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景观材料

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景观材料相关的资讯

  • LI-2100 | 内陆山区径流稳定同位素的气候与景观控制
    水,我们生活中无处不在的重要元素。它润泽着大地,孕育着生命。然而,水的旅程并不仅仅局限于地表,它通过蒸发和降水,与大气、植被形成了紧密的互动。而这种互动的背后隐藏着一系列的谜题,需要科学家们通过不断研究来揭示。水同位素研究便是一种重要的手段,通过分析水中的同位素元素,科学家们能够了解水的来源、循环和变化。水同位素研究为科研人员提供了一种宝贵的工具,帮助他们更好地了解水、植被和气候之间的复杂关系。一起来了解一下,来自西北师范大学的研究团队,用全自动真空冷凝抽提系统(LI-2100,北京理加联合科技有限公司)做的相关研究。水资源是制约干旱区社会发展的主要自然资源,山区是内陆干旱区重要的水源涵养区,山区冰川积雪融水对干旱区淡水供应至关重要。随着气候变暖,冰川积雪融化加速,地表蒸散发增强,降水变异性加剧,气候变化将增强山区河流水文过程的复杂性。水稳定同位素是深入了解区域水文过程的有效方法,研究内陆山区径流同位素时空变化的主要控制因素,对认识内陆山区水文过程变化,合理调配干旱区水资源至关重要。基于此,在本研究中,来自西北师范大学的研究团队监测了中亚干旱区典型的内陆山区流域-西营河流域不同水体同位素数据(地表水、降水、地下水以及积雪融水)和相关水文气象数据,结合相关气象观测数据及植被覆盖指数(NDVI),评估气候和景观对内陆山区径流稳定同位素的影响。研究可以为厘清内陆山区径流稳定同位素的控制机制提供更全面的参考。01 不同水体稳定同位素组成西营河流域不同景观区域气象要素和水体稳定同位素特征。(a)不同景观区域气温、相对湿度以及降水量的变化;(b)不同水体稳定同位素在不同景观区域的组成特征,P为降水,R为径流,M为积雪融水,G为地下水;(c)~(e)不同水体δ2H与δ18O的关系,(c)为冰川-灌丛区,(d)为中高覆盖度草地-森林区,(e)为低覆盖草地-裸地区。02 不同景观区域的径流同位素组成西营河流域不同景观区域径流同位素随NDVI指数以及海拔的变化特征。03 气候对山区径流同位素的影响西营河不同景观区域气象要素与降水稳定同位素的相关性分析,(a)降水δ18O与温度,(b)降水δ18O与相对湿度,(c)降水δ18O与降水量04 自然和人为景观变化对径流稳定同位素的影响西营河流域不同景观区域LEL的变化,LELs为局地蒸发水线。(a)冰川-灌丛区(GSARs),(b)中高覆盖草地-林地区(MHGFARs),(c)低覆盖草地-裸地区(LGBARs)。X轴和Y轴上的柱状统计图代表δ18O和δ2H的分布曲线。西营河流域海拔变化对降水稳定同位素的相关性分析,(a)径流δ18O与海拔,(b)降水δ18O与海拔。西营河降水(a)和径流(c)d-excess的变化,以及西营水库入口(b)和出口(d)处径流水线的变化。研究结论本研究利用典型内陆山区流域不同水体稳定同位素数据,结合相关气象观测数据和植被覆盖(NDVI)数据,为进一步了解内陆山区流域径流稳定同位素变化特征及其控制机制提供了依据。在内陆山区流域,气候和景观特征会随海拔而产生显著差异。因此,我们认为,在内陆山区,径流同位素组成及其控制因素需要做进一步更深入的研究。本研究强调了气象要素以及地表景观的空间差异对内陆山区流域径流稳定同位素的控制过程。这些结果有利于全面认识内陆山区径流稳定同位素的控制机制。1、气象要素通过控制径流的蒸发过程和补给源同位素特征来控制径流同位素变化;2、在植被覆盖度较低的区域,地表景观特征通过改变补给源同位素特征来控制着径流同位素组成;3、在植被覆盖度较高的区域,地表植被覆盖通过控制蒸发过程来影响径流稳定同位素。
  • 聚光科技|黄山浦溪河项目荣膺亚洲都市景观大奖
    11月29日, 2019年“亚洲都市景观奖”颁奖盛典暨“亚洲都市景观奖”成立十年庆典在日本福冈九州大学举办。本次盛会庆典以“适应气候变化的韧性城市景观”为主题,聚焦亚太地区在城市化发展过程中的城市人居环境的持续改善和提高,来自亚洲各个国家的近300名政府、企业、学术机构的代表参加了本次国际会议和庆典活动。颁奖盛典及庆典活动现场  由聚光科技(杭州)股份有限公司(以下简称“聚光科技”)与安徽省黄山市黄山区人民政府合作倾力打造的“黄山区浦溪河综合治理工程”中的“黄山浦溪河两岸城市滨水空间公共环境营造项目”凭借高水平的品质设计规划、高质量的建设营造一举赢得“2019年度亚洲都市景观大奖”。黄山市黄山区政府官员代表项目领奖   “黄山浦溪河(城区段)综合治理工程”位于风光秀丽的黄山脚下太平湖畔,所治理的浦溪河发源于黄山光明顶和北海诸峰,流经耿城镇、甘棠镇、太平湖镇,注入太平湖,长39.48公里,流域面积199.48平方公里,当地百姓喻之为“母亲河”。项目于2016年由聚光科技中标并承接规划实施,设计单位为思朴(北京)国际城市规划设计有限公司,项目全长7.2公里,总规划面积约为513公顷,投资总金额12.53亿元。主要建设内容包括河道治理工程、生态修复工程、道路交通系统优化提升和饮水安全工程,配套建设区域内绿化景观文化旅游等设施,总体结构划分为湿地科普观赏区区、原乡文化体验区、城市庆典活动区、滨河风尚休闲区四大功能区。  整个项目以“微创设计”为指导,将浦溪河作为一条“生命之河”,以自然为生态设计框架,以生活为景观营造宗旨,并植根于当地的自然格局、文化传统和生活方式进行设计和建造,同时巧妙地把时代语境融合到当地人民的生活场景之中,探索出了一条产城规划与文化传承并轨之路。浦溪河项目的实施既改善了当地的自然生态环境,又提升了浦溪河沿岸土地开发利用价值,拉动滨水经济带建设,实现打造高效、复合的城市型休闲度假产业聚集区的生态文明建设目标。  项目历经三年的匠心打磨,现已建成并对外开放,受到了各级领导和当地人民的一致好评,先后被中央电视台、安徽电视台、中国环境报、中国旅游报等知名媒体专题报道。业内人士表示,当前中国正处在建设生态文明和迈向高质量发展的战略转折点,黄山浦溪河项目的获奖为中国乃至亚太各地城市滨水地区的公共环境提升和改善提供了实践样本。  此次获奖也给了聚光科技极大的鼓舞,公司将继续以民族企业的大国匠心精神,倾心投入打造每一个项目。我们相信,将会有越来越多的中国项目登上国际展示的舞台,向世界展现中国实现可持续发展的生态人居环境的科学智慧和创新成果。 浦溪河建成生态实景照片 浦溪河建成居民生活实景照片文中图片来源:北国网《黄山浦溪河项目荣膺亚洲都市景观大奖》文中小课堂  [亚洲都市景观奖]:是联合国人居署认定的亚太地区城市规划和建设由最高奖项。由联合国人居署亚太办事处、亚洲人居环境协会、福冈亚洲都市研究所、亚洲景观设计学会于2010年共同创设。以年度评选的方式,对年度在可持续景观营造等方面做出突出贡献的项目、活动进行表彰。本奖项由联合国环境规划署等机构大力支持和指导,旨在为亚太地区提供公共环境的样本,更好地在本地区推动联合国千年发展目标、人居议程、《2030可持续发展议程》和《新城市议程》的实施做出了非凡的贡献。  历经10年的发展,先后有来自中国(包含香港、澳门)、印度、印度尼西亚、日本、韩国、缅甸、尼泊尔、新加坡、泰国、越南等12国家或地区的107个项目从数千个申请单位中获得当年度“亚洲都市景观奖”称号。  2019年,来自阿富汗、孟加拉国、中国、印度、日本、韩国、马来西亚、斯里兰卡、巴基斯坦、菲律宾、越南等11个国家参加了本次十周年的庆祝环节,并展示了其获奖项目,来自中国黄山、广州、香港的获奖项目也参加了本次盛典。  [聚光科技]:是由归国留学人员创办的高新技术企业(股票代码:300203), 2002年1月注册成立于浙江省杭州市国家高新技术产业开发区,2011年4月15日上市,注册资金4.53亿元人民币,是国内先进的城市智能化整体解决方案提供商,同时也是国内绿色智慧城市建设的先驱之一。公司致力于生态文明综合发展建设,以高端分析仪器仪表为核心,辅以物联网、大数据、人工智能,提供面向智慧环境、智慧实验室、智慧水利水务、智慧工业的综合服务。
  • Food Chemistry | 构建中国大米C/H/O稳定同位素的景观图
    全球大约一半以上的人口以大米为主食,大米在全球社会稳定和经济发展中发挥着重要作用。大米质量直接关系到人类身体健康,因此建立能够确定劣质或受污染大米的地理来源并迅速解决食品安全问题的追溯系统非常重要。而农产品产地溯源关键是构建一个稳健数据库,能够反映不同地域的特征分布。近日,浙江省农业科学院,省部共建国家重点实验室、农业农村部农产品信息溯源重点实验室,质量营养所袁玉伟研究员、张永志副研究员为通讯作者,联合数农所盛美玲博士为第一作者,中国水稻所张卫星等为同一作者,首次利用地理环境相似性原理,构建中国大米CHO稳定同位素的景观图和预测模型。该预测模型可以预测水稻稳定同位素的空间分布,从而丰富和补充同位素参考数据库,对大区域范围内的水稻原产地鉴定提供了数据支撑。该篇研究成果发表在《Food Chemistry》。(DOI:https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2022.133744)该研究得到省公益和省重点研发项目、国际原子能机构(IAEA)、国家重点实验室和院学科建设专项等经费的支持。文章正文:(一)实验数据:研究区为中国大米主产区,研究区内共794个样点,采样时间为2017年,涉及17个省的117个县(市或区)。推测的目标变量为稳定性碳同位素、氧同位素和氢同位素(δ13C,δ2H和δ18O),是利用同位素质谱仪(Isoprime 100,isoprime 英国公司)检测。推测的空间分辨率为0.15°×0.15°。图1 全国大米采样点分布(二)实验方法:本研究利用地理环境越相似,变量值越相似原理(地理学“第三定律”),构建稳定同位素预测模型。首先刻画影响稳定同位素碳氢氧的环境特征,筛选出与大米稳定同位素(δ13C,δ2H和δ18O)相关性较高的因子,作为推测过程中的辅助变量,形成影响因子数据库;其次采用gower相似度计算方法计算待推测点与样点间的单因子相似度,利用加权平均法综合各影响因子的相似度,得到待推测与样点的相似度值;第三利用样点间环境相似度以及样点目标变量相似度计算样点的可信度;最后根据样点环境相似度和可信度构建大米稳定同位素空间推测模型,并计算推测不确定性。根据稳定同位素影响因素的已有研究成果,选取2017年的温度、降水、湿度等10个影响因子,建立影响因子数据库,然后将各因子与稳定同位素进行相关分析(表1),选取显著相关的因子(p<0.01)作为推测时的辅助变量。对于δ13C和 δ18O的推测,这10个影响因子均呈现显著相关,所以都作为了辅助变量用于推测;对于δ2H,除了生长季均温和生长季积温外,其他的因子作为δ2H空间推测的辅助因子。表1. 稳定同位素和环境因子相关分析结果 (δ13C, δ2H 和 δ18O)注:*, **分别表示p-value 0.05 和p-value 0.01本研究利用交叉验证的方法,随机选取70%的样点作为训练样点集,剩余30%作为验证样点集,循环十次,对推测结果进行评价分析。然后与现有的回归-克里格方法进行对比,实现对稳定同位素空间推测的评价。(三)实验结果:利用本研究提出方法得到δ13C,δ2H和δ18O的推测平均精度分别为0.51‰、7.09‰和2.06 ‰。而利用回归-地统计方法推测δ13C,δ2H和δ18O的平均精度分别为0.54‰,8.83‰和 2.11‰(表2)。总的来看,该方法要比回归-地统计方法推测精度高。表2 基于环境相似性与回归地统计方法推测结果对比本研究提出方法验证过程中,第六次和第十次独立验证散点图如图2所示,对于δ13C,δ2H 和δ18O推测值与实际值都较为均匀的分散在1:1直线两侧,全国样点根据大米主产区分为东北(N-E)、长江中下游(YR)、西南(S-W)和东南(S-E)四大产区(图中用四种颜色代表),能明显看出对δ13C,δ2H和δ18O的推测值在不同区域有明显的聚集,不同区域之间存在差异。图2 基于环境相似性推测结果和实测值对比散点图。左侧为第六次独立验证结果,右侧为第十次独立验证结果。本研究得到中国大米稳定同位素δ13C,δ2H和δ18O的空间分布图和推测的不确定性图,空间上大米稳定同位素δ13C,δ2H和δ18O推测结果具有明显的空间异质性。在样点稀疏的地区推测不确定性较大。图3 基于环境相似性的2017年大米稳定同位素(δ13C,δ2H和δ18O)的空间分布(左)以及推测不确定性空间分布(右)(四)结论该研究提出的基于环境相似性的稳定同位素空间推测模型可以预测水稻稳定同位素的空间分布,从而丰富和补充同位素参考数据库,对大区域范围内的水稻原产地鉴定提供了数据支撑。同时可以根据推测不确定性指导之后的采样,在不确定性较高的地区多设置采样点,在不确定性较低的地区可以较少的布置采样点,这样合理规划采样点,节约成本。
  • 160万!四川省司法警官总医院采购心电监护仪、静脉输液泵等设备
    项目概况四川省司法警官总医院2021年下半年仪器设备采购项目 招标项目的潜在投标人应在节假日外每天9:00-17:00在我司指定网站(http://sale.scbid.net)获取,具体获取流程详见该网站的“标书领取操作手册”。获取招标文件,并于2021年12月15日 10点30分(北京时间)前递交投标文件。一、项目基本情况项目编号:SCIT-FG(Z)-2021110007项目名称:四川省司法警官总医院2021年下半年仪器设备采购项目预算金额:160.3000000 万元(人民币)最高限价(如有):160.3000000 万元(人民币)采购需求:标的的名称:四川省司法警官总医院2021年下半年仪器设备采购数量、简要技术需求或服务要求:本项目共2个包,采购仪器设备一批。包号品目号名称拟购数量(台/套)单项最高限价(万元)最高限价合计(万元)0101-01心电监护仪40486801-02静脉输液泵301501-03微量注射泵1050202-01有创呼吸机24092.302-02可视喉镜31202-03中频治疗仪20.802-04电针治疗仪50.502-05牙科综合治疗椅21602-06动态心电图机2202-07控温毯1202-08空压机1502-09电子阴道镜11102-10微波治疗仪13合同履行期限:中标人须在签订合同后30日内完成安装 ,否则将视为违约,招标人有权取消购货并索赔。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求:/3.本项目的特定资格要求:3.1若投标产品为医疗器械的,投标人须符合《医疗器械监督管理条例》要求并提供投标人经营该产品的经营许可/经营备案证明材料;投标产品须符合《医疗器械注册管理办法》要求并提供产品的注册/备案证明材料。3.2截至递交投标文件截止日,供应商未被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单。注:采购人或采购代理机构将于资格审查时在“信用中国”网站、“中国政府采购网”网站等渠道对供应商进行信用记录查询,并将查询记录存档。凡被列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的,视为存在不良信用记录,参与本项目的将被视为无效投标。(两个以上的自然人、法人或者其他组织组成一个联合体,以一个供应商的身份共同参加政府采购活动的,将对所有联合体成员进行信用记录查询,联合体成员存在不良信用记录的,视同联合体存在不良信用记录。)三、获取招标文件时间:2021年11月24日 至 2021年11月30日,每天上午9:00至12:00,下午13:00至17:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:节假日外每天9:00-17:00在我司指定网站(http://sale.scbid.net)获取,具体获取流程详见该网站的“标书领取操作手册”。方式:节假日外每天9:00-17:00在我司指定网站(http://sale.scbid.net)获取,具体获取流程详见该网站的“标书领取操作手册”。售价:¥300.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2021年12月15日 10点30分(北京时间)开标时间:2021年12月15日 10点30分(北京时间)地点:中国(四川)自由贸易试验区成都市高新区天府四街66号航兴国际广场 1栋17层。五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:四川省司法警官总医院     地址:四川省成都市双流区学府路二段十五号        联系方式:郭老师85965736      2.采购代理机构信息名 称:四川国际招标有限责任公司            地 址:中国(四川)自由贸易试验区成都市高新区天府四街66号2栋22层1号            联系方式:陈雨霏 028-87797107、028-87797776            3.项目联系方式项目联系人:敬女士电 话:  13219086239
