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电动等应变仪

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电动等应变仪相关的资讯

  • 分布式光纤应变监测仪取得重要进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力,突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术,开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器,其测量参数包括应变和温度等,可以实现空间上的连续测量,监测点位可达百万个,测量距离可达百公里,具有传统点式传感器不可比拟的优势,是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口,国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术,所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪,具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离,已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域,中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究,对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力,提升公共安全水平,以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计,提高产品的工程使用灵活性;进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p
  • 纳米压痕仪NHT³ | 焊接的应力应变研究
    焊接质量一般是通过焊缝质量好坏来做评定,而焊缝质量取决于所焊接的物体、焊接填充物以及所选用的焊接工艺及参数。为了更好地去优化和改善焊接工艺,对于焊缝及其热影响区进行力学性能表征是极其有意义的。对局部弹塑性特性的兴趣导致了一种新检测技术的发展,该技术使用球形压头对焊缝及其热影响区进行局部应力应变性能表征,加载期间使用振动的压痕允许非常局部地确定试验材料的代表性应力-应变曲线。简单的应力应变分析在Anton-Paar压痕软件中实现。该方法可适用于焊缝及其附近不同区域的局部力学性能的表征。01焊缝裂纹尖端附近的弹塑性行为研究纳米压痕仪 NHT3通过展示仪器化纳米压痕测试方法获得低合金钢焊缝中裂纹尖端附近区域和远离裂纹尖端区域的应力应变行为。焊缝出现裂纹通常是由焊接过程中焊缝快速凝固产生的热应力引起的,或由内部显微结构的发生改变所引起的,导致硬度和屈服强度增加,但抗断裂性降低。为了了解局部区域的应力应变行为,仪器化纳米压痕法是能够提供此信息的少数方法之一,局部应力应变测量的目的是帮助理解焊缝开裂的原因。图1 : 靠近或远离焊缝裂纹尖端局部区域的仪器化压痕测试使用Anton-Paar纳米压痕仪NHT3搭载半径为20 µm球型针尖对两个已经存在焊缝裂纹的样品进行测试,以获得局部的应力应变行为;与传统的静态测试方法不同的是,在这次的应用案例中将采用在加载过程增加正弦波加载方式的动态测试方法 (Sinus),选取最大载荷为500 mN,加载卸载速率为1000 mN/min,动态加载振幅为50 mN,频率为5 Hz。图2:载荷位移曲线图3:应力应变曲线图2和图3显示了动态加载测试下获得的压痕曲线,以及从两个区域的压痕曲线中获得的应力应变曲线。可以看出裂纹尖端附近区域的屈服强度远高于远离裂纹尖端的区域。屈服强度的增加通常与延展性的降低有关,这可能对焊缝的抗断裂韧性产生至关重要影响。在外部荷载作用下,靠近裂纹尖端的材料屈服强度增加,往往会出现比基材更早断裂的情况,因此在整个结构中是个力学薄弱点。焊缝中的断裂会导致整个部件失效,因此应该去调整焊接参数,使裂纹尖端附近的材料具有较低的屈服应力和较高的抗断裂性。02焊接铝合金的应力应变行为研究仪器化纳米压痕测试方法中应力应变分析的另一个经典应用是研究金属焊缝周围的弹塑性,尤其是软金属,例如铝合金。铝合金比钢对高温更敏感,因此,研究铝合金的焊接热效应尤为更重要。在本应用所提及的研究中,在加载过程中使用正弦波动态加载模式,利用球形纳米压痕针尖的特性对两种不同的铝合金焊缝附近的弹塑性行为进行局部表征。球形纳米压痕针尖用于确定靠近焊缝(区域A)且距离焊缝约2mm(区域B)的应力应变特性。图4:对比距离焊缝近的区域A和距离焊缝2mm处区域B的应力应变行为使用NHT3纳米压痕仪搭载半径20µm球型针尖作为表征手段,选取的最大载荷为300 mN、加载卸载速率为600 mN/min。在加载过程中采用正弦波的动态加载模式,振幅为30 mN,频率为5 Hz。图4展示了区域A和区域B的应力应变曲线的比较。两个区域表现出相类似的弹塑性行为,屈服应力约为0.3 GPa。这表明焊接过程中加热和冷却对材料的弹塑性性能的影响可以忽略不计。然而,并非所有情况下都是如此,焊接区域的局部应力应变行为仍然是优化焊接参数的重要信息。03搅拌摩擦焊接铝合金的应力应变研究搅拌摩擦焊(FSW)通常是铝合金焊接工艺更好地选择,而传统电弧焊由于铝的高导热性而容易产生较大的热影响区。FSW中的焊接温度远低于中心接触点,因此热效应的传导不如弧焊中明显。在这种情况下,将两种不同的铝合金AA6111-T4(T4)和AA6061-T6(T6)焊接在一起,并在距离熔核中心位置的1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm处研究硬度、弹性模量和屈服应力。以下参数用于压痕:最大载荷300 mN,加载速率600 mN/min,动态加载模式下选取振幅30 mN,频率5 Hz。图5的结果表明随着距熔核距离的增加,所表现出的应力应变行为大致一样,仅存在微小差异。在所有的三个区域的屈服应力大约为0.33 GPa(两种基材中的屈服应力大约为0.27 GPa,图中未显示)。母材的硬度为0.8 GPa(T4合金)和1.1 GPa(T6合金)。所有三个区域(距焊缝熔核1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm)的硬度均为1.1 GPa,这证实焊缝附近的弹塑性能并没有发生显著变化。图5:距熔核不同位置的应力应变曲线Aoton-Paar自研自产的纳米压痕仪能非常好地去胜任微观局部的应力应变分析,新一代的检测手段的开发有助于焊接行业的进一步发展。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 丹迪发布数字图像相关DIC应变测量仪新品
    仪器简介:DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术,该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备,该设备不与被测物体表面发生接触,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数:测量维度:二维、三维测量区域:1mm×1mm—1m×1m(该区间外也可测量,但测量精度会相应下降)测量精度:位移(1μm),应变(0.01%)主要特点:精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点:1、新型的光学测量仪器,无接触测量材料的位移和应变2、测量结果准确,每个结果均含有一个置信区间3、测量时间短,系统操作简单、标定程序简单
  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    近日,广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下,在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者,曾炜为通讯作者。   在目前的双应变-温度传感器研究中,一般是将应变/温度敏感的导电材料,如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点,可以实现基于三维网络离子传输的同时,利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感,为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。   研究人员通过自由基聚合,在氯化锂和甘油的存在下,制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成,使水凝胶具有优异的抗冻能力,能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃,检测限为0.2 ℃,并具有良好的升温-降温循环稳定性。   此外,水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性,可以达到17.3的高灵敏度,并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶,在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。
  • 三思纵横上海分公司成功研发专用扩展型应力应变测试仪
    为了解决客户在试验机使用过程中不方便使用引伸计而必须粘贴应变电阻片(应变计)进行应变测试的问题,近日,三思纵横上海公司成功研发了DSCC-5000K专用扩展型应力应变测试仪。  应力应变测试仪DSCC-5000K是与试验机配套的高速静态应变数据采集仪,同步采样频率60Hz,最小应变分辨率0.1&mu m,广泛应用于拉伸、压缩或弯曲等试验,能够精确测量材料变形,绘制力-变形、变形-时间、变形-变形等曲线。  该设备既可用于液压试验机,也可用于电子试验机,并可满足多通道应变采集与试验机加载力值采集同步。  三思纵横上海分公司研制成功的应力应变测试仪已经成功地应用于多家建筑工程质检公司。  更多新品资讯,请咨询三思纵横驻各地办事处销售人员或服务热线:400-882-3499。
  • 百若仪器:慢应变速率应力腐蚀试验机的研发成绩斐然
    2014年,上海百若持续创新,研发再上新台阶。YYF-50系列慢应变速率应力腐蚀试验机产品的研发,填补了国内在材料应力腐蚀敏感性研究领域的空白,产品处于国内领先,可完全替代同类的进口产品。该产品已在高温高压的超临界水介质环境、高温铅铋液态介质环境、高温盐溶液介质环境、高温高压H2S介质环境、海水环境等腐蚀介质应用领域成功使用,可进行慢应变速率腐蚀拉伸、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀裂纹扩展测量、精确裂纹预置、低周疲劳等试验。在腐蚀介质环境下进行材料的腐蚀裂纹扩展测量存在较大技术困难,传统的COD法已不能实现测量应用,DCPD方法是腐蚀介质环境下测量裂纹扩展普遍推崇的方案,上海百若耗时多年进行研发和测试,完成了腐蚀介质环境下通过DCPD法精确测量材料裂纹扩展及扩展速率计算。该技术已成功在设备上安装使用,获得了用户的高度评价和认可。不断地研发投入和全面的科学测试,上海百若在应力腐蚀试验设备的销售推广取得了骄人的成绩,在诸多领域提供了试验设备:1. 高温高压超临界水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。2. 高温铅铋溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。3. 高温盐溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。4. 高温高压H2S,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。5. 常温常压海水,慢应变速率拉伸。6. 微高温海水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。7. 硫氰酸溶液,慢应变速率拉伸,氢脆敏感试验。2014年,加氧测量与控制水化学系统完成了设计和组建,并成功运行,系统得到了用户肯定和赞许。用于测试金属在高温高压水环境下腐蚀速率的静态高压釜,在运行期间水化学一直变化,水中的溶解氧逐渐降低,溶解氢浓度逐渐升高,溶解进入的金属离子使水的电导率逐渐升高。这样,静态高压釜一次实验的时间越长,测得的实验结果偏差越大。给高压釜系统添加一套水化学回路对于保证高压釜内的水质稳定非常重要。该系统能够在线监测溶解氧、电导率、pH值,并实现控制调节。上海百若是慢应变速率应力腐蚀试验机的国内唯一专业性研发公司,在诸多技术难点方面取得了成功突破,并在设备安全和长期稳定性方面做了大量的研究和测试,此类设备运行时间从1周到1、2年不等,运行时间长,设备的安全、可靠是首要考虑因素,我们在设备的各个方面设计了安全监测与保护,保障操作者、设备和试验的安全。在设备的研发过程中,我们与高校和研究院合作,得到了上海交通大学、中国科学院、中国原子能科学研究院、上海应用物理研究所、厦门大学等单位的大力支持和帮助,使得设备的研发取得突破性进展。慢应变速率应力腐蚀试验机应用范围广泛,主要研究材料在腐蚀介质环境下的腐蚀敏感特性,这些应用领域有:核电的一回路、二回路材料,热电材料,石化行业,海洋行业,汽轮机,及其它腐蚀性介质应用领域。
