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高温比热

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高温比热相关的资讯

  • 德国耐驰公司最新推出高温差示扫描量热仪DSC404F1
    2008年 4月德国耐驰仪器公司重磅推出新一代高温差示扫描量热仪DSC 404 F1 Pegasus® 。它是 NETZSCH F1系列产品的新成员之一,作为一台性能优异、配置灵活多样的高温DSC,广泛应用于高性能陶瓷、金属等材料在高温下的热动力学特性测定,特别适用于在高温下精确测定比热。 DSC 404 F1 Pegasus® 拥有高度的灵活性,优异的质量与最佳化的性能。仪器可配备多种不同类型的 DSC 与 DTA 传感器,其高性能的热流 DSC 传感器能够适应极高精度的量热需求,DTA 传感器则可用于常规定性检测。404 F1 的全新结构设计允许配置多至五种不同类型各具特色的炉体类型,覆盖 -150 ... 2000℃ 的宽广温度范围,可以很容易地由用户自由更换。仪器提供到红外与质谱的高性能连接方案。此外,仪器还提供了多种多样的坩埚类型,以及大量的硬件与软件可选附件,如可同时加载多至 20 个样品与参比坩埚的自动进样器(ASC),用于优化基线的 BeFlat® ,温度调制 DSC(TM-DSC)等,这使得 DSC 404 F1 Pegasus ® 成为了市场上最为灵活的 DSC 系统,是进行研究开发,质量控制,失效分析与过程优化的理想工具。 详情请登录:http://www.ngb-netzsch.com.cn/products/dsc/dsc404f1.html
  • 德国耐驰公司最新推出高温差示扫描量热仪DSC404F3
    德国耐驰仪器公司于 2008. 4. 全新推出新一代高温差示扫描量热仪DSC 404 F3 Pegasus® 。作为高性价比的 NETZSCH F3 系列产品的新成员之一,DSC404F3具有性能优异、配置灵活多样等特点,广泛应用于高性能陶瓷、金属等材料在高温下的热动力学特性测定,特别适用于在高温下精确测定比热。 仪器可配备多种不同类型的 DSC 与 DTA 传感器,其高性能的热流 DSC 传感器能够适应极高精度的量热需求,DTA 传感器则可用于常规定性检测。404 F3 的全新结构设计允许配置多至五种不同类型各具特色的炉体类型,覆盖 -150 ... 2000℃ 的宽广温度范围,可以很容易地由用户自由更换。仪器提供到红外与质谱的高性能连接方案。此外,仪器还提供了多种多样的坩埚类型,以及大量的硬件与软件可选附件,如可同时加载多至 20 个样品与参比坩埚的自动进样器(ASC),用于优化基线的 BeFlat® 等,这使得 DSC 404 F3 Pegasus ® 成为了市场上最为灵活的 DSC 系统,是进行研究开发,质量控制,失效分析与过程优化的理想工具。 详情请登录:http://www.ngb-netzsch.com.cn/products/dsc/dsc404f3.html
  • 21℃室温超导实现了?有它,你也能测!
    近日火爆全网的室温超导论文,再次将低温物理科研推到了大众的视野里。自昂内斯1911年发现汞金属的超导电性之后,各种超导材料的研究进入了爆炸式增长,从金属到合金超导体、铜氧化物超导体、重费米子超导体、有机超导体、铁基超导体以及其他氧化物超导体等,超导温度也在不断提升。然而即便是常见的高温超导材料仍要接近液氮温度才能够实现,使得超导材料距离人们生活中大规模应用仍然存有相当的距离。而近日在美国物理学会春季会议,罗彻斯特大学的兰加迪亚斯团队宣布在1GPa压强下,在镥-氮-氢体系中实现了室温超导,使整个物理学界沸腾了。这篇工作也刊登于Nature期刊,3月8日在线发表。图1. 兰加迪亚斯在美国物理学会春季会议的报告 相比于之前的氢化物超导,此次氮掺杂镥氢化物超导存在两个惊人的发现:一是该超导材料的临界超导温度达到了21度,二是压力仅需要1万个标准大气压(1Gpa)。这与之前动辄上百Gpa压力的极端高温超导条件天差地别,具有极高的应用潜力。 如此震惊世界的发现,作者在进行超导判定时也非常谨慎,分别从电、磁、热三个维度进行了超导转变实验验证。氮掺杂镥氢化物随着压力的增加,会发生两次明显的可视相变,起初样品无超导性,呈现蓝色(I相)。随着压力增加到3kbar,样品进入超导相(II相),颜色也转变为粉红色。进一步提升到32kbar以上,样品再次进入一个无超导金属相(III相),样品颜色此时也转变为鲜艳红色。图2:镥-氮-氢体系超导与可视相变 对不同压力下的超导相进行电输运测量,零外场条件下,温度依赖的电输运测量表明,随温度下降,电阻会存在一个陡然下降至零的行为,超导转变宽度与转变温度的比值ΔT/ΔTC在0.005至0.036范畴,可以在GL理论的脏极限范畴解释。零外场下,V-I特性曲线在超导转变温度上下明显不同:超导转变温度之上,材料具有线性V-I响应,符合欧姆定律;超导转变温度之下,电压几乎不可测量,并具有非线性响应。图3. 镥-氮-氢体系温度依赖的电输运测量和V-I特性曲线 对于超导转变判定,除零电阻行为外,更为关键的是迈斯纳现象的发现。本文磁学测量方面,温度依赖的磁化强度曲线和M-H曲线基于Quantum Design PPMS系统完成,并搭配了相应的磁测量高压包选件。在8kbar压强下,场冷、零场冷条件下磁化强度的测量表明了一个清晰明确的迈斯纳现象的存在,确定超导转变为277K。宽超导可能源于高压包不同压力梯度或者材料的不均匀性。磁测量获得的超导转变与电阻测量结果相吻合。除直流磁化率外,交流磁化率也明显观测到超导转变带来的抗磁性。图4. 镥-氮-氢体系直流与交流磁化率测量 而热输运方面,比热测量同样是验证超导转变的重要途径,根据BCS理论,超导转变伴随有能带打开能隙,会导致比热激增。本文采用了新型交流量热技术,获得了不同压力下,材料比热随温度的演变关系,可以看出,比热具有明显的不连续特征,由此获得的超导转变温度也与电、磁测量相吻合。图5. 镥-氮-氢体系的高压比热测量 本文通过电、磁、热三个维度的实验验证了镥-氮-氢体系在1GPa下接近室温的超导电性,但关于其内容见解,各路大神众说纷纭。此篇文章中,使用了PPMS磁测量高压腔组件,能够实现1.3GPa压力下的等静压磁学测量。相信在未来的超导探索工作中,PPMS的磁学测量和电学测量高压腔能够发挥更多更重要的贡献。图6:Quantum Design 高压磁学和电学测量功能组件
  • 追求完美,我们始终在路上!——PPMS最全测量功能概览
    说起综合物性测量系统-PPMS大家都不陌生,自从1994年台PPMS诞生以来,已经有超过1000台PPMS工作在全球各大实验室。科学领域的许多重要工作背后都有PPMS的贡献。从初的湿式系统到现在的全干式系统,从磁学、电学测量到多领域高精度测量,PPMS诞生以来从未停下过前进的脚步。无论您是我们PPMS的用户还是关注者,可能您尚未了解PPMS的全部功能。今天我们将为您列举目前PPMS所有测量功能,敬请收藏。图1 综合物性测量系统-PPMS一、 主机系统——兼容并蓄、博采众长基于有的快速扫场和连续控温技术(PPMS拥有快速、稳定的变温、扫场技术),PPMS主机已成为性能好的低温磁场平台。但是Quantum Design的追求远不止于此,PPMS的主机系统自从诞生以来不断的根据用户需求进行优化。目前,PPMS DynaCool主机已经集成了高真空和磁屏蔽,全新的CAN式模块结构设计摆脱了系统对电脑的过度依赖。针对LabVIEW预留的开放接口使得PPMS系统兼具了MultiVu的稳定性与LabVIEW的拓展性。为了满足不同需求,PPMS的系统已经包含9T、12T、14T、16T等多种场强以及湿式、Reliquefire、EverCool和DynaCool多种型号。从综合测量系统到好的通用平台,PPMS在雄厚的技术基础上兼容并蓄、博采众长,坚持以市场需求为导向,广泛采纳用户的建议,以开放的胸怀为全球客户打造好的实验平台。图2 完全无液氦综合物性测量系统PPMS® DynaCool™ 二、 磁学功能振动样品磁强计——电磁马达,智能测量PPMS的振动样品磁强计采用磁悬浮马达,完全避免了机械振动马达带来的测量噪音,同时避免了机械磨损。采用高精度的光学编码定位技术使得振幅、振动频率连续可调,并且在测量过程中自动校准中心位置。的设计、智能的软件、先进的算法使得磁矩测量精度能够真正的达到10-7量。VSM高温炉选件——炉火纯青、万分传统的磁性测量设备只能测量样品在室温附近或低温的磁学特性。少有的高温设备要么温度不能太高,要么结构复杂精度太差。Quantum Design专门为磁性测量设计的高温炉选件可以将磁性测量的温度提高到1000K,控温精度可达0.5K,可以快速升降温,轻松测量镍等高Tc材料的居里温度。磁性测量精度优于10-6emu.光诱导磁测量选件——波长可调,洞察秋毫为了研究光敏材料在光激发下磁性的变化,QuantumDesign推出了高精度的光磁测量选件。采用高色温的氙灯光源,利用波片滤波。高性能的光纤样品杆可以轻松将聚焦光引入样品腔。利用该选件可以测量变温、变场环境中,不同波长光激发下样品的磁性变化。这对于研究材料中能带分布对磁性的影响,以及磁性的机理具有重要意义。新型交流磁化率选件——超高灵敏度,频率可调全新的ACMS II采用特的探测线圈和VSM线性磁力驱动马达,一次测量就可以获得实部虚部分开的交流磁化率以及直流磁化强度的信号。采用锁相技术和五点测量模式,有效地消除了温度漂移对测量的影响,一次降温可以同时测量多个频率的磁性。10Hz-10KHz频率范围,15Oe的交流场,高达10-8emu的测量精度使得ACMS II的测量精度可以媲美SQUID。稀释制冷机交流磁化率选件——低温的磁性测量方案低至50mK的限低温、0.002 - 4Oe的交流场幅值、10Hz-10KHz可变频率、10-7emu的灵敏度使得稀释制冷机交流磁化率选件成为上低温的磁性测量方案,更是目前自旋液体等领域的有力测量手段。扭矩磁强计——磁矩与各向异性的测定对磁性材料的研究除了磁矩测量以外对磁各向异性的测量也具有重要意义,特别对于单晶或薄膜材料而言磁各向异性尤为重要。该选件由Quantum Design与IBM联合设计,采用超高灵敏度的压电传感器和平衡电桥来测量样品在磁场中受到的力矩。样品托芯片可产生标准扭矩来校准重力影响和温度漂移产生的影响。扭矩测量时可以进行温度扫描得到扭矩随温度的变化。扭矩磁强计的扭矩精度可达10-9Nm,磁矩灵敏度可达10-8emu,灵敏度可以媲美SQUID。一阶翻转曲线——测量材料磁结构、定量分析材料的组分基于智能化控制技术,Quantum Design全新推出的一阶翻转曲线功能省去了传统人工测量方案的繁琐。高精度的测量数据为后续分析提供了坚实保障。该功能可以定性/定量测量材料的磁翻转机制、计算各磁性翻转相的比例、计算矫顽场与相互作用场的强度分布。对于矿物、混合物、复合相、Vortex等材料的研究具有重要意义。磁性测量高压腔——测量材料高压磁性的利器采用等静压装置在材料上施加稳定的压力,利用PPMS测量样品的磁性。增加了用压力来调控材料特性的维度。是目前较为热门的材料高压特性研究的工具,高压腔采用螺旋式加压、液体传压媒介,可轻松实现1.3GPa或更高的压强。三、 电学功能直流电阻率——使用简单,测量快速直流电阻率是PPMS基本的测量功能之一,以其方便快捷、数据可靠、智能测试深得广大用户的喜爱。与普通的仪表相比,直流电阻率选件以其特有的智能测量方案在测量过程中避免了普通仪表不同量程临界处数据的不连贯和不准确。直流电阻率选件可在μΩ到MΩ范围内自动测量。电输运选件——功能更多,精度更高电输运测量选件(ETO),是专门为精细电学测量而开发的多功能电学测量选件,可以自动测量样品的IV特性曲线、微分电阻、霍尔效应。由于采用高精度的锁相技术,ETO可以测量从nΩ到GΩ量的电阻,电流输出nA-mA。光电测量选件——光场激发,多维调控PPMS采用全波段的氙灯作为光源,利用可调光栅滤波技术测量不同波长光激发下的样品电阻。在温度、磁场调控的基础上加入光激发调控,形成对样品特性的多维度调控和测量。电学测量高压腔——超硬材料,超导材料的研究利器目前在高压下测量材料的电学性能已经成为研究超导材料、超硬材料以及其他特殊材料的常用手段之一。PPMS的电学测量高压腔可以在变场、变温环境中测量不同压强下材料的电学性能。高压腔预留10跟电学引线,方便用户高压下的电学连接。高压腔已集成温度计,测量样品的实时温度。四、 热学测量功能比热测量选件——技术,全球材料的比热是一个重要的物理量,但是在实验上很难测到高质量的比热数据。Quantum Design采用技术的比热测量选件,从诞生起就代表了比热测量的高水准。比热选件采用双τ模型、可对驰豫曲线进行自动拟合计算、系统自动扣除背景比热,得到变温、变场条件下的高质量比热数据,并对每一个测量数据点自动计算和记录德拜温度。专用比热样品托、智能化的测量引导程序,使得初学者也能快速上手操作。完备的数据采集和分析功能使得比热研究更为简单。热输运选件——数据,功能全面热输运选件可以同时测量样品的热传导系数、Seebeck系数(热电势)和交流电阻率,并根据这三个数据计算出热点材料的品质因子。专门的样品托和四点法引线方式可以消除接触电阻和热阻的影响。软件可以的建立动态热流量模型补偿各种可能的系统误差。可在变温过程中自动进行连续测量得到高密度的数据。热输运选件使得热学测量像电学测量一样简单和。五、 低温选件He3制冷机选件——使用方便,智能控制基于PPMS主机系统的He3制冷机具有连续运转和单程两种模式,自动控制程序使得样品可在3小时之内由室温降至0.5K,单程模式可将样品的温度降至0.4K。目前已经在He3制冷机温度下能够进行的测量是电输运(ETO)和比热。He3选件是目前使用方便的He3制冷机。稀释制冷机选件——磁、电、热都能测的稀释制冷机基于PPMS主基系统的稀释制冷机选件可以将样品的温度进一步降低到50mK。该稀释制冷机与传统稀释制冷机的主要区别是具有高度自动化的控制软件和引导式的操作操作界面。即使没有低温工作经验的用户也可以轻松掌握低温物性测量,目前稀释制冷机可以实现比热、电输运、和交流磁化率测量。热去磁电测量选件——灵巧的mK低温选件为小巧的解热去磁电测量选件,不需要任何额外操作可以在3小时以内轻松将样品由室温降到150mK以下。