  • 1068万!草业花卉与景观生态研究所抗寒狼尾草制繁种技术研究与示范基地和温州医科大学实验室仪器采购项目
    一、项目基本情况 1.项目编号:WMU-2024ZB908 项目名称:转盘共聚焦显微镜、高通量蛋白稳定分析仪 预算金额(元):6320000 最高限价(元):4000000,2320000 采购需求: 标项一 标项名称: 转盘共聚焦显微镜 数量: 1 预算金额(元): 4000000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:温州医科大学采购转盘共聚焦显微镜(进口论证产品)1套,具体详见招标文件第六部分,供应商可点击本公告下方“浏览采购文件”查看采购需求。 备注: 标项二 标项名称: 高通量蛋白稳定分析仪 数量: 1 预算金额(元): 2320000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途:温州医科大学采购高通量蛋白稳定分析仪(进口论证产品)1套,具体详见招标文件第六部分,供应商可点击本公告下方“浏览采购文件”查看采购需求。 备注: 合同履约期限:标项 1、2,进口免税产品在收到免税办妥通知后120天内、进口含税产品在合同签订后120天内、国产产品在合同签订后30天内交货并完成安装调试,交采购人验收。 本项目(是)接受联合体投标。2.项目编号:11000024210200081951-XM001项目名称:草业花卉与景观生态研究所抗寒狼尾草制繁种技术研究与示范基地实验室仪器购置预算金额:436.3749 万元(人民币)最高限价:436.3749 万元(人民币)采购需求:包号采购设备名称数量是否接受进口产品交货日期预算金额(万元)01★纯水/超纯水一体化系统1是合同签订后免税办理完成90天195.844901植物生长箱1否合同签订后90天01可调光谱植物生长箱1否合同签订后90天01卧式好氧发酵罐1否合同签订后90天01大容量培养振荡器2否合同签订后90天01微量离心机1是合同签订后免税办理完成90天01超低温冰箱(-80℃)1否合同签订后90天01自走式打药机2否合同签订后90天01卷盘式喷灌机1否合同签订后90天01撒粪车1否合同签订后90天01撒肥车1否合同签订后90天01拖拉机1否合同签订后90天01旋耕机1否合同签订后90天01翻转犁1否合同签订后90天02高压灭菌锅1是合同签订后免税办理完成90天240.5302全自动灌装机1否合同签订后90天02大容量离心机1是合同签订后免税办理完成90天02微生物智能观察系统1是合同签订后免税办理完成90天02高速冷冻研磨均质仪1否合同签订后90天02花粉活力分析仪1是合同签订后免税办理完成90天02★植物乙烯气体检测系统1是合同签订后免税办理完成90天02三维荧光光谱仪1否合同签订后90天02高温高压反应釜1否合同签订后90天合同履行期限:在甲方规定时间内完成交货、安装、调试。本项目不接受联合体投标。二、获取招标文件 1.时间:/至2024年05月30日 ,每天上午00:00至12:00 ,下午12:00至23:59(北京时间,线上获取法定节假日均可,线下获取文件法定节假日除外) 地点(网址):政采云平台(https://www.zcygov.cn) 方式:供应商登录政采云平台https://www.zcygov.cn/在线申请获取采购文件(进入“项目采购”应用,在获取采购文件菜单中选择项目,申请获取采购文件) 售价(元):0 2.时间:2024-05-10 至 2024-05-15 ,每天上午09:30至11:30,下午13:30至16:30(北京时间,法定节假日除外)地点:北京市政府采购电子交易平台方式:供应商持CA数字认证证书登录北京市政府采购电子交易平台(http://zbcg-bjzc.zhongcy.com/bjczj-portal-site/index.html#/home)获取电子版招标文件。售价:¥0 元,本公告包含的招标文件售价总和三、对本次采购提出询问、质疑、投诉,请按以下方式联系 1.采购人信息 名 称:温州医科大学 地 址:温州医科大学茶山校区中心北路 传 真: 项目联系人(询问):王老师 项目联系方式(询问):0577-86689891 质疑联系人:郑老师 质疑联系方式:0577-86699052 2.采购代理机构信息 名 称:温州正风招标代理有限公司 地 址:温州市瓯海区南塘一组团1幢(商务楼)1504室 传 真:/ 项目联系人(询问):诸葛晓斌 项目联系方式(询问):13506646781 质疑联系人:马佳敏 质疑联系方式:0577-88119278        3.同级政府采购监督管理部门 名 称:浙江省财政厅政府采购监管处、浙江省政府采购行政裁决服务中心(杭州) 地 址:杭州市上城区四季青街道新业路市民之家G03办公室(快递仅限ems或顺丰) 传 真: 联 系 人:朱女士、王女士 监督投诉电话:0571-85252453 政策咨询:何一平、冯华,0571-87058424、87055741 预算金额未达100万元的采购项目,由采购人处理采购争议。 4.采购人信息名 称:北京市农林科学院事业     地址:北京市海淀区西郊板井        联系方式:阚海明,010-51505207      5.采购代理机构信息名 称:华夏林达咨询有限公司            地 址:北京市丰台区富丰路4号工商联大厦A座1002            联系方式:关鑫、林原、刘红、王悦,010-6071661、13426386089             6.项目联系方式项目联系人:关鑫、林原、刘红、王悦电 话:  010-6071661、13426386089
  • 恭喜简智仪器与江苏警官学院签订“产学研基地”合作协议!
    7月13日,简智仪器与江苏警官学院签订了 “产学研基地”合作协议并举办授牌仪式。  江苏省警官学院是全国首批建立的省属公安本科院校,简智仪器是一家由拉曼快检仪器为主营业务的高科技企业。公司技术团队在激光快检(毒品、爆炸物)领域具有成熟领先的技术基础,尤其在拉曼技术方面已拥有十余年的研发经验,先后在国内多项重大课题专项中获得成功实施与应用。 校企双方在优势互补、平等合作、互利双赢、共同发展的基础之上,发挥各自优势,注重学校与企业资源共享,通过多种形式开展全面合作,共同构建产学研联盟的创新体系,建立产学研长期合作关系,实现“校企合作、产学共赢”。
  • 全光谱光催化材料实现水体污染零碳净化
    近日 ,扬州大学环境学科与工程学院朱兴旺团队在光催化治理水体污染方面取得重要进展,团队成功研制一款能够实现全光谱响应的氮碳基光催化剂,实现水体污染治理全程零碳净化,与传统催化剂相比,整体效率提升13.6倍,并已实现产业级制备条件。基于材料制备的光催化网,在工程应用中,使河水污染物在10天内减少80%,且持续效果长达一年。基于氮碳材料的晶面结构催化量子效率提升270倍。(课题组供图)目前,这一研究成果发表在《材料》期刊上,并已申请两项发明专利。在全国率先实现氮碳基光催化材料的工业应用。随着城市化进程加快,生活污水排放严重污染了城市水体,各种有机污染物的大量使用导致水体环境污染加剧,城市水网黑臭现象屡见不鲜,不仅严重影响城市环境和生态,还对生命健康造成巨大危害。传统的水处理方法如截污纳管和内源治理的防范需要铺设大量管道,并将河水截留,把河底淤泥挖出来运走,工程量浩大,地方政府财政压力大。近年来,以催化材料为基础的水处理方法成为黑臭水体处理的热点,但目前的催化材料总体催化效率慢,催化材料寿命短,需要外加能量和持续投入。为此,朱兴旺科研团队长期致力于开发一种无需外加能量、成本低、持久性强、效果好的光催化材料。经过长达5年的持续科研攻关,团队成功研发并优化了一种全光谱响应的氮碳材料,该材料具有光生电子-空穴寿命长、化学稳定性高、光吸收范围宽、光吸收能力强等特点。此外,经过持续改进,材料已实现了产业化制备。在近期开展的工程实验中,团队利用新型材料制备的光催化网在静态河水中成功恢复了河道生态系统,10天内让河水污染物减少80%,有效恢复了其自净能力。相比于其他水体净化材料,处理效率大幅度提升,从常规的30天缩减到10天以下。另外在河道治理中,在每公里的河道,只需要铺设宽度3m的光催化处理网,即可在10天内使河水的化学含氧量达到国家地表水I类标准。“最近一年的研究表明,该材料在1年内光催化网能持续发挥水体净化作用,分解有毒有机物、提高溶解氧、激活生态,净化效率在1年后仍有70%。”团队科研人员刘清介绍说,该光催化网目前主要适用于景观河道水和工业废水中的化学含氧量去除,也为治理城市污染河道,治理湖泊等大型水体,净化水质,恢复水体自净能力提供了方向,改善水体生态系统。
  • 投入4.41亿!云南省贵金属新材料创新中心暨省实验室项目开建
    贵研铂业股份有限公司(简称:贵研铂业),于2000年由中国专业从事贵金属多学科领域综合性研究开发机构昆明贵金属研究所发起设立,是集贵金属系列功能材料研究、开发和生产经营于一体的高新技术企业,于2003年在上海证券交易所上市。近日,贵研铂业发布关于投资建设云南省贵金属新材料创新中心暨省实验室场地建设项目(一期)的公告。根据公告内容,为贯彻落实省委省政府相关要求,贵研铂业结合贵金属产业高质量、可持续发展要求,加快推进云南贵金属实验室的建设和实施工作,拟投资建设云南贵金属新材料创新中心及省实验室场地建设项目(一期)。该项目拟分三期建设,将利用贵研铂业自有用地进行建设实施。其中一期拟建设内容包括:新建实验科研楼 42439.82㎡、实验辅助配套楼1731.01㎡、地下室15724.80㎡、道路及硬地铺装2778㎡、景观绿化4240.20㎡;拆除车间、厂房、仓库、车棚、通道共计7679㎡。该项目总投资44,110.79万元,其中:建设投资42,580.99万元,建设期利息1,529.80万元。通过该项目的实施,将建成国际一流贵金属新材料研发平台,建成支撑贵金属产业集群化发展、支撑地方经济发展的核心研发平台及支撑贵金属集群企业源技术及可转换成果的供给平台,形成贵金属领域领军人才团队及人才梯队的培养平台。贵研铂业表示,项目建成后,将聚焦贵金属产业领域,构建基础理论研究-应用开发-产业化共性关键技术开发-产业孵化-市场的高技术创新全链条;开展创新性科学研究,揭示新规律、发现新材料,产生一批具有自主知识产权的重大科技成果,建设具有国际影响力的贵金属学科理论创新中心;突破贵金属材料核心关键技术瓶颈,打造引领性源技术及成果孵化基地,集群化发展的贵金属产业化实施平台;培养贵金属材料研发与产业化高端综合性人才,打造贵金属领域人才高地和权威的公共服务中心;培育新业态,支撑产业的高质量发展,加快推动贵金属产业战略规划的实施步伐,对公司的长远发展具有重要的战略意义。
  • 清华大学经管学院研修班一行来我司进行参观交流
    9月21日,“清华大学经管学院卓越领导与创新变革高级研修班”学员一行百余人参观了天瑞仪器。此次研修班是由河南平顶山工业和信息化委员会牵头组织并由清华大学经济管理学院承办。天瑞仪器市场部经理接待并陪同大家参观。研修班学员一行人参观了天瑞仪器多媒体产品展厅。讲解员为大家介绍公司的发展历程、公司的产品并为参观人员现场演示了仪器的操作使用。清华大学经管学院昂勤总监给天瑞赠牌工作人员细心的为参观者讲解仪器使用情况为来访参观人员现场测试贵金属首饰天瑞仪器作为国内首家分析测试仪器行业上市公司,将以“行业技术领导者”的姿态,不断探究世界分析领域的巅峰。为客户提供更加先进的产品和更加满意的服务,同时为环境保护、食品安全、电子、电器、珠宝、玩具、建材、冶金、地矿、塑料、石油、化工、医药等众多行业提供更为完善的行业整体解决方案,从而推动中国经济快速全球化。
  • 木塑复合材料:有标准才能更坚固