  • 我国实现3000℃极端环境下的超高温应变场测量
    记者9日从北京航空航天大学李宜彬教授团队获悉,该团队首次利用自主研发的紫外-数字图像(UV-DIC)系统在超高温极端环境应变场测量领域实现了3000℃环境下的成功测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域的权威杂志《无损检测与评价国际》上。25℃-3000℃散斑图:(a)T=25℃;(b)T=1100℃;(c)T=1500℃;(d)T=1900℃;(e)T=2100℃;(f)T=2300℃;(g)T=2500℃;(h)T=2700℃;(i)T=2900℃;(j)T=3000℃;(k)在加热至3000℃后冷却至25℃的散斑此前,在超高温极端环境应变场测量领域一直缺乏有效测量表征手段,主要难点包括:一是超高温热辐射导致测量图像过度曝光,无法表征;二是使用中性密度、蓝光、偏振等多组滤光片,导致测量步骤繁琐,表征成像效果欠佳;三是作为变形信息载体的散斑在超高温中容易脱落,导致测量失败,无法表征。典型温度下应变场云图:(a)1100℃;(b)2100℃;(c)2500℃;(d)2700℃;(e)2900℃;(f)3000℃该文章通讯作者、北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽表示,研究人员利用紫外-数字图像(UV-DIC)系统,仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射,同时开发了以碳化铪粉末为散斑材料的超高温散斑制备工艺,最终在3000℃环境下成功测量了石墨热膨胀系数,并清晰记录了被测对象从室温到3000℃的高质量图像。该成果由北京航空航天大学、天目山实验室联合研发。“以上难点在紫外-数字图像相关的应变场测量方法中均被很好地解决,该测量方法能够有效、准确测量热端部件在超高温极端热力耦合条件下的热变形,对于助力我国航空航天技术发展具有积极意义。”李宜彬说。
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动
    p  近日,由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。/pp  作为国家重大科学仪器设备开发专项之一,该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪,充分利用云计算与大数据系统架构与技术,实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测,实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人,中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位,联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平,提升公共安全水平,减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp  在启动会上,项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报,6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定,并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。/pp  中国工程院院士杜彦良教授主持启动会,项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title="LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style="width: 500px height: 333px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="333" border="0"//pp style="text-align: center "与会专家合影/p
  • 四部门修订《电动自行车安全技术规范》 强制性新国标将启动
    p  工信部、公安部、工商总局、质检总局(国家标准委)四部门组织相关部门和企业共同制订的《电动自行车安全技术规范》于1月16日起开始在工业和信息化部、国家标准委网站面向全社会公示30天。/pp  按照国务院标准化工作改革的精神,工业和信息化部、公安部、工商总局、质检总局(国家标准委)四部门,组织电动自行车相关科研机构、检测机构、生产企业、高等院校、行业组织、消费者组织等方面的专家成立工作组,开展《电动自行车通用技术条件》(GB17761-1999)强制性国家标准修订工作,修订后的标准名称为《电动自行车安全技术规范》。2018年1月16日起,该标准报批稿在工业和信息化部、国家标准委网站面向全社会公示30天。/pp  工业和信息化部、公安部、工商总局、质检总局(国家标准委)四部门始终坚持从经济社会发展大局出发,立足于引领我国电动自行车行业高质量发展,以“三确保一坚持”为根本原则,即span style="color: rgb(255, 0, 0) "确保消费者的生命财产安全,确保所有道路交通参与方的共同利益最大化,确保广大消费者基本的出行需求,坚持电动自行车的非机动车属性/span,指导标准修订工作。/pp  新标准全面提升了电动自行车的安全性能,span style="color: rgb(255, 0, 0) "由原来的部分条款强制改为全文强制/span,增加了防篡改、防火性能、阻燃性能、充电器保护等技术指标,调整完善了车速限值、整车质量、脚踏骑行能力等技术指标。其中,最高车速由20km/h调整为25km/h,整车质量(含电池)由40kg调整为55kg,电机功率由240W调整为400W,并对具有脚踏骑行功能进行了强制性规定。/pp  新标准从发布到正式实施span style="color: rgb(255, 0, 0) "拟设置半年到1年的过渡期/span,给企业一定时间进行新产品研发、生产线调整和库存产品消化,具体以标准正式发布稿规定的时间为准。在新标准正式实施前,鼓励生产企业按照新标准组织生产,鼓励销售企业销售符合新标准的产品,鼓励消费者购买符合新标准的产品。/pp  新标准正式实施后,对于消费者已经购买的不符合新标准的电动自行车,将由各省、自治区、直辖市人民政府根据有关法律规定和当地实际情况,制定出妥善的解决办法,通过span style="color: rgb(255, 0, 0) "自然报废、以旧换新、折价回购、发放报废补贴、纳入机动车管理/span等方式,在几年内逐步化解。/pp  我国是全球电动自行车生产和销售第一大国,经过多年发展,电动自行车逐渐成为消费者日常短途出行的重要交通工具,目前全社会保有量约2亿辆,年产量3000多万辆。/pp  近些年来,电动自行车在便利群众生活的同时,也逐渐变得越来越大、越来越重、越来越快,部分指标超出了现行《电动自行车通用技术条件》的规定。例如,现行标准规定电动自行车最高车速不超过20km/h,但目前实际使用中部分电动自行车最高车速超过40km/h 现行标准规定整车重量不超过40kg,但部分电动自行车整车重量超过70kg。这些产品性能上接近或达到电动轻便摩托车,引发的交通安全事故时有发生,造成了大量的人员伤亡。/pp  据统计,strong2013年至2017年,全国共发生电动自行车肇事致人伤亡的道路交通事故5.62万起,造成死亡8431人、受伤6.35万人、直接财产损失1.11亿元 5年来,电动自行车肇事致人伤亡的事故起数、死亡人数均呈现逐年上升趋势,年均分别上升8.6%和13.5%。/strong/pp  此外,近几年电动自行车引发的火灾逐渐增多,多次造成重大的人员伤亡和财产损失事故。据统计,2013年至2017年,电动自行车引发一次性死亡3人及以上的火灾事故累计达到34起,共造成158人死亡,引起社会公众强烈反响。/pp style="line-height: 16px "  附件:a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201801/ueattachment/864e34e5-fe5f-4d12-ac71-e527eb42507a.pdf" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 176, 240) "《电动自行车安全技术规范》强制性国家标准(报批稿).pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201801/ueattachment/864e34e5-fe5f-4d12-ac71-e527eb42507a.pdf" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/span/a/pp  strong一、为什么电动自行车国家标准亟待修订?/strong/pp  我国是全球电动自行车生产和销售第一大国,经过多年的发展,电动自行车逐渐成为消费者日常短途出行的重要交通工具,全社会保有量约2亿辆,年产量3000多万辆,大部分使用铅蓄电池,使用锂离子电池的产品约10%。现行强制性国家标准《电动自行车通用技术条件》(GB17761-1999)于1999年发布实施。近些年来,不少电动自行车产品逐渐变得越来越大、越来越重、越来越快,部分指标超出了现行标准的规定,被群众称为“超标车”。例如,现行标准规定电动自行车最高车速不超过20km/h,但目前实际使用中的部分电动自行车产品最高车速超过40km/h 现行标准规定整车重量不超过40kg,但目前部分电动自行车整车重量超过70kg。这些产品性能上逐步接近电动轻便摩托车,但安全性能较差,交通安全隐患大,造成了大量的人员伤亡事故。此外,由于部分电动自行车防火阻燃性能较差,近几年引发的火灾逐渐增多,多次造成重大的人员伤亡和财产损失事故。因此,迫切需要通过修订现行标准,加强对电动自行车的管理,切实保护人民群众生命财产安全。/pp strong 二、新标准修订的原则是什么?/strong/pp  工业和信息化部、公安部、工商总局、质检总局(国家标准委)四部门始终坚持从经济社会发展大局出发,立足于引领我国电动自行车行业高质量发展,以“三确保一坚持”为根本原则,即确保消费者的生命财产安全,确保所有道路交通参与方的共同利益最大化,确保广大消费者基本的出行需求,坚持电动自行车的非机动车属性,指导标准修订工作,修订后的标准名称为《电动自行车安全技术规范》。