该选件在无需购买较为昂贵的He3和稀释制冷机的情况下可以轻松实现mK量的电学测量,是性价比较高的低温选件。六、 光学测量功能拉曼与荧光光谱测量选件——低温强磁场光谱学突破Quantum Design推出的光谱学系统集拉曼和光致发光测量于一身,利用PPMS的变温和磁场环境可以测量气态、液态、薄膜和块体材料的性质。该选件多种波长光源可选、多维度位移旋转样品台、VHG全息光栅与超窄带滤波系统。高性能的拉曼光谱选件是变温、磁场光谱测量的。利用PPMS的拉曼光谱学选件和软件系统可以更加方便的研究强关联体系材料中自旋-轨道耦合随温度和磁场的变化。七、 拓展功能选件多功能样品杆——重剑无锋,大巧不工看似普通的样品杆却是PPMS拓展性能的又一典范,多功能样品杆为用户提供了集成温度计的样品台和用于立引线的样品杆。样品杆拥有非常高的加工精度,并且具有抗强磁场的能力,预留的部接口可供用户引入各种导线和光纤。用户可根据自己的需求利用多功能样品杆来搭建自己特的实验装置,实现自定义的实验方案。目前,用户已经利用多功能样品杆实现光电测量、强关联体系的光激发、铁电测量、介电测量、铁磁共振等多个领域的测量实验。高精度铁磁共振——锦上添花,如虎添翼图3 高精度铁磁共振仪(FMR)由瑞典NanOsc公司开发的高精度铁磁共振仪,能够对纳米别的磁性薄膜进行高精度的测量。该系统采用高精度波导探测芯片与全自动测量分析软件,可以直接测量得到饱和磁化强度、本征阻尼、非均匀展宽和回磁比。由Quantum Design团队设计的高质量波导样品杆和集成服务为高达40GHz的变温铁磁共振测量提供了雄厚的技术支撑。膨胀测量选件——原子,行业翘楚PPMS的膨胀率测量选件可以测量出0.1埃的尺寸变化,是目前上精密的膨胀率测量选件之一。该选件可以在全温区范围内测量热膨胀和磁致伸缩效应。特殊样品托设计可以测量样品相对磁场成不同角度情况下的磁致伸缩效应。扫描探针显微镜、共聚焦显微镜——秋毫之末,一览无余图4 PPMS- ReliquefierAttocube公司专门为PPMS生产的扫描探针显微镜和共聚焦显微镜可以很好的兼容湿式系统和Reliquefier系统。特有的音叉式AFM在Z方向上的分辨力高达7.6pm。基于低温AFM功能的MFM可以在不同温度、磁场下测量材料的磁畴结构,分辨率优于50nm。系统还可升KPFM、PFM、C-AFM等多种显微镜系统。更有扫描霍尔探针显微镜可以定量材料的测量微区磁场分布。共聚焦显微镜拥有自由光束和光纤两种模式可选择。用户可以将共聚焦显微系统搭配各种光谱仪使用来测量变温、变场环境下样品的多种光谱。开放的PPMS平台与22个测量选件以及时刻不停的研发,Quantum Design始终以开放进取的态度努力打造更好的综合测量系统与通用平台。用户的建议,市场的需求更是我们努力的方向。Quantum Design 希望能够与您携手共创科研辉煌。相关产品及链接:1、 PPMS 综合物性测量系统:https://www.instrument.com.cn/netshow/C17086.htm 2、 完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool:https://www.instrument.com.cn/netshow/C18553.htm 3、 高精度铁磁共振仪(FMR):https://www.instrument.com.cn/netshow/C221410.htm 4、 attocube无液氦低温强磁场扫描探针显微镜attoDRY Lab:https://www.instrument.com.cn/netshow/C273802.htm 5、 无液氦低温强磁场共聚焦显微镜attoCFM:https://www.instrument.com.cn/netshow/C159541.htm
  • ADVANCE RIKO发布激光闪光法热常数测量系统新品
    激光闪光法热常数测量系统TC-1200RH采用符合JIS/ISO标准的激光闪光法测定材料的三个重要热物理常数:热导率(导热系数)、热扩散系数及比热容。使用红外金面炉替代传统电阻炉加热,大大缩短测量时间。可应用于热电材料的研究与开发,及其他材料的热物理性能评价。 仅需1/4的时间(与使用电阻炉的传统型号相比)。因控温灵敏度提高,温度稳定性大大增加。设备特点红外金面炉的使用使得加热和冷却速度大大提高1. 使用红外线直接加热样品可以迅速使温度稳定;2. 控温的灵敏度提高使得低温区间内的温度稳定性得到改善,从而减少温度波动,进而太高测量精度。符合JIS/ISO标准要求1. 激光闪光法测定精细陶瓷的热扩散系数、比热容及热导率(JIS R 1611) 2. 精细陶瓷热电材料的测定方法 – 第3部分:热扩散系数、比热容及热导率(JIS R 1650-3) 3. 激光闪光法测定铁的热扩散系数(JIS H 7801)应用方向• 热电材料的研究与开发 • 陶瓷、金属及有机材料的研究与开发 • FPD散热材料的热扩散率和比热容评价 • 半导体器件和模制器件的材料热扩散研究设备参数1. 测量参数:热扩散系数,比热容2. 样品尺寸:φ10mm×1mm~3mm(厚度)测量方向:厚度方向3. 测量氛围:真空(*不高于150℃时,可在大气下测量)4. 温度范围:室温至1150℃(最高1200℃)最大升温速度目标温度~100℃~300℃~1150℃升温速度10℃/min20℃/min50℃/min安装条件1. 主机尺寸:约 W900mm×D1050mm×H1700mm2. 主机质量:约 350kg3. 电源:AC200V 单相 8kVA(主机) AC100V 单相 1kVA(PC)4. 冷却水:城市用水 >5L/min 压力>0.15MPa可选件• 方形样品托 • 多样品上样装置:最多3个样品 • 基体测量附件 室温:SB-1 200℃:SB-2• 多层材料分析软件FML系列 如果其中一层材料的热物理参数已知,可根据测量结果分析多层材料 (多层材料分析的模型在JIS H8453中已列出) • 高温炉:最高可达1500℃创新点:使用红外加热炉直接加热样品可以迅速使温度稳定,大大缩短测量时间;控温的灵敏度提高使得低温区间内的温度稳定性得到改善,从而减少温度波动,进而提高测量精度。可应用于热电材料的研究与开发,及其他材料的热物理性能评价。 激光闪光法热常数测量系统
  • 低温物理世界的“追梦者”——访复旦大学李世燕研究员、北京大学王健研究员
    日前,在第十四届全国低温物理学术研讨会的开幕式上,复旦大学李世燕研究员和北京大学王健研究员因在低温物理学研究领域取得的突破性研究成果,获得了2015马丁&bull 伍德爵士中国物理科学奖。   对于此次获奖,李世燕和王健均表示很荣幸能够获得这个奖项,目前国内低温物理研究领域优秀的年轻学者非常多,能够获得这个奖项并不代表自己是最优秀的。同时,他们也为我国低温物理学研究水平与欧美国家的差距越来越小,并逐步走到世界前列感到骄傲和高兴。   他们对于我国低温物理学的发展、低温设备的技术发展、科学家与仪器厂商之间的合作,以及低温物理学研究的热点和实际应用都有怎样的见解和看法呢?会议期间,仪器信息网编辑特别采访了两位老师,并将他们的精彩观点整理成章,以飨读者。 北京大学王健研究员(左)、复旦大学李世燕研究员(右)   低温设备技术发展助力低温物理学研究   Instrument:首先,请您们结合自身的经历谈谈近年来我国低温物理学的发展情况?   李世燕:2002年我在中国科学技术大学陈仙辉教授的指导下完成了博士阶段的学习,当时在国内我们基本没有见过极低温设备,只有中科大和物理所有两台非常庞大的稀释制冷机。后来我到加拿大多伦多大学Louis Taillefer教授的实验室做博士后,接触到两台新型稀释制冷机,研究的低温环境一下子从2K直接降到了mK级别,看到了许多以前从未看到过的本征物理现象,立刻觉得整个物理世界都不一样了。   2007年我回国加入复旦大学,当时获得了400万元的启动经费,我就采购了一台新型稀释制冷机。这个时候国内小型易用的新型稀释制冷机仍然比较少,全国也就两三台。之后随着国家对基础科学研究投入的加大,而且低温物理研究的内容也很丰富,逐渐有越来越多的研究组开始采购极低温设备,并做出了优秀的成果。   王健:2001年到2006年我在中科院物理所师从薛其坤院士完成硕士、博士阶段的学习,当时主要做超高真空系统,也涉及一些低温研究。但当时稀释制冷机的确非常少,我们接触的低温也就是液氦温度或是再稍微低一点的温度。2006年到2010年,我在美国宾夕法尼亚州立大学纳米科学中心和物理系做博士后,师从国际低温物理专家Moses Chan院士,开始接触稀释制冷机,做纳米超导方面的研究。   2011年我回到北大,以前国内做极低温物理研究的人特别少,但在我回来的这几年里,仅北大就有好几个研究组采购了极低温设备做这方面的研究,而且国内涌现出了许多国际一流的研究成果。   Instrument:请问近年来,低温设备的技术发展有哪些趋势?技术的发展对于科学研究有着怎样的影响和帮助?   李世燕:如今一些大的低温设备公司,如牛津仪器、Quantum Design,都能够提供非常好的低温磁场环境,稀释制冷机达到mK级的低温已经比较成熟。技术的主要发展方向是无液氦化和简单易用。   以前的稀释制冷机外围设备包括管道、泵等等,操作特别复杂,我当年做博士后的时候,花了整整一年时间才完全掌握如何使用。而现在的新型稀释制冷机,一个学生基本花半年时间就能很好地掌握。   还有过去测比热,大家觉得这是一个非常专门的测量手段,尤其是极低温下的比热,往往需要一个拥有10年到20年比热测量经验的人,才能获取准确的测量结果。但现在就拿Quantum Design PPMS系统的比热测量选件来说,它的最低测量温度可以达到50mK,而且非常好用,学生只要简单学习就能将极低温下的比热测好,这非常不容易。   王健:无液氦化是一个发展方向,以前大家觉得无液氦化很难达到,但现在已经成为了一种通用技术,而且仪器价格较之前有了大幅的下降,我相信以后低温设备的价格会更低,因此低温物理的研究队伍也会更加壮大。   商品化科学仪器的简单易用对于我们的科研起到了极大的促进作用。让一个新手能够很快的掌握测量技术,使大家有更多的精力和注意力集中在科学问题上,而不是技术手段上,这是对科学方面生产力的释放。   Instrument:对于和仪器公司合作开发低温设备的新功能,您们有什么看法?   王健:其实科学家和仪器公司的交流是非常密切的,如果我们在具体的实验上遇到需要改进仪器来实现一定功能,此时和一些有能力的仪器公司建立良好的合作非常重要。科学家根据实际研究需要提出设想,然后与仪器公司一起开发新功能,我觉得这会是今后的一个趋势。   实际上日本在这方面的合作就已经做的很好,Quantum Design的PPMS系统中采用的高压腔选件就是日本科学家与他们合作开发的。我觉得这是推动技术发展的一个很好的模式,如果有机会,我们希望能够和仪器公司合作拓展仪器的功能,让自己的实验手段更强大。   低温物理学研究改变百姓生活   Instrument:低温物理学研究目前有哪些热点研究方向?我国在该研究领域都有哪些创新性成果?   王健:在低温条件下,由于减少了热等因素的干扰,更多本征的物理现象能够被观测到,这对于基础研究以及新材料的本征特性研究十分重要。低温物理涉及的领域特别广,实际上很多研究方向都需要用到低温物理。   超导方面的探索就离不开低温,虽然我们希望能够实现室温超导,但首先得从低温超导开始,这也是全世界凝聚态物理研究人员最关注的一个方向。我们和薛其坤院士合作研究的二维极限下的界面增强超导,尤其是高温界面超导研究,就是当前极少数由中国人先做出来,外国人去跟进的研究方向。   李世燕:另外,拓扑材料的物性研究也是低温物理最近比较热的一个研究方向,薛其坤院士发现的量子反常霍尔效应大概是最近几年拓扑新材料研究最重大的突破,要在30mK的温度下才能看到量子现象。   我国在低温物理研究领域取得的创新性成果还有中科大的陈仙辉教授课题组与复旦大学张远波教授课题组合作,成功制备出了基于具有能隙的二维黑磷单晶场效应晶体管。可以看出我国现在已经逐渐在一两个点上引领低温物理的研究趋势,如果有越来越多这样的点,我们的研究水平就会有很大的提升。   王健:对于我国低温物理研究的发展,我还是比较乐观的,目前像北大、复旦、清华还有南京大学、中科大,上海交大、浙江大学等许多学校在低温物理研究领域做得是越来越好,如果我国的科研政策持续不变,大家一起努力,我想十年以后,在低温物理这个研究方向我们赶超发达国家是没有问题的。   Instrument:低温物理的研究成果在生活中会有哪些实际应用?   李世燕:低温下的物理现象更明显,更容易表现出来,我们在低温下发现新的物性,一些在实际应用中只要能提供低温环境,就能够实现很好的应用,其中最典型的应用就是医院里核磁共振超导磁体。   另外我们可以在低温下发现物性,然后再通过研究使得它能够在室温或者高温下表现出同样的性能。比如巨磁阻效应,最初是在低温下发现的,后来发现改进材料后,在室温下也有明显的效应,人们因此研究出了基于巨磁阻效应的读出磁头,引发了硬盘的&ldquo 大容量、小型化&rdquo 革命,到目前为止,巨磁阻技术已经成为全世界几乎所有电脑、数码相机、MP3播放器的标准技术。这是一个很典型的低温物理研究成果最终应用到大家生活中的例子。巨磁阻效应的发现者也因此获得了2007年的诺贝尔物理学奖。   王健:其实目前高温超导也得到了一定的实际应用,比如甘肃白银的超导变电站,采用了高温超导限流器、高温超导储能系统、高温超导变压器和高温超导电缆等多种超导电力装置,能有效降低系统损耗。高温超导技术也被日本和美国等国家考虑作为城市储能系统的一种方案。  还有现在大家研究的拓扑材料,由于它的低耗散性,还有它的一些自旋特性和磁性相关联,因而可以实现一些特殊性能。如我们现在做的拓扑半金属Cd3As2体系载流子迁移率非常高,也许有一天这个体系可以用到高速器件上。另外,如果能实现拓扑超导,就可以用于量子计算,它要比现在所说的量子计算机更进一步,叫做拓扑量子计算机。   实际上低温物理的研究应用已经走入了老百姓的日常生活当中,只是还没有像半导体一样让整个社会都发生变化。如果有一天我们能够实现室温超导,那样整个人类社会将会从信息时代进入超导时代,因为它无能耗,而且能实现许多量子态,将会是非常好的工具,比如现在最可行的一种量子计算就是用超导的约瑟夫森结实现的。所以一旦实现室温超导,带来的变化将不可估量。   后记   近年来,我国低温物理学研究取得了快速的发展,这不仅仅是由于国家对于基础科研投入的持续加大,更重要的是老一辈科研人员不懈的努力,以及许多像李世燕、王健这样优秀的年轻学者,他们对于低温物理的研究充满热情,对于我国低温物理研究的未来满怀希望,努力在自己的研究领域做出了国际一流的研究成果,脚踏实地的践行着科技强国的梦想。   但有一件事情让他们感到遗憾。李世燕说:&ldquo 我们现在所用的设备绝大部分都是从国外进口的,这是我一直觉得比较遗憾的地方。&rdquo 王健说:&ldquo 其实低温设备的技术含量也没有那么高,希望今后有国产仪器厂商能够提供相应的设备,只要国产设备测量结果可靠,能够获得国际认可,我们会非常乐意选择使用国产仪器的。&rdquo   让我们期待,在不久的将来,我们能够在低温物理研究领域赶超发达国家,同时我们也能拥有性能优异的国产低温设备,助力科学家们做出更多国际一流的研究成果。   采访编辑:秦丽娟   相关新闻:2015马丁&bull 伍德爵士中国物理科学奖获奖者公布