    入夏以来,越来越多的游人涌向北京奥林匹克森林公园,园内坡道和亲水平台上一种既像木头又类似塑料的材料引起了很多人的好奇。这就是木塑复合材料。  “木塑复合材料制品,在保证不含甲醛的绿色健康基础上,还兼具塑料和天然纤维的双重优点:既拥有天然木材的质感,同时又克服了天然木材在使用中易变形、翘裂、易霉变、受虫蚁侵害等致命缺陷,不需要复杂后期维护,使用寿命长。”华新绿源环保产业发展有限公司木塑事业部总经理李韶龙介绍说。  据了解,木塑材料具有热塑性塑料产品易于成型的加工特性,又大大改善了塑料制品的蠕变严重缺陷,综合机械性能得到明显提高 既可以使用一般的塑料加工设备进行不同截面制品的成型加工,还可以像木材那样使用普通木工机械进行长度锯切、表面砂光等成型产品后期处理 既可以通过使用再生塑料和废弃的天然纤维来实现废物利用,还可以通过制品的回收再处理避免对环境造成不利影响,是真正符合国家环保政策的新型绿色建材产品。  据了解,木塑复合材料的适用范围几乎可以涵盖原木、塑料、陶瓷、塑钢、铝合金及其他相似复合材料原有的使用领域,并已开始渗透入建筑、家装、家具、汽车、交通、物流、包装、园林、市政、环保、体育,甚至军事领域,辐射面和影响力正逐渐扩大,应用前景十分广阔。  木塑材料在北美及欧洲地区主要客户是普通消费者,主要产品是木塑地板、栏杆和栅栏等。由于技术的发展时间相对较长,相关的安装技术和配套产品齐全,市场对于木塑制品的接受程度较高。随着生活水平的逐步改善和城市建设的快速发展,我国各地开始大规模的市政改造和公园建设,木塑材料也因其优异的特性而获得快速的发展。北京奥运会场馆周边建设和世博会中国馆都通过使用木塑材料,宣传环保、绿色的政策导向。目前木塑材料还开始逐渐应用于小区景观建设、结构建设中。因其密度低、具有阻燃性、外观美观而在室内大规模的使用,主要产品有门、窗、门套、角线、长城板、吊顶等。由于木塑材料防潮、防霉、寿命长、强度高、免熏蒸的特性,也被应用于物流用的托盘产品。  然而,与其他新兴产业一样,木塑产业发展遇到的最大问题就是标准不清,产品质量良莠不齐,极大地影响了消费者采用此类产品的信心。  中国可持续发展研究会与木塑复合材料专业委员会的材料显示,自1998年木塑材料进入中国产业领域开始,标准问题就始终困扰着这个新兴行业,一些有关人士也为此做了很多努力。例如:早在2001年,中国包装总公司就曾主持制定《BB/T 0020 木塑复合材料托盘》行业标准(未被采用) 国家林业局在2004年颁布了林业行业标准《LY/T1513 挤压木塑复合板材》。中国木塑材料策源地之一的广东省先后颁布了《木塑复合材料技术条件》和《木塑复合材料检验与试验方法》等地方标准。木塑专委会在2006年被推选为奥运会木塑材料应用总协调单位后,曾应邀起草《北京奥运工程木塑复合板材/型材质量检测技术指南》等。近10年来,木塑标准的制定工作一直若有若无地推进,这种寂寥的现象在2008年以后有了突然的改观。2009年3月和6月,先后有两部有关木塑材料的国家标准《GB/T 24137 木塑装饰板》和《GB/T 24508 木塑地板》出台,并分别在2010年2月和4月开始实施。据悉,目前至少还有6部以上的木塑标准在起草或待国家有关部委审批之中。  可是,在中国可持续发展研究会与木塑复合材料专业委员会秘书长刘嘉看来,纵观目前木塑复合材料标准化制定工作,一个反常的现象是,一些从事非本专业领域研发、生产的组织机构态度积极而专业生疏,或个别标准由企业主导,成为企业利益的代言。“在生产实践中,产品标准并不是越多越好,它的制定必须从行业的实际需求出发,关键是看对行业的发展和提升是否起到了真正的推动作用。而现在木塑行业实施的某些标准,不仅远未达到这个要求,反而成为一些低质产品的庇护所,一个令人感到吃惊的事实是,连标准参编单位自己都不敢采用参编的标准来与客户进行谈判和贸易。”刘嘉说。  在日前中国科协第十五届年会召开之际,国务院参事、科技部原副部长刘燕华在调研了木塑产业发展后,也特意针对木塑产业的发展和创新发表了意见。他认为,行业发展要深入了解各级政府,特别是中央部委的扶持政策,要及时掌握信息并做好准备。对同质化低端产品竞争问题,刘燕华提出3个建议:一是必须借助新技术,推出新产品 二是在提高产品品质的前提下提高附加值,可以考虑向高端进军,向高端消费转化 三是加快技术质量标准的制定和整合,用技术手段“驱逐劣币”。刘燕华希望木塑行业严格按照现代企业的模式运作、企业做好愿景规划、合理内部分工、充分进行合理授权、完善激励机制,使企业做大做强、行业走向良性发展。
  • 直播| 原子力显微镜和纳米压痕在材料表面微观性能方面的应用
    纳米压痕仪您可以使用安东帕的多功能压痕仪精确得到薄膜、涂层或基体的机械特性,例如硬度和弹性模量。仪器可以测试几乎所有材料,无论是软的、硬的、易碎的还是可延展的材料。也可以在纳米尺度上对材料的蠕变、疲劳和应力 - 应变进行研究。载荷范围大:从纳米到宏观尺度安东帕的纳米压痕仪的载荷范围大,因此几乎提供市面上最多的功能且适用性最强的解决方案。这些专用的压痕测试仪涵盖纳米、微米和宏观尺度,可用于研究无数种材料,包括金属、陶瓷、半导体和聚合物等。纳米压痕测量纳米压痕测量让您能获得材料的机械性能,如硬度、弹性模量或蠕变。在压痕测试过程中,会持续记录载荷和位移,并在仪器的实时提供载荷和位移曲线。直接得到硬度和弹性模量与传统的微米硬度测试仪相反,安东帕压痕仪不仅能够得到样品的硬度,也能够基于高精度的仪器化压入测试 (IIT) 技术得到样品的弹性模量。独特的表面参比技术真正使安东帕压痕仪远远优于其他同类仪器的设计特性是其独特的表面参比系统。我们的仪器设计结合了涵盖整个压痕仪的顶表面参比技术,对大量的压痕测试提供一致的参比。高框架刚度得益于安东帕独特的表面参比技术,纳米压痕仪的将框架距离减至最小,提供极高的框架刚度,从而直接结果就是非常高的测量精度。原子力显微镜:Tosca 系列安东帕Tosca 系列以独特的方式将先进技术与高时效操作相结合,使这款 AFM 成为非常适合科学家和工业用户等群体的纳米技术分析工具。有两种不同的型号可供选择:Tosca 400 或 Tosca 200,前者适合大样品,属于高端 AFM,后者适合中型样品以及预算有限的用户。两者提供的性能、灵活性和质量水平相同。采用模块化理念,为未来的发展做好准备现在你获得的这款仪器已经可以满足未来的需求。其设计为为不远的将来能够扩展多种功能和可能性。可以在当前系统中添加新功能和模式。设计稳固,适用于工业应用安东帕 AFM 的设计专注于工业应用。仪器的机械和电子元件已经通过耐久性测试进行了全面检查。所有关键部件都必须通过这些测试,以确保能够在运行现场多年无故障运行。 紧凑型仪器,体积小巧仪器的两大部分——主机和控制器——在实验室空间和功能方面都做了优化。安东帕的 AFM 集先进的自动化与高精度于一体,同时只需要很少的空间。例如,压电陶瓷 驱动器仍留有充足空间用于安装其他模式或模块的电子扩展卡。 切尽在掌控安东帕 AFM 简化了与仪器的交互,操作非常简单。您只需将样品放在样品台上,安装悬臂梁,然后关闭仓门即可。其余的活动(比如样品定位、接触过程等等)均由软件来执行和控制。 数秒中内即可更换悬臂梁压电陶瓷驱动器 设计精巧,您可以使用我们的悬臂梁更换工具,非常轻松、快速地更换悬臂梁。只需将压电陶瓷驱动器放入工具中,然后向内或向外滑动悬臂梁。无需用镊子将悬臂梁放入压电陶瓷驱动器中,并且能保证悬臂处于最佳放置。
  • 2012中国工程试验与材料测试技术论坛在长春召开
    2012年7月24日,“2012中国工程试验与材料测试技术论坛”会议在长春机械院圆满召开。 庄庆伟董事长到会并致辞。   董事长向与会专家和学者介绍我院的发展历程和取得的科研成果,并预祝大会取得圆满成功。    中国飞行实验研究院、中科院兰州化学物理研究所、中科院上海应用物理研究所等37家企业近50位代表参加了本次会议。长安大学理学院王虎副院长、河北电力建设调整试验所冯砚厅主任、浙江工业大学任欣主任作为佳宾代表,在会上做了专题讲座。     会议由经管中心主任庞旭主持。会议期间代表们参观了我院新、老区的部分产品,听取了我院疲劳、静态、长时试验新产品等方面的专家的专业介绍,就代表们关心的课题进行了深入的讨论和交流。     佳宾——王虎副院长     佳宾——冯砚厅主任    佳宾——任欣
  • 欧波同材料显微分析技术交流研讨会(南京站)圆满收官
    2018年10月12日,欧波同材料显微分析技术交流研讨会(南京站)圆满落幕,来自华东地区的100余位材料显微分析专家和技术人员参加了本次会议,就材料分析技术及设备的应用展开交流讨论。会议现场首先,欧波同(中国)有限公司副总经理于小涛先生进行致辞,并介绍了欧波同公司的发展现状及产品结构。欧波同历经十多年的发展,已经成为国内首屈一指的实验室系统解决方案供应商,产品广泛应用于材料分析检测、基础科研及质量控制检测等方面。欧波同(中国)有限公司副总经理于小涛先生作公司介绍在接下来的技术报告环节,多位应用专家及技术经理就光学显微镜原理及应用、扫描电镜表征应用技术与方法、扫描电镜在钢铁材料分析研究中的应用及手持荧光光谱仪在材料分析领域的应用方面作出精彩讲解,会上同时发布了最新产品—布莱特WAS5焊缝显微镜和MAS600宏观影像仪,现场交流讨论气氛热烈。北京普瑞赛司仪器有限公司产品技术部贺垒总监作报告《光学显微镜在材料研究领域的应用》欧波同SEM Demo应用中心副经理汪兴隆作报告《欧波同电镜表征应用技术与方法》欧波同光镜技术部经理王守壮作《布莱特WAS5焊缝显微镜和MAS600宏观影像仪新品发布》朗铎科技有限公司产品经理周阳作报告《手持荧光光谱仪合金应用解决方案》欧波同特聘专家宁玫作报告《扫描电镜在钢铁材料分析研究中的应用》用户在体验WAS5焊缝显微镜现场体验交流当前,欧波同正在努力实现从传统的仪器行业经销商向行业解决方案服务商的转型,与国内各领域领先企业、高校及科研院所积极开展合作,实现为广大客户提供一站式材料分析技术解决方案。此类技术研讨会欧波同还会持续推出,为客户提供材料分析测试领域研讨与交流的互动平台,从而不断提升分析测试产品的使用价值。
  • OPTON的微观世界|第24期 扫描电镜(SEM)在钢铁材料断口分析中的应用
    前 言钢铁材料断口分析的发展概括起来主要经历了三个阶段:肉眼、放大镜和光学显微镜直接观察阶段;用透射电子显微镜观察断口复型的间接观察阶段;用扫描电子显微镜直接观察阶段。因为断口是一个凹凸不平的粗糙表面,观察断口所用的显微镜要具有最大限度的景深、尽可能宽的放大倍数范围和高的分辨率,而扫描电子显微镜可满足上述综合要求,故现在对断口分析均采用扫描电子显微镜。扫描电镜作为现代材料科学应用最广泛的分析检测仪器在多个领域有着重要应用,其中在钢铁材料分析研究中的应用主要包括:材料的微观形貌、组织、成分分析;材料断口分析;材料失效分析;材料实时微区成分分析,元素定量、定性成分分析,快速多元素面扫描和线扫描分析;材料的晶体、晶粒的相鉴定,晶粒尺寸、形状分析,晶体、晶粒取向测量等等。钢铁冶炼铸造过程中会产生一些冶金缺陷,造成产品后续加工或使用过程中产生开裂或断裂,采用扫描电镜对产品断口进行微观观察分析,寻找原因,提出改进和预防措施,其作用和意义重大。下面列举几个钢坯和钢材典型断口的微观形貌及形成原因进行扼要介绍。一、 连铸坯沿晶开裂断口在连铸坯断口中,时常会观察到裂纹沿粗大的柱状晶晶界开裂的情况,且晶界上呈现出自由凝固高温开裂光滑特征(见图1)。其产生原因主要是因连铸浇注温度偏高、拉速不稳或拉速偏快所致。图1 连铸坯沿粗大柱状晶晶界开裂,晶界上呈现自由凝固光滑高温开裂微观特征二、 连铸坯粗大柱状晶、气孔、疏松及缩孔缺陷断口当钢中气体含量较高时,在连铸坯横截面中部粗大柱状晶沿晶断口上可见较多的小气孔缺陷(见图2上图);当连铸工艺控制不佳时由于补缩不足,在横截面的心部部位断口上可观察到较多的疏松缺陷、较大尺寸的缩孔缺陷(见图2下图)。气孔、严重疏松、缩孔等缺陷对成品质量均会产生不利影响。图2 连铸坯中柱状晶晶界上的小气孔缺陷、心部疏松及缩孔缺陷微观特征三、 连铸坯晶界上存在两种形态的硫化物断口钢中非金属夹杂物是不可能完全消除的,在尽可能降低其含量的同时,科学有效地控制夹杂物的类型、尺寸、分布和形态,可降低其对钢材的危害。硫化物夹杂种类较少,最主要的是MnS。MnS在钢液中不能生成,在钢凝固时由于硫的偏析,硫化物夹杂才析出于树枝晶间。冷却速度越快,析出的硫化物颗粒越小,但数目增多。随着钢中氧含量的不同,连铸坯中硫化物夹杂有3类形态, I类硫化物为无规则分布的尺寸较大的球状,在含氧量高的沸腾钢和半镇静钢中可见到,它是在凝固初期与铁晶体同时析出的。Ⅱ类硫化物为网状或枝晶状沿晶分布,是凝固后期生成的。Ⅲ类硫化物是边、角、面都较清晰显现的无规律分布的小颗粒或小块状,出现于过量铝脱氧的钢中,是由于凝固过程中硫化物自发形成的结果。硫化物夹杂塑性较好,在轧钢时沿轧制方向延伸成细条状。Ⅱ类硫化物在轧钢后可形成条带,所以无论在铸态或在轧态钢中,Ⅱ类硫化物对钢的性能影响及危害最大。图3显示了连铸坯晶界上存在的两种不同形态的MnS夹杂物断口形貌特征。图3 连铸坯断口晶界上存在的枝晶状MnS(上)与颗粒状MnS(下)夹杂微观特征四、 钢的解理与准解理断口解理是钢铁材料受力后沿晶体内部一定的结晶学平面(低指数面)发生开裂的现象,宏观上呈结晶状,微观形貌包括解理河流、解理羽毛、解理扇、人字纹花样、舌状花样等,是材料脆性较大的体现。准解理是介于脆性断裂和韧性断裂之间的一种过渡断裂模式,准解理断裂是低合金高强度钢中(如组织为回火马氏体、贝氏体等)较为常见的一种断裂形式,常发生在脆性转折温度附近。准解理断裂的断口是由平坦的“类解理”小平面、微孔及撕裂棱组成的混合断裂,主要断口形貌特征是河流由小平面的中心向四周发散,形状短而弯曲,支流少,形成撕裂岭。图4为合金钢断口解理与准解理的微观形貌特征。图4 合金钢断口脆性解理(上)与准解理(下)的微观特征解理与准解理断口的主要区别如下表特征准解理解理生核的位置夹杂、空洞、硬质点,晶内晶界或其它界面扩展面不连续、局部扩展、碳化物及质点影响路径、非标准解理面标准解理面连接连接撕裂棱、韧窝、韧窝带次解理面解理、撕裂棱断口形态尺寸原奥氏体晶粒大小、呈凹盆状以晶粒为大小,解理平面五、钢的氢脆断口氢脆(又称氢损伤)是因金属中存在一定量的氢、且在张应力作用下造成的损伤,钢中氢的来源主要有:冶炼、锻造、焊接、酸洗或电镀等工艺过程中钢所吸收的氢;也可能是在含氢环境中吸收进入的(如在氢气或硫化氢等含氢气氛中工作或在水溶液中阴极所释放的氢);而张应力可能是内部残余应力或外加工作应力,也可能是二者的叠加。氢损伤导致金属材料韧性和塑性降低,易使材料开裂或脆断,常会带来灾难性后果,故需引起高度重视。氢脆是金属凝固过程中,溶入钢液中的氢未及时上浮溢出,向金属缺陷处不断扩散聚集,到室温时原子氢在缺陷处化合成分子氢、体积增大十几倍,从而产生巨大的氢压,造成其周围应力集中,当超过钢的强度极限时,在钢内部形成细小的裂纹,宏观上因在纵向断口上呈白色圆斑状,故称其为白点。白点的微观形态随钢种和热处理状态而异,也有两种形貌,即氢脆解理和氢脆准解理。例如调质处理的低碳高强度钢白点部位断口形貌为穿晶氢脆解理(如氢脆解理羽毛、浮云状等),非白点区基体部位为穿晶韧性断口;而热轧状态非白点区基体部位断口为正常解理形貌,白点部位断口形貌为氢脆准解理(如碎条状、准解理羽毛等)。图5是合金钢的氢脆解理(上)和氢脆准解理(下)断口形貌特征。图5 钢断口氢脆解理(上)与氢脆准解理(下)的微观形貌特征六、 沿晶断口沿晶断口是指金属材料中的裂纹沿晶界扩展而产生的一种断裂形态。当沿晶断口微观形貌呈“冰糖”状时又称结晶状晶间断裂。多数情况下沿晶断裂属于脆性断裂,但特殊情况下也可能出现“延性”晶间断裂,如高温蠕变断裂、高温热脆断裂等。当金属或合金沿晶界析出连续或不连续的网状脆性相时,在外力的作用下,这些网状脆性相将直接承受载荷,很易于破碎形成裂纹并使裂纹沿晶界扩展,造成试样沿晶断裂,它是完全脆性的正断。图6中上图是合金钢经淬火及中温回火后,由于晶界存在有害元素(P、五害等)偏聚,形成沿晶脆性断裂的断口形貌特征。图6中下图是过热钢晶界上产生MnS小颗粒偏聚、或晶界上有低熔点元素(如Cu等)偏聚,形成沿晶延性断口形貌特征,在晶界上可见到密集的小韧窝中有大量小颗粒状MnS聚集,或者晶界上有一层低熔点(如Cu)元素富集。 图6 沿晶脆性断口(上)与沿晶延性断口(下)的微观形貌特征七、后 记对于断口微观形貌的观察与分析,同断裂力学指标联系起来,系统地建立断裂机制图,这对解决一些工程断裂问题十分有用。在工程应用上,断裂机制图对工程设计、材料的选择、使用条件的限制、以及失效分析等都能提供十分重要的指导性意见和数据资料。下期有什么精彩内容呢?敬请期待吧!
