走进材料实验室看仪器之电子科技大学长三角研究院|湖州

【编者按】电子科技大学长三角研究院（湖州）六大共享实验平台配备了一大批高水平的仪器设备，为研究生在湖科研创新实践提供强力支撑，已获得在湖师生的一致好评。今天，请大家跟随小编的脚步一起走进电子科技大学长三角研究院（湖州）六大共享实验平台之一的材料实验室！

材料实验室

Materials Laboratory

1平台建设

研究院围绕国民经济发展的迫切需求，以国际前沿基础科学问题和国家重大需求为导向，以服务于当地产业发展为目标，建设材料实验室。

该平台承担着材料的合成与制备、材料微观结构分析、化学性能表征以及器件的应用研究等工作。目前，已服务于研究院十多个科研团队。

该平台力求与当地企业、高校、研究机构合作发展，在现有领域实现1+1>2的效果。

2应用领域

基础应用领域

新能源材料与智慧能源

• 绿色发电技术：太阳能电池、氢燃料电池、金属-空气燃料电池等

• 高效储能技术：超级电容电池、锂/钠离子电池、多价离子电池、固体电解质与固态锂电、穿戴式柔性储能、液流电池、飞轮储能等

• 低碳节能技术：气凝胶材料、电致变色玻璃、光储直柔技术等

应用举例：电动汽车、电动船舶、电动飞行器的动力系统、新型电力系统中可再生能源发电和储能系统等。

光电催化与环保材料

• 催化材料：光催化、电催化

• 环境治理：大气水污染治理、防污/自清洁涂层、土壤治理等

• 资源再生：CCUS、生物质转化、工业废物回收与利用

应用举例：光或电二氧化碳催化剂，可以缓解大气中二氧化碳的积聚，还可以得到燃料和化学品，对建设具有绿色碳循环特征的可持续发展社会具有重要意义。

传感/智能材料与器件：

• 包括智能化学传感器、电（热）致变色、人造皮肤、智能药物等。

应用举例：可穿戴化学传感器和生物传感器能够动态和无创监测生化标志物，从而提供体内生理信息。

表面工程与电子封装领域

• 包括超疏水涂层、电子封装材料与5G应用、等离子体加工与热沉工艺、3D打印技术、FPC柔性电路与集成器件等领域。

应用举例：5G滤波器的基板及金属化封装工艺技术。

未来应用领域

低成本全工况高效发电、宽温域全天候致密储能、碳中和化学能与电能互联、介入式靶向生物治疗医学、穿戴式柔性智慧传感系统等。

3测试功能

分析材料成分（相分析）、材料内部分子的结构或形态、结晶度、物相转变等；

观察和检测非均相有机材料、无机材料及微米、纳米级样品的表面特征；

样品表层的微区点线面元素的定性及定量分析；

形貌、化学组分综合分析能力以及热学性能、电化学性能测试能力。

4设备条件

全自动台式场发射扫描电子显微镜

• 生产厂商：Phenom(Thermoscientific) 

• 规格型号：Phenompharos

• 设备参数：

光学放大倍率：20~135倍

电子放大倍率：最高1,000,000倍

电子光学分辨率：优于1.8nm@15KV SED

电子枪加速电压：2kV~15kV连续可调

元素探测范围：B（5）~Am（95）

主要功能

飞纳台式场发射扫描电镜能谱一体机标配背散射电子成像、二次电子电子成像和能谱分析功能，可对各种样品进行高分辨成像及元素分析。能量色散谱采用稳定坚固的超薄 Si3N4 窗口，元素检测范围 B (5) ~ Am (95)，对轻元素检测和低电压能谱分析更具优势。Phenom Pharos 低电压成像优势明显，可减轻电子束对样品的损伤和穿透，最大程度还原样品真实形貌。

高温真空原位红外漫反射系统

• 生产厂商：布鲁克公司       

• 规格型号：Vertex 80 V       

• 设备参数

分辨率：优于0.1 cm-1，连续可调

透光率精度：优于0.1%T（ASTM线性度）

检测器：中红外DLATGS检测器和MCT检测器

光谱范围：8000-350 cm-1

波数精度：优于0.005 cm-1

干涉仪：21°干涉仪。65张/秒@16 cm-1，最高110张/秒@16 cm-1，具有步进扫描功能，实现10μs以内的时间分辨能力，为反应机理的研究提供红外谱学支持

主要功能

VERTEX 80v可实现原位光催化高温真空原位红外漫反射测试。可用在高分辨率、超快速扫描、步进扫描或紫外光谱范围测量，以及低至10-3单层的纳米科学研究领域。

在真空条件下，通过远程控制自动更换多达4种不同类型的分束器，能测量从紫外/可见光到远红外/太赫兹的完整光谱范围。可提供优于0.2 cm-1的切趾光谱分辨率，足以应对大多数常压下气相研究及室温样品测量。

