373f69ae164a.jpg" title=" 24.PNG" alt=" 24.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c13000c4-b78d-4ff3-aceb-70e2236fe38d.jpg" title=" 25.PNG" alt=" 25.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/cdfc2bad-cd05-405d-b38b-b810c0ba53f2.jpg" title=" 26.PNG" alt=" 26.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c8899f62-096a-4166-bd16-40710e3d9274.jpg" title=" 27.PNG" alt=" 27.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/52969a1b-9a3f-46fe-af34-fd1da3b6de6a.jpg" title=" 28.PNG" alt=" 28.PNG" / /p p img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/35f2f4ee-668d-4ee0-b93f-0fe0c7887487.jpg" title=" 29.PNG" alt=" 29.PNG" / /p p style=" text-align: center " img style=" max-width:100% max-height:100% " src=" https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf6bc651-8ca7-4fc2-93cf-c3f22b36d576.jpg" title=" 30.PNG" alt=" 30.PNG" / /p
  • 日立仪器(上海)有限公司将参展“ 2016中国工业自动化在线展会”
    2016中国工业自动化在线展会展开创互联网+时代的展会新模式,提供一个实时高效的优质工业自动化品牌展示平台。同时为全球采购商和贸易商提供一个品牌汇集、信息全面的交流平台,足不出户即可在线完成供需无缝对接,找到销售线索和新商机。本次在线展中可以看到我司大部分仪器的介绍,可下载到XRF,TA相关的应用技术文件并可参与TA方面的专题讲座和在线问答等环节,诚邀您的光临。展会概要名称:2016中国工业自动化在线展会主办:OFweek中国高科技门户网站日期:2016年4月27日(星期三)~28日(星期四)展区:现代科学仪器展区 期间将举办在线语音研讨会,具体信息如下:主题:热分析相关粘弹性材料的疲劳特性研究时间:2016年4月27日15:30-16:30主题简介:本论文正对粘弹性材料的疲劳特性,利用动态热机械分析仪(DMA)测量了粘弹性阻尼材料的动态疲劳特性,模拟了材料在实际振动疲劳下的性能变化,并研究了应力/应变振幅、温度、频率和周次等因素对振动疲劳的影响。针对相应的Lissajous图形或滞后圈,将模量、阻尼、相位差以及单位体积和材料在每一循环中损耗的功联系在一起。还结合DMA的实时观察(Real View)系统,观察粘弹性材料在使用过程中的围观屈服现象:如剪切带、银纹、端口、成颈现象和泊松比。出展仪器介绍(部分)X射线荧光分析仪 EA1000AIII通过将可选项的精度管理型软件进一步升级,并使之成为标准配备,实现了低价格化。X射线镀层厚度测量仪 FT150使用新开发的X射线聚光用多毛细管。另外,以X射线检测结构为中心,对各类元件进行最佳优化,从而大幅提高了检测灵敏度,在不损失检测精度的前提下实现了的高处理能力。并且,对设备进行了重新设计,使得样本室的使用,以及对检测点的检查变得更为容易。热机械分析仪 TMA7000系列与传统的TMA相比,灵敏度提高了2倍。由于采用无形状制约的全膨胀方式,因此无论是薄膜或碎片样品均可测定。另外,只须更换探针就可以完成压缩、针入、拉伸等不同的测量模式。多样选择的冷却系统,将便利性和高精度测定结合在一起。关于该展会及涉及到的仪器,请联系:日立仪器(上海)有限公司 021-50273533 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/
  • Nat. Nanotechnol.:范德华磁体中应变诱发的可逆磁相变——OptiCool、Montana低温光学设备大显神通