  • 探索微观 明察秋毫——浅谈扫描电镜在金属材料失效分析领域的应用
    失效分析是近些年由军工企业向科研学者及企业所普及的一门新学科[1],金属零部件失效轻则会导致工件性能退化,重则会导致人生安全事故,通过失效分析定位失效原因,提出有效改进措施是保证工程安全运行必不可少的一步,因此,充分利用扫描电镜的优势将为金属材料行业的进步做出巨大贡献。 金属材料是指具有光泽、延展性、容易导电、传热等性质的材料。其中最基本也最为常人所熟知的钢铁,作为基本的结构材料,对国家和人民的意义重大。自工业革命爆发后,不论是小到日常生活用品材料,还是大到军事设备,轨道交通,都离不开钢铁的参与。众多钢铁企业及科研院所利用扫描电镜得天独厚的优势来解决生产时遇到的问题,并协助科研开发新产品。扫描电镜搭载相应的附件已成为钢铁冶金行业进行研究和生产过程中发现问题的有利手段。随着扫描电镜分辨率及自动化程度的提高,扫描电镜在材料分析表征方面的应用愈发广泛[2]。01 电镜观察金属件拉伸断口断口总是发生在金属组织中最薄弱的地方,记录着有关断裂全过程的许多珍贵资料,所以在研究断裂时,对断口的观察和研究一直受到重视。通过断口的形态分析研究一些导致材料发生断裂的基本问题,如断裂起因、断裂性质、断裂方式等。如果要深入研究材料的断裂机理,通常要对断口表面的微区成分进行分析,断口分析现已成为对金属构件进行失效分析的重要手段。图1 国仪量子扫描电镜SEM3100拉伸断口形貌图 根据断裂的性质,断口大致可分为脆性断口和塑性断口。脆性断口的断裂面通常与拉伸应力垂直,脆性断口从宏观来看,由光泽的结晶亮面组成;塑性断口从宏观来看,通常断口上有细小凹凸,呈纤维状。断口分析的实验基础是对断口表面的宏观形貌和微观结构特征进行直接观察和分析。在很多情况下,利用宏观观察就可以判定断裂的性质、起始位置和裂纹扩展路径,但如果要对断裂源附近进行细致研究,分析断裂原因和断裂机制,必须进行微观观察,且因为断口是一个凹凸不平的粗糙表面,观察断口所用的显微镜要具有最大限度的景深,尽可能宽的放大倍数范围和高的分辨率。综合这些需求,扫描电镜在断口分析领域得到广泛的应用。图1三个拉伸断口样品,通过低倍宏观观察及高倍显微组织观察,样品A断口呈河流花样(如图A)为典型脆性断口特征;样品B宏观无纤维状形貌(如图B),微观组织无韧窝出现,为脆性断口;样品C宏观断口由光泽的刻面构成,故以上拉伸断口均为脆性断口。02 电镜观察钢铁夹杂物 钢的性能主要取决于钢的化学成分和组织。钢中夹杂物主要以非金属化合物形态存在,如氧化物、硫化物、氮化物等,造成钢的组织不均匀,而且它们的几何形状、化学成分、物理因素等不仅使钢的冷热加工性能降低,还会影响材料的力学性能[3]。非金属夹杂物的成分、数量、形状和分布等对钢的强度、塑性、韧性、抗疲劳、耐腐蚀等性能有极大的影响,因此,非金属夹杂物是钢铁材料金相检验中不可缺少的项目。通过研究钢中夹杂物的行为,采用相应技术防止钢中夹杂物进一步形成和减少钢液中已存在的夹杂物,对生产高纯净钢以及提高钢的性能具有十分重要的意义。图2 国仪量子扫描电镜SEM3100夹杂物形貌图图3 TiNAl2O3复合类夹杂能谱面分析图图2、图3所示夹杂物分析案例中,通过使用扫描电镜观察夹杂物,配合能谱分析电工纯铁所含夹杂物成分,可知纯铁内部所含夹杂物种类为氧化物类、氮化物类以及复合类夹杂。扫描电镜自带的分析软件具有强大的功能,可以直接对样品测量或直接在图片上进行任何距离、长度的测量,例如通过测量上图所示案例中电工纯铁夹杂物的长度,可知Al2O3夹杂物平均尺寸约为3μm,TiN及AlN尺寸均在5μm以内,复合类夹杂尺寸不超过8μm;这些细小的夹杂在电工纯铁内对磁畴起到钉扎的作用,会影响最终的磁性能。氧化物类夹杂Al2O3来源可能为炼钢的脱氧产物和连铸过程的二次氧化物,在钢铁材料中的形态多为球形,少部分为不规则形状。AlN在钢铁材料中的形态通常呈细长条状;TiN在钢铁中的形态通常呈四边形,夹杂物的形态与其组分以及在钢液内所发生一系列的物理化学反应有关,观察夹杂物时不仅要观察夹杂物的形态及成分,还要关注夹杂物的尺寸大小及分布,需要多方面统计,从而综合评判夹杂物水平。在对单个夹杂物进行观察分析时扫描电镜具有一定的优势,例如夹杂物导致工件开裂进行失效分析,通常在开裂源头处会发现大颗粒夹杂,此时对夹杂物进行尺寸、成分、数量以及形状等研究具有重要意义,通过分析可以定位工件的失效原因。03 扫描电镜对钢铁材料中有害析出相的检测方法析出相是指饱和固溶体温度降低时析出的相,或固溶处理后得到的过饱和固溶体在时效时析出的相,相对的时效过程是一个固态相变的过程,是第二相粒子从过饱和固溶体中沉淀脱溶并且形核长大的过程。析出相在钢中具有十分重要的作用,其对钢的强度、韧性、塑性、疲劳性能等许多重要的物理化学性能均具有重要影响。合理控制钢铁析出相能够强化钢铁性能,如果热处理温度及时间控制不当,会引起金属性能急剧下降,如脆断、易腐蚀等。图4 国仪量子扫描电镜SEM3100电工纯铁析出相背散图在一定的加速电压下,由于背散射电子的产额基本随试样原子序数的增高而增加,所以可以利用背散射电子作为成像信号,显示原子序数衬度像,在一定范围内可以观察试样表面的化学组分分布情况。铅原子序数为82,在背散模式下Pb的背散射电子产额很高,所以图像中Pb呈亮白色。Pb在钢铁材料中的危害有以下几种,因为Pb和Fe不生成固溶体,在冶炼过程中难以去除,且易在晶界处发生偏聚,形成低熔点的共晶体削弱晶界结合力,使材料的热加工性能下降。电工纯铁中的铅析出可能来源是炼铁原料中含有的Pb,以及冶炼时添加合金元素所含有的微量Pb;如果特殊用途使用,不排除在冶炼过程中加入的可能,目的是改善切削加工性能。04 结语扫描电镜作为一种显微分析工具,可以对金属材料进行多种形式的观察,可以对各类缺陷进行详细的分析、金属材料失效的原因进行综合定位分析,随着扫描电镜功能的不断完善和提升,扫描电镜能够完成的工作也越来越多,不仅为改善材料性能的研究提供了可靠依据,同时也在生产工艺控制、新产品设计和研究等方面发挥了重要作用。参考文献:[1] 陈南平,顾守仁,沈万慈等.机械零件失效分析[M].北京:清华大学出版社,2008,15-17.[2] 张鋆川. 金属材料检测常见问题及解决措施[J]. 数字化用户, 2018, 24(052):67.[3] 郭立波,李朋,武强,等. 扫描电镜及能谱分析在钢铁冶金中的应用[J]. 物理测试,2018,36(1):30-36. 本文作者:于文霞 国仪量子应用工程师
  • 天津大学首届“走进材料微观世界”微观摄影大赛作品集锦
    在我们肉眼看不到的纳米世界可能隐藏着意想不到的精彩一群天大学子用严谨的科学态度和鲜活的艺术创造力透过显微镜发现世界之美通过少许着色呈现自然之美在纳米的天地这些微小的结构有如美轮美奂的画作不禁让人感叹科学的奇妙腊 梅作者:胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。采用水热法制备了泡沫镍上负载的Ni-Zn-S用于电催化水分解。棕色的泡沫镍像是梅花的树干,上面生长的一颗颗几微米的合金,像一朵朵鲜红的梅花。在寒冷的冬天,树叶还未见长出来几片,一朵朵鲜红的梅花却不畏寒冬,争先绽放,为败落稀零单调的寒冬,增添了闪亮的色彩。晴空樱花作者:胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。该样品是采用水热法制备的泡沫镍上负载的Ni-Zn-S,用于电催化水分解。春暖花开,站在樱花树下,抬头仰望天空,樱花像一只粉色的蝴蝶在蔚蓝的天空下飞翔。泡沫镍像一棵树干,反应釜里的溶液像大地的养分,一直保持的溶液温度像太阳的光照,经历了十几个小时的保温,泡沫镍上不断的长出绽放的花朵。秋菊作者:胡瑾图片是用学院的Hitachi S-4800场发射扫描电子显微镜拍摄的。采用水热法制备了泡沫镍上负载的Zn-Co-S用于电催化水分解。世间万物,息息相关。如果不看下面的标尺,以为这就是一朵完美绽放的菊花。不禁感叹,在微观的世界,也存在着这么精致的花朵。它们在自己的小天地下静静地绽放。七彩作者:王禹轩拍摄仪器:冷场发射扫描电镜 s4800样品材料:本样品是通过1300度高温快速灼烧1分钟的纯钼,作为制备氧化物弥散强化合金(ODS)的第二相弥散体。ODS由于其优异的抗蠕变性能、良好的高温组织稳定性和良好的抗辐照性能,其常被应用于高温涡轮发动机叶片以及换热器管道等应用中。艺术处理:通过本方法处理纯钼展现出规整的微观结构,以此为基础通过后期处理试图描绘一幅彩虹色宝石原石的照片。通过不同颜色配色及灰色底色的映衬展现出整体的色彩丰富度。三维多孔碳材料作者:杨浩然样品材料为三维多孔碳材料,使用蔡司热场扫描电镜Sigma 300拍摄。样品以氯化钠为结构模板,葡萄糖为碳源,经过冻干和热处理后获得碳包覆氯化钠颗粒结构,水洗去除氯化钠模板后,获得完美的三维多孔结构。新颖性在于以氯化钠为模板,后续可以水洗去除,可以应用于能源转换与存储领域如锂电池钠电池及电催化方向。胭脂海棠闹春浓作者:眭思密应用背景:钠离子电池电极材料仪器信息:TEM JEM-2100f样品制备:样品为溶剂热法制备的MoS2/CNTs复合薄膜。纳米花状的MoS2附着于CNTs外壁,单壁CNTs管束交织形成网络,层层网络重叠形成薄膜。拍照难点:溶剂热反应中,MoS2随机分散于CNT外壁,该照片准确捕捉了二者之间的空间相对关系,并且单壁CNTs管束、MoS2片层边缘都清晰可见。图片描述:“海棠不惜胭脂色,独立蒙蒙细雨中”,图片好似一朵盛开在两个枝杈间的海棠花,像胭脂带妆的少女,是青春、活力、娇美的象征。作为报春的使者,她让大地回春、春意渐浓,从图片中可以看出其蓬勃的生命力。碳纳米管森林作者:张睿&李乐应用背景:单壁碳纳米管垂直阵列具有巨大的比表面积、优异的导电性、良好的化学稳定性以及有序的结构,被认为是电极材料的理想候选材料。仪器名称及型号:蔡司热场扫描电镜(sigma 300)样品制备过程的难度、新颖性:本实验开发了新型纳米颗粒催化剂,可以在二维、三维基底上负载催化剂,并能够利用CVD法在基底上合成碳纳米管阵列材料,具有普适性,便于进行材料的宏量制备。层峦叠翠作者:李乐仪器:原子力显微镜AFM5500作品介绍:氧化铝碳纳米管阵列。锂金属负极的体积变化是实现金属锂电池实际应用需克服的障碍。氧化铝-碳纳米管阵列可以有效降低局部电流密度、缓解锂在充放电过程的体积膨胀。利用原子层沉积法,实现氧化铝在阵列内的均匀沉积。难度点:材料顶部仍应满足均匀的高度差,证实沉积后样品结构的稳定性。艺术处理:样品三维图显示出均匀的高度差,展现出重峦叠翠的景象。五彩斑斓的石头作者:李乐仪器:透射电镜JEM-2100F作品介绍:氧化铝包覆四氧化三铁纳米颗粒,三维基体上生长高有序度碳纳米管阵列可以作为优良电极材料应用于锂、钠、钾离子电池。然而传统电子束蒸发镀膜法沉积用于生长碳纳米管阵列的催化剂,难以实现其在三维基体上的均匀负载。本实验制备的均匀分散的氧化铝包覆四氧化三铁催化剂能够实现在三维基体上的均匀负载,并在基体上生长高有序度碳纳米管阵列。难度点:氧化铝包覆四氧化三铁纳米颗粒应满足粒径均匀、高面密度,以实现高有序度碳纳米管阵列的生长。白珊瑚的深海家园作者:白翔仁作品说明:材料为原位合成氧化镁纳米颗粒团簇的SEM图片,使用S4800扫描电镜拍摄。纳米氧化镁颗粒单个粒径约为5-10 nm,成团簇状分布,单个团簇粒径为300 nm左右,附着在基底上。纳米颗粒导电性差,且粒径细小,通过调整拍摄参数,得到衬度良好、分辨率高的团聚形貌图。图片说明:经过上色处理的作品名为《白珊瑚的深海家园》,将图片灰度调整为绿度,将纳米氧化镁图案侧构建为海底礁石上分布的白珊瑚球的意象。幽暗的海底,一块礁石上,一个个白色的珊瑚球附着在上面,融入静谧的海底世界中。五彩池作者:白翔仁作品说明:材料为纳米颗粒增强铝基复合材料晶粒的STEM图片,使用F200透射电镜拍摄。材料呈现纳米晶组织,晶粒约为200 nm左右。样品通过打磨、Gatan离子减薄仪减薄,得到块体透射样品,通过拍摄参数,得出取向衬度良好、分辨率高的微观组织图片。图片描述:经过处理的作品名为《五彩池》,通过色谱上色及水波微处理,将不同程度的晶粒构建为水底卵石的意象。阳光照射下,水波微微荡漾,掩映着水底的卵石时隐时现,像传说中的五彩池一般。为进一步激发学生们的科研兴趣和创新意识,提升实验技能水平,由天津大学材料学院主办,材料科学与工程国家级实验教学示范中心承办的天津大学首届“走进材料微观世界”—微观摄影大赛于近日成功举办。此次大赛受到了天津大学资产处、天津大学分析测试中心和化工学院大型仪器测试平台的大力支持和积极参与。经历一个月的征稿,共收到来自材料学院、化工学院、理学院、建工学院等全校118名学生的161幅作品。天津大学资产与实验室管理处副处长张为对本次大赛给予了高度肯定,他认为大赛顺应了国家加强高等学校实践教学、实践育人的要求,加强了不同专业、不同领域学科的交流和进步,展现了参赛学生们的科学素养和创新精神。材料学院院长胡文彬向本次大赛中的工作人员和评委老师以及各支持单位表示衷心的感谢,寄语同学们能永葆初心,在科研路上砥砺前行,真正认识到科学和材料的魅力所在!微观纳米世界藏匿着许多美丽与惊喜,等待着与有心人的相遇
  • 安东帕受邀参加第11届国际介观结构材料研讨会
    第11届国际介观结构材料研讨会将于2021年9月5日-8日在辽宁大连国际金融会议中心举办。本次研讨会将全面展示近年来介观结构材料领域取得的最新进展和最新成就,深入探讨介观结构材料领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向,并进一步推进介观结构材料的发展和成果推广,探讨和交流介观结构材料在能源、医药、催化、吸附等领域中的应用。安东帕邀您莅临15号展位,期待您的到来,进行现场交流。安东帕物理/化学吸附分析仪:Autosorb iQ气体吸附全分析平台,涵盖超低比表面、微孔、蒸汽吸附和化学吸附测量动力学模式及迟滞环扫描模式可提供样品孔结构的全方位信息自动液位传感器控制冷阱升降,确保样品管体积最小化,实现微孔分析的高分辨率真正实时P0测量,为全压力段提供高分辨率可扩展第2和第3分析站,脱气站多达4个安东帕比表面积和孔径分析仪:NOVAtouch可同时分析多达4个样品,更高分析效率全自动程序控温4站脱气,可与分析站同时运行彩色触摸屏,且允许远程操作专用P0站,可实时测量P0值优化进气模式,大幅提高测试速度安东帕真密度仪:Ultrapyc系列TruPyc技术,数据更精准TruLock密封技术,重复性更高powderProtect模式,无惧细粉污染Peltier温控系统,温度更稳定超大触屏,图形用户界面安东帕压汞孔径分析仪:PoreMaster用于介孔和大孔的孔分布测定,孔径范围可达1080 μm-3.6 nm内置独立的高低压站,可多达2个高压站和2个低压站可测定多种固体材料的孔体积,孔径分布,孔隙率,孔喉比等信息低压站可自动进汞,高压站自动液压油循环过滤内置冷阱,双保险内部锁定,样品池倾斜系统,安全可靠安东帕高压容量法气体吸附分析仪:iSorb储气、气体分离研究真正高压:最高200bar安全无忧的高压设计精确的温度控制
  • CCATM'2014之材料微观解析与失效分析会场
    仪器信息网讯 2014年10月20日,由中国工程院、中国合格评定国家认可委员会、中国标准化协会、中国金属学会、国际钢铁工业分析委员会、中国钢研科技集团有限公司主办的&ldquo CCATM&rsquo 2014国际冶金及材料分析测试学术报告会&rdquo 之&ldquo 材料微观解析与失效分析&rdquo 会议在北京国际会议中心举行。  失效分析是指产品失效后,通过对产品及其结构、使用和技术文件的系统研究,从而鉴别失效模式、确定失效机理和失效演变的过程。失效分析对于提高产品质量和防止事故重演特别重要。失效分析工作是一个极其复杂的过程,它需要多学科相互交叉。主要分析内容包括断口分析、化学分析、金相显微分析、力学性能检查和无损探测等方面。  其中微观解析主要指断口分析中的微观分析和金相显微分析。在断口微观分析中,使用扫描电镜或透射电镜可观察微观断口的形貌,从而判断断裂失效机制。另外配合能谱分析仪还可以对断口的微区成分进行分析,以判断是否存在夹杂物、成分偏析等缺陷。  金相显微分析是指利用金相显微镜来观察和研究金属材料显微组织结构及分布的试验方法。是检查金属材料质量的好坏、热处理工艺质量评定的最直观、最准确的方法。  在本次会议中,武钢研究院孙宜强介绍了SPHC热轧板表面疤块缺陷分析 钢铁研究总院谢金鹏介绍了转向弯臂断裂失效原因分析 宝山钢铁股份有限公司王军艺介绍了火花塞膨胀槽脆性开裂失效分析 首钢通化钢铁集团韩德青介绍了隔热管断裂原因分析 钢铁研究总院郑凯介绍了某石化设备用 P201泵出口管道裂纹原因分析 马钢技术中心王德宝介绍了35CrMo高强度连接螺栓杯锥状断口失效分析 武汉钢铁集团公司研究院王志奋介绍了冷轧双相钢性能不合格原因分析 国家钢铁材料测试中心李云玲PSB1080 螺纹钢氢脆断裂分析 西安航空动力控制科技有限公司郭秀乔介绍了活门和衬套卡滞原因分析 江苏省宏晟重工集团有限公司乙海峰介绍了1Cr17Ni2钢热油泵泵轴断裂分析。会议现场