  • 钱义祥&曾智强 :DSC曲线的峰谷之美
    热分析的美存在于DSC曲线的峰谷、TG曲线的流淌和DMA曲线的激荡, 绝妙 ! DSC曲线的峰谷、TG曲线的流淌和DMA曲线的激荡的美学理念是一个完整的美学体系。DSC曲线的峰谷之美,TG曲线的流淌之美和DMA曲线的激荡之美构成热分析曲线之美的三部曲。本篇是DSC曲线的峰谷之美。【热分析简明教程】第五章是热分析实验方法的标准与规范。差示扫描量热法DSC的标准与规范包括玻璃化转变温度测定、熔融和结晶温度、熔融和结晶焓的测定、比热容的测定、特定反应曲线温度、时间、反应热和转化率的测定、氧化诱导期的测定、结晶动力学的测定。本文以差示扫描量热法DSC的标准与规范中提及的玻璃化转变测定、熔融和结晶测定、比热容测定、特定反应测定、氧化诱导期测定、结晶动力学测定为示例,展现DSC曲线的峰谷之美。山高人为峰,脚踏幽幻谷。迈开脚步,探索DSC峰谷之美。传热学是研究由温差引起的热能传递规律的科学。热流DSC是测定热变化引起试样与参比物温差变化的研究方法。温度差既是热量变化的反映,又是引发热传导的必要条件。当试样发生热反应时,温差引起热能传递,DSC曲线上出现了吸热峰、放热峰和和台阶。约定DSC曲线Y轴的代表的热效应方向之后(例如将Y轴正向约定为放热方向),吸热效应用凹下的谷表示;放热效应用凸起的峰表示。高聚物的玻璃化转变表现在DSC曲线上是基线的突然位移,表现为正常吸热曲线的阶跃,呈台阶形。峰、谷和向吸热方向偏离的台阶是展现DSC曲线的峰谷之美的基本形态和美姿。它反映了事物变化的本质和规律。 一.玻璃化转变曲线的阶跃之美玻璃化转变测定的标准是GB/T19466.2-2004/ISO11357-2 2020。它规定了塑料玻璃化转变温度的DSC测定法。玻璃化转变研究植根于高分子化学、高分子物理和近代研究方法(热分析)的根基上。热分析研究玻璃化转变的目的就是科学认识玻璃化转变,用高分子化学、高分子物理和凝聚态物理来解析玻璃化转变曲线中的科学问题和应用问题。玻璃化转变是高聚物的基本物理转变,研究内涵极为丰富,它涉及玻璃化转变的特征温度、状态变化、热力学参数、力学性能、滞后圈、活化能测定;玻璃化转变温度的调控;玻璃化转变与蠕变、应力松弛、屈服、界面、银纹的关联;热-力历史对Tg的影响、以及玻璃化转变与高聚物结构、性能、加工、使用的相关性等。并通过分子运动揭示分子结构与材料性能之间的内联系及基本规律。用DSC方法研究玻璃化转变,当试样发生玻璃化转变时,表现为正常吸热曲线的阶跃,呈台阶形。当高聚物发生物理老化时,应力松弛过程使台阶转化为凹下的谷。我们从玻璃化转变曲线的阶跃和凹下的谷发现玻璃化转变的外在美和内在美。1. 玻璃化转变的简约之美和变化之美 玻璃化转变峰形 应力松弛引起的峰形变化 TMA压入模式测定导线双层涂层的Tg,呈双台阶式,如图所示: 玻璃化转变的峰形简洁优美,简静和谐,简约的形式却表达了丰富的内容。玻璃化转变反映了物质的状态、使用温度、相容性、老化温度区间、制品加工、材料稳定等信息。2. 玻璃化转变台阶演变之美物理老化是玻璃态高聚物通过链段的微布朗运动使其凝聚态结构从非平衡态向平衡态过渡的松弛过程。它一般发生在玻璃化温度和次级转变之间。高聚物的物理老化引起玻璃化转变台阶变异,应力松弛过程使台阶演变为凹下的谷形特征,甚至酷似DSC曲线上的吸热峰。这是玻璃化转变台阶演变之美。从宏观性能角度来看,高聚物的玻璃化转变是指非晶高聚物从玻璃态到高弹态的转变(温度从低到高),或从高弹态到玻璃态的转变(温度从高到低)。DSC是一个测定近似比热容的方法,高聚物的玻璃化转变表现在DSC曲线上是基线的突然位移,呈台阶形。玻璃化转变本质上是一个动力学问题,是一个松弛过程。当高聚物从熔体猝火到玻璃态后,再在低于Tg的温度下进行热处理,则会在Tg附近出现一个吸热峰。如图所示:具有不同热历史的从熔融态淬火聚对苯二甲酸乙二酯膜的DSC曲线(a) 分别在温度下热处理2小时;(b)在25℃下热处理不同的时间此曲线摘自【新编高聚物的结构与性能】 何平笙编著 科学出版社出版社 2009物理老化在DSC的升温测量中表呈现出来,如上图所示。当高聚物从熔体淬火到玻璃态后,再在低于Tg温度下进行热处理,Tg台阶演变为一个松弛峰,温度越高,松弛峰越高。淬火试样在25℃热处理不同时间,DSC吸热峰随处理时间延长而移向高温。研究具有不同热历史对玻璃化转变的影响,其本质是研究高聚物的物理老化。3. 和谐美(统一美)PET的DSC曲线如图所示。热分析曲线集玻璃化转变、冷结晶和熔融于一身,体现了多重转变的和谐(包容)之美。曲线似狼毫疾书,峰(锋)起峰(锋)落,流淌着玻璃化转变、冷结晶、熔融的变化轨迹。PET的DSC曲线在DSC曲线上,既有物理转变峰,也有化学转变峰;既有平坦峰,也有陡削峰;既有强峰,也有弱峰。它们和谐地融汇在一起。 4. 玻璃化转变台阶宽化之美玻璃化转变是非晶态高聚物(包括部分结晶高聚物中的非晶相)发生玻璃态≒高弹态的转变,其分子运动本质是链段发生“冻结”“自由”的转变。基于热运动强烈的时间依赖性和温度度依赖性,高聚物的玻璃化转变不是一个温度点,而是一个温度区间。因此科学认识玻璃化转变峰的寛化现象非常重要。玻璃化转变区一般宽达10~20℃,而且玻璃化转变区还明显地依赖于实验条件。某些高聚物体系的玻璃化转变区域发生加宽现象,加宽现象表明存在多种形式分子链段运动,这主要来源于交联高聚物中交联程度的微观差异、嵌段或接枝共聚物微相结构的差异、高聚物共混体系中相结构和相互作用的不同等因素。5. 玻璃化转变的双重峰之美非晶高聚物通常只有一个玻璃化温度。但高聚物也会出现双重玻璃化现象和双玻璃化温度。从热分析应用研究史来看,随着新型材料不断出现,热分析研究领域也不断扩展。科学认识双重玻璃化温度现象是以热分析实验为基础。在新材料的研究中,通常都需要测定玻璃化转变,常常会发现双玻璃化转变转变现象。归纳整理大量的热分析曲线,发现下列情况常常会出现双重玻璃化现象和双重玻璃化温度:1)许多部分结晶高聚物常表现出两个玻璃化温度;2)交联高聚物的两相球粒模型;微相分离;3)部分相容的共混高聚物;4)部分橡胶均聚物、树脂/基体体系;5)高聚物涂布在基体(尼龙纤维)上的双玻璃化温度;6)导线双层涂层的双玻璃化温度高聚物具有双玻璃化温度,它的DSC曲线将出现二个玻璃化转变的台阶。摘抄几个具有双玻璃化转变的高聚物:DMA也可以测定玻璃化转变,如交联高聚物的两相球粒模型和交联高聚物中的双玻璃化转变现象如图所示:交联高聚物的两相球粒模型和交联高聚物中的双玻璃化转变现象 高交联微球分散在低交联基体中的两相结构中。一个对应于高交联球的玻璃化转变,另一个对应于低交联基体的玻璃化转变。DMA和DSC是测定到双玻璃化现象和双玻璃化温度的常用方法。6. 玻璃化转变的可逆之美 玻璃化转变是一个可逆过程。从宏观性能角度看,高聚物的玻璃化转变是指非晶高聚物玻璃态转变为高弹态(温度从低到高),或从高弹态转变为玻璃态(温度从高到低)。通常,玻璃化转变测量是进行升温实验。但严格来说,玻璃化过程应是从高弹态转变为玻璃态(温度从高到低),由降温曲线求得玻璃化温度更合理。非晶高聚物由玻璃态转变为高弹态(温度从低到高)是解玻璃化过程。非晶高聚物的升温与降温的DSC曲线如图所示: 非晶高聚物的升温与降温的DSC曲线7. 玻璃化温度的调控之美物质的热变化是可调控的,玻璃化温度也是可以调控的。解读特定材料玻璃化转变的热分析曲线,研究它的特征和变化规律,进而对玻璃化温度进行调控,优化材料热物性参数、状态和特性,服务于材料研发、生产和使用,使热变化沿着确定的研究方向发展。你欲调控材料的玻璃化温度,你就要知道哪些因素会影响材料的玻璃化温度。调控玻璃化温度依赖于你对影响玻璃化温度因素的认知。高分子物理告诉我们:玻璃化温度是高分子的链段从冻结到运动(或从运动到冻结)的一个转变温度,而链段运动是通过主链的单键内旋转来实现的,因此,凡是能够影响高分子链柔性的因素,都对Tg有影响。减弱高分子链柔性或增加分子间作用力的因素,如引入刚性基团或极性基团、交联和结晶都使Tg升高,而增加高分子柔性的因素,如引入增塑剂或溶剂,引进柔性基团等都使Tg降低。基于高分子物理对玻璃化转变的认知,改变玻璃化温度的手段有:增塑、共聚、交联、结晶及改变相对分子质量可以使高聚物玻璃温度在一定范围内连续地变化。如不同结构的聚苯并噁嗪,Tg 在107 ℃—368 ℃宽的温度范围内变化;N-羟甲基丙烯酰胺(NMA),参与共聚的EVA乳液的 Tg 值可以在 -30~30℃之间调控;偏二氯乙烯与丙烯酸酯共聚,可制备得到不同Tg的两种乳液:低Tg(-50~0℃)的乳液和高Tg(0~30℃)的乳液;用于粘接水晶的 UV 固化胶,添加增塑剂来降低 Tg , 增加胶的柔韧性。8. 科学认识玻璃化转变中的“未知”人的认知是不断提高的,常常用已知来解释未知。探索未知的利器是丰富完善自身的知识体系,完善的知识结构包括雄厚的知识储备和系统、灵活地运用这些知识的科学方法。几十年来,我们已科学认识了玻璃化转变中的许多“未知”,但还有很多的“未知”需要继续探索。探索未知的前提是你要有求索的觉醒。如果一个人的思维被禁锢,视野和认知就会变狭隘,认知也就停止不前了。玻璃化转变研究中最大的“未知”是人们还是无法回答玻璃态的本质是什么这一基本问题。玻璃态本质的研究一直是凝聚态物理及软物质领域的重要内容,也是至今悬而未决的难题。迄今为止没有一个理论能解释玻璃化转变过程中的所有现象,已有的理论也只是在某些特定的过冷区间和特定的体系中才与实验或模拟结果吻合。诺贝尔奖获得者Andcrson在文章中展示了他对玻璃化转变问题的兴趣,并预言玻璃化转变问题将在21世纪得到最终解决。对玻璃化转变机制的研究,正在不断深入并逐渐逼近正确,对它的研究,既是挑战也是机遇,并将继续吸引科学家们研究下去。经过科学家们持续不断的努力,玻璃及玻璃化转变的物理本质之谜最终一定会解开!热分析方法研究高聚物材料已有几十年的历史,它不仅为材料提供了热物性参数,还为探索玻璃化转变的实验特征(玻璃化转变过程的热力学行为、动力学特征)、实验技术表征和玻璃化转变理论的演变积累了大量的数据,是探索玻璃化转变理论的实验基础。它在玻璃化转变理论研究中的作用不容忽视。热分析方法表征高聚物材料需要玻璃化转变理论指导,研究玻璃化转变理论也需要近代科学方法(包括核磁共振、热分析等)的实验基础和实验证据。玻璃化转变研究在进行中,玻璃化转变的峰谷之美将在不断研究中绽放得更灿烂。二、熔融-结晶的峰谷之美熔融和结晶温度、熔融和结晶焓测定的标准是GB/T 19466.3-2004/ISO 11357-3 2018。它规定了塑料熔融与结晶的DSC测量法。可用DSC方法测定结晶或部分结晶聚合物的熔融和结晶温度及其熔融和结晶热。1. 冷结晶、热结晶、等温结晶之美结晶或部分结晶聚合物的非等温结晶有冷结晶和热结晶之分。试样以适当的速率升温,熔融后淬火,淬火试样以相同速率升温,DSC曲线上的结晶峰称为冷结晶峰。把开始结晶的温度与Tg之差 ∆Tg 作为非等温冷结晶速率的度量,初略地说,∆Tg越大,则冷结晶速率越慢。 聚合物升温熔融与降温结晶的DSC曲线如图所示;可以用过冷度∆Tc来分析非等温实验数据。过冷度 ∆Tc定义为升温DSC曲线熔融峰温与降温DSC曲线开始结晶温度之差,用线性方程式中截距表示聚合物所固有的结晶能力。∆Tc随降温速率而变。 2. 熔融-结晶峰的峰、岭、谷之美DSC方法测定结晶或部分结晶聚合物的熔融和结晶温度及其熔融和结晶热。高聚物的DSC曲线显现结晶高聚物的熔融与结晶过程。升温测量高聚物的结晶-熔融过程,假设DSC图中约定Y轴正方向代表放热,那么冷结晶曲线呈峰的形式,熔融曲线呈谷的形式。降温测量热结晶,热结晶曲线呈峰的形式。PTFE熔融的DSC曲线如图所示:PTFE不同升温速率的DSC曲线PTFE熔融峰的峰形与升温速率有关。随升温速率的提高,熔化峰变宽,河谷越来越深。熔融峰好似平原上的河谷。结晶度高的部分结晶聚合物熔融峰的谷坡陡峻、狭而深,似大峡谷;结晶度低的结晶或部分结晶聚合物熔融峰的谷坡浅而宽。熔融双峰呈现谷—谷相连突起的“岭”,似水中的暗礁或小岛。如图示意:熔融双峰的双谷和暗礁或岛屿的示意结晶峰好似独立高耸的山峰。结晶双峰呈现山峰相连的岭和狭窄低凹的山谷。如图示意:结晶双峰的峰、岭、谷的示意3. 等温结晶峰的变化之美 结构相当规整的聚合物在玻璃化温度Tg和熔融温度Tm所限定的温度范围内出现结晶作用。结晶速率随温度而变,所以采用恒温法测定高聚物的结晶过程,结晶峰的峰形是随结晶温度而变。不同结晶温度的DSC曲线如图所示。它显现了高聚物结晶速率对温度的依赖性,也显现了不同结晶温度下结晶峰形的变化之美。PBS熔融后分别在80℃、81℃、83℃、85℃、88℃等温结晶的DSC曲线部分结晶高聚物是晶相和非晶相的混合体系。晶相最重要的特征温度是熔点Tm。非晶相最重要的特征温度是玻璃化转变温度Tg 。部分结晶高聚物结晶温度范围正是在Tg与Tm之间。实现结晶的途径有两条:一是将熔体或溶液冷却到Tg与Tm之间的温度使之结晶,称为热结晶;二是先将熔体骤冷到Tg以下形成过冷液体(即玻璃),然后再升温到Tg与Tm之间的温度下使之结晶,称为冷结晶。高聚物结晶速率对温度的依赖性取决于成核速率和晶体生长速率的温度依赖性。随温度的下降,成核速率逐渐增大;晶体生长速率的温度依赖性取决于高分子链段向晶核扩散并作规整排列的速度。温度越低,熔体黏度越大,晶体生长速率越小。