    晶体的机械形变会对其物理性质产生深远的影响。值得注意的是,即使是化学键几何形状很小的修改也可以完全改变磁交换相互作用的大小和符号,从而改变磁基态。来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组通过可以连续原位施加单轴张应力的装置在低温下使二维A型层状反铁磁半导体材料CrSBr产生了高达几个百分点形变。利用该装置,研究者实现了零磁场下应变诱导的可逆反铁磁-铁磁相变,及应变调控的自旋翻转过程。该工作为二维材料的磁性和其他电子态的应变调控创造了机会。该工作于2022年1月20日发表在nature nanotechnology上。该研究中涉及到了多种原位低温光谱的测量。为这些低温光学测量提供高稳定性低温及磁场环境的正是目前光学低温设备中的代表:OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台和Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器。OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全干式系统全自动软件控制,一键变温变场8个光学窗口超大磁场:±7T1.7K~350K全温区控温智能触摸屏,“一键式操作”2小时快速降温(300K-4.2K)5个光学窗口震动稳定性: ☛ 低温拉曼原位检测应变大小——基于OptiCool的低温拉曼测量研究者利用新的应变装置,通过对压电陶瓷施加电压来原位改变二维材料的单轴应变。为了估算CrSBr的应变大小,研究者比较了在应变区域和远离间隙的非应变区域的拉曼光谱。为此,该团队使用应变片异质结构校准了345 cm−1拉曼峰位(标记为P3)与压电陶瓷所加电压以及应变率之间的关系。校准得到的红移率为~4.2 cm−1每1%应变,与原理计算预测的~4.4 cm−1每1%应变相一致。图1:原位可调应变装置与拉曼测量应变率图2:应变诱导的反铁磁-铁磁相变☛ 低温PL光谱探测CrSBr磁性变化——基于Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器的PL光谱测量由于向RMCD对面外磁性比较敏感,而CrSBr是面内的A型反铁磁结构,因此用RMCD来测量磁性并不是一种好的方法,近期研究发现,激子光致发光(PL)和吸收谱对CrSBr的层间反铁磁和铁磁排列非常敏感。因此该工作中用低温PL光谱研究了CrSBr不同应变下的磁性态。图3:应变诱导的磁相变前后与磁场相关的PL光谱 ☛ 低温RMCD探测CrSBr自旋翻转过程——基于Montana定制型光学恒温器的RMCD测量在对CrSBr二维材料施加面外磁场时,自旋会逐渐翻转至面外方向。研究者发现,应变会导致自旋翻转过程发生剧烈的变化。利用低温限RMCD作为面外磁化的敏感探针,研究者测量了应力对自旋翻转的影响。图4:应变调控的面外磁翻转过程总结在此作中,研究者展示了新的技术手段以用来探测低温下原位可调的单轴应变对二维材料和异质结的影响。利用这一技术,研究者实现了对层状磁性半导体CrSBr磁性能前所未有的控制。研究结果表明利用自旋、电荷、晶格之间特的耦合作用可以用于制造二维器件,例如应力控制的磁阻开关、通过应变导致的磁性态反转对称性破缺实现调控二次谐波,或者零磁场下调控磁隧道结。利用应变的调控还可以扩展到范德瓦尔斯材料之外的其他二维材料、异质结、莫尔超晶格中,为应变调控开辟了广阔的前景。设备简介OptiCool超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台,创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统,启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷;控温技术让控温更智能;新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点:▪ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。▪ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个部窗口;可升底部窗口▪ 超大磁场:±7T▪ 超低震动:Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全球知名光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供性能的光学恒温器而广受好评。