  • 2019年7月-材料微观结构分析样品制备培训通知
    材料微观结构分析样品制备邀请函 尊敬的客户,您好!为更好的服务于客户,我们特别为金相技术员或者要学习先进制备工艺的金相学者设计了SumMet™ 材料微观结构分析样品制备课程。该课程通过理论学习和实践操作,涵盖了切割、镶嵌、研磨和抛光的知识,这些知识也是标乐在过去80多年历史中的经验累积。此外,学生还可学习有关硬度测试和微观结构解读方面的知识。 基本信息 培训时间:2019年7月8-10日(三天)培训主题:材料微观结构分析样品制备培训地点:标乐中国上海实验室(依工测试测量仪器(上海)有限公司)具体地址:上海市闵行区漕河泾开发区新骏环路88号13A二楼 主要内容 三天的课程涉及多种材料的微观结构分析样品制备和硬度测试的知识。课程内容涉及到样品切割,镶嵌,研磨和抛光的技术知识,对于各种材料的样品制备提供大量实习课程。课程内容包括: 取样和切割(理论和实践) 样品镶嵌(理论和实践) 样品研磨和抛光(理论和实践) 硬度测试原理(理论)注:学员实践操作中可自行携带需要得到解决方案的样品。 特邀讲师 Dr. Mike Keeble 毕业于威尔士大学(The University of Wales),主修材料科学与工程。获得了钢的蠕变性能(creep properties of steels)博士学位及部分熔融铝合金的力学试验和有限元模拟(mechanical testing and FE modelling of partially molten aluminium alloys)硕士学位。Dr. Keeble 之前在英国国防评估和研究机构(现QinetiQ)担任先进金属材料研究员,研究新材料和制造工艺的疲劳、损伤容限和---失效分析。Dr. Keeble 目前在美国标乐担任美国实验室和技术经理的职务,他有超过12年的在金相分析方面提供技术支持和培训的工作经验。Dr. Keeble 曾在伯明翰大学(Birmingham University)担任荣誉讲师,并在华威大学(Warwick University)担任访问学者。Dr. Keeble 是 ASM 和 IMS 的成员,也是金相和硬度测试标准组织(Standards Organizations in metallography and hardness testing)的成员。【助教】 Leo-柳文鹏,标乐应用工程师毕业于西北工业大学材料学院,获得硕士学位。曾多年就职于英业达集团,负责电子材料的可靠性及失效分析;之后就职于德国双立人公司,担任主管金相工程师,主要负责金属材料金相分析及硬度测试;加入标乐公司后,每年前往美国总部接受金相制备高级课程培训,现担任标乐应用工程师,在汽车、航空航天及电子等行业积累了丰富的经验。 Kevin-程凯,标乐应用工程师毕业于河海大学材料科学与工程学院,曾就职于无锡鹰普集团,担任理化工程师、热处理工程师;此后分别就职于通标标准服务(上海)有限公司(SGS),担任金相工程师;莱茵技术(上海)有限公司(TUV Rheinland),担任高级金相工程师。主要负责金相及硬度实验室的所有测试及管理。在金属材料检测以及失效分析方面都有较丰富的经验。现任标乐公司应用工程师,为亚太用户提供全面的技术支持,解决金相制备方面的难题,在原材料、汽车、电子等行业样品的制备积累了丰富的经验。注:课程全英文教学,全程有中文翻译。 费用说明 费用:5000RMB/人说明:费用包含:SumMet教材、培训期间中餐,以及9日晚宴,其他住宿交通等费用自理。汇款账号:名称:依工测试测量仪器(上海)有限公司开户行:农业银行上海浦江支行 行号:103290003237账号:03408800040017687 报名方式 烦请可以填写下方报名回执后发送 info.cn@buehler.com,本次培训小班教学,名额有限,先到先得! 住宿交通 (住宿仅供参考,请学员自行预定)培训地点:依工测试测量仪器(上海)有限公司培训地址:上海市闵行区漕河泾开发区新骏环路88号13A二楼附近交通: 浦东机场:打车:距离35.3KM,打车约138元,约30min;公交:磁悬浮地铁16号线796路(鹤坡塘桥站下), 约134min 虹桥机场:打车:距离30.9KM,打车约108元,约47min;公交:地铁10号线地铁8号线796路(鹤坡塘桥站下), 约90min 虹桥火车站:打车:距离31.8KM,打车约111元,约45min;公交:地铁10号线地铁8号线796路(鹤坡塘桥站下), 约90min 上海火车站(上海站):打车:距离22.3KM,打车约77元,约34min;公交:地铁1号线地铁8号线796路(鹤坡塘桥站下), 约75min周边住宿(仅供参考,请学员自行预定) 名称:新奇士国际酒店(浦江店) 地址:浦江镇三鲁路3585号(近江月路) 名称:上海浦江智选假日酒店 地址: 浦江镇联航路1188号10号楼3楼H座诚挚地期待您的参加! 标乐市场部2019年5月20日 附件一 报名回执报名人员*单位*姓名*部门*职务*电话*邮件兴趣及关注项目 (如材料、零部件等):工作范畴 (如研究、品质控制、失效分析等):*单位业务范围 □ 金属 □ 航空/航天 □ 热处理 □ 电子 □ 政府研发/教育 □ 测试实验室(第三方实验室) □ 国防 □ 生物医药 □ 汽车/其他运输工具 □ 能源 □ 其他__________________________________说明:务必准确填写,其中 * 为必填项。填写完毕请发送至:info.cn@buehler.com 。
  • 基金委2023工程与材料学部重点项目优先资助领域公布
    近日,《2023年度国家自然科学基金项目指南》正式发布。其中重点项目支持从事基础研究的科学技术人员针对已有较好基础的研究方向或学科生长点开展深入、系统的创新性研究,促进学科发展,推动若干重要领域或科学前沿取得突破。为更好地服务材料领域相关科技工作者,本文特对工程与材料科学部重点项目的优先资助领域进行了梳理。2023年,工程与材料科学部拟在工程、材料、工程与材料交叉三方面优先支持14个重点项目资助领域。2022年度工程与材料科学部共接收重点项目申请819项,资助118项,资助直接费用31742万元,直接费用平均资助强度269万元/项。2023年度拟在以下14个领域中资助重点项目110项左右,直接费用平均资助强度约为300万元/项。资助期限5年。注意事项:2023年,工程与材料科学部重点项目资助领域共14个,领域名称分别为:(1)金属材料设计、制备加工及应用基础(E01);(2)无机非金属材料设计、制备及应用基础(E02);(3)有机高分子材料设计、制备及应用基础(E03);(4)资源安全高效开采与绿色加工利用(E04);(5)机械设计、制造及服役中的科学问题(E05);(6)工程热物理与能源利用(E06);(7)电气工程科学基础与关键技术(E07);(8)高性能土木工程结构和绿色建筑设计(E08);(9)水利科学与工程关键科学问题研究(E09);(10)区域环境复合污染治理与生态修复(E10);(11)新型海工结构和海洋装备(E11);(12)智慧交通与运载工程智能化(E12);(13)新概念材料、材料共性与工程交叉(E13);(14)工程与材料领域共性软件支撑平台(E01~E13)申请书的“附注说明”栏请务必在下拉菜单中选择相应重点项目资助领域下的具体研究方向,“附注说明”栏未选择具体研究方向或选择错误的申请书,将不予受理。申请人可根据重点项目资助领域中的具体研究方向,自主确定项目名称、研究内容和研究方案,并在“申请代码1”一栏中准确选择具体研究方向所属重点项目资助领域所对应的一级申请代码或该一级申请代码下的二级代码。例如:“附注说明”栏选择研究方向“2.1 无机非金属材料前沿科学问题研究”,则“申请代码1”一栏应选择E02或E02下的二级申请代码。“申请代码2”可选择作为补充。1. 金属材料设计、制备加工及应用基础(E01)本领域拟资助的主要研究方向:1.1 钢铁与有色金属材料在设计、制备、加工、服役和应用中的关键问题;1.2 高温合金、金属间化合物与金属基复合材料;13 金属结构材料性能提升中的关键问题;1.4 亚稳及纳米金属材料;1.5 金属功能材料;1.6 金属生物医用、智能与仿生材料;1.7 金属材料结构表征、表面与界面;1.8 金属材料新理论、新技术、新效应探索。2. 无机非金属材料设计、制备及应用基础(E02)本领域拟资助的主要研究方向:2.1 无机非金属材料前沿科学问题研究;2.2 无机非金属材料瓶颈技术中的基础问题研究;2.3 高性能无机非金属材料的多尺度结构效应研究;2.4 无机非金属材料新理论、新技术、新体系、新效应探索;2.5 极端环境无机非金属材料基础问题研究;2.6 面向“双碳”目标的无机非金属新材料基础研究;2.7 无机非金属材料多功能集成与智能化应用基础研究;2.8 高性能无机非金属材料设计、低成本制备与工程化应用基础研究;2.9 高性能多元无机非金属材料的设计、结晶热力学和动力学协同调控制备研究。3. 有机高分子材料设计、制备及应用基础(E03)本领域拟资助的主要研究方向:3.1 高分子材料合成新方法与新原理;3.2 高分子材料聚集态结构与性能调控;3.3 高分子材料加工(含微纳加工和增材制造)新理论、新方法和新技术;3.4 生物医用高分子材料;3.5 有机高分子光电材料与器件;3.6 智能高分子材料;3.7 生态与环境友好高分子材料;3.8 高分子复合材料;3.9 面向国家重大需求的高分子材料基础研究。4. 资源安全高效开采与绿色加工利用(E04)本领域拟资助的主要研究方向:4.1 深地、深海、非常规油气高效绿色钻采工程基础科学问题;4.2 油气储运系统安全与可靠性关键科学问题;4.3 深部战略矿产资源安全、高效、智能协同开采理论与关键技术;4.4 矿山修复、固废低碳处置与高值化利用理论与关键技术;4.5 工业生产过程安全及公共安全精准预控理论与方法;4.6 关键战略性矿产绿色分离提取理论与过程强化调控机制;4.7 钢铁冶金新工艺、新技术和绿色环保的基础问题;4.8 复杂难处理金属资源低碳冶金、制备和循环利用新技术与理论;4.9 金属(合金)超纯净冶炼、控制凝固、控制成型新技术原理;4.10 高性能金属材料短流程、复合成形、智能化加工技术基础研究。5. 机械设计、制造及服役中的科学问题(E05)本领域拟资助的主要研究方向:5.1 先进装备综合性能驱动下的机构设计新理论、新方法;5.2 高性能驱动传动系统与高可靠基础件的设计与制造;5.3 机械系统与装备的动力学设计、性能评价与预测;5.4 面向极端环境的机械结构强度设计与寿命评估;5.5 复杂机械表面/界面力学和摩擦学行为机理、测试及控制;5.6 数据驱动的智能设计理论与方法;5.7 仿生设计与生物制造;5.8 高性能复杂构件精准成形制造理论、方法、技术;5.9 超精密、超高速、超强能场加工理论与方法;5.10 智能制造新原理、新方法、新装备、新系统、新模式;5.11 多维、多参数传感与测量新机理、新方法;5.12 微纳制造的原理、方法及系统。6. 工程热物理与能源利用 (E06)本领域拟资助的主要研究方向:6.1 低碳能源系统的分析、控制和优化;6.2 流体机械能功转换、流动机理及流动控制;6.3 能量转换与利用中的传热传质基础;6.4 燃料燃烧理论、污染物生成和减排机理与燃烧新技术 6.5 能源动力中的多相流基础;6.6 复杂热物理量场的测试原理和方法;6.7 新能源与可再生能源利用。7. 电气工程科学基础与关键技术(E07)本领域拟资助的主要研究方向:7.1 电磁与等离子体等电气工程共性基础与新技术(含传感测试、多场耦合、数字孪生、新型发电、电能传输、放电等离子体及其应用等);7.2 电工材料、器件与装备 7.3 智能电网与综合能源 7.4 机电能量转换与电力驱动;7.5 电能变换与控制;7.6 电能存储及其应用;7.7 生物电磁技术。8. 高性能土木工程结构和绿色建筑设计(E08)本领域拟资助的主要研究方向:8.1 可持续建筑设计理论与方法;8.2 城乡空间、景观生态规划理论与方法;8.3 低碳健康建筑基能理论与关键技术;8.4 复杂恶劣环境下土木工程设计与建造;8.5 高性能土木工程材料与结构;8.6 土木工程智能建造和运维基础理论与关键技术;8.7 土木工程其础设施安全服役与性能提升;8.8 复杂条件下岩土工程基础理论;8.9 道路与地下工程全寿命周期设计及防灾;8.10 土木工程多灾害效应、抗灾韧性理论与技术。9. 水利科学与工程关键科学问题研究(E09)本领域拟资助的主要研究方向:9.1 流域水资源可持续高效利用;9.2 流域与城市雨洪灾害成因及防控;9.3 流域干早监测及旱灾预防;9.4 农业高效节水;9.5 盐碱地水盐运移与排灌调控;9.6 水沙过程变化与河床演变适应机制;9.7 河流湖库生态系统模拟与调控;9.8 水力机电系统调控与安全运行机制;9.9 水利水电工程智能运维与灾害防控;9.10 水工岩土工程灾害智能防控;9.11 区域智能水网与输配水工程。10. 区域环境复合污染治理与生态修复(E10)本领城拟资助的主要研究方向:10.1 低碳水处理及水质安全保障;10.2 重点行业减污降碳协同过程;10.3 可持续城乡水系统构建及水生态安全;10.4 室内空气污染快速净化与健康风险控制;10.5 区城多维度大气污染源协同控制;10.6 新兴固废安全处理与资源化;10.7 复合污染场地生态修复 10.8 区域物质能量循环过程模拟与生态风险控制 10.9 多介质污染物安全转化及精准调控。11. 新型海工结构和海洋装备(E11)本领域拟资助的主要研究方向:11.1 海洋资源开发与海底资源开采;11.2 海洋工程结构与海洋动力学;11.3 面向海洋和极地开发利用的新原理、新结构、新技术和新装备;11.4 海岸工程与安全防护;11.5 海洋可再生能源开发与技术装备;11.6 绿色智能船舶与智慧航海;11.7 海洋环境观测与深海探测;11.8 海洋智能无人航行器。12. 智慧交通与运载工程智能化(E12)本领域拟资助的主要研究方向:12.1 自动驾驶技术关键测评与验证技术/特殊场景(特定区域/特殊空间/典型作业运输环境)下的应用技术;12.2 综合立体交通网络融合理论与关键技术研究;12.3 面向复杂环境作业运输的可重构/多栖特种车辆关键理论与技术;12.4 600km/h速度级常导高速磁浮系统性能评估及协同优化关键理论与技术;12.5 基于过冷推进剂的空天往返运输系统能源一体化与推进剂管理基础理论与技术;12.6 国家空域系统融合运行管理理论与关键技术研究;12.7 LNG液态管道输送的基础科学问题。13. 新概念材料、材料业性与工程交叉(E13)本领域拟资助的主要研究方向:13.1 新材料设计、制备、加工和表征等中的关键共性科学问题;13.2 面向前沿交叉的新概念材料、新性能;13.3 新型复合与杂化材料;13.4 面向智能化、信息化和微型化等多功能集成材料与器件;13.5 面向高端制造和与国家重大工程的关键新材料;13.6 面向能源、环境、生命健康等国家重大需求的关键新材料;13.7 面向“双碳”目标的关键新材料。14. 工程与材料领域共性软件支撑平台(请根据相关软件应用领域选择工程与材料科学部相关一级申请代码)针对工程与材料领域软件关键核心技术,突破工程与材料领域通用工具软件、工业软件中的基础科学问题和共性基础理论,为开发自主可控的关键工具软件提供基础支撑。本领域拟资助的主要研究方向:14.1 工程系统多物理耦合建模、仿真与优化设计;14.2 多时空/多尺度工程与材料系统的基础理论和数值模拟;14.3 工程与材料离散-连续混合体系的理论建模与模拟方法;14.4 工程系统的数据与目标混合驱动建模理论及仿真优化方法;14.5 AI赋能的工业软件理论与算法。对不符合本《指南》要求,未反映出工程与材料领域软件特征的项目申请不予受理;不支持单纯的信息类软件项目申请。
  • 自然科学基金委公布2024年工程与材料学部重点项目优先资助领域