因此,高聚物的结晶速率随温度的变化不是单调上升,也不是单调下降,而是在某一温度下达到最大值。在结晶温度略低于熔点时,结晶速率因成核速率很低而很慢;在接近玻璃化转变温度时,结晶速率因晶体生长速率很低而很慢;而结晶温度在(0.80 ~ 0.85)Tm附近时,因成核速率和晶体生长速率都较高,结晶速率达到极大。等温实验得到多条等温结晶曲线,绘制等温温度-等温结晶时间下的关系曲线,如图所示:等温结晶温度和结晶时间的关系由等温结晶温度-等温结晶时间下的关系曲线方便地选择等温结晶温度,具有选择之美。U字形曲线显现结晶温度和结晶时间相关性之美。三.比热容曲线的线性美及松弛峰特征比热容的DSC测定法的标准是ISO11357-4 2021和ASTM E 1269-11(2018)规定了比热容的DSC测定法。比热容是指单位温升所需的热量(热容C)除以质量m,单位为J / kg. K 。比热容的DSC曲线如图所示: 显现玻璃化转变和应力松弛特征的比热容曲线通常,比热容与温度的关系是线性增大。当试样发生玻璃化转变且有应力松弛时,比热容曲线会出现台阶和松弛峰峰形。四.特定反应的特征/特性之美 特定反应曲线温度、时间、反应热和转化率测定标准是ISO11357-5。它规定了特征反应曲线温度、时间、反应热与反应程度的DSC测定法。热分析研究特定的反应,热分析曲线就是这种特定反应的特定的形象。DSC研究的特定反应泛指氧化、还原、固化、热降解、热氧降解等。用DSC曲线来表征特定反应曲线温度、时间、反应热和转化率,也可进行剩余热的测量。依实验目的可以采用升温法或恒温法。特定反应的DSC曲线峰谷具有特定反应的特征和特性,呈现特定反应特有的特性之美。特定反应的美是建立在反应本身固有的特征和特性基础上,人们从研究特定反应中得到了快乐,为什么能从中得到快乐呢?因为特定反应的DSC曲线的峰谷具有特定反应的特性之美。特定反应的美是建立在特定反应本身,如DSC研究胶粘剂的固化反应。胶粘剂的固化反应是一个高分子化学问题。高分子链之间通过化学键连接起来形成相对分子质量无限大的三维网络,称之为交联。交联固化过程不是按化学反应平衡方程式来表示,而是以一种不均一的状态存在,交联高分子的网络结构可以是规则的,也可以是不规则的。因此固化反应的DSC曲线常出现双峰峰形和多峰峰形,如图所示。交联固化的DSC曲线示意玻璃化温度(Tg)的测定这是一个高分子物理问题,通过测定Tg来研究交联高分子网状结构和宏观性能(玻璃化转变)的相关性。胶粘剂的固化反应出现双峰,表明固化产物以不均一的状态存在。那么固化产物的DSC峰就会出现双玻璃化转变现象。限于篇幅,其它特定反应曲线温度、时间、反应热和转化率测定就不介绍了。五.氧化诱导期的蓄势之美氧化诱导期的测定标准是ISO11357-6 2018。它规定了聚合物材料氧化诱导期的DSC测定法。氧化诱导期是指稳定化材料耐氧化分解的一种相对度量。是由DSC测量材料在某一特定温度、常压氧气气氛下起始氧化放热的时间间隔来确定的。典型的热氧化稳定性曲线如图所示:热氧化稳定性曲线(切线分析法)t1氧气流切换点 t2氧化起始点 t3切线法起点 t4氧化峰时间氧化诱导期是用起始氧化放热的时间间隔来确定的。在某一特定温度下等温,试样吸附氧,是一个蓄势过程,当物理吸附和化学吸附氧的量蓄聚达到某一个值时,试样突然氧化放热,出现一个氧化放热峰。DSC方法测定聚乙烯的氧化诱导期是典型的实例。试样在氧化气流中200℃或210℃下等温,吸附氧气,蓄势诱导,氧化放热直冲峰顶。润滑油的氧化诱导期是采用压力差示扫描量热法(PDSC)。美国试验与材料协会于1998年将PDSC法测定润滑油的氧化诱导期列为ASTM D6186标准(最近版本发布于2013年。润滑油是液体,易挥发,使用PDSC法测定润滑油的氧化诱导期,试验数据重复性好。氧化起始温度是另一个表示材料氧化分解的概念。动态测定是由DSC测量材料在程序升温下、常压氧气气氛下起始氧化放热的温度来确定的。典型的氧化起始温度的DSC曲线如图所示:两种不同HDPE的氧化起始温度(动态OIT)测试由DSC曲线的氧化放热峰分别求出反应起始温度、外推起始温度、最大反应速率温度、外推终止温度和反应终止温度。氧化诱导时间和氧化起始温度都是稳定化材料耐氧化分解的一种相对度量。氧化诱导时间(等温OIT),氧化诱导温度(动态OIT)分别表示开始出现氧化放热的时间或温度。氧化诱导时间与氧化起始温度是二个不同的概念。要证明材料耐氧化的时间,采用氧化诱导时间来表示;要证明材料耐氧化的温度,采用氧化起始温度来表示;氧化诱导时间长,并不表示氧化起始温度高。反之亦然。六.结晶动力学的测定 结晶动力学测定的标准是ISO11357-7 2022。它规定了利用差示扫描量热法研究部分结晶聚合物结晶动力学的等温和非等温两种方法。该方法可应用于已熔融的聚合物。如果测试过程中聚合物的分子结构有所改变,此法不适用。上面我们用图形和文字展现了差示扫描量热法DSC的标准与规范中提及的玻璃化转变测定、熔融和结晶测定、比热容测定、特定反应测定、氧化诱导期测定、结晶动力学测定的DSC曲线的峰谷之美。峰谷之美的源泉是什么?源之温差引起的能量传递的热传导过程。温差引起的能量传递的热传导过程是峰谷之美的源泉。傅立叶定律是传热学中的一个基本定律,也称为热传导定律。傅立叶热传导定律与差示扫描量热法有一定的内在渊源。传热学是研究由温差(temperature difference)引起的热能传递规律的科学。热流DSC是测定由于热变化引起试样与参比物温差变化的研究方法。DSC热力学体系因温差引起热传导现象,热传导现象与能量的传递相联系,热传导过程就是热量热传递(流动)的过程。DSC测量流入(流出)试样和参比物的热流与温度或时间的关系,得到了热流随温度或时间变化的轨迹,DSC曲线上出现了吸热峰、放热峰和和台阶。热流DSC的理论基础是傅立叶热传导定律,应用傅立叶热传导理论解析热流DSC曲线的热传导现象,展现DSC曲线的峰谷之美。峰谷之美从温差、能量传递和热传导过程中绽放。人们发现美的同时,DSC曲线的峰谷也给人以美的享受。 下面我们继续探索DSC曲线的特性参数转折之美、曲线变异之美、峰-峰、谷-谷、峰-谷连绵之美。托宽思路,探索古陶瓷DSC曲线的远古之美和空间材料的遥远之美。七.特性参数转折之美DSC可以测定比热容、导热系数;TMA可以测定膨胀系数;导热仪可以测定导热系数。比热容、膨胀系数、导热系数在玻璃化转变温度的转折如图所示: 比热容、膨胀系数、导热系数在玻璃化转变前后的转折由图可以看出:比热容、膨胀系数、导热系数峰值都在玻璃化转变温度出现峰值。比热容、膨胀系数、导热系数在高聚物玻璃化转变温度出现转折点是特性参数转折之美。聚合物的比热容、热膨胀、导热系数与分子活动性直接相关。不同物质的比热容、膨胀系数、导热系数各不相同;相同物质的比热容、膨胀系数、导热系数与其结构、密度、湿度、温度、压力等因素有关。八.曲线变异之美 曲线变异是指与定势思维相侼的DSC曲线。热分析实验中出现DSC曲线变异是常见的事。如高聚物玻璃化转变峰出现应力松弛峰;固化反应的DSC曲线出现双峰或多峰时,在固化产物的DSC曲线上就会出现相应的双玻璃化现象。当测试到变异峰时,一定要溯源曲线变异的原因。避免将变异的热分析曲线当作异常峰处理,产生误读与误判。进化的基本机制是变异与选择。求异思维的逻辑内核是“敏于生疑,敢于存疑,勇于质疑”。思维的求异或求异意识是指敢于向权威或传统观念挑战,从已有思路或从相异、相逆的思路去思考变异的DSC曲线,获得新的认知。。物质世界中,唯一不变的是变化,变化是永恒的。人类对变化的认知虽然不断演进,但变化自身的哲学内涵远比我们对变化所能理解的更为深邃。人类对热变化的探索无止境,当你遇到变异的热分析曲线时,潜心研究变异的曲线。运用热变化中的哲理解析变异的热分析曲线。开智悟理,悟而生慧、悟得智慧。科学研究中,常常悟生于常规、传统、标准、经典之外,探索前行。由“悟”而后产生变则通思维具有必然性。“悟”出变幻无常的曲线变异之美是对热变化的认识深化。玻璃化转变是高聚物的一个基本转变,它常常会发生变异。如物理老化引起玻璃化转变曲线变异。物理老化使玻璃化转变峰的峰形由台阶式峰形变异为松弛峰峰形。MDSC可将可逆的玻璃化转变和不可逆的应力松弛分离。 通常,水合氧化铝脱水形成低温氧化铝(γ、δ、η、κ-Al2O3), 低温氧化铝于1250℃转型生成高温氧化铝(ɑ-Al2O3)。测试某一样品,偶然发现高温氧化铝(ɑ-Al2O3)的生成放热峰提前到1050℃。经溯源,峰的变异是由样品中加入了矿化剂之故,使转相温度提前了200℃。玻璃化转变的宽化现象和双重玻璃化现象也是DSC曲线变异的实例。探索曲线变异的原因是认识的深化。变异的DSC曲线呈现峰谷变异之美。DSC曲线的峰谷在变异中越变越美。九.峰-峰、谷-谷、峰-谷连绵之美用凹下的谷表示吸热效应;用凸起的峰表示放热效应;用向吸热方向偏离的台阶表示玻璃化转变。峰、谷和台阶是展现DSC曲线的峰谷之美的基本形态。是对事物本质和规律的反映。DSC曲线中,常常出现峰-峰、谷-谷、峰-谷相连的现象。座座山峰相连称为岭,两峰之间狭窄低凹处称为谷。峰美!谷美!峰-峰相连的山岭美!狭窄低凹的山谷美! 1. 峰-峰连绵之美Al-ZrO2体系的DSC曲线如图所示:不同升温速率下Al-ZrO2反应过程的DSC曲线Al-ZrO2体系在一定条件下(不同升温速率下)发生化学反应。图中两个放热峰分别对应于两个分步反应:Al + ZrO2 → ɑ-Al2O3 + [Zr][Zr] + Al → Al3Zr 两个分步反应在不同升温速率下的峰顶温度Tm是不同的,两个放热峰相连形成不同形状的山岭和山谷。DSC曲线因峰冠雄,因峡显幽。DSC曲线显现放热峰相连的山岭美!显现狭窄低凹的山谷美!2. 谷-谷连绵之美不同升温速率的PET的熔融双峰如图所示: 不同升温速率下PET的DSC曲线PET的结晶比较慢,因此不同的热历史可以造成不同的结晶和熔化过程。在慢速升温过程中,由于PET形成的片晶部分熔化,未熔化部分似作成核点,形成熔融再结晶,这种结晶可以在更高的温度熔化,从而形成熔融双峰。如果用TMDSC的话,还可以测到再结晶过程的放热峰。还有一种观点是,结晶过程中形成了两种不同稳态的晶体,热稳定性差的在较低温度熔化,热稳定性高的在较高温度熔化,从而形成熔融双峰。如果在120-140℃长时间退火,将试样降温到室温后再升温,DSC曲线在140℃以上还会出现第三个小峰。聚乳酸一次升温的DSC曲线如图所示: 161.0℃和167.4℃是聚乳酸的熔融峰,这个双峰现象有几种解释:1)熔融再结晶;2)晶型转变;3)分子量分布宽,片晶厚度不同。聚乳酸的熔融双峰具有紧紧相依之美。3. 3.谷-峰衔接之美 Al2O3与ZnO反应过程的DSC曲线如图所示: 图中表明:Al(OH)3脱水谷与AL2O3.ZnO生成的放热峰光滑衔接、谷-峰相连。好似造山运动,Al(OH)3脱水反应使曲线下降,形成脱水谷,AL2O3.ZnO生成的放热反应使曲线突然上升,形成雄伟的山峰。真是一幅因峡显幽,因峰冠雄,绝壁长崖的山水图。 Al2O3与B体系的DSC曲线如图所示:Al-B反应过程DSC曲线Al的熔融吸热峰形成显幽之谷,液态Al与B反应生成ALB2, 放热峰使曲线上升,熔融吸热峰与放热峰光滑衔接,谷-峰相连。好似地壳下沉后又突然升高,绝壁长崖直冲峰顶。4. 台阶与应力松弛峰的组合之美 高聚物的玻璃化转变在DSC曲线上的特征是基线的突然位移,表现为正常吸热曲线的阶跃,呈台阶形。当高聚物在玻璃化转变温度和次级转变温度之间发生物理老化时,应力松弛过程使台阶转化为凹下的谷。 十.迷人材料热分析(DSC)研究的诗意和美“迷人的材料”是英国人马克.米尔多尼克所著。对构建现代世界的物质做了美好的描述,从细微中发现诗意和美, 是一部材料科学的颂歌, 也是对人类智慧的赞颂。“迷人的材料”是《物理世界》2014年推荐的最佳科普书。书中展现了人类需求和欲望的材料,带领人们走进神奇的材料世界。本书介绍了“迷人的材料”:钢、纸、混凝土、巧克力、发泡材料、塑料、玻璃、碳材料、瓷器、长生不死的植入物等材料。介绍迷人材料的资料还有:未来最有潜力的新材料;有能力改变整个世界的超级材料及地球上十大神奇的极端物质。如石墨烯、气凝胶、碳纳米管、富勒烯 、非晶合金、泡沫金属、离子液体、纳米纤维素、纳米点钙钛矿、3D打印材料、柔性玻璃、自组装自修复材料、可降解生物塑料、钛碳复合材料、超材料、超导材料、形状记忆合金、磁致伸缩材料、磁(电)流体材料、智能高分子凝胶。美国材料研究学会在每次年会上进行图片比赛,通过显微镜人们看到了如艺术品一般的材料组织,发现材料既有外在美,又有内在微观世界的神奇,微观世界与宏观世界具有异曲同工之妙。用热分析研究迷人的材料,可以提供许多有用的参数。DSC在材料研究中有着广泛的应用,展现了材料DSC曲线之美。 1.石墨烯的DSC曲线之美2.锂电池的的DSC曲线之美3.含能材料瞬变反应的新奇美 4.古陶瓷DSC曲线的远古之美以古陶瓷研究为例,古陶瓷是火与土的艺术,运用近代科技方法研究釉陶的的物理—化学过程,对古陶瓷样品的显微结构、物相结构进行深入研究,为推测古陶瓷的烧制工艺、揭示我国古代名瓷的呈色机理、再现我国古代名瓷的制作奥秘提供有力的数据支撑。应用近代科技方法(含热分析方法)研究古陶瓷是将今论古,今为古用,呈现远古之美。 现代陶瓷研究:先驱体裂解转化制备陶瓷,突破了火与土的传统,是突破之美。先驱体裂解转化制备陶瓷是利用有机先驱体聚合物裂解制备陶瓷材料的新方法。人们已用热分析方法(DSC方法)探索先驱体裂解转化制备陶瓷工艺中的合成过程、交联过程和裂解过程。 陶瓷反应体系Al-TiO2的DSC曲线及反应结果的X射线衍射花样如图所示: 陶瓷反应的DSC曲线的包容性陶瓷反应体系Al-TiO2的DSC曲线主要有三个峰和谷:第一个谷为吸热峰,发生在667℃,对应于Al液化吸热过程;随着温度升高,在950℃左右时出现了第二个峰,为放热峰,表明试样中发生了以下化学反应:4Al + 3TiO2→ 2ɑ-Al2O3 + 3[Ti]反应产生的活性[Ti]原子随后又与Al原子结合生成Al3Ti ,该反应为强放热反应,峰顶温度1000℃左右。因此,Al-TiO2体系在升温过程中依次经历了一个物理转变(Al的熔融)和两个化学反应,分别产生两种增强体 ɑ-Al2O3陶瓷和Al3Ti金属化合物。反应结果的X射线衍射花样进一步说明了这一点。Al-TiO2体系反应过程的DSC曲线具有强大的包容性。它包容了物理转变(Al的熔融)吸热峰的谷和两个化学反应放热峰及峰-峰相连形成的山岭和山谷。