对于更高要求的低温作业，可提供优于0.06cm-1的分辨率。在可见光谱区，高分辨光谱能够展现出优于300000:1的分辨能力。

显微拉曼光谱仪

• 生产厂商：HORIBA

• 规格型号：XploRA PLUS

• 设备参数：

532nm固体激光器，激光功率100mW，TEM00空间模式

拉曼光谱扫描范围：532nm激发覆盖50-9000cm-1

物镜：5X，10X，100X和50X长焦（工作距离10.6mm）

主要功能

XploRA PLUS可提供拉曼光谱成像、荧光成像、PL成像等，最快可达1ms/光谱，分析速度、成像质量和空间分辨率高。另外，还有强大的拓展功能如拉曼偏振、颗粒分析及拉曼-AFM联用等。

台式X射线衍射仪

• 生产厂商：Regaku   

• 规格型号：MiniFlex600

• 设备参数：

长寿命X光管，靶材为Cu

测角仪类型：垂直测角仪，样品水平放置

扫描速度：0.01~100 °/min （2θ）

扫描范围：-3~+145°（2θ）

标准样品板尺寸：方形30mm*50mm

样品填充部分尺寸：方形20mm*20mm

含原位电池附件

主要功能

MiniFlex600可广泛应用于粉末样品、块状样品、片状样品、非晶样品、金属板等多晶体衍射图的比较，以及定性分析、定量分析、平均晶粒尺寸,结晶度分析,及原料和产品的质量控制等，也是一种适用于工厂生产现场质量管理检查，劳动保护、环境污染测量的X射线衍射仪。