    1月11日,《2024年度国家自然科学基金项目指南》正式发布。其中,重点项目支持从事基础研究的科学技术人员针对已有较好基础的研究方向或学科生长点开展深入、系统的创新性研究,促进学科发展,推动若干重要领域或科学前沿取得突破。为更好地服务材料领域相关科技工作者,本文特对工程与材料科学部重点项目的优先资助领域进行梳理。2023年工程与材料科学部共接收重点项目申请814项,资助103项,资助直接费用23690万元,直接费用平均资助强度为230万元/项。2024年,工程与材料科学部拟在以下14个领域中资助重点项目110项左右,直接费用平均资助强度约为300万元/项,资助期限为5年:(1) 金属材料设计、制备加工及应用基础 (E01);(2) 无机非金属材料设计、制备及应用基础 (E02);(3) 有机高分子材料设计、制备及应用基础 (E03);(4) 资源安全高效开采与绿色加工利用 (E04);(5) 机械设计、制造及服役中的科学问题 (E05);(6) 工程热物理与能源利用 (E06);(7) 电气工程科学基础与关键技术 (E07);(8) 绿色建筑与高性能土木工程 (E08);(9) 水利科学与工程关键科学问题研究 (E09);(10) 环境工程科学基础与关键技术 (E10);(11) 水下航行器 (E11);(12) 智慧交通与运载工程智能化 (E12);(13) 新概念材料、材料共性与工程交叉 (E13);(14) 工程与材料领域共性软件支撑平台 (E01~E13)。2024年度工程与材料科学部重点项目资助领域主要研究方向如下:1. 金属材料设计、制备加工及应用基础 (E01)本领域拟资助的主要研究方向:1.1 钢铁与有色金属材料在设计、制备、加工、服役和应用中的关键问题;1.2 高温合金、金属间化合物与金属基复合材料;1.3 金属结构材料性能提升中的关键问题;1.4 低维与亚稳金属材料;1.5 金属功能材料性能调控新策略与多功能耦合;1.6 金属生物医用、智能与仿生材料;1.7 金属材料结构表征、表面与界面;1.8 面向国家重大需求的金属材料基础研究;1.9 金属材料新理论、新技术、新效应探索。2. 无机非金属材料设计、制备及应用基础 (E02)本领域拟资助的主要研究方向:2.1 前沿及交叉无机非金属材料新理论、新技术、新体系、新效应探索;2.2 无机非金属材料组织结构与性能调控的热力学和动力学研究;2.3 极端环境无机非金属材料基础研究;2.4 面向“双碳”目标的无机非金属材料基础研究;2.5 面向生命健康的无机非金属材料基础研究;2.6 关键战略无机非金属材料应用基础研究;2.7 无机非金属材料与器件的多功能集成与智能化应用基础研究;2.8 高性能无机非金属材料设计理论、绿色低成本制备与回收以及工程化应用基础研究;29 集成电路用无机非金属材料应用基础研究。3. 有机高分子材料设计、制备及应用基础 (E03)本领域拟资助的主要研究方向:3.1 高分子材料合成新方法与新原理;3.2 高分子材料聚集态结构与性能;3.3 高分子材料加工(含微纳加工和增材制造)新理论、新方法和新技术;3.4 高分子复合材料;3.5 生态与环境友好高分子材料;3.6 智能高分子材料;3.7 生物医用高分子材料;3.8 有机高分子光电材料与器件;3.9 面向国家重大需求的高分子材料。4. 资源安全高效开采与绿色加工利用 (E04)本领域拟资助的主要研究方向:4.1 深地、深海、非常规油气高效绿色钻采工程基础科学问题;4.2 油气储运系统安全与可靠性关键科学问题;4.3 深部战略矿产资源安全、高效、智能协同开采理论与关键技术;4.4 矿山修复、固废生态处置与利用理论与关键技术;4.5 工业生产过程安全及公共安全精准预控理论与方法;4.6 战略性矿产资源绿色分离与过程强化;4.7 钢铁低碳冶金新工艺、新技术和绿色环保的基础问题;4.8 非常规复杂金属资源高效提取与循环利用新理论及新技术;4.9 金属(合金)超纯净冶炼与成型新技术原理;4.10 材料短流程、复合成形、智能化加工技术基础研究;4.11 冶金过程(物质流、能量流、信息流)大数据与元素行为。5. 机械设计、制造及服役中的科学问题 (E05)本领域拟资助的主要研究方向:5.1 性能驱动的机构设计新理论、新方法;5.2 高性能驱动传动系统与高可靠基础件的设计与制造;5.3 机械系统与装备的动力学设计、性能评价与预测;5.4 面向极端环境的机械结构与机电装备可靠性设计;5.5 复杂机械表面/界面力学和摩擦学行为调控;5.6 智能设计理论与方法;5.7 机械仿生设计与生物制造;5.8 复杂构件高性能精准成形制造理论与方法;5.9 超精密、超高速、超强能场加工理论与方法;5.10 智能制造工艺、装备与系统;5.11 多维、多参数传感与测量新原理、新方法;5.12 微纳制造的原理、方法及系统;5.13 原子级制造理论与技术;5.14 人形机器人。6. 工程热物理与能源利用 (E06)本领域拟资助的主要研究方向:6.1 低碳能源系统分析、控制和优化;6.2 动力与流体机械能功转换、流动机理及控制;6.3 能量转换与利用传热传质基础;6.4 燃烧理论、污染物控制与燃烧新技术;6.5 能源动力多相流基础;6.6 复杂热物理量场的测试原理和方法;6.7 新能源与可再生能源利用;6.8 碳中和与储能技术。7. 电气工程科学基础与关键技术 (E07)本领域拟资助的主要研究方向:7.1 电磁与等离子体等电气工程共性基础与新技术(含传感测试、多场耦合、数字孪生、新型发电、电能传输、放电等离子体及其应用等);7.2 电工材料、器件与装备;7.3 智能电网与综合能源;7.4 机电能量转换与电力驱动;7.5 电能变换与控制;7.6 电能存储及其应用;7.7 生物电磁技术。8. 绿色建筑与高性能土木工程 (E08)本领域拟资助的主要研究方向:8.1 可持续建筑设计理论与方法;8.2 城乡空间、景观生态规划理论与方法;8.3 低碳健康建筑基础理论与关键技术;8.4 复杂恶劣环境下土木工程设计与建造;8.5 高性能土木工程材料与结构;8.6 土木工程智能建造和运维基础理论与关键技术;8.7 土木工程基础设施安全服役与性能提升;8.8 复杂条件下岩土工程基础理论;8.9 道路与地下工程全寿命周期设计理论与技术;8.10 土木工程多灾害效应、抗灾韧性理论与技术。9. 水利科学与工程关键科学问题研究 (E09)本领域拟资助的主要研究方向:9.1 变化条件下复杂水系统多目标调控;9.2 流域极端水文过程形成机制与预测;9.3 城市雨涝灾害成因及防控;9.4 农业绿色高效用水理论与技术;9.5 农田水碳循环过程与调控机制;9.6 流域水沙输移与平衡机制;9.7 流域水生态系统模拟与调控;9.8 新型水力机械高效安全运行;9.9 复杂条件下水利水电工程智能建造与安全运维;9.10 极端条件下水工岩土工程安全与风险防控;9.11 现代化农业灌排系统智能管控(重点项目群)。10. 环境工程科学基础与关键技术 (E10)本领域拟资助的主要研究方向:10.1 低碳水处理及水质安全保障;10.2 可持续城乡水系统构建及水生态安全;10.3 大气污染与温室气体协同减排;10.4 建成环境空气污染与健康风险防控;10.5 固废低碳处理处置与高效资源化;10.6 土壤与地下水绿色修复及固碳增汇;10.7 重点行业多介质减污降碳协同过程;10.8 城乡/区域代谢过程模拟与调控。11. 水下航行器 (E11)本领域拟资助的主要研究方向:11.1 跨介质关键力学问题及流动控制;11.2 通信与导航;11.3 水下新型能源动力与补给;11.4 水下航行器控制与集群。12. 智慧交通与运载工程智能化 (E12)本领域拟资助的主要研究方向:12.1 综合立体交通多网融合理论与关键技术研究;12.2 600km/h速度级高速磁浮系统车-磁-轨长期服役性能及协同优化关键技术;12.3 自动驾驶共性关键技术测评与验证/超大重载运输自动驾驶场景构建与驾驶性能加速测试技术;12.4 分布式电驱动车辆主动安全控制技术;12.5 面向复杂环境作业运输的可重构可变构特种车辆关键技术;12.6 枢纽机场飞行区交通系统协同运行关键技术;12.7 超低温能源物质水路运输/管道输送关键技术与协同;12.8 国家空域系统资源规划与协同运行关键技术;12.9 可重复使用空天往返运载系统关键技术。13. 新概念材料、材料共性与工程交叉 (E13)本领域拟资助的主要研究方向:13.1 新材料设计、制备、加工和表征的关键科学问题;13.2 原始创新的新概念、新性能材料;13.3 新型复合与杂化材料;13.4 智能化、信息化和微型化的多功能集成材料与器件;13.5 高端制造和国家重大工程的关键新材料;13.6 面向能源、环境、生命健康等国家重大需求的关键新材料;13.7 面向“双碳”目标的关键新材料。14. 工程与材料领域共性软件支撑平台(请根据相关软件应用领域选择工程与材料科学部相关一级申请代码)针对工程与材料领域软件关键核心技术,突破工业软件开发中的基础科学问题和共性基础算法,为开发自主可控的关键工业软件提供基础支撑。本领域拟资助的主要研究方向:14.1 多物理场耦合建模理论、求解器与软件;14.2 跨尺度数值模拟方法、求解器与软件;14.3 数据与机理混合建模技术、求解器与软件;14.4 AI赋能的工业软件核心算法与应用软件;14.5 工业软件几何与物理内核的高效求解算法与软件;14.6 面向重大需求的工程与材料领域应用软件开发。此外,鼓励具有工程与材料领域学科背景、工业软件实际开发能力与经验的申请人围绕专业应用领域的实际需求牵头申报。对不符合《2024年度国家自然科学基金项目指南》要求,未反映出底层代码自主可控,未反映出工程与材料领域工业软件特征的项目申请不予受理;不支持单纯的信息类软件项目申请。
  • 安徽财经大学组织“双碳”背景下经济高质量发展论坛
    11月20日,安徽财经大学在龙湖东校区艺术楼报告厅组织“双碳”背景下经济高质量发展论坛。蚌埠市委副书记、市长操龙灿,著名经济学家、中国人民大学原副校长、一级教授吴晓求,中国工程院院士、安徽理工大学校长袁亮,中国工程院院士、合肥工业大学教授杨善林,中国工程院院士、中国科学院合肥物质科学研究院研究员李建刚,中国工程院院士、中国建材集团有限公司总工程师、中建材玻璃新材料研究总院院长彭寿,安徽工业大学党委书记陆林,安徽工业大学党委副书记、校长魏先文,安徽科技学院党委书记蒋德勤,蚌埠学院党委书记陈国龙,安徽财经大学党委书记虞宝桃,安徽省政协经济委员会副主任、安徽财经大学原党委书记、校长丁忠明,安徽财经大学党委副书记、常务副校长朱红军, 安徽财经大学党委常委、副校长周加来,安徽财经大学副校长张焕明、学术副校长何贤杰出席开幕式。朱红军主持开幕式。操龙灿在致辞中指出,实现碳达峰碳中和是贯彻新发展理念、构建新发展格局、推动高质量发展的内在要求,是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。近年来,蚌埠市委、市政府深入贯彻落实习近平总书记关于碳达峰碳中和的重要指示精神,全面理解、准确把握实现碳达峰碳中和的内涵发展、目标建设、实施路径及重点任务等各个维度,取得显著成效。未来蚌埠市将进一步推动产业结构、能源结构和相关技术的深刻变革,推动地方经济社会高质量发展。操龙灿指出,安徽财经大学扎根蚌埠六十余年来,将学校发展与地方发展紧密结合,为蚌埠经济社会发展作出重要贡献。本次活动围绕推动绿色低碳经济发展、探索“双碳”背景下经济高质量发展新路径、进一步提升经济发展新动能等主题开展高层次交流研讨,对推动地方、企业、高校之间的交流合作具有重要作用。彭寿在致辞中充分肯定了安徽财经大学为国家和区域经济社会发展作出的重要贡献。他表示,安徽财经大学始终秉承“诚信博学、知行统一”的校训精神,围绕“绿色金融”“绿色经济”“绿色发展”不断深化新文科、改革新工科、探索新经管,成为国家和地方高质量人才输送的摇篮,书写了新时代服务安徽的创新答卷。本次论坛紧紧围绕“双碳”背景探讨经济高质量发展,正是安徽财经大学不断深化新文科、探索新经管的重要表现。彭寿希望中国建材集团继续与安徽财经大学等省内高校聚焦“双碳”发展,深化产学研协作,做优创新链,打造一流原创技术策源地;做强产业链,打造新兴产业集聚地;做实人才链,打造国家重要人才中心和创新高地,为实现国家高水平科技自立自强贡献安徽力量,为建设现代化美好安徽贡献央企和高校的力量。虞宝桃代表学校向参加论坛的各位专家学者表示诚挚欢迎,向一直以来关心支持学校建设发展的各位领导嘉宾表示衷心感谢。他介绍了学校学科建设、人才培养、队伍建设、科学研究、社会服务等方面情况,他指出,党的二十大报告对于“碳达峰碳中和”和“经济高质量发展”作出了重要战略部署,“双碳”与经济高质量发展是辩证统一关系。本次论坛是学校贯彻落实党的二十大精神的生动实践,也是学校服务国家战略,为推动绿色低碳经济高质量发展贡献力量的应有之义。虞宝桃表示,学校将以党的二十大精神为指引,深入实施“安财新经管”发展战略,沿着“走出去、建平台、上水平”发展路径,坚持学科引领、人才强校、育人为本、科研兴校与开放办学,完整、准确、全面贯彻新发展理念,聚焦聚力服务国家战略与地方经济社会高质量发展,不断强化责任担当,为全面推进中国特色社会主义现代化国家建设,加快推进新阶段现代化美好安徽建设贡献“安财智慧”与“安财力量”。虞宝桃希望学校以本次论坛为契机,进一步深化与蚌埠市委、市政府及兄弟高校、科研院所的交流合作,加强对绿色金融、投资政策、财税政策等方面的理论和应用研究,增强推动绿色低碳发展的本领,把低碳发展纳入办学治校全过程,以实际行动助力“双碳”目标的实现。专家主旨报告环节,吴晓求教授作了主题为“中国式现代化的经济基础与金融的作用”的报告。他从“如何理解中国式现代化”“中国式现代化的经济基础”“中国式现代化实现过程中金融的作用”三个层面分别论述,他认为中国经济要进入现代化的关键在于推动中国经济结构的转型,推动科技进步、产业升级和产业迭代。李建刚院士作了主题为“对未来清洁能源发展的思考”的报告。他从能源创新发展、聚变发展现状、聚变技术转化与未来发展等方面进行了阐述,指出我国聚变实现了从跟跑、并跑到部分领跑的跨越。杨善林院士作了主题为“人工智能与管理变革”的报告。他从节约优先战略、能源安全战略、非化石能源替代战略、再电气化战略、资源循环利用战略、固碳战略、数字化战略、国际合作战略等八个方面阐述实现碳达峰碳中和的战略规划举措以及实现碳达峰碳中和基础研究相关安排。他用“智能网联汽车变革与管理创新”的案例,提出了“管理将引领人工智能的发展”观点。他认为科学技术的高速发展不仅促进了经济社会的高质量发展,也促进了人的思维方式和综合素养的不断提升;在智能经济时代,基于数据的人工智能必将对管理产生颠覆性的变革,管理必将引领人工智能的发展。袁亮院士作了主题为“我国碳达峰碳中和战略及路径思考”的报告。他从“双碳”发展的现状与面临的挑战、“双碳”战略思考与战略路径、“双碳”对策建议与创新实践三个方面进行了详细阐述。他表示,高校要以习近平生态文明思想为指导,贯彻落实党的二十大报告中关于“积极稳妥推进碳达峰碳中和”重要部署精神,强化“双碳”目标顶层设计,布局重大科技创新平台,开展绿色低碳技术攻关,创新“双碳”人才培养机制,继续为服务经济社会高质量发展作出更大贡献。袁亮、李建刚、操龙灿、虞宝桃、丁忠明共同为安徽财经大学“低碳发展与碳金融”安徽省哲学社会科学重点实验室揭牌。
  • 微塑料检测标准盘点:多项团标在进程中
    微塑料(Microplastic),是指直径小于5毫米的塑料碎片和颗粒,在塑料制品使用过程中释放,特别是食物用途的塑料制品。纳米塑料(Nanoplastics)则是目前已知最小的微塑料,尺寸在1μm以下,体积小到可以穿过细胞膜。早在2004年,英国普利茅斯大学Thompson等在《科学》杂志上就首次提出了“微塑料”的概念。作为一类重要的新污染物,微塑料近年来多次引起业界的热议。据发表在《冰冻圈》杂志上的一篇论文称,新西兰坎特伯雷大学研究人员在南极洲的新降雪中首次发现了微塑料 ;发表在《整体环境科学》上研究显示,德国研究人员在城市收集的蜘蛛网中检测出了微塑料颗粒,并且蜘蛛网“捕获”的微塑料颗粒占整个蜘蛛网重量的10%,由多种不同的种类组成;一项发表在环境科学领域权威期刊《环境国际》上的研究披露,科学家首次在人类血液中发现微塑料,引发微塑料对人体健康长期影响的担忧;今年,来自美国国家标准与技术研究院 (NIST) 的化学家Christopher Zangmeister团队开展的一项新研究,带有防水涂层——低密度聚乙烯(LDPE)内衬的一次性纸杯,在接触 100 ℃ 热水短短 20 分钟后,释放的微塑料颗粒密度可达 1012/L。这意味着喝下一杯 300 ml 的外带热咖啡,将有上千亿微塑料颗粒进入体内,研究人员推算,这意味着平均每 7 个身体细胞就会吸收一个微塑料颗粒… … 不得不说,以上研究让大家细思极恐,与“白色污染”塑料相比,微塑料的危害体现在其颗粒直径微小上,这是其与一般的不可降解塑料相比,对于环境的危害程度更深的原因,其治理迫在眉睫!(更多阅读:南极雪中惊现微塑料 新污染物治理迫在眉睫)作为一种新型环境污染物,目前微塑料相关研究如火如荼,但是对其科学客观评判迫切需要建立标准化的分析测试方法和生态健康风险评估技术。由于微塑料物理特性以及化学组分等的差异,不同类型微塑料在不同环境中流动过程的时间均不相同,使微塑料检测变成一大难题。近年来发展的微塑料检测方法主要有傅立叶红外光谱法(FT-IR)、拉曼光谱法、热裂解气质联用法(Pyr-GCMS),以及其他方法等,大大提高了微塑料定量分析的准确性。(更多阅读:微塑料治理持续加码 这些仪器采购正当时)同时,相关标准也在完善过程中,据不完全统计,现行的地方标准有两项:DB21/T 2751-2017海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法 ;DB37/T 4323-2021海水增养殖区环境微塑料监测技术规范 ;作为标准体系的一个重要部分,团体标准越来越吸引大家的关注。近年来,一系列微塑料相关的团体标准也在陆续立项或者发布中。