以上多图均摘自【材料科学研究与测试方法】朱和国 王新龙编著 东南大学出版社 2013 5. 空间材料DSC曲线的遥远之美国际空间站的微重力实验:空间条件下集成热分析的先进管式炉(ADV、TITUS)进行材料生长实验。最高工作温度1250℃,采用炉体移动的方式进行材料生长,其最主要的技术特点是该设备在进行材料生长实验的同时,也进行了材料的差热分析(DTA)测试。该实验即为空间材料科学与微重力下的热分析的诌型。在地球万有引力下,单晶硅生长由于重力的作用,生长单晶硅区浮液桥的直径不能超过8 mm。微重力环境实现无容器过程,增大浮区的直径没有限制,生长出比8 mm粗得多的硅单晶。结晶研究表明:具有高体积分数的样品,在有重力的地面上经过一年也不能结晶化的样品,在微重力条件下(10-6g),不到两周就全部晶化了。发挥DSC研究晶体的潜能,应用DSC开展微重力下的晶体生长实验成为可能。 空间生长的GaSb单晶(左、中)与地面生长的GaSb单晶(右)对比图微重力环境下高聚物的结晶研究:微重力环境下的结晶是为制备太空高聚物材料而进行的研究。模拟太空条件下的高真空微重力下对尼龙11、聚偏氟氯乙烯、间同聚苯乙烯、全同聚丙烯(i-PP)等做了等温结晶,发现不少与常规重力下不同的结晶现象。美国国家航空航天局在航空飞机的实验中测出了比热奇异性的趋势,验证了理论物理的预言。比热奇异性的实验曲线如图所示: 空间LPE实验的比热测量结果实线为地面的实验结果;点划线为空间微重力实验结果;虚线为重整化群理论预期结果比热测量时的相变温度控制在10-9 K以内,液体在相变点处的比热为无穷大。由于地面的重力作用使实验温度达不到要求的精度,测量不出比热奇异性。微重力环境提供了高精度的物理实验条件,测出了比热奇异性的趋势。空间LPE实验的比热测量结果如图。红框内即为比热奇异性。值得注意的是温度坐标为纳度nK。 以上均摘自【微重力科学概论】 胡文瑞等著 科学出版社 2010 十一.DSC曲线峰谷群像图DSC曲线的形态犹如地球的地貌特征,独立高耸的山峰和座座山峰相连的岭、两峰之间狭窄低凹的山谷和幽幻的大峡谷,低缓的丘陵、广阔的平原及谷坡陡峻、狭而深的河谷。山峰、山岭、山谷、丘陵、平原及河谷的特征构成了DSC曲线峰谷群像图。DSC曲线与地理地貌的相似性形象,增添了曲线的天然美(自然美)。 DSC方法研究材料的转变和热物性参数,得到各种各样的DSC曲线。DSC曲线的峰谷呈现物质变化规律之美。DSC曲线群像中,既有共性,又有特性,还有变异性。曲线有相像、相似、类似的形象;也有截然不同的形象,以及曲线变异的形象。转变峰的形状、大小、位置似水无常形,变化万千,借助文字和图形的阐释能力,揭示曲线峰谷蕴含的意义。DSC曲线与地理地貌的相似性形象图: 从DSC曲线与地理地貌的相似性形象,领略DSC曲线峰-谷的天然美。 DSC曲线转变峰群像如图所示: 从DSC转变峰群像图中看出:DSC曲线峰谷变幻无穷、群像纷呈。读懂、读透DSC曲线的峰谷不容易,那是你的理解能力。解析DSC曲线的峰谷并被别人读懂也不容易,那是你的表达能力。清乾隆蘅塘退土孙洙对《唐诗三百首》的题词是:“熟读唐诗三百首,不会做诗也会呤”。解读DSC曲线亦如此。熟读经典的DSC曲线和群像图中的应用曲线,认知DSC曲线的峰谷之美。发现美!欣赏美! 如何认知群像图中DSC曲线峰谷呢?人类学习与机器学习方法相结合。传统的方法是人类学习方法。人类对事物的认知路径经是从原始数据出发,凭借人脑拥有的科学知识去认知DSC曲线峰谷的内涵。面对同样的原始数据,拥有不同知识的人将得出不同的认知;同样,拥有相同知识的人,面对没有数据、有少量数据、有大量数据以及有充分数据等不同情况时,也将得出不同的认知。知识的拥有者占据上风。机器学习方法是一种全新的思维方式。机器学习的本质是跳出“知识”的束缚,建立原始数据与认知之间的直接映射,“数据”价值连城。机器学习方法直接建立“数据—认知”关系库,以更加深邃、更加贴近物质本来面貌的视角去认知DSC曲线的峰谷。机器学习方法已在化学、材料科学和高分子玻璃化研究中得到应用。如中国科学院长春应用化学研究所徐文生研究员和美国北达科他州立大学夏文杰教授基于在高分子玻璃化领域的多年研究经历,综述了机器学习方法在高分子玻璃化领域的研究进展。杨镇岳,聂文建,刘伦洋,徐晓雷,夏文杰,徐文生撰写了机器学习方法在高分子玻璃化研究中的应用。此文刊登于高分子学报2023,54(4)409-427运用人类学习和机器学习方法探索DSC曲线峰谷之美是人的需求。山高人为峰,脚踏幽幻谷,迈开脚步,探索DSC峰谷之美,以人为主导。科学的美是客观存在的,人对美的追求,是自然科学发展的源动力。DSC研究物质受热时发生的物理变化和化学变化,并以峰谷的外在美呈现物质变化的内在美。人,怀着对热分析的情感,自由地鉴赏DSC曲线峰谷的美感,发现美,享受物质变化之美。美使人感到愉悦的同时,也揭示了隐含在曲线中的物质热变化规律。
  • 中央财政贴息贷款,支持仪器升级改造|塞塔拉姆来助力
    国家贴息贷款|塞塔拉姆助力您的热分析仪器升级改造 2022年9月,国务院常务会议确定以政策贴息、专项再贷款的方式来支持高校院所、实训平台、医院、中小微企业等领域的设备购置和更新改造,总体规模为1.7万亿,贴息贷款政策的出台,提高了相关领域用户更新改造仪器设备的积极性,引爆了各地设备采购潮。 作为仪器设备制造厂商的法国塞塔拉姆仪器公司也来为您的设备更新换代提供全方位的解决方案,助您在国家政策利好之际,购得心仪的仪器设备。 Setline产品线——通用实验室热分析仪,开辟精密热分析仪器国产化的新纪元 &bull 性价比高——进口性能,出口全球,品质优越;&bull 选择灵活——测试租赁,国内采购,无需外汇;&bull 服务快速——24时响应,形式多样,无需苦等;&bull 维修便捷——配件充足,模块设计,独立更换;&bull 操作简单——无惧疫情,在线指导,无需安装! Setline作为标准通用型实验室热分析仪器的代表,法国品牌,瑞士研发,欧盟品质,中国生产的Setline系列热分析仪器极具性价比,在保持进口仪器设备优越性能的前提下大大降低拥有成本,它可以在宽广的温度范围内对各种材料进行各类热分析表征。 除Setline系列热分析仪外,法国塞塔拉姆还提供一整套热物性研究解决方案:2400℃高温同步热分析,1750℃高温水蒸气热天平,2400℃高温热膨胀仪,-196℃高压量热仪,-196~1600℃高温比热仪,高压热重分析仪,氢气吸附仪……
  • 助力材料高温变形测量——钢研纳克推出YYHT系列高温引伸计
    材料在外力作用下发生形状尺寸的变化称为材料的变形,变形的大小直接影响材料的性能,因此材料变形是其力学性能的重要指标。变形的测量都是通过引伸计来实现,材料在高温环境中的变形测量需要用到高温引伸计,YYHT系列高温引伸计可以满足各种形状尺寸材料在高温环境下变形的测量需求。1、简介YYHT系列高温引伸计具有精度高、灵敏度高、稳定性好、使用方便等特性,符合JJG762、GB/T12160、ASTM E83、ISO 9513等标准中对0.5级(或者B2级)精度的要求,可以适应不同规格和尺寸试样,相比于普通的引伸计,使用调节简单便捷,基于其极低的试样接触力,YYHT系列引伸计可以应用于薄板等对表面接触力比较敏感的样品测试。其技术参数如下:精度等级0.5级引伸计标距10mm/25mm/30mm/50m/80mm或定制最大变形量±5mm/±10mm或定制使用温度室温至1200℃输出灵敏度≈2.5mV/V应变片阻值350Ω供桥电压值≤8V输出端接头常规四芯、五芯、九孔、九针或USB等插头,可根据用户需求定制初始接触力0.15N最大接触力1.27N同时钢研纳克还推出活动支架方便高温引伸计与试验机的连接,试验机无需改动可根据试样尺寸和高温炉位置调整引伸计的上下位置,调节方便,操作简单,与试验机连接稳固,刚性好。2、验证高温引伸计测量的数据直接影响材料的性能,这就要求高温引伸计测量必须准确、稳定、可靠,所以引伸计不只要满足引伸计标定器的校准要求,还需要大量的测试和试验进行验证,保证数据的准确性。以下是我们部分验证的数据。(1)与普通引伸计的一致性检验,如图所示将普通手动引伸计和YYHT系列高温引伸计同时安装在同一根试样上,测试特定位置的变形量,测试结果如下表所示:特征点Rp0.1Rp0.2Rp0.3Rp0.4YYU引伸计(mm)0.11400.16450.21570.2672YYHT引伸计(mm)0.11420.16440.21580.2675从表中可以看出YYHT系列引伸计和常用引伸计测得的变形量一致。(2)与进口引伸计的一致性检验,分别将YYHT引伸计和进口引伸计安装在同一台试验机上,在特定温度条件下分别测试同一组标准样品,应力应变曲线如下所示:其中红色和绿色线为进口引伸计所得,其余为YYHT高温引伸计所得,曲线重合度高,一致性好。通过大量,多次及不同温度区间反复测试比较,YYHT高温引伸计测试精度高,稳定性好,测试数据准确,能够完成高温环境下材料变形的测量工作。3、应用YYHT系列高温引伸计已应用于用户的材料测试工作,如图所示为某测试中心一机双YYHT高温引伸计,可以满足不同尺寸试样的高温变形测量要求。通过权威机构的校准检验,完全满足国标0.5级和美标B2级的要求,证书如下:同时也满足高温拉伸新标准GB/T228.2中对应变控制的要求,曲线如下:目前YYHT系列高温引伸计以其应用范围广,数据准确稳定,精度高,安装便捷,性价比高等特点已广泛应用于材料在高温环境下的变形测量,助力高温材料的性能测试,受到用户的一致好评。
  • CTM系列高温持久低压大电流筒式高温炉寿命测试已超过2000小时
    三思纵横CTM系列高温持久蠕变试验机广泛用于各种金属及合金材料在高温环境下的蠕变性能和持久强度试验,测试材料的蠕变极限、持久强度极限等性能参数,其配套产品高温炉的性能直接决定了试验机在高温工作环境中的表现,三思纵横配备的筒式高温炉保温效果好,均温带长(200mm),高温可达1200℃,电炉寿命长,在不高于1200℃的条件下可以保障使用30000小时。 三思纵横深圳研发部秉承严谨的工作态度,对公司CTM系列高温持久蠕变试验机配套筒式高温炉进行了极限工作环境下的寿命测试,据研发部提供的数据,本次测试始于2012年3月19日16:00.测试电压25V,测试条件为1200℃温度下24小时不间断测试,截至发稿时,该筒式高温炉已无间断正常工作逾2000小时,此项测试工作目前进展顺利,并将持续进行。 据研发部介绍,筒式高温炉工作效率高,是传统对开式高温炉的十几倍,无需降温升温和保温过程即可进行更换试样重复试验。相对于早起的对开式高温炉,筒式炉在材料使用上进行了较大的改进,选用HRE &Phi 5mm电热管炉丝取代了对开式高温炉的常规&Phi 1mm炉丝,加热速度更快,温度可控性强,目前可以达到100℃-1200℃范围内均可控,安全性能和保温效果都得到了极大的提升。 本次试验再次验证了三思纵横CTM系列高温持久蠕变试验机的可靠性,也为研发部提供了客观合理的观测数据,为今后设备性能的进一步提升提供了丰富详实的技术资料。 欢迎登录公司网站查看公司最新动态www.sunstest.com
  • 特种工程塑料高温性能分析:超高温热变形维卡温度的测定(MAX.500℃)
    首先,让我们来了解一下什么是工程塑料?Whats”工程塑料,是指一类具有良好物理性质、机械性能、耐磨性、耐腐蚀性、绝缘性、耐热性、耐寒性、耐老化性等特点的高性能塑料材料。这些材料可以承受较高的温度和压力,具有较好的机械强度和耐用性,相对于传统的通用塑料具有更高的综合性能和更广泛的应用范围,相对于金属材料更轻、更薄、更能耐受高温,因此在工业和科技领域中被广泛应用并逐步成为发展趋势。例如常见的用于制造发动机内罩、轴承的聚醚酮(PEEK)、用于制造耐高温的薄膜、涂料,防火织物的聚酰亚胺(PI)、用于制造餐具、耐酸碱的管道阀门的聚苯硫醚(PPS)等。在工程和科研领域中,材料高温下性能的精确测定对材料研究和产品设计至关重要。如果工程塑料材料在实际使用中耐热性不好,就可能会出现以下问题:Question”1)部件变形或软化:在高温环境下,超级工程塑料可能会失去其结构稳定性,导致部件变形或软化,影响其性能和寿命。2)减弱耐久性:高温环境可能会导致超级工程塑料的分子结构发生变化,从而降低材料的耐久性和使用寿命。3)失去机械强度:高温环境可能会导致超级工程塑料的机械强度减弱,从而影响其承载能力和抗冲击性能。4)失效:如果超级工程塑料的耐热性能不好,那么在高温环境下,部件可能会失效,从而影响整个系统的性能和安全性。这些问题的出现会影响整个机械设备的性能和寿命。此外,还可能会对人员和环境造成安全隐患,例如部件失效引发事故、释放有害气体等。因而在使用工程塑料时,必须考虑其耐热性能,并根据实际使用情况选择适合的材料。表征高分子复合材料耐温性能的一个重要指标是热变形温度。但随着高性能聚酰亚胺塑料和各种纤维增强材料的研制和发展,由于其材料本身性能优越,通用仪器很难满足其测试要求。目前国内测定材料热变形的设备大多采用油介质加热,最高测定温度不超过300℃。同时由于加热时介质油的挥发和分解,产生大量的油烟,极易造成环境污染和人员中毒。通用热变形测试仪由金属材料加工制造,高温时,金属自身变形量增大,会对测试材料变形量产生影响,得到的材料热变形数据并不能反应材料的真实性能。而安田精机的高温热变形温度测定仪在测试材料的高温性能方面具有突出的优势。出色的高温稳定性和机械性能安田精机的高温热变形测试设备采用石英材质制作支架、测试台和压头等部位,该材质能够在高达500℃的极端温度下保持卓越的性能,设备最高测试温度可以达到500℃,同时可选择更换维卡测试头,支持维卡测试。【已知石英材质的热膨胀系数是5.6x10-7/℃,而SUS304不锈钢材质是17.3x10-6/℃,这意味着在同样高的温度下石英材质更不容易变形】精密的温度控制和实时监测加热方式放弃使用介质油加热,而选用更加环保安全、便捷经济的空气加热,为了保证温度分布均匀,各测试台的空气隔室是独立的,各自具备温控功能,能够均衡升温;防样条碳化功能为保护试样在高温下不发生碳化,测试过程中可以注入氮气保护,氮气可以将氧气排出,由于其自身具有惰性,可以降低塑料的氧化速度;安田精机的高温热变形温度测定仪可广泛应用于材料科学、汽车制造、航空航天和能源等领域。其卓越性能、高温范围、精密温度控制和广泛的应用领域为特种工程塑料高温性能分析提供了解决方案。感兴趣的朋友欢迎私信我们了解!更多精密物性设备,尽在仕家万联!