/pp  一是确保消费者的生命财产安全。在对近年来电动自行车产品发展情况以及发生的各类事故加以认真分析的基础上,新标准坚守安全的底线,设置了最高车速、整车重量、电动机功率、电池电压、外形尺寸、防火阻燃等关键指标,最大限度地确保了产品的机械安全、行驶安全、电气安全和防火安全等各方面的安全性能。/pp  二是确保所有道路交通参与方的共同利益最大化。电动自行车在我国使用广泛,部分消费者从使用方便角度考虑,希望电动自行车速度越快越好、体积越大越好、载重量越高越好、动力性能越强劲越好。但是电动自行车作为道路交通工具,需要兼顾出行效率、出行安全和道路的通行秩序。由于电动自行车属于非机动车,主要行驶在非机动车道上,而目前我国不少地区非机动车道宽度有限、人车混行,如果电动自行车的速度、体积、重量和动力性能等大大超出自行车等其他非机动车,会大量占用非机动车道的空间,或者影响非机动车道的正常通行秩序,或者对汽车等机动车的正常通行造成干扰,存在交通安全隐患。因此,新标准的修订工作始终本着确保所有道路交通参与方的共同利益最大化的原则,审慎研究和确定了每一项关键技术指标。/pp  三是确保广大消费者基本的出行需求。考虑到近些年来消费者出行范围的扩大、生活节奏的加快,新标准为了满足消费者的基本出行需求,在最高车速、整车重量、电机功率等方面以现行标准为基础进行了适当放宽,其中,最高车速由20km/h调整为25km/h,含电池在内的整车质量由40kg调整为55kg,电机功率由240W调整为400W,从而让消费者获得比普通脚踏自行车更大的出行半径,减轻对骑行者的体力要求,提高了出行的效率,符合低碳、环保的理念和要求。/pp  四是坚持电动自行车的非机动车属性。电动自行车本质上是带有助力功能的自行车,应当符合自行车的相关特征,即能够由人力驱动行驶。因此电动自行车必须具有脚踏骑行功能,从根本上与电动轻便摩托车等其他机动车产品相区别,这也是电动自行车能够纳入非机动车管理的必要前提。此外,脚踏骑行功能还可以作为电驱动的重要补充,能够让消费者在车辆故障或电池乏电时继续行驶,避免了长距离的推行,便利消费者使用。/pp  strong三、驾驶“超标车”可能给消费者带来什么潜在的法律责任?/strong/pp  “超标车”一旦造成交通事故,由于其部分关键技术指标超出了电动自行车标准的规定,且动力性能明显高于其他非机动车,在司法实践中会被判定为机动车,从而使驾驶人在事故责任认定以及后续赔偿等方面承担更多的责任。例如,2014年,北京刘先生下班后顺路乘坐同事杨先生驾驶的超标电动自行车,逆向行驶时撞上王先生驾驶的小轿车,造成刘先生左腿骨折,法院委托鉴定后认为,杨先生所驾电动车在无动力电池的状态下,其质量已达50.95kg,超出电动自行车标准,符合摩托车标准,属机动车,判决王先生的轿车投保的保险公司在交强险限额内赔偿12万,对于刘先生超出交强险的损失,杨先生应承担55%的赔偿责任,王先生承担35%,刘先生自担10% 假如杨先生驾驶的是非机动车,就只需与王先生承担同等责任。2015年,北京的任先生骑超标电动自行车,将一位步行横过道路的老人撞倒,老人经抢救无效死亡。经鉴定,任先生所骑电动车最高时速超20km/h,超出了《电动自行车通用技术条件》的规定,认定为机动车,任先生负事故主要责任,当地检察院以涉嫌交通肇事、未获得机动车驾驶证、驾驶未经公安机关交通管理部门登记的机动车上道路行使等罪对任先生提起公诉。2015年,浙江的徐某某驾驶某品牌电动两轮车,车头与前面行走的行人孙某身体发生碰撞,造成孙某受伤经医院抢救无效死亡。经鉴定,该车辆质量达到101.2kg,不符合《电动自行车通用技术条件》的规定,符合《中华人民共和国道路交通安全法》第一百一十九条对于机动车的相关定义,鉴定结论为该两轮车辆为二轮摩托车,属于机动车。事故认定书认为,徐某某未取得机动车驾驶证驾驶二轮摩托车在道路上盲目行驶,其行为违反了《中华人民共和国道路交通安全法》的相关规定,其过错行为是导致此事故发生的直接原因。法院经审理认为,徐某某在行驶中未尽到审慎的注意义务,盲目行驶,并对前方的道路及行人情况注意不足,对事故的发生其自身过错是主要原因,判决徐某某赔偿给死者家属医疗费、家属误工费、死亡赔偿金、被抚养人生活费合计1250565.5元。考虑到肇事车辆生产企业在车主手册中已经明确表明其生产的轻便电动车是一种低速安全的环保型工具,其额定载员与电动自行车、自行车相同,并在掌握骑行要领后可骑上道路,即向消费者明示了其生产、销售的肇事车辆为非机动车,但对该车辆存在严重超重的问题没有进行任何必要的说明,因此在产品的警示说明方面存在缺陷,误导了消费者,使得肇事电动车具有了不合理的危险,与事故的发生存在因果关系,酌定由肇事车辆生产企业承担20%的责任比例,即250113.1元。/pp  strong四、新标准实施后将如何提升电动自行车的安全性能?/strong/pp  新标准一是由原来的部分条款强制改为全文强制,从而消除了“非否决项”留下的漏洞 二是在对近几年电动自行车发生的各类火灾事故进行分析的基础上,有针对性地增加了防火性能、阻燃性能、充电器保护等安全内容 三是对最高车速和蓄电池提出了防篡改(防改装)要求,不给产品出厂后提高最高车速和整车重量留下空间 四是对外形尺寸做出了规定,明确了前后轮中心距、车体宽度和鞍座长度等指标,防止车辆超长、超宽,同时避免电动自行车搭载成年人造成安全隐患。五是增加了淋水涉水性能要求,保证了雨天骑行时的电气安全。六是增加了车速提示音,解决了群众诟病的电动自行车声音小、速度快,从背后靠近时不能提前预警的问题。七是增加和完善了说明书的编写要求,内容须包括提示骑行者遵守交通法规,注意行车和使用安全,骑行前进行检查等。/pp  strong五、电动自行车最高车速为什么不能过高?/strong/pp  新标准规定电动自行车最高车速不得超过25km/h,主要是考虑到如果车速过快,将直接增大交通事故的发生几率,一旦遇到紧急情况,骑行人做出相应避险动作的时间很短,刹车距离也会相应变长,很容易与其他交通工具或行人发生碰撞,有时甚至还会出现侧滑摔倒等失控现象,造成了许多人身伤害事故。因此,将电动自行车行驶速度控制在合理范围内,是确保安全的重要前提。/pp  strong六、电动自行车的尺寸和重量为什么必须加以限制?/strong/pp  新标准规定电动自行车前、后轮中心距不大于1.25m,车体宽度不大于0.45m,整车重量(含电池)不大于55kg。主要是考虑近些年,部分“超标车”车体越来越长、越来越宽,重量越来越重,外观和性能都逐渐摩托化,严重挤占了非机动车道的空间,这类超大车辆极易与其他非机动车以及行人发生碰撞。同时,如果电动自行车整车重量过重,碰撞时由于冲击力较大,将给对方造成严重的伤害。因此,为确保交通安全,必须对电动自行车长度、宽度以及整车重量加以限制。/pp strong 七、电动自行车为什么必须具有脚踏骑行功能?/strong/pp  电动自行车从根本上说是带有电动助力功能的自行车,应当符合自行车的相关特征,即能够由人力驱动行驶。如果没有脚踏骑行功能,电动自行车在产品形态、动力来源、使用方式等方面就与电动轻便摩托车不存在本质的区别,也就无法纳入非机动车管理。此外,脚踏骑行功能还能够让消费者在车辆故障或电池乏电时继续行驶,避免了长距离的推行,更加便利消费者使用。根据国际经验看,欧盟、日本等国家和地区均只有具备脚踏骑行功能的电动两轮车才能纳入非机动车范畴。为此,新标准中规定电动自行车必须具有脚踏骑行功能。/pp  strong八、电动自行车为什么必须提升防火阻燃性能?/strong/pp  近年来,电动自行车火灾事故频发,极易造成群死群伤的恶性火灾事故,严重威胁人民群众的生命财产安全。通过调查分析这些事故的原因发现,目前绝大多数电动自行车产品车身材料基本不具备防火阻燃要求,一旦发生短路等电气故障30秒内即会出现明火,随即全车的可燃材料都会起火燃烧,着火后3分钟火焰温度可上升至1200摄氏度,并迅速引燃周围的可燃物体,如果在室内起火,留给人员的逃生时间非常有限。据统计,2013年至2017年,电动自行车引发一次性死亡3人及以上的火灾事故累计达到34起,共造成158人死亡 2017年12月,北京市朝阳区十八里店乡发生一起电动自行车起火事故,造成5人死亡,9人受伤 2017年9月,浙江省台州市玉环市一群租房因电动自行车电气线路短路故障发生火灾,造成11人死亡,12人受伤。因此,新标准对电动自行车的防火、阻燃性能提出要求,减少发生火灾事故的隐患。/pp  strong九、新标准对充电器是否有要求?/strong/pp  由于近两年电动自行车电气故障和充电器故障引发的火灾越来越多,本标准新增和完善了电气安全和充电器安全内容,包括导线布线安装、短路保护、制动断电功能、过流保护功能、防失控功能、充电器防触电和防反接等,将有利于保护公众生命财产安全,推动电动自行车产业的良性发展,促进电动自行车技术创新和先进技术的推广应用,同时进一步规范市场秩序。考虑到目前《电动自行车电气安全要求》和《电动自行车用充电器技术要求》两项标准正在制定过程中,将对电动自行车的电气安全和充电器安全作出更详细要求,为避免重复,本标准中仅规定了涉及电气安全和充电器安全的最主要指标。/pp style="line-height: 16px "a href="http://img1.17img.cn/17img/files/201801/ueattachment/864e34e5-fe5f-4d12-ac71-e527eb42507a.pdf" style="text-decoration: underline color: rgb(0, 176, 240) "span style="color: rgb(0, 176, 240) "/span/abr//p
  • 一场应变测量的革命 --英斯特朗推出新视频引伸计AVE.2.0
    英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商,产品广泛应用于评价材料和部件机械(力学)性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0,这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求,例如ISO527,ASTM d3039 ,ASTM D638等。这款第二代视频引伸计,也是当今市场上采用专利的,先进的视频引伸计技术中最快速,最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装,可以适用于各种条件下的试验室环境,也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置(测试表现则与各款试验机本身条件有关)。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差,同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试,与数字图像相关技术相结合(DIC)。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变,包括塑料,金属,纺织,薄膜,复合材料,生物材料及更多。 关于英斯特朗:英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商,美国五百强公司ITW集团旗下品牌,从基本的软组织到先进的高强度合金材料,其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来,英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命,通过提供最高品质的产品,专业的技术支持和世界水平的服务,从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站: www.instron.cn用手机扫一扫,关注英斯特朗微信账号,获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips
  • 仪器情报,科学家首次揭示非均匀应变下声子谱扩展对导热的反常抑制现象!