其中,2020年6月,上海市环境科学学会批准立项了上海锐浦环境技术发展有限公司申报的《环境水体中微塑料的测定傅里叶变换显微红外光谱法》团体标准;2020年12月,中国材料与试验团体标准委员会批准CSTM标准《景观水中微塑料的测定 显微红外光谱法》立项;2021年5月,中国纺联标准化技术委员会发布关于下达21项团体标准计划项目的通知(中国纺联标委函[2021]3号),其中包括《纤维微塑料术语、定义和分类》、《纤维微塑料鉴别试验方法》、《地表水环境纤维微塑料分析测试方法》。序号项目编号标准项目名称标准类别制定/修订完成年限申报单位1202102-CNTAC001纤维微塑料术语、定义和分类基础制定2022东华大学2202102-CNTAC002纤维微塑料鉴别试验方法方法制定2022东华大学3202102-CNTAC003地表水环境纤维微塑料分析测试方法管理制定2022东华大学其中,《T/CSTM 00563—2022 景观环境用水中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》已经于2022年2月21日公布,2022年05月21日实施。该文件规定了傅里叶变换显微红外光谱法测定景观环境用水中微塑料的术语和定义、方法原理、仪器设备与试剂、测试样品制备、测定步骤、结果分析与计算等,适用于景观环境用水中尺寸范围在50 μm-5 mm之间的微塑料的形状、颜色、尺寸、数量和聚合物种类的测定。其他水环境中微塑料的测定可参考本方法。此外,2021年4月13日,中国水利企业协会发布通知,对《地表水中微塑料的测定(征求意见稿)》征求意见,标准中涉及了显微拉曼成像光谱法、傅立叶变换显微红外光谱法、傅立叶变换红外光谱法等。2022年初,“中国材料试验团体标准委员会/基础与共性技术领域委员会/微塑料及其环保试验技术委员会(CSTM/FC00/TC03)成立暨专题报告会”召开期间,CSTM 标准委员会批准同意在基础与共性技术领域委员会(CSTM/FC00)下设立微塑料及其环保试验技术委员会。与会专家、委员组成评审组召开团体标准立项答辩会,对《饮用水中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》、《地下水中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》、《污水中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》、《海产品中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》、《土壤中微塑料的测定 傅里叶变换显微红外光谱法》等5项CSTM团体标准进行立项评审,经全面论证后一致同意立项。2022年7月19-22日,仪器信息网联合江苏省分析测试协会、中国仪器仪表学会近红外光谱分会、中国生物物理学会太赫兹生物物理分会等共同举办“第十一届光谱网络会议(简称iCS2022) ”。其中,针对微塑料的热点话题,特别邀请了中国地质调查局南京地质调查中心沈小明高级工程师和中国科学院烟台海岸带研究所王运庆研究员,分别就《激光共聚焦显微拉幔光谱分析技术在海岸带沉积物微塑料检测中的应用》、《SERS标记纳米塑料及其在典型模式生物体内分布研究》主题发表演讲。立即报名》》》
  • 碳纳米管:个性十足的神奇材料
    p style="text-indent: 2em text-align: justify "近日,中国科学技术大学化学与材料学院杜平武教授课题组,首次利用纳米管稠环封端“帽子”模板,构建出纵向切割的纳米管弯曲片段。这种通过三个弯曲型分子连接两个石墨烯单元的方法,可直接得到纳米笼状结构,为构建封端锯齿型碳纳米管提供了新思路。相关研究成果发表在最新一期《德国应用化学》上。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "无独有偶。几乎在同时,以研制出世界上第一颗原子弹而闻名于世的洛斯阿拉莫斯实验室的研究人员,使用功能化碳纳米管生产出首个能在室温下使用通信波长发射单光子的碳纳米管材料。神奇材料碳纳米管,为何如此受各国科学家追捧?/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "空间结构像“挖空的足球”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "1985年,“足球”结构的C60一经发现即吸引了全世界的目光。将“足球”挖空,保持表面的五角和六角网格结构,再沿着一个方向扩展六角网格,并赋予平面网格以碳—碳原子和共价键,就形成了具有中空圆柱状结构的碳纳米管。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "碳纳米管是一种具有特殊结构的一维量子材料。其主要由呈六边形排列的碳原子构成数层到数十层的同轴圆管,层与层之间保持固定的距离,约0.34纳米,直径一般为2—20纳米。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“可以将碳纳米管联想为头发丝,而实际上它的直径只有头发丝的几万分之一,即几万根碳纳米管并排起来才与一根头发丝相当。”杜平武教授告诉科技日报记者,作为典型的一维纳米结构,单层碳原子和多层碳原子网格卷曲而成的单壁与多壁碳纳米管,直径通常为0.8—2纳米和5—20纳米,目前报道的最细碳纳米管直径可小至0.4纳米。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "杜平武告诉记者,碳纳米管可以看做是石墨烯片层卷曲而成,因此按照石墨烯片的层数可分为:单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。若依其结构特征,碳纳米管则可分为扶手椅形纳米管和锯齿形纳米管等几种类型。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "制备方法是挑战/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“通常的碳纳米管制备方法主要有电弧放电法、激光烧蚀法、化学气相沉积法、固相热解法、辉光放电法、气体燃烧法以及聚合反应合成法等。”杜平武告诉记者,电弧放电法是生产碳纳米管的主要方法。1991年日本物理学家饭岛澄男就是从电弧放电法生产的碳纤维中首次发现的碳纳米管。“这种方法比较简单,但很难得到纯度较高的碳纳米管,并且得到的往往都是多层碳纳米管,而实际研究中人们往往需要的是单层碳纳米管。”/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“随后科研人员又发展出了化学气相沉积法,在一定程度上克服了电弧放电法的缺陷,得到的碳纳米管纯度比较高,但管径不整齐,形状不规则。”杜平武说,后续逐步发展起来的固相热解法等,均受限于环境和条件。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“碳纳米管的制备过程与有机合成反应类似,其副反应复杂多样,很难保证同一炉碳纳米管均为扶手椅形纳米管或锯齿形纳米管。”杜平武说,在强酸、超声波作用下,碳纳米管可以先断裂为几段,再在一定纳米尺度催化剂颗粒作用下增殖延伸,而延伸后所得的碳纳米管与模板的卷曲方式相同。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“如果通过类似于DNA扩增的方式对碳纳米管进行增殖,那么只需找到少量的扶手椅形纳米管或锯齿形纳米管,便可在短时间内复制、扩增出数量几百万倍于模板数量的、同类型的碳纳米管。”杜平武说,这可能会成为制备高纯度碳纳米管的新方式。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "性能及尺寸超越硅基材料/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "“碳纳米管具有完美的一维管式结构,碳原子以碳—碳共价键结合,形成自然界中最强的化学键之一,因此轴向具有很高的强度和韧性。此外六角平面蜂窝结构围成的管壁侧面没有悬挂键,所以碳纳米管具有稳定的化学特性。”杜平武说,碳纳米管优异的性能表现在电学、热学和光学等方面,具有超越传统的导电、导热特性等等。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "2013年,斯坦福大学科学家制备了由平行排列的单壁碳纳米管为主要元器件的世界上最小“计算机”。近两年,碳纳米管电子器件的性能及尺寸又一次次被突破,势在超越并最终取代目前商用的硅基器件。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "碳纳米管还可以制成透明导电的薄膜,用作触摸屏的替代材料。且原料是甲烷、乙烯、乙炔等碳氢气体,不受稀有矿产资源的限制。碳纳米管触摸屏具有柔性、抗干扰、防水、耐敲击与刮擦等特性,可以做成曲面,已在可穿戴装置、智能家具等领域得到应用。/pp style="text-indent: 2em text-align: justify "碳纳米管还给物理学家提供了研究毛细现象的最细毛细管,给化学家提供了进行纳米化学反应的最细试管,科学家甚至研制出能称量单个原子的“纳米秤”。“我国在碳纳米管材料的基础研究方面处于领先地位,结构均一性的控制方法和理论不断创新,控制指标也逐年刷新。”杜平武说。/p
  • 中关村材料试验技术联盟关于《金属材料 管 压扁-胀形试验方法》等10项的立项公告
    各位专家、委员及相关单位:经中国材料与试验标准化委员会(以下简称:CSTM标准化委员会)审查,CSTM标准化委员会批准以下 CSTM标准立项,特此公告。序号标准名称标准立项号1金属材料 管 压扁-胀形试验方法CSTM LX 0100 01259—20232金属材料 薄板和薄带 非等轴胀形试验方法CSTM LX 0100 01260—20233硅酸二钙-硫铝酸钙-硫硅酸钙水泥熟料CSTM LX 0301 01261—20234固废基无熟料、少熟料硅铝质水泥CSTM LX 0301 01262—20235预处理铝灰制备水泥混凝土砌块的技术要求CSTM LX 0324 01263—20236催化裂化催化剂酸性可接近性 指数测定方法CSTM LX 0500 01264—20237民用飞机纳米陶瓷铝合金TiB2颗粒粒径测试方法CSTM LX 6600 01265—20238铝制多层复合钎焊板 氧化膜厚度的测试方法 俄歇电子能谱法CSTM LX 9802 01266—20239粉末冶金钛合金材料CSTM LX 9900 01267—202310增材制造用高温合金粉末CSTM LX 9900 01268—2023如有单位或个人愿意参与该标准项目的工作,请与项目牵头单位联系。请登录CSTM官网http://www.cstm.com.cn/channel/details/3-2-CSTMgonggao?page=1查看立项公告通知。CSTM标准委员会秘书处联系方式联系人:陈鸣,罗倩华 办公电话:010-62187521手机:13011072266,13611338417 邮箱:chenming@ncschina.com, luoqianhua@ncschina.com通讯地址:北京市海淀区高梁桥斜街13号钢研集团新材料大楼1020邮编:100081 CSTM标准化委员会
  • 金属材料的微观结构分析——用合适的样品制备获得最佳结果
    微结构用于描述金属材料的主要特征,它在很大程度上决定了产品的性质和性能。 微观方法分析是材料科学的基本技术,以研究其状态和对材料特性的影响。 为了通过金相技术对微观结构进行最佳的描述,合适的样品制备起到了核心作用。微观结构的重要性及其分析无论是悬索桥的钢缆、涡轮机的叶片还是人体的人工髋关节,所有产品都有一个共同点:它们的特性不仅仅来自材料及其化学成分,而是来自内部结构的特殊排列[1]。这是指材料的微观结构,微观结构可以由不同的成分组成,如晶粒、晶界、沉淀或杂质。许多材料性能取决于这种微观结构,例如钢缆的强度或涡轮叶片在极端操作条件下的长期稳定性[2]。金相学是研究微观结构的最重要方法之一,它允许通过定性和定量分析方法对整个微观结构以及单个成分进行微观可视化。金相学的一个重要组成部分和中心作用是样品制备,这取决于材料的类型、条件以及检验方法。如果准备不足或执行不当,后续检查可能会导致错误的结果和对材料性能的错误评估。因此,了解具有特定材料要求的合适试样制备标准并正确实施尤为重要。以下将解释金相制备的基本程序,并以钛为例阐明具体材料要求的明确细节。适当的样品制备及其挑战图1显示了样品制备过程,包括以下步骤:样品切片和切割、样品安装、研磨和抛光,最后对样品进行蚀刻。每个单独的步骤都是相关的,并且会影响制备的金相截面的后续质量。图1 金相制备方法的示意图第一步是确定从整个零件上移除一个截面,有计划的调查研究将在该截面上进行,因为在许多情况下,关注的不是整个零件及其微观结构,而是特定区域。对于通过机械切割方法进行的拆卸,建议使用湿磨料切割机,包括工件的主动冷却。这减少了输入工件的热量,防止了不必要的微观结构变化,并冲洗掉了磨损的颗粒。切割钛时,通常使用碳化硅和合成树脂粘结制成的切割轮。第一步是确定从整个部分的整个部分的去除,在其上,这些部分将在许多情况下进行,而不是整个部分,并且其微观结构是感兴趣的,而是只有一个特定的区域。为了通过机械切割方法去除,推荐使用包括工件的主动冷却的湿磨削切割机。这将输入的热量减少到工件中,防止不希望的微观结构改变并冲洗擦除磨损的颗粒。对于切割钛,通常使用碳化硅与合成树脂键合的截止轮。在样品切片和切割后,将零件以正配合嵌入合成树脂基体中。这种嵌入简化了进一步的试样处理,便于制备机械上特别敏感的试样,允许将多个试样组合在一个金相截面中,并能够使用自动研磨和抛光设备。根据工艺温度,区分冷安装和热安装。温热嵌入期间产生的温度非常低,对试样的任何影响和可能的微观结构变化通常可以忽略不计。如果还要通过扫描电子显微镜检查试样,则必须注意嵌入介质中是否含有导电成分(例如石墨)。在下一步中,可以开始通过研磨和抛光进行准备。由于嵌入试样的表面质量通常较差,研磨过程首先以粗粒度开始,以提高质量并使试样平整。随后,以越来越细的粒度重复研磨过程,以去除粗研磨过程中产生的加工痕迹和划痕。重要的是确保足够的水供应,以消除金属磨损,并防止试样过热。对于钛,当使用碳化硅砂纸时,从P120的砂砾开始,继续使用P240、P320、P600、P800、P1200和P2400。在随后的抛光过程之前,试样应没有深划痕和大的机加工痕迹。如果计划对试样进行机械抛光(例如,电解或振动抛光工艺),则在第一步中使用细绒布和抛光剂。抛光可以手动或自动完成。自动设备的优点是节省时间和使用规定的接触力,因为过大的力会快速导致变形或划痕,尤其是在敏感材料上。在同步条件下,钛用金刚石悬浮液(3µm)在15-25 N的接触力下抛光约10分钟。如果金相断面质量足够且无划痕,则可继续进行最终抛光。为了控制目的,可通过使用暗场过滤器的光学显微镜进行目视检查。在这种情况下,质量良好的表面呈深色,而划痕和凹痕呈浅色。对于钛的精细抛光,使用由粒径为0.06µm(2 x 10 min)的胶体二氧化硅组成的悬浮液,并逐滴添加水。由于钛的高氧亲和力,建议使用30%的过氧化氢溶液作为润滑剂,以避免在制备的部分表面上形成氧化层。根据计划的检查,可能必须重复进行最终抛光。对于光学和大多数扫描电子显微镜检查,一个过程通常就足够了。例如,如果计划通过电子背散射衍射(EBSD)进行分析,则最终抛光应重复数次(最多六次)。图2 用克罗尔(Kroll)试剂蚀刻Ti-6al-4V的EBSD分析,显示相位分布(左)和彩色代码(b)[3]在每次研磨和抛光步骤后,应对制备部分进行彻底清洁,以防止可能遗留的磨损颗粒和污染物。在研磨和抛光步骤之间,至少应用水冲洗。在从研磨过程过渡到抛光过程之前以及最终抛光之后,应在超声波浴中额外清洁准备好的部分几分钟,然后在自来水下冲洗,最后用酒精冲洗。金相切片的干燥是在热气流中进行的,结果应该是镜像和无污染的表面。通过显微方法进行微观结构分析的最终准备步骤是通过蚀刻对比微观结构。这应在最终抛光后立即进行,因为表面上很快就会形成一层氧化物,尤其是钛,这会对蚀刻过程产生负面影响。例如,制备部分的蚀刻可通过化学或物理方式进行。如果钛基材料通过浸渍进行湿化学对比,则可使用克罗尔(Kroll)试剂进行蚀刻。蚀刻时间的持续时间因钛合金而异。纯钛的腐蚀时间为30-45秒,而Ti-6Al-4V合金的腐蚀时间可达60秒。另一种蚀刻剂是由氢氧化钾(KOH)制成的碱溶液。这导致微观结构的不同对比度,从中可以获得更多信息。对于Ti-6Al-4V,此处的蚀刻时间为15-30s。微观结构的显微镜调查制备完成后,可使用各种成像和分析技术对微观结构进行显微镜检查。图2显示了使用EBSD的扫描电子显微镜的分析结果,该分析是在Ti-6Al-4V样品上进行的,该样品如前所述制备并用克罗尔试剂蚀刻。