作为低温光学恒温器的旗舰产品,Montana Instruments近推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域研究研究方面更进一步。CryoAdvance 50新特色▪ 自动控制:全新智能触摸屏系统,“一键式操作”,实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。▪ 模块化设计:多种配置可选,快速满足各种实验需求,后续升简单。▪ 多通道设计:基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。▪ 稳定性设计:新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数▪ 自动控温:3.2K - 350K 样品台▪ 温度稳定性:▪ 样品腔空间:Φ53 mm ×100 mm▪ 光学窗口:5个光学窗口,可选光纤引入▪ 水平光路高度:140 mm▪ 窗口材料:多种材质可选▪ 基本电学通道:20条直流通道。▪ 接口面板:双RF接口+25DC接口
  • 奥密克戎变异株六个突变位点的鉴定-数字PCR来分型
    我是Omicron,中文名奥密克戎病毒,来自南非的新变种,都听说了吧,如果你没听过我的名号,你可能就有点out了。图源:网络,侵删全球各地都有我的身影,国内呢,我正在香港、深圳、苏州等地晃悠,人类给我总结的特点就是快,传播快呀~图源:网络,侵删听说新冠自2019年末被发现至今已累计感染超4亿人,新冠达到1亿确诊时是在2021年1月,之后只用了7个月就达到2亿,而翻倍达到4亿则只用了6个月,特别是3亿到4亿只用了1个多月的时间。这主要归因于我奥密克戎变异株的高传染性和快速传播性。图源:网络,侵删根据新冠病毒数据库GISAID目前共享的信息显示,我奥密克戎变异株的突变位点数量明显多于近2年流行的所有新冠病毒变异株,而最近的感染分析发现,奥密克戎毒株现有感染中也出现了进一步变异的分支亚型,带R346K变异的BA.1和BA.2。BA.1+ R346K亚型占现今全球奥密克戎序列的约40%,在新西兰、英国和美国这一比例则为35-60%。BA.2亚型占全球奥密克戎序列的约10%,其流行率正在上升,并且在丹麦、印度和南非已占主导地位。我和之前的新冠病毒相比已经改变得面目全非。图源:网络,侵删通过人们的研究,对不同分支亚型的治疗分析发现,同属奥密克戎的不同亚型对不同中和抗体的反应也并不相同。谢晓亮团队在《nature》的文章表明,奥密克戎RBD上的单个突变会影响不同类别抗体的有效性(该文章筛选了247种人类抗体,且将其分为6类)。例如,奥密克戎可利用突变K417N、G446S、E484A和Q439R逃逸A类至D类的抗体,这些抗体的表位与ACE2结合基序有重叠。Davide Corti团队在《nature》发表的文章也表明奥密克戎免疫逃逸能力或强于之前新冠病毒谱系,研究中测试的8种治疗性单克隆抗体中,大部分完全失去了对奥密克戎的中和活性,扩大筛选范围后,入选的36种中和抗体,只有6种对奥密克戎依然具有强效的中和活性,而在29种靶向RBD特定区域(受体结合基序)的单克隆抗体中,有26种对奥密克戎的中和活性出现了显著下降。这些结果都提示我们,未来对新冠病毒的分型将是一个非常重要的工作,不但会影响我们的疫情防控工作,也会影响到我们针对新冠肺炎治疗药物的研发和不同患者的针对性治疗。我的秘密被暴露了,好像找到了方法对付我。图源:网络,侵删让我看看是啥方法~原来是naica® 微滴芯片数字PCR一次快速鉴别Omicron新冠病毒变异株刺突(Spike)蛋白6个突变位点,并实现绝对定量,获得鉴定和监控。应用亮点:▶ 6个核心突变位点快速检测。▶ 可视化微滴溯源单个阳性微滴,确保结果真实可靠。▶ 阳性微滴定性分析,同时给出定值,便于监测监控。(翻译成中国话就是:检测位点多、灵敏、还能监控我~)方法描述:试剂:Omicron(奥密克戎)新冠病毒变异株鉴定试剂盒(珠海辉睿公司)仪器:naica® 微滴芯片数字PCR系统(北京深蓝云生物科技有限公司)数据分析:数字PCR通过阳性微滴直接判读阳性结果。▲ 图1:阈值判读直观阳性位点扩增明确这样奥密克戎很容易就分型了。图源:网络,侵删新冠病毒已在全球肆虐了2年多的时间,且仍处于不断变异过程中,随着人们对其认识更加深入,人们对其危害的认知也越来越清晰,各种后遗症的发现,各种新出现亚型不断挑战疫苗和治疗手段组成的防线。我们是否应该针对病毒不同亚型展开更有针对性的治疗方案研究?我们是否应该针对病毒不同亚型的感染特点采取更加有效的防控措施?我们是否应该针对感染进行更精细化,更个人化的分析和治疗?
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