  • 高温粘度测定仪前景预测
    高温粘度测定仪是一种用于测量高温液体粘度的仪器,广泛应用于石油、化工、材料科学、医药等领域。在科学研究、产品开发和质量控制等方面,高温粘度测定仪的作用越来越重要。二、现状分析目前,市场上存在多种高温粘度测定仪品牌和型号,主要分为国内和进口两类。国内品牌以价格优势和售后服务优势为主,进口品牌则以技术优势和品牌影响力为主。但是,无论是国内还是进口品牌,都存在一些问题,如测量精度不高、温度控制不稳定、操作繁琐等。三、发展趋势随着科技的不断进步和人们对物质性能要求的不断提高,高温粘度测定仪的发展趋势主要有以下几个方面:1.高精度测量:高温粘度测定仪的测量精度是评价其性能的重要指标之一。未来高温粘度测定仪将会采用更加先进的测量技术和算法,提高测量精度和稳定性。2.智能化操作:智能化操作将会是高温粘度测定仪未来的发展趋势之一。通过采用人工智能技术和大数据技术,高温粘度测定仪可以实现自动化操作和控制,提高实验效率和数据处理能力。3.多功能化:高温粘度测定仪将会向着多功能化的方向发展。除了测量粘度外,还可以通过添加其他辅助装置和功能模块,实现多种物质性能的测量和分析。4.网络化监控:高温粘度测定仪将会与互联网技术相结合,实现网络化监控和管理。通过远程监控和控制,可以实现对实验过程的实时监控和管理,提高实验的可靠性和安全性。四、前景预测根据市场调研和分析,未来高温粘度测定仪将会在以下几个方面有更大的发展空间:1.应用领域更加广泛:高温粘度测定仪将会在更多领域得到应用,如新能源、新材料、生物医药等新兴产业。同时,随着人们对物质性能要求的不断提高,高温粘度测定仪的应用领域将会更加广泛。2.技术更加先进:未来高温粘度测定仪将会采用更加先进的技术和算法,提高测量精度和稳定性,同时实现智能化操作和多功能化发展。3.服务更加完善:作为重要的实验仪器,高温粘度测定仪的服务质量也是用户非常关注的一个方面。未来高温粘度测定仪将会提供更加完善的服务,包括安装调试、维修保养、技术支持等全方位服务。综上所述,高温粘度测定仪作为一种重要的实验仪器,在科研和工业生产领域发挥着越来越重要的作用。未来高温粘度测定仪将会在应用领域、技术和服务等方面有更大的发展空间,为科研和工业生产提供更加可靠和高效的实验支持。
  • 持续高温,延期开学有必要吗?
    近日,终于迎来了开学季,原本家长们满心期待地送孩子们回到校园,结果四川、重庆、江苏等地连续遭遇高温天气,多地教育部门出于师生健康和安全考虑,纷纷宣布推迟2024年秋季学期开学时间。重庆市38个区县及自贡、南充等地的中小学和幼儿园,均将开学时间调整至9月9日。这一举措不仅引起了广大家长的关注,同时也让我们再次意识到,气候变化正在对我们的日常生活产生深远影响。 成都历年来的夏季平均最高气温也只有31℃,而近期却进入了“烧烤模式”,据报道,四川盆地一带正在经历的高温过程是同期罕见的,不仅高温持续时间长,从8月下旬开始,至少要持续到9月上旬;而且高温强度大,部分地区连续出现40℃以上的酷热。比如重庆沙坪坝,已经连续8天超过40°C,8月下旬或创造40°C+全勤历史纪录。这种天气让学校不得不采取停课措施,以确保学生的健康和安全。 成都市历年平均温度 气候变化知多少:高温背后的环境警示此次高温引发的停课现象,反映了我们在应对气候变化方面的准备不足。近年来,天气事件频发,尤其是高温热浪的加剧,已经成为气候变化带来的显著表现,气候变化适应(Climate Change Adaptation,CCA)成为国际社会讨论的焦点之一。 应对气候变化的方式主要有两条路径:一是减排,通过减少温室气体排放从根本上解决气候变暖问题;二是适应,在减排效果尚未显现之前,人类必须采取措施适应已经发生的气候变化,避免气候灾害带来的冲击。 全球变暖导致的气温上升,正让夏季变得更长、更热。高温不仅对人们的日常生活产生影响,更对健康、农业和生态系统构成了威胁。适应气候变化是在气候变暖已经对人类社会产生影响的情况下,采取的应对措施。适应措施包括基础设施的升级、应急预案的制定,以及对公共服务能力的提升。 在这样的气候背景下,推迟开学不仅是为了保障孩子们的安全,也是提醒我们,气候变化正在影响着每一个人的生活。 昕甬智测的承诺:助力气候变化适应 作为一家致力于环境监测的高科技企业,昕甬智测始终关注气候变化带来的影响。我们不仅在温室气体监测方面持续创新,也在推动气候变化适应的实践。通过提供高精度的环境监测设备,如HT8800系列便携式温室气体分析仪,我们的产品应用于清华大学深圳国际研究生院户外现场实验、塔里木大学双循环土壤呼吸多点长期连续监测、中国科学院常熟农业生态实验站施肥前后农田作物气体排放浓度观测,为相关部门和研究机构提供了准确的数据支持,帮助他们更好地应对天气的挑战。 我们相信,只有通过科学的研究和实际的行动,才能有效应对气候变化带来的挑战,确保未来更加可持续的发展。
  • 和呈发布高温试验箱新品
    各系统配置及技术说明: 箱体结构: 1) 本设备由室体、加热系统、电气控制系统、送风系统、保护系统等组成。 2) 箱体采用设备制作、业内工艺制造流程、线条流畅,美观大方。 3) 工作室材质为耐高温不锈钢SUS304材质,外箱材质为冷轧钢板,产品外壳采用环保金属漆喷制,整体设计美观大方,适合高端实验室的颜色搭配。 4) 工作室内搁架可随用户的要求任意调节高度以及搁架的数量。 5) 工作室与外箱之间的保温材料为硅铝酸高温棉,保温层厚度:>100mm, 隔温效果好,绝缘结构。从里到外有内腔、内壳、超细玻璃纤维、铝制反射铝箔片、空气夹层,内胆热量损失少。内胆外箱及门胆结构独特,极大减少了内腔热量的外传。 6) 门与门框之间采用密封材料及独特的橡胶密封结构,密封、耐高温性、抗老化性。 7) 箱内风道采用双循环系统,不锈钢多翼式离心风轮及循环风道组成,置于箱体背部的电加热器热量通过侧面风道向前排出,经过干燥物后再被背部的离心风轮吸入,形成合理的风道,能使热空气充分对流,使箱内温度均匀。提高了空气流量加热的能力,改善了高温箱的温度均匀性。 8) 加热器用不锈钢电加热管,升温快,寿命长。 温度测控系统: 采用韩国原装进口“HM”温度控制器,产品采用新PID模糊逻辑处理控制器,快速达到设定值且运行更加精确稳定。双屏高亮度宽视窗数字显示,示值清晰、直观。超温报警并自动切断加热电源。可以简化复杂的试验过程,真正实现自动控制和运行。 电器控制系统: 1) 电气控制元器件均采用原装进口品牌“欧姆龙” 2) 电气线路设计新颖,合理布线,安全可靠 3) 箱体顶部为电气控制柜,方便于集中检查维修 安全保护系统: 1) 超温报警 2) 过电流保护3) 快速熔断器4) 接地保护选配件(需另外收费,订购时请注意): 1) 可编程控制器,可实现升温速率可调和保温时间可调,多18段可编程。 2) 独立限温控制器,可实现在主控制器失灵后设备升温过高的情况下立即切断加热。 3) 无纸记录仪,通过USB接口将其记录数据导入计算机进行分析,打印等,是有纸记录仪的换代产品,八通道温度记录。 4) 配RS-485接口,可连接计算机和记录仪,实现实时监控工作状态。 5) 温度测试孔,可实现不同测试线或仪器插入设备工作室内进行各种试验,测试孔孔径有¢25、¢50、¢80可选。 6) 载物托架,烘箱标准配置是2个载物托架,客户可以根据具体要求增配托架数量。 创新点:BPG-9000BH升级型系列500度高温试验箱是由我公司技术小组经过多年研究和大量市场反馈信息稳定下来的产品,是国内温度均匀性和稳定性的高温箱。本设备适用于各种产品或材料及电气、仪器、仪表、元器件、电子、电工及汽车、航空、通讯、塑胶、机械、化工、食品、五金工具在恒温环境条件下作干燥和各种恒温适应性试验。 高温试验箱
  • 铁基高温超导材料研究取得重要进展
    近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室王征飞教授与美国犹他大学刘锋教授,清华大学薛其坤院士、马旭村研究员,中科院物理所周兴江研究员合作,首次发现了铁基高温超导材料中的一种新型一维拓扑边界态,该成果在线发表于《自然—材料》杂志。  自然界中至今还没有发现拓扑超导材料,如何设计寻找拓扑超导材料已成为研究人员关注的焦点。以往的研究思路是借助外延生长将拓扑材料放置在超导材料上或将超导材料放置在拓扑材料上,通过邻近效应实现拓扑超导体。但这种复合材料对于生长工艺的要求十分苛刻,阻碍了拓扑超导材料研究的发展。  研究人员以新型高温超导材料FeSe/SrTiO3为研究对象,结合理论计算、扫描隧道显微镜和角分辨光电子能谱,系统地研究了其反铁磁电子构型,并在实空间观测到自旋—轨道耦合所打开的拓扑能隙中一种新型一维拓扑边界态的存在。该研究工作揭示了FeSe/SrTiO3中同时存在的超导与拓扑两种特性,为探索单一材料高温拓扑超导体和马约拉纳费米子开辟了新途径。同时该工作也有助于进一步理解FeSe/SrTiO3的高温超导机制,对于推动铁基高温超导材料的机理研究具有重要意义。
  • 钒基“笼目”金属CsV3Sb5登上Nature正刊!