图3显示了使用替代KOH蚀刻试剂成功制备两个Ti-6Al-4V样品,其中可以看到具有篮织结构(左)和马氏体结构(右)的微观结构。当在光学显微镜下观察时,该蚀刻试剂允许微观结构的彩色可视化,并且特别适合于具有马氏体微观结构成分的钛合金,因为如图3(右图)所示,这些成分被清楚地突出显示[3]。图3 用KOH试剂蚀刻Ti-6Al-4V的光学显微镜照片,显示篮织结构(左)和马氏体微观结构组分(右)参考文献[1] Hornbogen, E. et al.: Metalle: Struktur und Eigenschaften der Metalle und Legierungen. 7th ed., Berlin, Springer Vieweg, (2019) ISBN 978-3-662-57763-9.[2] Gottstein, G.: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik: Physikalische Grundlagen. 4th ed., Berlin, Springer Vieweg, (2014) ISBN 978-3-642-36602-4.[3] Pede, D. et al.: Additive manufacturing: metallographic analysis of microstructure. In Advances in metallography: proceedings of the 53rd Metallography Conference September 18-20, 2019 in Dresden, (2019), ISBN 978-3-88355-417-4.作者简介Dennis Pede(丹尼斯佩德):Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, Germany丹尼斯佩德在汉诺威莱布尼茨大学获得医学工程硕士学位。他目前是福特旺根大学材料科学与工程图特林根研究所(IWAT)的研究助理和博士生,由Mozaffari Jovein教授指导。他的研究活动集中于添加剂制造工艺、金属材料以及材料测试和分析。Lidija Virovac:Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyLidija Virovac在富特旺根大学攻读学士学位时学习了医学工程,在硕士学位时学习了应用材料科学,并在学习期间获得了实用金相学的第一次经验。随后,她在Mozaffari Jovein教授的指导下,在Tuttlingen材料科学与工程研究所(IWAT)担任研究助理,加深了自己的知识。进一步的研究领域是添加剂制造和功能涂层的制备。Tobias Poleske:Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyTobias Poleske在富特旺根大学攻读材料工程学士学位。自2017年以来,他一直是Tuttlingen材料科学与工程研究所(IWAT)的研究助理,在Mozaffari Jovein教授的指导下从事各种材料科学课题。他的工作重点是使用光学和扫描电子显微镜进行实用材料成像,以及对常规和附加制造部件进行材料分析。Hadi Mozaffari-Jovein:Institute of Materials Science and Engineering Tuttlingen, Furtwangen University, GermanyHadi Mozaffari Jovein在斯图加特大学攻读冶金学,并从斯图加特大学(马克斯普朗克金属研究所)获得博士学位。自2009年以来,他一直担任富特旺根大学材料科学教授和图特林根材料科学与工程研究所所长。他的研究涵盖各种材料科学主题,包括损伤分析、材料测试和分析、传统和添加剂制造工艺,以及材料开发和优化。原文;Microstructural analysis of metallic materialsMicroscopyLight Microscopy,15 November 2021(符斌 供稿)
  • OPTON的微观世界|第10期 从合金的断口看材料的塑性性能
    ——不同断口在SEM下的微观分析 前期回顾上期我们探索了蚂蚁在扫描电子显微镜下的形貌。从整体形貌到细节上的形貌,详细的描述了蚂蚁身体上的各个结构的形貌以及功能。本期我们继续借助扫描电子显微镜研究不同加工条件下合金的断口,以表征其塑性性能。序 言合金通常要经过铸造、压力加工(如轧制、挤压、锻造、拉丝以及冲压等)和热处理等过程,以获得优良的组织,制成合适的型材和工件,应用在国民经济等各种领域。在产品批量生产前,通常利用一系列的拉伸试验以检验材料的一些力学性能。从拉伸试验过程中,可以得出一系列的拉伸曲线,以表征材料的本征弹性、塑性、韧性等。在拉伸曲线的最后阶段,试样在外力作用下丧失连续变形,就会断成两段。试样的断裂过程包括裂纹的萌生和裂纹的扩展两个基本过程。金属材料的断裂过程在工程上有很大的实际意义。桥梁、轮船、汽车、宇航器的断裂行为给国民经济带来了巨大的危害。金属材料的抗断裂行为主要取决于两大因素。一是外因。如应力状态、温度、湿度等。二是内因。如显微组织和化学成分等。人们可以通过调整合金的化学成分,改善加工参数以及热处理方案,以提高材料的性能指标。人们在追求合金的高强度的同时,越来越关注材料的塑性和韧性等。本文主要通过一些合金的断口的微观形貌来分析材料的塑性指标。材料的断裂主要分为两大类:塑性断裂和脆性断裂。塑性断裂又叫延性断裂,断裂前发生大量的宏观塑性变形;脆性断裂过程中,几乎没有宏观塑性变形,但是在局部区域内存在一定的微观塑性变形。本文选取了四种不同变形量的铝合金的断口,观察其形貌组织,以表征其塑性指标。 20%变形量下的合金断口——形貌分析从图1可以看出,20%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口,在解理断口的周围有一些韧窝。一般来说,韧窝越大,分布越多,材料的塑性性能越好。在较低的倍数下,有解理台阶和微裂纹的形成。解理裂纹继续扩展过程中,解理台阶相互汇合,形成“河流花样”。在较高的放大倍数下,可以从这些解理断口看出试样的晶粒呈长条状分布,这些长条状晶粒的尺寸多为15um左右,主要是由于加工变形造成的。在这些长条状晶粒的周围分布着少量的小晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右,主要是由于局部再结晶造成的。此外,在有的解理断口中还含有少量的第二相颗粒或孔洞。这些孔洞可能是由于在断裂过程中,晶体内部的第二相颗粒的脱落留下的位置造成的。图1 20%变形量下合金的断口形貌图 30%变形量下的合金断口——形貌分析图2 30%变形量下合金的断口形貌图从图2可以看出,30%变形量下样品的断口主要是韧窝解理型断口。与20%变形量下样品相比,30%变形量下样品的韧窝增多,表征在较大的变形量下,材料的塑性增强。主要表现在两个方面,一是韧窝的体积增大,二是韧窝的数量增多。在较高的放大倍数下,从这些解理断口看出呈长条状分布的变形晶粒,这些长条状晶粒的尺寸多为10um左右。在这些长条状晶粒的周围分布着少量再结晶晶粒,这些小尺寸晶粒的尺寸多为3um-5um左右。此外,在这些解理断口分布区域还有一些撕裂棱和第二相颗粒的分布。 50%变形量下的合金断口——形貌分析从图3可以看出,50%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口。有明显的解理台阶以及“河流花样”。在较高的放大倍数下,从解理断口的形貌可以看出长条状晶粒的周围分布着大量的近乎等轴的再结晶晶粒。这些长条状晶粒较少,且其尺寸多在7um-10um范围内,这些小尺寸晶粒的尺寸多为5um左右。表明材料发生了明显的再结晶。在这些解理断口中有第二相颗粒的分布,且这些颗粒尺寸较20%变形量下的颗粒尺寸要小一些。表明第二相颗粒的固溶强化作用增强,材料的力学性能以及塑性会有一定的改善。在这些几乎等轴的晶粒边缘含有一定的韧窝。这些韧窝的体积较小,可能是由于大变形量下颗粒尺寸较小,形成的韧窝也比较小。图3 50%变形量下合金的断口形貌图 60%变形量下的合金断口——形貌分析从图4可以看出,60%变形量下样品的断口主要是韧窝解理断口,在解理断口的周围有一些韧窝。从解理断口可以看出晶粒都呈近乎等轴分布,且这些晶粒的尺寸较50%变形量下的晶粒尺寸较大。这表明再结晶过程已经较充分进行,并且发生了一定程度的再结晶晶粒长大的行为,这不利于材料的塑性性能。在部分几乎等轴的解理断口中含有细小的第二相颗粒。这些第二相颗粒起到了很好的固溶强化的作用,对材料的塑性性能也有一定的益处。图4 60%变形量下合金的断口形貌图后记通过扫描电子显微镜下不同变形条件下的合金的断口形貌观察,可以看出随着变形量的增加,合金的再结晶程度增加,晶粒的尺寸逐渐减小,第二相的颗粒也会发生一定的碎化。材料的塑性会有一定的提高。但是,当变形量到达一定数值时,部分再结晶晶粒会发生一定的长大,可能对合金的塑性性能有一定的损害。当然,材料的力学性能与多种外因和内因有关。我们在选择合适的加工工艺同时,可以通过调节合金的成分、改善合金的热处理工艺等,获得优良的塑性性能。
  • 岛津亮相2016中国生物材料学会骨修复材料与器械产学研医管交流大会
    8月18~20日,中国生物材料学会骨修复材料与器械分会在宁波举办产学研医管交流大会。来自全国的产、学、研以及医管方面的300多位专家、学者、主管官员汇聚一堂,就国际、国内生材发展状况、现实问题、最新研究和技术等进行了深入、全面的讨论和交流。大会开幕式 岛津公司市场部派出试验机和NDI机种联合参加了此次会议。会议期间,试验机主要对生物材料行业机型做了推广,NDI则着重MICRO-CT在骨科材料上的应用进行了宣传。与会的不少专家老师到岛津展位进行了咨询,对岛津产品表现了极大的兴趣。与会观众咨询 此次大会上,岛津推广的CT产品以适合生材的InspeXioSMX-90CTPlus和InspeXioSMX-100CT为主,会上以展板形式展示了这两款CT在骨、牙、生物陶瓷等方面的应用案例。 90CTPlus是焦点为5微米、最高电压为90kV的台式CT,操作方便、结构紧凑、机体小巧,特别适合试验室女性使用。而且界面简单,经过短时间培训即可熟练操作。 100CT是13年新研发的机型,焦点也为5微米,输出电压100kV,软件功能齐全,图像效果好,可试验样本比90CT丰富,是当前在生材和复材领域大力推广的机型。 近些年来生物材料的力学性能试验应用更为广泛,岛津材料试验机主要用于生物材料的静态、动态力学性能测试,被测试验包括对人造关节、接骨钉接骨板、齿科种植体、齿科粘接剂、人造皮肤及血管等的力学试验。 关于岛津 岛津企业管理(中国)有限公司是(株)岛津制作所于1999年100%出资,在中国设立的现地法人公司,在中国全境拥有13个分公司,事业规模不断扩大。其下设有北京、上海、广州、沈阳、成都分析中心,并拥有覆盖全国30个省的销售代理商网络以及60多个技术服务站,已构筑起为广大用户提供良好服务的完整体系。本公司以“为了人类和地球的健康”为经营理念,始终致力于为用户提供更加先进的产品和更加满意的服务,为中国社会的进步贡献力量。 更多信息请关注岛津公司网站www.shimadzu.com.cn/an/。 岛津官方微博地址http://weibo.com/chinashimadzu。岛津微信平台
  • 光电二极管中的带隙之争:直接与间接材料的能量之战
    直接带隙和间接带隙是固体材料中两种不同类型的能带结构,它们在电子的能级分布和电子激发行为上有显着差异,影响着器件的效率、响应速度和应用场景。工作原理直接带隙光电二极管直接带隙指的是材料的价带(valence band)和导带(conduction band)的能级在动量空间中的最小距离发生在相同的动量值(通常是在动量为零处)。换句话说,电子在从价带跃迁到导带时,其动量不会发生显着变化,这种跃迁过程不需要额外的动量(或波矢)。因此,直接带隙材料通常在吸收或发射光子时具有高效率,能量损失较小。例如,常见的直接带隙材料包括氮化镓(GaN)和砷化镓(GaAs)。直接带隙材料的光电二极管利用其电子从价带到导带的直接跃迁特性。当光子(光量子)击中材料并激发电子从价带跃迁到导带时,电子和空穴对会迅速分离并在电场作用下产生电流。这种跃迁过程不需要额外的动量,因此直接带隙材料在光电二极管中表现出高效的光电转换效率和快速的响应速度。例如,氮化镓(GaN)和砷化镓(GaAs)等直接带隙材料被广泛用于高速光通信、激光雷达和高频光电探测器等应用中。 间接带隙光电二极管间接带隙则是指材料的价带和导带的能级在动量空间中的最小距离发生在不同的动量值上。在这种情况下,电子在从价带跃迁到导带时,除了能量外还必须具备额外的动量(波矢)以保持能量守恒。这使得在光子吸收或发射时,电子可能会通过与晶格振动(声子)相互作用来释放或吸收额外的动量。因此,间接带隙材料通常在吸收或发射光子时会有较大的能量损失。典型的间接带隙材料包括硅(Si)和锗(Ge)。 间接带隙材料的光电二极管则需要额外的动量来实现电子的跃迁。这种额外的动量通常是通过与晶格振动(声子)相互作用来获得,因此在光电转换过程中会引入更大的能量损失。典型的间接带隙材料如硅(Si)和锗(Ge),虽然其光电转换效率较低,但由于在集成电路、传感器和太阳能电池等应用中具有成熟的制造技术和低成本的优势,仍然被广泛使用。研究方向直接带隙材料的研究方向包括:提高效率和响应速度: 进一步优化直接带隙材料的电子结构和晶体质量,以提高光电转换效率和响应速度。新型器件架构: 探索新型光电二极管的结构设计,如量子阱结构和纳米结构,以改善光电性能。应用拓展: 将直接带隙材料应用于更广泛的光电子器件中,如高功率激光二极管和光伏电池。间接带隙材料的研究方向包括:提高光电转换效率: 探索通过材料工程和表面修饰等方法提高间接带隙材料的光电转换效率。减小能量损失: 研究如何减少光子吸收到电子-空穴对生成之间的能量损失,以提高器件性能。集成电路应用: 开发新型间接带隙材料的光电子集成电路应用,包括在传感器和数据通信中的应用。直接带隙和间接带隙在光电二极管中的不同应用和研究方向反映了它们在材料科学和光电子技术中的重要性和多样性。随着技术的发展和对能源效率的不断追求,研究人员和工程师在不同的材料选择和器件设计中持续探索和优化,以满足不同应用场景下的需求和挑战。光伏检测请搜寻光焱科技
  • Micromeritics 受邀参加第11届介观结构材料研讨会
    第 11 届国际介观结构材料研讨会将于辽宁大连举行,麦克默瑞提克(上海)仪器有限公司作为此次研讨会赞助商将在会议现场与广大用户及专业人员沟通交流,欢迎各位参会人员莅临现场参观。展会时间:2021 年 9 月 5 日至 8 日展会地点:大连市西岗区滨海西路68号 大连国际金融会议中心Micromeritics展位号:2主要产品ASAP 2460比表面与孔隙度分析仪ASAP 2460 比表面与孔隙度分析仪采用独特的模块化系统,性能优越,可实现高通量测试。(1)全自动扩展式分析模块,优化的样品浏览界面。(2)高通量,两站、四站或者六站可选。(3)BET 比表面积测量仅需 30 分钟。(4)直观的 MicroActive 软件结合用户自定义的报告,能够以交互方式分析等温线数据。在 BET、t-plot、Langmuir,DFT 和 NLDFT 理论模型中,用户可在图形界面直接选择数据范围。(5)低比表面积和微孔选配。TriStar II 系列比表面与孔隙度分析仪TriStar II 是完全自动化并且含三个分析站的比表面积和孔隙度分析仪,拥有高精度、高分辨率和数据还原能力,以满足大多数研究需求。(1)使用标准氮气系统,比表面积测试可达 0.01 m2/g 。(2)使用标准氮气系统,也适用于氩气、二氧化碳和其他非腐蚀性气体,如丁烷、甲烷或其他轻烃气体。(3)直观而强大的视窗软件使得数据归档和联网操作更便利。(4)设计精美,体积小巧,节约宝贵的实验空间。3Flex三站全功能型多用吸附仪3Flex 三站全功能型多用吸附仪,用于测量从微孔到介孔全范围的孔径分析,可实现三站同时微孔、介孔分析。(1)多站式分析,配置三个分析站,同时进行介孔、微孔测量,能满足现在及未来大部分物理吸附分析的需要。(2)伺服阀控制,实现进气抽气全自动控制,保证高精度的真空控制。(3)采用 316SS VCR 密封方式,气体无泄漏,保证精确的微孔测试。(4)先进自我诊断功能,实时监控仪器各项性能。本次研讨会将全面展示近年来介观结构材料领域取得的最新进展和最新成就,深入探讨介观结构材料领域所面临的机遇、挑战及未来发展方向,并进一步推进介观结构材料的发展和成果推广,探讨和交流介观结构材料在能源、医药、催化、吸附等领域中的应用。
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