同步热分析仪

• 生产厂商：PerkinElmer

• 规格型号：STA6000    

• 设备参数：

温度范围：15℃~1000℃

升温速度：0.1~100℃/min

冷却速率：1000℃~100℃，小于10分钟

DSC分辨灵敏度：≤1μW

DTA灵敏度：≤0.001℃

天平：灵敏度：≤0.1μg，精度：0.02%

内置式气体质量控制器，双路气体切换，控制精度0.1mL/min；

主要功能

该同步热分析仪 (STA)在同一次测量中利用同一样品可同步得到热重与差热信息。研究材料的如下特性：

DSC: 熔点、结晶性能、玻璃化转变温度、固化性能，相变、反应温度与反应热、燃烧热、反应热焓、比热等分析测试；

TG：热稳定性、多组分分离分析、分解温度以及分解动力学、氧化还原、氧化诱导过程、吸附解吸、游离水与结晶水含量、成分比例计算等分析测试。

纳米粒度及ZETA电位分析仪

• 生产厂商：Malvern Panalytical   

• 规格型号：Zetasizer Pro

• 设备参数：

系 统

• 高性能He-Ne激光器

• 光束波长：632.8nm

• 温度控制范围：0℃~120℃

• 检测器：雪崩光电二极管（APD），量子效率QE高于60%

粒 度

• 测量角：173°，13°

• 粒度范围（直径）：涵盖0.3nm~10μm

• 最小样品体积：≤12μL

最小样品浓度：背向角（NIBS，173°）≤0.1mg/mL，前向角（13°）≤10mg/mL

最大样品浓度：≥40% w/v

 Zeta电位

• 适合测量的粒度范围（直径）：至少涵盖3.8nm~100μm；

• 迁移率范围：≥+/-20 μ.cm/V.s

• 最小样品体积：≤20μL

最小样品浓度：≤10mg/mL

最大样品浓度：≥40% w/v

主要功能

该粒度仪具有的模式和功能：

利用动态光散射模式（DLS）测量分子或颗粒的粒度及粒度分布，粒度范围0.3 nm-10μm；

利用电泳光散射（ELS）测量分子或颗粒在分散体系中的电泳迁移率，转化为“Zeta”电位；

具有恒流模式，可以同时得到Zeta电位平均值和分布曲线。

紫外可见分光光度计

• 生产厂商：岛津   

• 规格型号： UV-2600i

• 设备参数：

设定波长范围：185~900nm

测试波长范围：220~1400nm

波长移动速度： 14000nm/min

最大扫描速度：4000nm/min

光源切换波长：和波长同步自动切换290.0nm~370.0nm

谱带宽度：0.1/0.2/0.5/1/2/5nm  L2/L5（低杂 散光模式）

测光范围：吸光度：-5~5Abs

记录范围：吸光度-10~10Abs；透射率±10^12%

附件：60mm积分球；带固定薄膜支架，可用于薄膜样品光学性能检测

主要功能

通过对吸收光谱的分析，判断物质的结构及化学组成。可进行太阳能电池防反射膜和多晶硅硅片的测量。

电池高低温测试系统

• 生产厂商：深圳市新威尔电子有限公司

• 型号：

电池充放电测试仪CE-7002-100V500A-R28GC

高低温电池箱MGDW-800-40B

• 设备参数：

电池充放电测试仪

• 充电电压范围：0~100V，放电电压范围：3V~100V

• 电流范围：-500A~500A

• 合并通道电流范围：2CH并联 -1000A~1000A

高低温电池箱

• 温度范围：-40~150℃可任意调节

• 升温时间：-40℃→+150℃ ≤60min（空载，平均非线性）

• 降温时间：+20℃→-20℃ ≤45min（空载，平均非线性）

主要功能

可对锂电池、超级电容器、燃料电池、液流电池等模组Pack进行全面检测。

可提供如下功能：恒电流充放电、恒功率充放电、恒压充电、恒流恒压充电、恒负载放电等；直流内阻测试；辅助温度测试；工况模拟；通道并联输出功能；第三方设备集成，如温箱、BMS、振动台、整车控制器等；分选配组功能。

充放电测试仪

• 生产厂商：深圳市新威尔电子有限公司   

• 规格型号：CT-4008T

• 设备性能：

电流量程（A）: 5/10/20/50/100/200/500mA,1A/2A/3A/5A（可选）

电压量程（V）：5V

工作模式：恒流充放电、恒压充电、恒流恒压充电、恒功率充放电、恒阻放电、DCIR、倍率充放电、静置

主要功能

该系统面向扣式电池、超级电容、三电极进行测试，主要针对小电流电池进行检测，最小可达微安级测试单位。系统涵盖DCIR测试、脉冲模拟测试、倍率充放电测试、循环寿命测试等多种功能测试为一体，并配置有dQ/dV微分容量曲线功能，该功能的使用可减少人工计算，节约人员数据排查时间。

电化学工作站

• 生产厂商：Metrohm Autolab B.V.     

• 规格型号：Autolab M204

• 设备参数：

最大输出电流：±10A

最大测量电压：±20V（可扩展为±100V）

扫描电位：±10V（可扩展为±20V）

最小电流范围：1nA，实际测量最小值，而非通过软件增益计算得到

主要功能

可提供如下测试：

 标准方法：控制电位循环伏安，控制电流循环伏安，积分电流循环伏安，控制电位线性扫描伏安，控制电流线性扫描伏安，线性极化，差分脉冲伏安，方波伏安，计时电流等；

阻抗模块可进行流体动力学的交流阻抗谱EHD研究，还可以进行强度调制光电流谱（IMPS）和强度调制光电压谱（IMVS）测试

手套箱

• 生产厂商：威格

• 规格型号：SG2400/750TS

• 设备参数：

大过渡仓：尺寸：直径≥360 mm，长度≥600 mm，过渡仓可自动完成多次抽充程序

小过渡仓：尺寸：直径≥150 mm，长度≥300 mm

主要功能

手套箱是将高纯惰性气体充入箱体内，并循环过滤掉其中的活性物质的设备，其中的活性物质是O2、 H2O和有机气体。广泛应用于无水、无氧、无尘的超纯环境，如：锂离子电池及材料、半导体、超级电容、特种灯、激光焊接、核研究、3D打印等。

示波器

• 生产厂商：泰克 

• 规格型号：MSO44

• 设备参数：

通道个数：4通道

配件：含电源测试包，功率测试软件，电流探头，高压探头

带宽 (所有模拟通道)：200 MHz, 350 MHz, 500 MHz, 1GHz, 1.5GHz (可升级)

主要功能

可提供以下测试：

嵌入式串行总线分析，电源完整性和电源管理、电源测量和分析、汽车ECU设计和电磁干扰故障排除等。

直流电子负载

• 生产厂商：菊水  

• 规格型号：PLZ2004W    

• 设备参数：

工作电压：5-150V

电流：400A

功率：2000w

动作模式：恒流、恒阻、恒压、恒功率、恒流＋恒压、恒阻＋恒压；

主要功能

该设备是除了具有恒流, 恒阻, 恒压, 恒功率, 恒流＋恒压, 恒阻＋恒压的6种动作模式之外, 还新加了对于输入电压可随意设置电流的任意IV特性（ARB）模式的高性能直流电子负载装置。

低噪声电源

• 生产厂商：是德 

• 规格型号：B2961A   

• 设备参数：

输出通道数：1个

输出分辨率：6.5位

双极性电压/电流输出：100 nV - 210 V / 10 fA - 10.5 A，31.8W

主要功能

可提供如下测试：

可在广阔的4象限电压和电流范围内进行精确的测试和测量。

可配备外部超低噪声滤波器，显示噪声敏感器和样本更多真实特性。

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联系方式：

研究生电子科技大学长三角研究院（湖州）

研究生教育中心    0572-2102873

实验平台：

电子科技大学长三角研究院（湖州）

国有资产与实验管理部  0572-2260761

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