    【科学背景】随着纳米技术的迅猛发展,纳米材料在各种高性能器件中的应用引起了广泛关注。纳米尺度结构可以产生极端应变,从而实现前所未有的材料特性,例如定制的电子带隙、提高的超导温度和增强的电催化活性。通过应变工程对材料的物理化学性质进行调控已成为一个重要的研究方向。然而,尽管对均匀应变对热流影响的研究已有不少进展,非均匀应变的影响却由于界面和缺陷的共存而未得到充分研究和理解。应变工程是通过机械变形引入应力,从而调节材料的电子、光学和热学等性质的重要方法。在均匀应变条件下,材料的性质变化相对容易预测和控制。然而,实际应用中,材料通常处于非均匀应变状态,这种应变状态下的材料特性却复杂得多,尤其是在热传导方面,非均匀应变的影响尚未被系统地研究和理解。这一知识空白阻碍了高性能纳米器件的设计与优化,因为热管理是提高器件效率和寿命的关键瓶颈。为了探索非均匀应变对热传导的影响,北京大学的杨林&杜进隆&高鹏团队联合提出了一种通过弯曲单个硅纳米带(SiNRs)来引入非均匀应变的新方法,并测量了其热传导性能。硅纳米带是一种重要的半导体材料,在纳米电子学和光电子学中具有广泛的应用前景。通过在定制的微设备上弯曲单个硅纳米带,引入了精确控制的应变梯度,同时使用电子能量损失光谱(EELS)在扫描透射电子显微镜(STEM)中以亚纳米分辨率表征局部振动光谱。结果显示,应变梯度为每纳米0.112%时,硅纳米带的热导率显著降低34&thinsp ±&thinsp 5%,这与均匀应变下几乎恒定的热导率形成鲜明对比。通过直接测量局部声子模式并将其与纳米级应变梯度相关联,研究揭示了弯曲引起的晶格应变梯度显著改变了振动状态并展宽了声子光谱。这种声子光谱展宽效应增强了声子散射,显著阻碍了热传导。【科学图文】为了研究非均匀应变对硅纳米带热传导的影响,研究者在图1a展示了不同应变条件下热导率(κ)的变化。均匀应变下的硅块和硅纳米线在实验测量(实心符号)和理论模型(空心符号)下的κ变化几乎保持不变,而弯曲硅纳米带的测量数据显示随着应变增加,κ急剧下降,这种变化在应变达到6%时尤为明显。这表明非均匀应变对热传导的影响远大于均匀应变。图1b是悬浮微桥设备的示意图,展示了弯曲硅纳米带如何放置在桥的间隙上。放大的视图显示了由于非均匀应变引起的晶格变形情况。通过这种实验设计,研究者能够在不引入界面和缺陷等其他复杂因素的情况下,精确施加非均匀应变并测量其对热传导的影响。图1c是弯曲硅纳米带的高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像,插图显示了沿[110]轴的选定区域电子衍射图,验证了硅纳米带的单晶结构。这保证了实验结果的可靠性和可重复性。图1d和1e展示了在最大应变0.65%(图1d)和1.23%(图1e)下,无弯曲的两个弯曲硅纳米带的扫描电子显微镜(SEM)图像。计算的应变轮廓叠加在SEM图像上,以可视化应变分布。应变分布图显示,应变主要集中在纳米带的弯曲顶点附近,这进一步证实了实验中应变梯度的存在和影响。通过这些图像和数据,研究者表明非均匀应变能够显著影响热传导特性,并揭示了应变梯度下晶格动力学的新机制。图1:Si中非均匀应变对热输运的显著抑制。在图2中,研究者首先比较了无应力的SiNRs和弯曲SiNRs的热导率(κ),以理解非均匀应变对声子传输的影响。他们观察到弯曲SiNRs的κ明显低于无应力的SiNRs,并且κ的降低随着εmax的增加而增加。具体而言,对于两个弯曲SiNRs,随着最大主应变εmax的增加,其κ的降幅也逐渐增大。在300 K下,εmax为0.65%的弯曲SiNR no. 1的κ降低了4.2%,而εmax为1.23%的弯曲SiNR no. 2的κ降低了13.1%。为了进一步增加应变梯度并增强应变对声子传输的影响,研究者还制备了带有拐点的弯曲SiNRs,并对其进行了测量。相较于无应力的带有拐点的SiNRs,拐点形态导致了更大的εmax,从而进一步降低了κ。在300 K下,εmax为4.77%的带有拐点的SiNR的κ降低了34±5%,随着温度降至50 K,其降幅进一步增加至43±6%。这些结果表明,在中等应变梯度下,非均匀应变可以显著抑制热传输,从而为纳米材料的热管理提供了新的思路和方法。图2. 弯曲Si纳米带的温度依赖性κ。图3进一步研究了应变对声子传输的影响,通过直接测量弯曲SiNRs的局部声子谱和表征应变梯度沿着应变梯度的演变。研究者利用STEM-EELS技术获得了高空间和能量分辨率的声子谱数据,这为研究非均匀应变条件下的声子传输提供了直接证据。图中展示了不同应变状态下横向声学和横向光学模式的局部振动谱,结果显示,横向声学模式在从压缩到拉伸应变时表现出蓝移,而横向光学模式则显示出红移。这一观察结果与理论计算相吻合,并且显示出非均匀应变导致的晶格畸变对声子谱的影响。此外,研究者还对带有拐点的SiNR进行了测量,并观察到类似的结果。这些实验结果揭示了非均匀应变对声子传输的影响机制,为进一步理解纳米尺度材料的热传输提供了重要线索。图3. 空间解析应变调制声子模式。声子谱展宽效应是指静态分布的晶格应变引起声子频率在给定波矢处的展宽,导致声子散射速率增强。图4a是声子色散关系的示意图,表明在均匀应变情况下存在单一的关系线,而在非均匀应变情况下,由于晶格应变梯度的存在,声子色散关系被扰动,呈现出频率分布。图4b左侧展示了Si的声子色散计算结果,不同应变状态下的声子色散关系。而右侧展示了在给定应变梯度下每个声子模式的应变梯度诱导声子散射率。这一模拟结果显示,随着应变梯度的增加,声子频率分布变宽,从而促进了声子的散射。声子谱展宽效应提高了声子频率的多样性,使得更多声子频率参与到声子-声子散射中,导致了更快的声子弛豫速率和更短的声子寿命。通过模拟计算,研究者还验证了实验结果中观察到的κ减小现象与声子谱展宽效应的关联。因此,图4提供了关于非均匀应变对热传输的基本机制的重要见解,进一步加深了对于材料中声子传输的理解。图4. 非均匀应变诱导声子谱展宽的建模。 【科学结论】本文揭示了非均匀应变对热传输的重要影响,并提供了对功能器件进行应变工程设计的价值。通过深入探究应变梯度对声子传输的影响,作者拓展了对材料热传输机制的理解,为开发新型高效热管理技术提供了新思路。特别是,在探索了非均匀应变如何影响声子传输方面,作者不仅揭示了新的声子散射机制,还发现了在材料设计中利用应变工程实现功能调控的潜在机会。这项研究为设计和优化热电器件、热管理系统和热控制器件提供了新的思路和方向。通过结合实验和理论模拟,作者不仅扩展了对声子传输的认识,还为未来材料科学和器件工程领域的发展提供了重要的科学基础。原文详情:Yang, L., Yue, S., Tao, Y. et al. Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-07390-4
  • 金属所柔性应变传感器的手势识别应用研究取得进展