    在今年7月推出的钒基“笼目”金属的新闻中,我们介绍了国内多个课题组在新型准二维钒基笼目金属AV3Sb5 (A = K, Rb, Cs) 体系中取得的重要进展,该体系具有丰富的物理性质,是研究几何阻挫、非平庸拓扑能带、超导态以及多种电子序耦合竞争的重要平台。其中要数CsV3Sb5的研究为广泛,之前针对该材料的研究主要集中在利用高压手段探究电荷密度波(CDW)和超导态(SC)之间的非平庸的竞争关系(详细介绍:从编织篮到新型准二维钒基Kagome金属的前沿研究)。近日,钒基笼目金属CsV3Sb5的研究成果登上Nature正刊,该工作阐述了CsV3Sb5超导态中配对密度波的发现,对研究配对密度波的形成机制以及揭示其与非常规超导体超导机理的关联具有重大意义。下面我们将结合这篇文章对CsV3Sb5超导态非平庸物理机制以及其采用的研究手段一探究竟。 作者:中科院物理所的陈辉、杨海涛和物理所/国科大博士生胡彬 通讯作者:汪自强、高鸿钧 主要研究组:中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理研究中心高鸿钧研究团队 合作研究组:美国波士顿学院汪自强教授、以色列科学研究所颜炳海教授、 中国人民大学雷和畅教授、中科院物理所董晓莉研究员等01. 背景介绍 超导是电子在微观里两两配对组成库珀对后集体凝聚形成的宏观量子态。在传统的超导体中,动量相反电子两两配对,组成动量为零的库珀对,在超导体内部均匀分布,不会在平衡态中呈现波动特性。而在特殊情况下,电子配对形成动量不为零的库珀对,相应的超导态被称为配对密度波(Pair Density Wave)。理论预言配对密度波可以在非常规超导体中出现;实验方面,经过多年的努力,只在铜基高温超导体中寻找到支持配对密度波存在的证据。近备受关注的新型层状笼目结构超导体,具有非常规超导性以及反常的手性电荷密度波,这两者的同时出现预示着这类笼目超导体可能是配对密度波出现的理想载体。近期物理所高鸿钧研究团队利用自主设计组装的、居国际水平的低温强磁场扫描隧道显微镜/谱(STM/S)联合系统对高品质笼目超导体CsV3Sb5开展了系统的研究,不仅观测到配对密度波的存在,而且发现这种配对密度波与超流态中的旋子(roton)激发态行为类似,因而称为旋子-配对密度波。这些配对密度波的性质不同于铜基高温超导体中的配对密度波性质,预示着这类笼目超导体中有着新颖的配对密度波形成机制。(摘自:中科院物理所官网)02. 图文导读图1. CsV3Sb5 的原子结构与解理面的STM图像 CsV3Sb5 的晶体结构为Cs-Sb2-VSb1-Sb2-Cs层状堆叠(图1a),具有六度对称性,空间群为P6/mmm。其中中间VSb1层,是由V原子构成的笼目格子与Sb1原子构成的简单6角格子相互嵌套形成(图1b)。4.2K温度下的原子分辨STM图像表明,解离面存在多种端面,其中图1c的明暗区域分别对应了×R30°重构的Cs表面和1×1的 Sb表面(图1c, d)。由于Cs原子表面的不稳定性,本论文的后续有关密度波研究均在大而干净的Sb表面(图1e)展开。非平庸强耦合超导体图2. CsV3Sb5 的微分电导谱中的V形超导能隙以及应用超导针观测到的约瑟夫森效应本文先在Cs、Sb原子表面分别研究了300mK电子温度下的空间平均微分电导(dI/dV)谱线(图2a),可以看出谱线展现出明显的V型特征且两相干峰能量位置关于费米能EF对称,但零偏置下非零局域密度态(LDOS)的存在(Sb原子表面更低)表明能隙中线节点的存在或者费米面未完全打开能隙。为进一步研究能隙性质,采用了超导Nb针替换了W针,观测到了显著的库珀对隧穿的约瑟夫森效应(图2d),从而进一步验证了CsV3Sb5表面确为超导相。两种针能隙随温度的演变均表明CsV3Sb5表面超导转变温度为Tc~2.3K(图2b, f)。V型能隙以及EF处非零的LDOS都表明CsV3Sb5表面非平庸超导体的特征。又因为超导能隙(~0.5 meV)与Tc比值2/kBTc~5.2,处于强耦合非平庸超导体区域。超导态与电荷密度波共存图3. CsV3Sb5 在±5 meV能量内伴随有超导能隙、相干峰和隧穿电导的能隙深度的双向4/3倍晶格空间调制电子温度300mK(Tc以下)的大范围70 nm×70 nm STM形貌图(图3a)具有明显的空间调制特征,相应的傅里叶转换多出两套衍射斑点(如图3b绿色,红色衍射斑),分别对应2a0×2a0双向和4a0 单向条纹电荷密度波。不仅如此,这两套衍射斑点在不同偏压、不同位置的dI/dV图谱的傅里叶转换中都存在(图3c-f),表明这两种电荷密度波具有长程序,进而说明CsV3Sb5表面非常规超导态与两种电荷密度波(CDW)共存,具有smectic超导序。配对密度波与超导能隙特征的空间调制让人惊奇的是除原子分辨STM图外,所有dI/dV图谱的傅里叶转换中都额外又多出一套衍射斑(图3c-f 粉色衍射斑),对应4a0/3双向电子晶格空间调制,但仅存在于超导能隙偏压范围内,说明这种密度波与长程序的 CDW具有明显差别,暗示的SC凝聚时产生了次要4a0/3双向配对密度波(PDW)(图3h)。为探究PDW对材料超导性质影响,作者沿图3i蓝线测量了一系列dI/dV谱图,发现超导能隙、相干峰高度和能隙深度均受到PDW波矢调制(图3l-n)。不同于普通超导体中的配对密度波,这种配对密度波与超流态中的旋子(roton)激发态行为类似,因而称之为旋子-配对密度波。配对密度波可视为赝能隙的“母态”图4. 在300mK施加垂直磁场以及4.2 K零磁场下观测到的配对密度波以及赝能隙 沿c轴方向施加外磁场,发现材料的上临界场为2T ,0.04T已经观测到Sb原子表面dI/dV图谱出现明显的场诱导涡旋(图4a)。选择位于涡旋晕的区域(图4a中蓝色格子)获得dI/dV (r, -5mV)图谱,相应的傅里叶转换(图4c)中可以发现4a0 /3 PDW衍射斑仍然存在。同样区域,保持温度不变、磁场提升至上临界场2T,或者磁场退到零、温度提升到超导温度之上,dI/dV (r, -5mV)图谱相应的傅里叶转换仍然观测到了PDW衍射斑,说明配对密度波对应波矢并没有随超导态的消失而消失。从图4h区域平均dI/dV谱随温度和磁场的演变可以看出,超导态移除后赝能隙的能量范围(~±5meV)与PDW观测能量区间相吻合,暗示超导态的配对密度波可以诱导产生具有相同空间调制的二次电荷密度波,可视为赝能隙形成的“母态”。这篇研究成果不仅次在原子尺度揭示了AV3Sb5家族的非常规超导态的特性质,也是实验上次在铜基超导体外的超导体系发现非常规配对密度波具有重大意义,于2021年9月29日以“加快发表”形式在Nature杂志在线发表。图5. CsV3Sb5单晶基本性质表征。a,c,e 磁化率、比热和霍尔电阻测量表明CDW转变发生在90-97K之间。b,d,f 低温区磁化率、比热和电阻率测量表明超导转变温度在2.8K,高于文献中的2.5K是因为生长样品的超高品质。磁化率的测量能够对样品的磁性变化做出非常灵敏的判定,文中的CDW转变与超导转变处均观察到了非常明显的抗磁信号,并且与比热和电输运测量数据能够较好的吻合。磁、电、热等基本性质表征能够帮助用户迅速定位样品的相变区间从而展开更为细致的分析。PPMS综合物性测量系统以及MPMS磁学测量系统优异的温度稳定性和精细磁场控制是其测量的基础。经过几十年发展,PPMS和MPMS已成为可靠实验数据标准,遍布几乎所有实验室,广泛应用于物理、化学和材料科学等众多研究领域,是各课题组开展拓展测量的开放实验平台。图6. 全新一代综合物性测量系统PPMS DynaCool和磁性测量系统MPMS3
  • 自主研发!3000℃高温下,实现成功测量
    记者9日从北京航空航天大学获悉,该校李宜彬教授团队首次利用自主研发的紫外-数字图像(UV-DIC)系统,实现了3000℃超高温极端环境应变场测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域权威杂志《无损检测与评价》。该论文通讯作者,北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽介绍,他们通过紫外-数字图像系统,仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射,同时开发出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。“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。
  • 创元公司出席全国真空高温低压渗碳技术论坛会并宣传代理产品---日本不二越公司真空高温渗碳装置
    创元公司出席全国真空高温低压渗碳技术论坛会并宣传代理产品---日本不二越公司真空高温渗碳装置近日陈来军助理代表创元公司参加了全国热处理学会在常州举办的全国真空高温低压渗碳技术论坛并在会上宣传我司代理新产品----日本不二越公司真空高温渗碳装置。日本株式会社不二越公司高温真空渗碳炉简介1、 技术优势:对齿轮钢等零件在相同的渗碳层深度条件下,渗碳温度可以提高很多,渗碳温度最高可达1050度。和气体渗碳相比可以使渗碳时间缩短一半,渗碳质量更为稳定可控,相比以前更节能,环保。2、 历史悠久:自1999年开发出第一台高温真空渗碳炉一来,已经拥有小型实验型以及大型生产设备多种系列产品。在日本国内已经有30多家客户,爱知特钢等已经使用该公司该设备开始量产汽车零部件。3、小型高温真空渗碳炉NVC基本参数:炉容量(100KG)、达到的真空度为10Pa、最高渗碳温度为1050度,占用空间为3x4mx5m(高),无气体发生装置使用气瓶C2H4,渗碳室和淬火室用门分开,除了装料需要人工外,其他动作全部自动完成。 与会者一直认为,传统的渗碳方法是一个时间长、污染环境、耗能大的漫长过程,而高温真空低压渗碳技术的发展使得渗碳过程变得干净、耗能更少,质量更为稳定可控。 这一技术可广泛用于汽车工业,如变速箱和传动装置上的零部件以及其他需要进行零部件表面渗碳淬火的工业领域.欢迎大家来电垂询!
  • 2013梅特勒托利多热分析用户培训会报名
    尊敬的客户:您好! 2013年梅特勒托利多热分析用户培训会将于今年7月17-19日在有着&ldquo 百岛之市&rdquo 之称的美丽海滨城市-珠海举办,在此诚邀您的参与! 热分析是仪器分析的一个重要分支,对材料的表征发挥着不可替代的作用,目前成为越来越多的科研机构和企业实验室使用的通用仪器。热分析试验方法较多,并且测量结果受多种因素的影响,因此深入了解仪器特点并使用正确的方法开展实验,正确的结果分析对于技术人员非常重要。为了让更多技术人员掌握热分析技术,更好的进行各类材料的研究及质量控制,梅特勒托利多公司每年都举办针对用户的大型技术交流会,今年我们将重点放在技术应用、仪器和软件使用以及结果分析上,届时将邀请长期支持梅特勒托利多热分析事业的专家和资深技术顾问与大家现场交流与讨论,欢迎所有对热分析技术感兴趣的人士踊跃参与! 培训会报名地址: http://cn.mt.com/cn/zh/home/events/seminars/cn_ta_user_tech_seminarinvitation2013.html?cq_ck=1369300478036 【会议内容】 热分析论著的规范表达:实例辨析; 热分析应用概述 热分析在高分子材料中的应用; 热分析在制药行业的应用; 玻璃化转变Tg的测定; 低温/高温比热容测试技巧及注意事项; DSC及TGA曲线解析; 仪器实验技巧(DSC、TGA、TMA、DMA); 热分析STARe软件操作技巧; 热分析仪器的维护、保养; 【会议时间】2013年7月17~19日(16日报到) 【会议地点】珠海星城大酒店 多功能厅 (珠海市商业文化中心区吉大景山路 88号,) 【注意事项】1)16日报到时请携带此通知单,出示您的名片,在签到处免费领取会议资料; 2)如果您有事不能前来,可推荐您的同事代为参加,并出示被邀请人名片和本人名片,我们将协调其参会; 3)会务费2000元/人(含培训费、资料、餐饮等),住宿可统一安排,费用自 理; 会议日程 7月17日 06:30 - 08:30 Breakfast 早餐 09:00 - 09:30 欢迎词与热分析简介 陆立明 梅特勒托利多中国区经理 09:30 - 10:30 热分析论著的规范表达:实例辨析 刘振海 中科院长春应用化学研究所教授 10:30 - 10:45 Tea Break 茶歇 10:45 - 12:00 热分析应用概述 唐远旺 梅特勒托利多热分析技术主管 12:00 - 13:00 Lunch & Break 午餐&午休 13:00 - 13:30 合影 酒店内 全体人员 13:30 - 14:30 热分析在制药行业的应用 范玲婷 梅特勒托利多热分析应用顾问 14:30 - 14:45 Tea Break 茶歇 14:45 - 16:00 热分析在高分子材料中的应用 孔鹏飞 梅特勒托利多热分析应用顾问 16:00 - 17:00 低温/高温比热容测试技巧及注意事项 唐远旺 梅特勒托利多热分析技术主管 17:00 - 17:30 FAQ 问题交流 18:00 - 20:30 Dinner 外出晚餐 全体人员 7月18日 06:30 - 08:30 Breakfast 早餐 09:00 - 10:30 DSC及TGA曲线解析 Craig Gordon 梅特勒托利多热分析亚太区经理 10:30 - 10:45 Tea Break 茶歇 10:45 - 12:00 DSC 及TGA实验技巧 孔鹏飞 梅特勒托利多热分析应用顾问 12:00 - 13:00 Lunch & Break 午餐&午休 13:00 - 13:45 玻璃化转变Tg测定 李焱 梅特勒托利多热分析应用顾问 13:45 - 14:30 TMA和DMA操作技巧 孔鹏飞 梅特勒托利多热分析应用顾问 14:30 - 14:45 Tea Break 茶歇 14:45- 15:45 热分析STARe软件操作技巧 李焱 梅特勒托利多热分析应用顾问 15:45 - 16:45 热分析仪器维护及保养 唐幸初 梅特勒托利多热分析服务主管 16:45 - 17:00 F&A 问题交流 17:00 - 17:30 Lucky draw 幸运抽奖 18:00 - 20:30 Dinner 外出晚餐 全体人员 7月19日 Team Building 全体人员 如有疑问或交流详情,请联系如下: 联 系 人:杨献玲 邮 箱:thermalanalysis@mt.com 联系电话:021-64850435*1733 手 机:13818489304 梅特勒托利多(中国) 热分析仪器部 2013年5月 培训会报名地址: http://cn.mt.com/cn/zh/home/events/seminars/cn_ta_user_tech_seminarinvitation2013.html?cq_ck=1369300478036 更多信息,请访问 梅特勒托利多热分析仪器部 梅特勒托利多官网
  • 小知识 | 高温超纳米压痕系统
    一基本介绍高温纳米压痕仪的主要用途是获得薄膜和材料在一定温度下的微观力学性能,其力学性能随温度变化的特性具有巨大的工业和科学意义。但高温测量中存在热漂移,信号稳定性(噪声),表面氧化和尖端样品反应的困难,安东帕研发了一种新型的高温真空纳米压痕仪,该压痕仪能够完成在特定温度下的超稳定的测量,是一款商业化的高温纳米压痕仪。二工作原理该系统基于超纳米压痕测试仪(UNHT),该测试仪利用一种主动表面参照技术,该技术包括两个独立的轴,一个用于表面参照,另一个用于压痕。在这种对称结构和差分深度测量技术中使用的极硬且热膨胀系数非常低的材料导致系统的柔量可忽略不计,并且热漂移率非常低。这样就可以进行稳定且长期的测量(例如蠕变测试),而不必担心漂移和噪声。每个轴都有自己的执行器,位移和负载传感器。对于两个轴,通过压电执行器A1和A2施加位移。压头和基准上的负载是从弹簧K1和K2的位移获得的,这些位移是用电容式传感器C1和C2测量的。压头的位移是通过差分电容传感器C3相对于基准进行测量的。精确的反馈回路确保连续控制压头和基准上的法向力。三针尖与样品表面温度的匹配-热漂移最小化实验过程中热电偶读取的温度不是压头和参比端以及样品表面的真实温度。因此,压头和样品的表面温度需要精确匹配,以避免热量流过触点,从而避免热漂移。我们开发了以下3个步骤的程序来匹配此压头的尖端样品表面温度:a.将压头尖端放在距离样品表面约100微米以内的位置,并使用PID控制将样品和尖端加热到目标温度。现在,安装在压痕头上的热电偶将直接与样品表面接触。将样品表面温度调节至目标温度。温度稳定后,请切换至恒定功率模式以防止瞬时温度波动b.温度粗调:通过调整针尖加热过程中热电偶的温度,以最大程度地减大载荷压入样品表面时引起针尖的温度变化c.温度微调:进一步微调针尖加热过程中的功率,以达到零热漂移率(a) 长时间蠕变测试时的压痕温度(b) 通过粗调压头温度,以最大程度减少接触产生时的温度变化(c) 直接在热漂移测量过程中微调压头的加热功率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
  • 高温可达3000℃!高温高压光学浮区炉顺利落户中国电子科技集团公司第九研究所
    近期,德国Scientific Instruments Dresden GmbH(下文简称:ScIDre)公司生产的HKZ系列高温高压光学浮区炉在中国电子科技集团公司第九研究所顺利完成安装调试。图1:德国ScIDre制造商工程师安装现场图片图2:设备运行、调试现场图片 光学浮区法单晶生长工艺具有无需坩埚、无污染、生长快速、易于实时观察晶体生长状态等诸多优点,有利于缩短晶体的研究周期并加快难以生长晶体的研究进展,非常适合晶体生长研究,是目前比较公认的获得优质单晶样品的手段之一,现已被广泛应用于各种超导材料、介电和磁性材料以及其它各种氧化物及金属间化合物的单晶生长。 目前,高熔点、易挥发性材料是浮区法单晶生长领域的技术难点之一。针对于此,德国ScIDre公司研发推出了HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉,设备可提供高达3000℃以上的生长温度,同时晶体生长腔可实现高达300bar的压力,可通过高压手段达到抑制挥发的作用。HKZ的诞生进一步优化了光学浮区法单晶炉的生长工艺条件,拓宽了光学浮区技术的应用场景,使得高熔点、易挥发性材料的单晶生长成为了可能。 图3:德国ScIDre公司HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉德国ScIDre公司HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉技术特色:☛ 采用垂直式光路设计方案,加热更均匀☛ 可同时实现压力高达300bar(选配)和温度高达3000℃(选配);☛ 能够独立控制不同气体的流速和流量,能够实现样品生长的气体定速、定量混合供气;☛ 在保持氙灯输出功率恒定的情况下,采用调节光阑(shutter)的方式对熔区进行控温;☛ 能够针对不同温度需求采用不同功率的氙灯,从而对灯泡进行有效利用,充分发挥灯泡使用效率和寿命;☛ 拥有丰富的功能选件可进行选择和拓展,包括专利熔区红外测温选件、1×10-5mbar的高真空选件、实现氧含量达10-12PPM的气体除杂选件、对长成的单晶可提供高压氧环境退火装置选件等。 图4:高温高压光学浮区法单晶炉光路原理示意图 中国电子科技集团公司第九研究所(西南应用磁学研究所),主要从事磁性功能材料方向的研发、生产和基础研究,是我国磁学领域重要的综合性应用磁学研究机构之一。Quantum Design中国非常荣幸将德国ScIDre公司生产的HKZ高温高压光学浮区法单晶炉安装于中国电子科技集团公司第九研究所,该系统将为用户单位在磁性功能材料及其他新材料探索等诸领域的科研工作提供相关单晶样品制备支持!