    基于手势识别技术的可穿戴柔性电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。研制性能优异的柔性应变传感器是实现高性能可穿戴设备应用的重要基础。感器的灵敏度决定可穿戴设备的感知精度,而在过载、瞬时冲击、多次循环弯曲/扭折等条件下的机械鲁棒性将影响可穿戴设备实际应用环境条件下的长期可靠服役。截至目前,采用简单方法制备兼具高灵敏度和机械鲁棒性的柔性应变传感材料颇具挑战性。如何将基础研究所获得的高性能柔性应变传感器推广应用到人机交互系统等实际应用场景中,将会为此类器件的研发提供全新思路。   近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心薄膜与微尺度材料及力学性能研究团队,在前期柔性基体金属薄膜力学行为研究的基础上,基于柔性器件传感的力学原理,提出将裂纹类传感器的传感机制引入高机械鲁棒性蛇形曲流结构中,通过对传感层进行巧妙的高/低电阻区调控实现高灵敏度传感的学术思想,研制出灵敏度与裂纹类传感器相当(GF 1000)且机械鲁棒性优异的柔性应变传感器。该传感器在过载、冲击、水下浸泡、高/低温等严苛环境条件的作用下表现出优异的循环稳定性,稳定响应周次达10000周。同时,该传感器具有响应和回复时间快( 58 ms)、滞后性低等优势。   该团队将传感器进一步集成到自主设计的无线可穿戴人机交互系统中,结合机器学习、用户界面设计等技术实现了实时手语翻译功能。传感器的高灵敏度和响应速度赋予了该系统及时准确的感知能力,同时高机械鲁棒性则赋予该系统在实际应用场景中长期可靠服役的能力。该系统利用机器学习分类算法实现了对15种单一手势手语的识别和6种组合手势手语的识别(识别准确率分别达98.2%和98.9%)。系统整体的响应时间小于1s。成本低廉、质轻便携且操作简便的系统既可将手语实时翻译成语音播放,又可通过定制的用户界面实现信号曲线和翻译结果的可视化。后期可通过优化电路设计、扩展机器学习的手势或手语数据库,将该手势识别技术进一步应用于人机交互、虚拟现实、手势认证、智能传感、医疗健康等关键场景。该研究为实现柔性条件下的稳定增敏机制提供了新思路,有望促进可穿戴人机交互系统的应用和产业化发展。此外,该团队基于微小尺度材料和纳米金属层状复合材料力学行为基础研究工作的长期积累,研制出微机电系统(MEMS)用超长服役寿命的纳米复合材料,有望应用于航天、通讯、导航和新能源等领域的射频MEMS上。   上述柔性应变传感手语识别系统的研究成果,以Ultra-Robust and Sensitive Flexible Strain Sensor for Real-Time and Wearable Sign Language Translation为题,在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、金属所“引进优秀学者”项目、沈阳材料科学国家研究中心青年人才和基础前沿及共性关键技术创新项目的支持。东北大学科研人员参与研究。图1.柔性应变传感器的设计和制备。a、蛇形曲流结构的传感机制;b、传感单元在表面切应力作用下的位移云图;c、传感单元在不同表面切应力作用下相邻曲流条纹的间隙沿传感器宽度方向分布曲线;d、相邻曲流条纹的接触区域长度随应变的变化曲线;e、传感器制备流程示意图。图2.柔性应变传感器的传感性能。a、高/低电阻区调控前的响应曲线;b、高/低电阻区调控后的响应曲线;c、在不同峰值应变下的循环响应曲线,极限检测应变;d、响应和回复时间。图3.柔性应变传感器的机械鲁棒性。a、循环稳定性;b、最大可承受应变;c-e:对严苛环境的耐受力。图4.可穿戴手语翻译系统。a、应用场景示意图;b、系统框架;c、手语手套;d、无线电路板;e、用户界面。图5.手语识别验证。a、6种由复合手势组成的手语;b、手语翻译系统对6种手语的识别准确率;e、手语翻译系统的各项性能汇总。
  • 仪器表征,科学家首次揭示微应变对钠分层氧化物正极材料合成的影响!
    【科学背景】随着高能量密度和长寿命电池的需求不断增加,研究人员越来越关注电池材料的微应变及其对电池性能的影响。微应变是由结构缺陷(如位错和堆垛层错)引起的,这对能源材料的机械强度和循环稳定性产生了重大影响。尤其在钠分层氧化物正极材料中,微应变被认为是导致容量衰退和结构破坏的关键因素。然而,微应变在电池材料合成过程中的起源和影响仍未完全明确,这成为了当前研究的一个挑战。为了解决这一问题,布鲁克海文国家实验室(美国能源部的实验室) Xianghui Xiao, 美国阿贡国家实验室Gui-Liang Xu & Khalil Amine教授合作进行了一系列原位和实时的多尺度表征,包括同步辐射X射线衍射和显微镜观察,来探讨过渡金属在前体颗粒中的空间分布对微应变的影响。研究发现,过渡金属的空间分布对纳米尺度的相变、局部电荷异质性以及微应变的积累有着强烈的调控作用。这一意外发现揭示了缺陷从核心向外壳的反直观传播模式,并为优化合成策略提供了新方向。通过这些研究,科学家们提出了基于微应变筛选的合成策略,以减少晶格中的微应变和结构缺陷,从而显著提升了电池材料的结构稳定性。这些成果标志着向设计无缺陷电池材料的合成方法迈出了关键一步。【科学亮点】1. 实验首次在钠分层氧化物正极的实际合成过程中,系统地进行微应变筛选,并应用了多尺度原位同步辐射X射线衍射(SXRD)和显微镜表征技术。2. 实验通过结合原位SXRD和全场X射线显微镜的观察,揭示了过渡金属在前体颗粒中的空间分布对纳米尺度相变、局部电荷异质性和微应变积累的强烈影响。3. 实验结果:&bull 过渡金属的空间分布:发现过渡金属的空间分布在钠分层氧化物正极的合成过程中扮演了关键角色,主导了相变机制。&bull 微应变的积累:在合成过程中,微应变在颗粒内部积累,导致了缺陷的形成和增长,其传播方式呈现出反直观的外向模式。&bull 结构稳定性的改善:通过对微应变的深入分析,提出了一种更为合理的合成路线,能够显著减少晶格中的微应变和晶体缺陷,从而提升结构稳定性。【科学图文】图1: 前驱体的形貌和化学性质。图2:固态合成过程中的结构演变。图3:合成过程中的结构缺陷和化学演变。。图4:颗粒裂纹及其消除。图5:电化学性能。 图6:测试分析。【科学结论】本文揭示了过渡金属在钠分层氧化物正极合成过程中对微应变的显著影响。通过原位同步辐射X射线衍射和显微镜技术的多尺度表征,研究发现,过渡金属在前体颗粒中的空间分布对纳米尺度的相变、局部电荷异质性以及微应变的积累有着关键的调控作用。这一发现颠覆了传统观念,揭示了缺陷的成核和生长在颗粒内部向外传播的反直观现象。这种对微应变的深刻理解指导了更加合理的合成策略,即通过优化合成条件来减轻微应变和晶体缺陷,从而显著提高电池材料的结构稳定性。这一研究成果不仅提供了新思路来改善电池材料的性能,还为无缺陷电池材料的设计合成奠定了重要基础,为未来高能量密度和长寿命电池的研发提供了有力支持。参考文献:Zuo, W., Gim, J., Li, T. et al. Microstrain screening towards defect-less layered transition metal oxide cathodes. Nat. Nanotechnol. (2024). https://doi.org/10.1038/s41565-024-01734-x
  • 仪器表征,科学家开发了基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器!
    【科学背景】应变传感器是一种关键技术,用于在多种应用中实现高灵敏度的机械感知,如人形机器人的指尖控制和皮肤贴合健康监测设备。然而,现有的应变传感器普遍依赖于裂纹生成机制,这限制了它们在灵敏度、应变范围、稳定性和时间空间分辨率上的综合性能。传统裂纹导电材料在小传感面积与高性能之间存在固有的权衡,其裂纹易于扩展并难以控制,导致传感器在应对大应变和长期稳定性方面的表现有限。为解决这些挑战,天津科技大学生物基纤维材料国家重点实验室刘阳教授、国家重点实验室主任程博闻教授、南开大学Jiajie Liang课题组联合提出了一种分子级裂纹调制策略,采用逐层组装技术在MXene和银纳米线复合薄膜中引入了强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这种创新策略不仅在传感器中实现了极小的感测面积(仅0.25 mm² ),同时提供了超宽的工作应变范围(0.001-37%)、极高的灵敏度(在0.001%时的增益因子超过500,在35%时超过150,000)、快速的响应时间、低滞后和优异的长期稳定性。此外,基于这种高性能传感元件,研究团队成功实现了每平方厘米100个传感器的可拉伸传感器阵列,展示了高时间空间分辨率的实际应用,如多通道脉冲信号监测系统。【科学亮点】(1)本研究首次采用分子级裂纹调制策略,在MXene和银纳米线复合导电薄膜中引入强、动态和可逆的硫-银(S-Ag)配位键。这一策略通过逐层组装技术,实现了裂纹生成和传播的精确控制。(2)实验结果表明,所制备的基于裂纹的可拉伸应变传感器(S-M/A)具有多重优异的性能特征:传感面积极小(仅0.25 mm² ),但具备超宽的工作应变范围(0.001-37%),高灵敏度(在0.001%应变下的增益因子超过500,35%应变时超过150,000),快速的响应时间(约5毫秒),低滞后和长期稳定性。此外,通过S-Ag配位键的动态调控,传感薄膜能有效地能量耗散,防止裂纹间隙的扩展,从而保持了纳米级别的裂纹结构和传感性能的稳定性。(3)这一研究突破了传统裂纹调制策略的限制,克服了传感面积和性能之间的固有权衡,为高密度、高分辨率的可拉伸应变传感器阵列的实现提供了新的思路和方法。通过高效的组装工艺,作者实现了每平方厘米100个传感器的集成,展示了该传感器阵列在多通道脉冲感测系统中的实际应用,具备优异的时间空间分辨率和监测精度。【科学图文】图1:引入S-Ag配位键到S-M/A感测薄膜中。图2:S-MXene和S-M/A薄膜的表征。 图3:S-M/A传感器的应变感测性能。图4:应变感测性能比较。图5:S-M/A感测薄膜的裂纹调制行为。图6:S-M/A传感器阵列在脉冲信号测量中的应用。【科学结论】本文开发了一种基于分子级裂纹调制策略的新型应变传感器,通过引入强、动态和可逆的S-Ag配位键,有效地解决了传统裂纹型传感器中传感面积与性能之间的权衡问题。此技术不仅在传感面积极小的情况下实现了超高灵敏度和广泛的应变范围,还通过动态调控裂纹形态和能量耗散机制,提高了传感器的稳定性和可靠性。通过分子级的设计和制备过程,将有机和无机材料有效地结合在一起,为高性能应变传感器的设计提供了新的思路和方法。此外,本文展示了简便且可扩展的制造工艺,为实现高密度、高分辨率的传感器阵列奠定了基础。这种基于分子级裂纹调制的策略不仅有助于推动应变传感器技术的进步,还为未来在可穿戴设备、健康监测和智能机器人等领域中需求高精度、高稳定性传感器的开发提供了新的理论和实践基础。原文详情:Liu, Y., Xu, Z., Ji, X. et al. Ag–thiolate interactions to enable an ultrasensitive and stretchable MXene strain sensor with high temporospatial resolution. Nat Commun 15, 5354 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-49787-9
  • 天津大学新技术提高光纤应变传感器灵敏度
    天津大学精密仪器与光电子技术学院教授李恩邦研究发现一种新技术构成的光纤应变传感器,具有灵敏度高且对温度变化不敏感等特点。  光纤应变传感器是世界上应用广泛的传感器类型,具有许多电传感器不可比拟的优点,对于保障大型设施安全、防止恶性和灾难性事故发生具有非常重要的意义。  李恩邦的研究成果已发表在《应用物理快报》上,英国物理学会官方网站optics.org和美国《激光世界》杂志也对此进行了报道。
  • 标准解读 |《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》
    10月26日,中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技(上海)有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》(T/CSAE 233-2021)。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上,对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的规定,以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前,汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数,为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库,提高碰撞安全分析的准确性,需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准,各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明,测试结果也存在在较大差异,由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验,在本标准中给出了具体阐述,尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中,如果测试力的同时还需要测试应变,设备需要连接额外的数据线,试验前需检查所有的连线是否牢固连接,尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸,然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试,分别用单台和两台相机试验,发现当使用单台相机时,大截面尺寸(5毫米直径棒材)会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效,因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时,应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝(左) 铸铁(右)图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝(左) 铸铁(右)图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究,图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时,所取得的应变有效数据大于力值的采样数据,而且一般会大于400。当应变速率100s-1时,应变的有效数据会急剧下降,应调整应变的采集频率和拍摄参数,最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认,各测试单位做了详细讨论,考虑到高应变率速度的影响因素复杂,因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时,实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内,当最大力对应的应变率小于5%时,记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容,较短的测试长度有助于获得高的应变速率,但测量长度不能过小,否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准,制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式,尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4,并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明:(1)尺寸公差为0.05mm,平行段工作部分粗糙度0.32,同轴度为0.01毫米。(2)推荐区域直径为5mm,=10mm,=15mm,R=16mm,=5mm,=35mm,D=12mm,或者区域直径为3mm,=10mm,=15mm,R=12mm,=5mm,=35mm,D=6mm。综上所述,该标准围绕车用金属材料的使用工况,对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验,给出了从夹具,散斑制作,相机标定,系统试验前验证,试样尺寸与装夹,力的测试,数据采集及处理等方面系统的说明,试验准确性高,试验失效率低,同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件,具有普遍适用性,可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一,互不交叉,提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法,对现有标准起到补充作用。
  • 宁波材料所在柔性应变-温度双模态传感器研究方面取得进展
    人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源,利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件,其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器,实现应变和温度等信号的监测以及区分,同时兼具高的分辨率仍是一个难点。   Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI),可以实现对磁场的高灵敏探测,是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器,并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429;Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上,研究人员以磁性非晶丝为敏感材料,通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。   该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面,结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测;另一方面,用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应,可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制,温度和应变信号之间不存在相互耦合,后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。   该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场,通过内置的Co基磁性非晶丝,能够灵敏感知微小变化的磁场,从而输出变化的阻抗,实现应变的感知。此外,该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈,不仅可以实现阻抗的输出,而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。   进一步地,通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量,即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量,可以控制磁场变化快慢,从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限,5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。   此外,该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号,发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰,且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性,可以确保温度对应变感知几乎没有影响。   该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成,可以同时用于人体微小应变的探测,比如呼吸和吞咽等检测,也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测,同时能实现体温或环境温度的实时监测,在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。   相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制,(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程,(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌,(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能,(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能
  • 北大杨林团队等人在Nature发文:首次揭示非均匀应变下声子谱扩展对导热的反常抑制现象