  • 高温下的默默坚守
    2017年的夏天,杭州又是一个烤炉一般的夏天,扑面而来的热浪让人窒息,寻找一个合适的地方避暑,成了人们茶余饭后的主题。就在大家享受着空调、抱怨天气炎热的时候,却有这样一群人,与骄阳同行,与高温为伴,默默坚守,挥洒汗水,成为这座城市蓝天白云,青山绿水的幕后功臣。辛勤作业的背后,是蓝天白云与夕阳“白+黑”、“5+2”的工作模式已成了大部分环保人的家常便饭  从8月11日中央督查组入驻杭城之后,聚光人的生活与工作密不可分。几十名外场采样人员全部连夜外派驻扎信访企业现场,随时听候环保局的任务指派。  90后的采样人员说,连日来的高温让大家备受考验,没想到还遇上了中央督查组,工作量急剧增加,但为了我们的生活环境,为了蓝天白云的美景,咬咬牙坚持一下,再苦再累也值得。  此次督查组行动将持续一个月,在各个环保部门的委托下下,聚光科技下属子公司浙江聚光检测技术服务有限公司(以下简称“浙江聚光检测”)全力配合开展信访工作。所有浙江聚光检测工作人员实行“白+黑”、“5+2”的工作模式,“四班倒”,每天早8:30开工,晚21:30下班,每天22:30开工,早上8:30下班。加班加点协助环保部门的相关检查工作。 脚下是被太阳炙烤的铁板,身旁是高温热壁脚踏实地把监测工作做细做实  每天早上最热闹的是七点半之前,浙江聚光检测的外场工作人员要陆续出发了,搬仪器,推设备,扛烟枪……到了企业是正常上班的八点半,又一次搬仪器,装设备,测试现场,准备开工,几个步骤一气呵成。几十米高的平台上站上40分钟,豆大的汗珠顺着额头不断往下滴,蓝色的工作服早已被汗水浸透,不得已只剩下一件薄衣。  “最近天气热,所以安排他们早些出门,最热的时候正好也是外场采样最忙的季节”,浙江聚光检测采样部经理金阳阳说道,“正常情况下,三四人一组每天跑一家企业测三四个烟囱,大多数时候我们都要到晚上21点以后才能下班。采完样回来,还要与实验室交接样品,整理表单。”  每年6—9月是采样检测旺季,整个实验室都进入高负荷状态,“最热的时候,烟枪在太阳下放两分钟,就烫得不能拿了,天热、任务多,我们的身体也常常吃不消。”采样员说道,很多采样员因为太热而放弃这份工作,但为了完成环保人的工作使命,依然有这么多的环保人冒着酷暑坚持工作。 采样员的日常  抬头就能见到蔚蓝的天空、出门就能呼吸到清新的空气,这是我们共同的期待。当我们关心头顶的蓝天是否常在,身旁的河流是否清澈,空气质量的优良天数是否在一天天增加时,又有多少人会关注这些默默付出的环保人。  当阳光洒满了大地,此刻,你或许在大自然的怀抱中,尽情踏青赏花;或许在一片广袤的草地上,释放连日的疲惫;或许在享受一个慵懒的午后时光,在家中陪伴家人。而捍卫环保的环保人他们在哪里呢?他们正在为蓝天白云辛勤劳动,为清新空气挥洒汗水。所以,榜样就在我们身边,在环保的道路上奋力前行。
  • 拓捷仪器发布TOP系列高温高压消解仪新品
    高温高压消解仪一:产品简介 TOP系列高温高压消解仪是浙江拓捷仪器设备有限公司独立研制的产品。一体式智能液晶触摸屏控制,具有消解快速、高效、节能、方便等优点,适用于实验室各类样品的消解前处理过程,为实验样品中主量及微量元素的分析提供高效优质的样品制备。能够快速地同批次处理49个土壤、食品、化妆品等样品,是实验样品中主量及微量元素的消解前处理的一把好手!二:市场前景元素的分析测定是否准确对实验研究相当的重要,而在元素分析前对样品前处理是分析化学研究的重要过程。作为测定微量元素及痕量元素时消解样品的得力助手,高温高压消解仪主要通过利用高压消解罐体内强酸或强碱且高温高压密闭的环境来达到快速消解难溶物质的目的。三:基本参数四:竞争优势世界上第一台高温高压电热消解仪1:高温高压高通量2:专利反应槽结构设计3:专利冷却块结构设计4:操作简单,维护方便,5:性价比高。五:消解罐组件创新点:(1)现在市场上的消解仪主要有微波消解仪和电热消解仪,微波消解仪能够做高温高压消解,而电热消解仪只能做常压的消解。拓捷仪器生产的高温高压电热消解仪现在是市场上唯一的高温高压电热消解仪。 (2)拓捷仪器通过技术革新的高温高压电热消解仪能够进行高温高压的消解反应,消解效果可以跟微波消解相媲美。 (3)专利的反应槽结构设计使得消解罐内罐有消解外罐的保护,能够进行高温高压的消解反应。专利的冷却块设计解决了电热消解仪消解反应完成后的快速冷却问题,大大提高了消解效率。 TOP系列高温高压消解仪
  • 我国高温超导滤波系统实现规模商业应用
    记者10月22日从在清华大学召开的高温超导滤波技术成果鉴定会上获悉,我国自主研制、拥有完全自主知识产权的高温超导滤波系统首批产品订货已完成生产并交付用户使用,在全国16个省市区的通信装备上投入长期实际应用。这是我国高温超导应用研究的重大突破,标志着我国高温超导在通信领域已进入规模商业应用和产业化阶段。鉴定会专家对项目成果给予高度评价,鉴定意见指出,项目总体技术达到国际先进水平,为采用高温超导技术提高通信装备的抗带外干扰性能和电磁兼容性奠定了坚实的技术基础,为我国通信现代化作出了重大贡献。   据该项目负责人、清华大学物理系教授曹必松介绍,自1986年高温超导材料发现至今,26年来我国投入大量人力物力进行应用研究和技术攻关,其最终目的就是要实现高温超导材料的大规模商业应用。“这次高温超导滤波系统由最终用户采购,在全国16个省市区批量供货投入运行,与一般的研究或以试验为目的的应用完全不同,标志着经过长期不懈的研究,我国高温超导研究已经从实验室研究阶段发展到了面向最终用户的大规模商业应用。高温超导真正的实际应用已经成为现实。”   据了解,在微波频段,高温超导材料的电阻比普通金属低2—3个数量级,用超导薄膜材料制备的滤波器带内损耗小、带边陡峭、带外抑制好,具有常规滤波器无法比拟的、近于理想的滤波性能。“但是高温超导材料必须在其转变温度Tc以下才能实现其超导零电阻特性,所以高温超导滤波系统的研发难度非常大。我们和综艺超导科技有限公司共同研发的超导滤波系统是由超导滤波器、在零下200摄氏度工作的低噪声放大器和小型制冷机等部件组成的,具有极低的噪声和极好的频率选择性,可应用于各种无线通信装备,同时大幅提高灵敏度和选择性、提高抗干扰能力和探测距离等。”曹必松说。   2005年,在国家科研经费支持下,该项目组在北京建成了超导滤波系统移动通信应用示范基地,实现了小批量长期应用。为实现超导滤波系统在我国的规模化商业应用,在国家相关部门和各级领导支持下,清华大学和综艺超导科技有限公司的研究团队十余年如一日,艰苦奋斗,攻克了高性能超导滤波器和低温低噪声放大器设计制备技术、多通道超导滤波器性能一致性研制技术、满足装备苛刻使用要求的环境适应性技术和超导滤波系统集成技术等一系列技术难题,获得超导滤波技术授权发明专利10多项,于2009年12月完成了超导滤波系统产品样机的研制。   2010年1月至11月,在国家主管部门的组织下,由7个专业测试单位对超导滤波系统产品进行了全面性能测试,包括电性能测试,满足通信装备高低温、冲击、振动、低气压、盐雾、霉菌、湿热等苛刻使用要求的环境适应性试验,通信装备加装超导滤波系统前后的性能对比试验和用户长期试用等。   试验结果表明,超导滤波系统的全部性能都达到或超过了通信装备实际应用的技术要求。在通信装备上加装超导滤波系统前后的性能对比试验表明,超导滤波系统使重度干扰下原本无法工作的通信装备恢复了正常工作,使中度干扰下装备最大作用距离比原装备平均增加了56%。自2010年10月起,超导滤波系统在该型通信装备上投入长期运行,至今已连续无故障运行2年以上。   2011年1月19日,超导滤波系统通过了国家主管部门组织的技术鉴定,获得了在我国通信装备实际应用的许可。同年8月,综艺超导公司获得了首批5种型号超导滤波系统产品的订货合同,在全国10多个省市区推广应用。其他型号超导滤波系统产品也将在未来几年内陆续投入市场。   据介绍,综艺超导科技有限公司由江苏综艺股份有限公司等股东投资、在2006年成立的高新技术企业,公司设在北京中关村科技园区。目前,综艺超导已建成一流水平的超导滤波系统生产基地,并且已经顺利完成首批高温超导滤波系统批量生产和用户交付。   曹必松说,高温超导滤波技术在移动通信、重大科学工程和国防领域具有广阔的应用前景。为进一步推广超导滤波技术的应用,还需要攻克适应于各种不同通信装备应用要求的高难度的超导滤波系统设计、制备技术、适应于各种应用环境的环境适应性技术等研究难题。   与会专家认为,经过未来几年的努力,该技术将在更多无线通信领域获得大规模应用,并带动超导薄膜、制冷机、专用微波元器件等相关产业链的形成和发展,在我国形成一个全新的高温超导高技术产业,为我国通信技术的升级换代提供一种全新的、性能优异的解决方案。
  • 10台高温持久蠕变产品在西飞公司顺利通过验收
    近日,三思纵横发往西飞公司的10台高温持久蠕变试验机顺利通过客户验收,并获得用户的认可。   高温持久蠕变试验机是三思纵横全部重新研发并在今年推向市场的新一代高温持久蠕变设备。新一代的高温持久蠕变试验机与传统的设备相比,具有许多的改进和优点:产品造型新颖美观,占地面积较小,可选配对开式和圆筒式高温炉,高温炉可以选配电动升降系统,不用人工干接触高温炉,极大的提高了产品的安全性和可靠性,下拉杆行程变长,更加方便进行多种试验组合。   2011年,三思纵横的高温持久蠕变产品已经销往国内十多个知名企业和军工单位,销售额逾千万元。     技术人员对产品做出厂前的检测 产品整齐的排列在生产线上,整装待发
  • 高温试验箱的优势主要体现在哪里?
    高温试验箱可在各种高温环境中工作,通过再现高温的气候环境,测试受试产品材料在这种气候环境下产生的性能变化。如今测试箱在航天航空、汽车船舶、仪器仪表、科研以及家电等各个行业中有不可忽视的作用,其是一款测试设备,用来测试和确定电工,以此来判断相关产品的使用情况。  如今,不少行业在进行高温作业时,基于其温度实验范围较广,加上其他节能、安全系数高、控温等优势,高温测试试验设备逐渐成为很多用户的选择。那么,这种试验设备凭借着什么独特的优势才能获得行业的选择呢?下面小编将给大家说一说。  一来,高温试验箱温度控制灵敏度高,单独设计的循环风道能很好的控制箱内温度。独特的循环风道设计,让设备作业中产生的热空气在出风口和回风口循环流转,好将热气都散发出去,从而达到保证测试箱内温度均匀度的目的。  二来,测试设备采用优质温度控制器,数据更精准,温度适应性与承受力更强。相比较老式只能承受150℃-200℃的测试设备来说,能在300℃,甚至更高温下正常运作的高温测试试验设备使用范围更广泛。且设备还具有漏电保护、超温报警以及超温保护等功能,安全性更有保障,用户操作起来也更方便。  此外,相比较其他设备来说,这种款式的测试箱造型更为美观新颖,外部箱体选择不锈钢镜面板氩弧焊进行制造,外胆部分则选择更为精良的钢板喷塑来进行处理,不仅实用,而且美观。  以上是高温试验箱所具备的优势,希望对您有帮助。如需了解更多相关知识,可关注本站。
  • Advanced Materials:高压制备首个兼具大电极化和强磁电耦合的单相多铁性材料
    磁电多铁性材料是指同时具有磁有序与电化有序的一类多功能材料,利用两种有序的共存和相互耦合,可以实现磁场调控电化或者电场改变磁性质。多铁性材料作为具有重要应用前景的自旋电子学材料体系获得了广泛研究,有望用于实现下一代信息存储器、可调微波信号处理器、超灵敏磁电传感器等领域。而实际应用要求材料同时具备大的电化强度以及强的磁电耦合效应,且这种兼容性在以往的单相多铁材料中很难存在。因此,寻找兼具这两种优异性能的单相多铁性材料是十分迫切但又具挑战的科学问题。 近期,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理实验室龙有文研究员(Quantum Design公司用户)团队,利用特的高温高压技术,次成功制备了具有A位有序钙钛矿结构的BiMn3Cr4O12体系,并罕见地发现该单相材料同时具备大电化强度以及强磁电耦合效应。 图1 BiMn3Cr4O12的一系列磁电测试结果(a)磁化率及其居里-外斯定律拟合;(b)比热与介电常数;(c)热释电与电化强度;(d)磁化曲线;(e)低温热释电;(f)低温电化强度 通过磁化率、磁化强度、比热、介电常数、电化强度、电滞回线、高分辨电镜、同步辐射X光衍射与吸收谱、中子衍射等一系列综合结构表征与物性测试,龙有文团队发现,随着温度降低,BiMn3Cr4O12在135 K经历了一个铁电相变,在该铁电相变温度以下可观察到显著的电滞回线,并导致大电化强度的出现。 图2 BiMn3Cr4O12不同温度下的电滞回线,展示了大电化强度 当温度降低到125 K时,BiMn3Cr4O12经历了一个反铁磁相变,中子衍射证明该反铁磁转变源于B位Cr3+离子的G-型长程反铁磁有序,而A' 位的Mn3+离子仍未形成磁有序。在125 K以下,长程磁有序与铁电化共存,但该反铁磁序不能诱导电化相变,因此材料进入到具有大电化强度的类多铁相(电化强度可能会比较大,但磁电耦合很小)。 图3 磁场对BiMn3Cr4O12电化的调控,展示了强的磁电耦合效应 当温度继续降低至48 K时,A' 位的Mn3+离子也实现G-型长程反铁磁有序,并且A' 位Mn3+离子与B位Cr3+离子一起组成的自旋有序结构导致化磁点群的形成,可以打破空间反演对称性。因此,48K时的反铁磁相变诱导另一个铁电相变,伴随强的磁电耦合效应的出现,此时材料同时呈现二类多铁相(材料具有较强的磁电耦合,但电化强度往往很弱)。由此可见,低温下BiMn3Cr4O12既包含类多铁相又包含二类多铁相,从而大的电化强度与强的磁电耦合效应在这一单相多铁材料中同时实现,突破了以往这两种效应在单相材料中难以兼容的瓶颈,大大推进多铁性材料的潜在应用。 相关研究结果于近期发表在Adv. Mater. 29, 1703435(2017), 并被该期刊选为Inside Cover。该工作获得了国内外同行的广泛合作,同时获得了科技部、自然科学基金委、中国科学院等项目的支持。 文章来源:(中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室,终解释权归中国科学院物理研究所 | 北京凝聚态物理实验室官网所有) 相关产品:SuperME 多铁材料磁电测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C148929.htm TEGeta 多功能热电材料测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C277658.htm完全无液氦综合物性测量系统 DynaCool:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C18553.htmMPMS3-新一代磁学测量系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C17089.htm多功能振动样品磁强计 VersaLab 系统:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C19330.htm
  • 喆图智能高温马弗炉S13-7P的应用
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