    纳米材料具备优异的力学特性,能够承受远超块体材料的应变,从而调节其物理/化学性能(如电子、光学、磁性、声子和催化活性)。基于力学应变工程,过去的研究优化设计了一系列前所未有的先进功能材料和器件,包括高迁移率芯片、高灵敏度光电探测器、高温超导体、和高性能太阳能电池以及电催化剂等等。尽管对基于应变调控电子输运性能和能带结构等方面进行了广泛研究,但由于单一施加应变梯度而不引入其他混淆因素(例如界面和缺陷)的困难,以及将纳米尺度热输运测量与原子尺度局域声子谱表征相结合的挑战,非均匀应变下的导热机制仍未被系统研究。这尤其令人沮丧,因为精确热管理被视为制约先进芯片和高端设备效率和寿命的关键瓶颈。针对这些挑战,北京大学工学院杨林研究员与北京大学物理学院高鹏教授、杜进隆高级工程师及西安交通大学岳圣瀛教授等人提出了实验探究非均匀应力对导热调控的新策略,他们揭示了均匀应力下不存在的,由应变梯度导致的独特声子谱扩展效应及其对导热的反常抑制现象。通过在自制的悬空微器件上弯曲单个硅纳米带(SiNRs)来诱发非均匀应变场,并利用具有亚纳米分辨率的基于扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱(STEM-EELS)技术表征局域晶格振动谱,他们的研究结果显示,0.112%/nm应变梯度将导致热导率(κ)显著降低34±5%,这是先前文献中均匀应变下热导率调制结果的3倍以上(图1)。相关工作以“Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain”为题发表于Nature。图1. 非均匀应力对硅纳米带导热的显著抑制现象。(a)实验测得的(实心符号)和理论模拟的(空心符号)结果表明,在均匀应变下,块体硅和硅纳米线的热导率基本保持不变,而弯曲硅纳米带的测量结果随着应变的增加急剧上升(半填充)。(b)基于悬空热桥微器件的热导率测试原理示意图。(c)高分辨透射电子显微镜显示弯曲硅纳米带的单晶特性。(d)实验测得的弯曲硅纳米带相较于无应力样品的热导率降低百分比为了揭示应变对声子传输的影响,直接测量弯曲硅纳米带的局域声子谱,并表征沿应变梯度声子模式的演变现象是非常必要的。与先前文献中观察到的在异质界面或缺陷周围的EELS峰移不同,运用同时具备亚纳米级空间分辨率和毫电子伏特(meV)能量分辨率的STEM-EELS技术,该工作首次表征了完全受非均匀应变调控的声子模式,揭示了应变梯度下奇特的声子谱扩展效应(图2)。图2. 表征受应变调控的局域声子谱。(a)基于STEM-EELS的局域声子谱表征技术示意图。带有弯折的弯曲硅纳米带HAADF图像(b)和EELS测量区域的放大视图(c)。(d)在不同位置(P1至P5)沿应变梯度测得的TA和TO声子模式的EELS谱。(e)弯曲硅纳米带的HAADF图像。(f)沿电子束移方向TA和TO声子模式的振动谱图。(g)在e中标记的区域沿应变梯度测得的EELS谱线与均匀应变下每个声子支具有的特定单一线条色散关系不同,不均匀应变的存在导致了在给定波矢处的声子频率分布区间(图3)。这种奇特的声子谱扩展效应增加了声子频率的多样性,以满足声子-声子散射的能量守恒约束,因此加速了声子-声子散射率并缩短了声子寿命,引发了一种均匀应变不存在的全新声子散射机制。图3. 声子谱扩展增强声子散射率。(a)受应变梯度调制的声子色散示意图。(b)左侧,硅在不同弹性应变下的声子色散。右侧,应变梯度为0.118% /nm下声子谱扩展引发的声子散射率,τsg−1通过开发跨微米-原子尺度的实验表征技术,并结合第一性原理的理论模拟,该工作为长期以来有关非均匀应变对声子传输影响的难题提供了关键线索。因此,这项研究不仅清楚地揭示了非均匀应变对固体导热的调制机理,而且为基于应变工程的功能性器件的创新设计提供了重要思路。例如,基于应变梯度引起的晶格热导率降低,与此前已证明的载流子迁移率增强之间的协同作用,为开发高性能的热电转换器件提供一种新颖策略。此外,基于非均匀应变调制热导率可实现功能性热开关器件,用于动态控制热通量。杨林和岳圣瀛是该论文的共同第一作者,杨林、高鹏、杜进隆是共同通讯作者。合作者包括东南大学陈云飞课题组、北京大学戴兆贺课题组、北京大学宋柏课题组和美国范德堡大学Deyu Li课题组。北京大学杨林课题组主要研究方向为功能性热材料和器件,包括先进微纳结构设计制造,极端尺度导热微观机理表征与调控,超高温储热技术研发,高性能热功能器件制备。研究成果以第一作者或通讯作者发表于Nature、Nature Nanotechnology、 Science Advances、Nature Communications、Nano Letters等国际顶级期刊。杨林曾入选2021年国家高层次海外青年人才计划,获得2019Nanoscale 年度精选热门文章、2020PCCP年度 精选热门文章等奖项。
  • 山西大学激光光谱团队制作出基于三维竖直石墨烯应变传感器
    近日,山西大学激光光谱研究所陈旭远教授和王梅教授等人在《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表文章《Vertical Graphene Canal Mesh for Strain Sensing with a Supereminent Resolution》,报导了一种基于三维竖直石墨烯(Vertical Graphene, VG)的超低检测限应变传感器。   微应变传感器的发展为微型机器人、智能人机交互、健康监测和医疗康复等众多领域提供了广阔的前景。高分辨率的柔性应变传感器可广泛应用于多种柔性可穿戴电子设备中,有助于提升设备探测灵敏度并保证亲肤性。目前,已有诸多活性材料在柔性传感器中展示了良好的应用效果,如碳纳米管、银纳米线、MXene等。但是具有极高分辨率的柔性应变传感器仍然是应变传感器研究中的一项挑战。   作者通过设计三维石墨烯微观和宏观结构制作了网状结构的应变传感器(VGCM),使其在0-4%的总应变范围内实现了低至0.1‰的应变精确响应,获得了极高的分辨率。同时通过实验验证及理论模拟揭示了VG在应变过程中微裂纹的演化规律和电阻变化机理。 图1 基于VGCM的应变传感器制备过程及VGCM的SEM图像   此工作以铜网为模板,利用等离子化学增强气相沉积法在铜网上生长了VG。利用化学刻蚀去除铜网后获得中空网状VGCM结构。这种网状结构使得拉伸应力集中,增强了应变过程中的电阻变化,实现了对低至0.1‰的微小应变的高分辨响应。 图2 拉伸过程中的应力分布示意图   有限元模拟展示了VGCM在拉伸过程中的应力分布。结果显示VGCM的中空管道结构使得应力集中分布在管状VGCM的顶端和底部。同时,三维石墨烯竖直结构也会导致应力在竖直结构之间形成集中。 图3 VGCM传感器传感原理图;VGCM应变中的SEM图像;VG和2D石墨烯应力分布模拟图   进一步通过实验验证了在拉伸情况下,应力集中产生裂纹且主要分布在中空管道顶端和底部。裂纹的产生加速了电阻的增加,从而提高了VGCM的灵敏度和分辨率,与模拟结果完全吻合。VGCM传感器利用了三维石墨烯的微观结构和网状的宏观结构的协同作用,使得应力集中,增大了电阻在拉伸过程中的变化,赋予了VGCM传感器卓越的分辨率和良好的应用前景。
  • BROOKFIELD推出实用型应力/应变控制流变仪
    R/S 应力/应变控制流变仪主要有RS-CPS(锥板),RS-CC(同心圆筒),RS-SST(软固体测试流变仪)oR/S流变仪既能进行控制应力的测量,也能进行控制应率的测量 o扭矩范围很宽:0.05 - 50 mNm.剪切速率:0.01-1000RPMo能够测量从1到900万cPs的粘度范围o转子的安装非常简单、快速R/S-CPS 锥/板流变仪1.操作模式包括:1.控制剪切应率(RPM)2.控制剪切应力(扭矩)3.单机操作(不需电脑)4.全电脑控制2.测试方法包括:剪切应率回环测试;剪切应力斜坡测试;单点或多点粘度测量;温度斜坡测试;直观的QC/QA检验。3.可以测出以下特性:假塑性(剪切变稀)行为触变性(时间相关性)温度影响屈服点4.温度控制方式:循环水浴(温度范围取决于所选水浴液体,从 -20 oC到 250 oC)Peltier控制器 (0到135 oC)Electronic控制器(50到250 oC)请联系:BROOKFIELD上海办事处上海市海宁路350号联合大厦2211室电话:021-62576046 13381669566
  • 【定制产品】上海百若——超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF
    p style="text-align: center "/pp style="text-align: center"img style="width: 345px height: 500px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/fed9f818-9b0d-4cf1-87d7-33b2037e3c09.jpg" title="1.jpg" height="500" hspace="0" border="0" vspace="0" width="345"//pp style="text-align: center "strong超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF/strongbr//pp strong 1.生产厂商/strong/pp  上海百若试验仪器有限公司/pp strong 2.采购单位/strong/pp  原子能科学研究院/pp strong 3.主要功能/strong/pp  阻尼器、助力器耐久性能测试 /pp  加载波形正弦运动规律,编程循环嵌套不低于3层 /pp  对阻尼器、助力器进行力——位移功量图绘制,力——位移——时间曲线图绘制 /pp  产品具有轴向疲劳加载、侧向同时加载的功能 /pp strong 4.产品技术特点/strong/pp  1) 采用高集成度、强大的控制、数据处理能力、高可靠性控制测量系统。/pp  2) 采用基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统,实现力、变形、位移全数字三闭环控制,各控制环间可自动切换,并在各方式间切换时实现无冲击平滑过渡。/pp  3) 可进行定位移、定速度、定应变、定应变速率、定负荷、定负荷速率等多闭环控制模式。/pp  4) 高精准24Bit数据采集系统,高分辨率,可扩展至8路AD采集。/pp  5) 试验过程中实时显示滞回环曲线。/pp  6) 试验过程中显示负荷、位移峰值谷值变化情况。/pp  7) 试验过程中显示动态波形加载曲线。/pp  8) 采用DCPD(直流电位法)在腐蚀介质系统中测量裂纹长度,进一步提供金属材料在腐蚀介质中的裂纹扩展速率指标。/pp strong 5.产品技术参数/strong/pp  最大试验力:50kN/pp  试验力测量范围:1%~100%/pp  加载头移动速度:10mm/s~1x10-6/s/pp  疲劳加载波形:正弦波,三角波/pp  工作最大压力:20MPa/pp  试验釜内温度:350℃/pp  加载头位移分辨率:0.05μm/pp strong 6.产品应用介绍/strong/pp  采用YYF-50客户进行金属材料在环境诱导下的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳失效的检测及评价。在整个核电材料领域,材料服役性能的评价、表征等贯穿于核电站设计、建设和运行的整个阶段。基于材料服役性能评价,明确材料应力腐蚀、环境疲劳等失效规律,预测材料的服役性能,评价关键部件的服役安全性,制订关键材料的服役、失效的预防与缓解提供了重要的技术测试平台。采用YYF-50慢应变速率应力腐蚀试验机,客户根据服役的条件,在水化学回路系统上调节PH值,溶解氧DO,电导率等参数,并设置应变或应力控制模式,加载波形及加载频率等参数,试验机即可按规定参数进行试验加载,水化学回路循环,高压釜加热等工作,最终检测出材料在腐蚀环境下的裂纹扩展速率等参数。客户在使用这台设备期间,完成了相关材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳的评价。/p
  • 《应变控制式三轴仪》等两项团体标准送审稿审查会议顺 利召开
    2022年10月14日,中国仪器仪表行业协会组织专家以视频会议形式分别对由浙江土工仪器制造有限公司牵头起草的《应变控制式三轴仪》,以及由中国农业机械化科学研究院集团有限公司牵头起草的《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》两项团体标准送审稿进行审查。两项标准均由中国仪器仪表行业协会试验仪器分会提出,由中国仪器仪表行业协会归口管理。来自中国航空发动机研究院、中国船舶科学研究中心、北京飞机强度研究所有限公司、陆军装甲兵学院、西安航天动力技术研究所、西北工业大学、中国北方车辆研究所、内蒙古工业大学、北京金轮坤天特种机械有限公司的九位专家组成评审组,中国航空发动机研究院的吴长波研究员担任组长。中国仪器仪表行业协会马雅娟主持会议。审查专家组听取了送审标准项目起草工作组的汇报,对标准内容逐条进行审查,对送审稿及相关资料提出了宝贵的修改意见和建议。最后,专家组一致同意《应变控制式三轴仪》《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》通过审查,并希望起草工作组尽早修改完成,报批实施。
  • CSTM《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》团体标准征求意见
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "日前,中国材料与试验标准平台发布了关于对strong《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》/strong团体标准征求意见的函。span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong内容如下:/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 各有关单位:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由中国材料与试验团体标准委员会材料试验标委会字[2019]128号文件strong《关于CSTM标准〈金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定〉的立项公告》/strong,由CSTM/FC53/TC04航空材料领域材料检测与评价技术委员会组织制定的CSTM标准strong《金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定》/strong(计划编号为CSTM LX 5304 00278-2019),已由西南交通大学为牵头单位的起草小组完成了征求意见稿,现开始征求意见。请于strong2020年3月27日/strong前,将strong《CSTM团体标准征求意见表》/strong反馈给CSTM航空材料领域委员会材料检测与评价技术委员会秘书处。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "联系人:刘世英/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电子邮箱:neulsy@163.com/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电话:010-62496241/17813261935/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong附件:/strong/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934301.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "征求意见函-金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934303.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-征求意见稿.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934304.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-编制说明.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934306.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "附件1:中国材料与试验团体标准征求意见表.doc/span/a/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ef7c1265-c9c2-4ef3-a112-283a2aa38b0f.jpg" title="1.PNG" alt="1.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ba66dc07-fb49-4191-8033-e5c3e5fc9c1b.jpg" title="2.PNG" alt="2.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a0bb5606-4168-48e5-a101-2bdbcdc0c3d1.jpg" title="3.PNG" alt="3.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5fac8e1a-4476-4509-a19f-d421dd182683.jpg" title="4.PNG" alt="4.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a6e5cabc-1fd3-4fc7-a9e2-3ec3b3265ad6.jpg" title="5.PNG" alt="5.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/0c4d0644-7c71-4593-9449-e56a1ded411b.jpg" title="6.PNG" alt="6.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/150117b4-2ad7-42f0-b3ba-534c96fd53fb.jpg" title="7.PNG" alt="7.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/77dccf55-ac88-46f8-9186-91f1f2214ef7.jpg" title="8.PNG" alt="8.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/37defebf-9f9d-4a2f-9431-ecfc52b51830.jpg" title="9.PNG" alt="9.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/856010ec-10f4-4228-8b8f-afcdf5784253.jpg" title="10.PNG" alt="10.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/761162ba-a36a-425e-bd39-e0f242f4b509.jpg" title="11.PNG" alt="11.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/431abf31-a944-43a5-b99e-16434b49f3ac.jpg" title="12.PNG" alt="12.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2d74d514-897a-451c-af90-435d452e6fb7.jpg" title="12.PNG" alt="12.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/363863f0-4b70-4665-b1a8-cdb5ec1e5e71.jpg" title="13.PNG" alt="13.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/1684e527-d32c-4e47-96b9-ef6a25bff050.jpg" title="14.PNG" alt="14.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d39c2c32-7d75-4252-9592-a73051f1ab20.jpg" title="15.PNG" alt="15.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c2eff1b4-3237-4b20-b7a0-96622aafcb4e.jpg" title="16.PNG" alt="16.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9a24eb4b-f88d-455f-9a85-5d9253890e94.jpg" title="17.PNG" alt="17.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e31d11d-5877-417c-8e0a-9c6e57c4632b.jpg" title="18.PNG" alt="18.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f9371f7f-d27c-4726-b10e-2652053a0c0e.jpg" title="19.PNG" alt="19.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9e9f571c-e3b8-4d77-ba03-dbb2023c56da.jpg" title="20.PNG" alt="20.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf750142-eab3-4226-925a-a29400ebc8c3.jpg" title="21.PNG" alt="21.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/38a937ed-04d5-4f4d-9e5c-4225d8b4226b.jpg" title="22.PNG" alt="22.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8821bf3e-f80b-41e1-84a5-2bcdcf7d0fd1.jpg" title="23.PNG" alt="23.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f0fcf386-4066-48b8-9c7d-373f69ae164a.jpg" title="24.PNG" alt="24.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c13000c4-b78d-4ff3-aceb-70e2236fe38d.jpg" title="25.PNG" alt="25.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/cdfc2bad-cd05-405d-b38b-b810c0ba53f2.jpg" title="26.PNG" alt="26.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c8899f62-096a-4166-bd16-40710e3d9274.jpg" title="27.PNG" alt="27.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/52969a1b-9a3f-46fe-af34-fd1da3b6de6a.jpg" title="28.PNG" alt="28.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/35f2f4ee-668d-4ee0-b93f-0fe0c7887487.jpg" title="29.PNG" alt="29.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf6bc651-8ca7-4fc2-93cf-c3f22b36d576.jpg" title="30.PNG" alt="30.PNG"//p
  • 课堂 | Leica EM TIC3X应用实例:高应变率作用下高导无氧铜(OFHC)的晶粒细化分析
    通过leica em tic3x 对样品进行离子束切割,样品ebsd mapping解析率得到明显提升,可达80%-90%以上,并且结果稳定可重复,更好地表征了晶粒的变形,以及大小角晶界的转变。实验样品高应变率作用下高导无氧铜(ofhc)实验目的通过电子背散射衍射技术(ebsd)对在高应变率、高温和大变形条件下获得的材料进行晶粒变形细化以及再结晶行为的表征,以期达到表征材料力学属性的目的。实验过程 1 原始样品的制备高速切削是一种集合高应变率、高温和大变形的一种材料变形的复杂材料変形条件,通过改变切削速度来改变上述的变形边界条件,高速切削的过程示意图如下:(图1 高速切削过程示意图)获得的切屑经过金相镶嵌和腐蚀之后的试样如图所示:(图2 经过镶嵌和腐蚀之后的切屑)从图2中可知晶粒已经严重变形,光镜已经无法分辨,而且对于晶粒到底发生了什么变化,光镜也无法做到表征的目的,因此对于材料ebsd表征十分必要。 2 实验样品的制备ebsd制样是本次实验的重中之重,本次实验较难主要体现在3个方面:一是因为经历了严重塑形变形的材料自身的晶粒内部就会存在一定的残余应力,在表征的时候有一定的难度;二是高导无氧铜是一种特别软的材料,在制样的时候非常容易带入应力,或者划伤测试面;三是经过高速切削得到的样品宽度非常细长,不是传统的块体,制样过程比较困难。目前解决方案主要有四种:机械抛光,电解抛光,振动抛光,离子抛光,这几种方法目前都有所尝试,解析率都不太高,究其原因,主要还是因为我的样品细长弯曲的原因,经过镶嵌之后,电解抛光无法满足,机械抛光很容易带入划痕,离子抛光镶嵌之后的样品效果不是十分理想,很多方法都不太适用。通过与徕卡电镜制样技术人员沟通,认为离子切割的方法能比较好的解决目前存在的问题,经过leica em tic 3x离子切割出来的样品解析率超过了80%,部分区域甚至能够达到90%以上,最重要的是这种制样方法非常稳定,实验的结果能够比较方便的被复现出来,可较好地满足我的研究需要。 3 实验观测通过ebsd测试,获得的mapping图的解析率有了较为明显的提升,更高的解析率意味着晶粒的变形,以及大小角晶界的转变也能更好的表征出来。图3 经过振动抛光之后获得的ebsd角度取向分布图图4 经过离子切割之后获得的ebsd角度取向分布图总结通过上述实验的结果可以得出结论,相比于目前主流的振动抛光、电解抛光和离子抛光,在进行一些形状比较特殊的样品的ebsd试样的制备时,离子切割方法所具备的不受样品自身形状限制,效率高,稳定性好,可重复性高等都是目前比较常用的制样方法所不具备的,因此离子切割为ebsd的制样方法做了一个十分重要的扩充!致谢:西安交通大学 机械学院 许祥关于徕卡显微系统leica microsystems 徕卡显微系统是全球显微科技与分析科学仪器之领导厂商,总部位于德国维兹拉(wetzlar, germany)。主要提供显微结构与纳米结构分析领域的研究级显微镜等专业科学仪器。自公司十九世纪成立以来,徕卡以其对光学成像的极致追求和不断进取的创新精神始终得到业界广泛认可。徕卡在复合显微镜、体视显微镜、数码显微系统、激光共聚焦扫描显微系统、电子显微镜样品制备和医疗手术显微技术等多个显微光学领域处于全球领先地位。 徕卡显微系统在全球有七大产品研发与生产基地,在二十多个国家拥有服务支持中心。徕卡在全球一百多个国家设有区域分公司或销售分支机构,并建有遍及全球的完善经销商服务网络体系。
  • 赛多利斯百得推出全新电动移液器
    仪器信息网讯 2012广州国际分析测试与实验室设备展览会暨技术研讨会(China Lab 2012)于2012年5月30日在广州锦汉展览中心拉开帷幕。值展会召开之际, 赛多利斯百得(Sartorius Biohit)公司举办了Picus 电动移液器亚洲地区首发仪式。赛多利斯实验室产品及服务亚洲区总裁兼百得中国执行总裁埃里克皮特森先生和赛多利斯实验室产品及服务大中国区总经理刘晓霙女士共同为Picus揭开了神秘的面纱。埃里克皮特森先生和刘晓霙女士共同为Picus揭揭幕  据埃里克皮特森先生介绍,Picus 电动移液器于2012年4月17日在德国慕尼黑生化展全球首发。由于该产品是根据实验室工作人员人体工程学设计的,因此能使实验人员保持最佳的工作姿势 并且其重量很轻、体积很小,所以易于使用并且稳定可靠。在Picus推出后,其凭借杰出的设计在2012年被授予了红点设计大奖(Red dot design award)。  据悉,该产品具有如下特点:具有直观的用户界面 提供完美的吸头密封 热键可储存多达10个程序 调节轮提供极其快速的量程设定与便捷的菜单导航 采用微孔板向导系统。此外,该产品还采用了新一代电动移液器技术:加强型DC-motor概念使Picus具有很好的性能 电子制动器能迅速、精确地中止活塞的运动,尤其在连续的分液过程中,确保了高精确度 光学传感器实时监控活塞的运动,保证了移液器的准确性和可靠性。发布会现场,用户现场体验Picus 电动移液器
  • 赛多利斯百得推出全新电动移液器
    赛多利斯百得(Sartorius Biohit)于2012年5月30日广州国际分析测试与实验室设备展览会暨技术研讨会(China Lab 2012)上举行了Picus 电动移液器亚洲地区首发仪式。赛多利斯实验室产品及服务亚洲区总裁兼百得中国执行总裁埃里克· 皮特森先生和赛多利斯实验室产品及服务大中国区总经理刘晓霙女士共同为Picus揭开了神秘的面纱。 埃里克· 皮特森先生和刘晓霙女士共同为Picus揭幕 全新的Picus 电动移液器于2012年4月17日在德国慕尼黑生化展全球首发。Picus是根据实验室工作人员人体工程学设计的,因此能使实验人员保持最佳的工作姿势 并且其重量很轻、体积很小,所以易于使用并且稳定可靠。在Picus推出后,其凭借杰出的设计在2012年被授予了红点设计大奖(Red dot design award)。  Picus具有如下特点:具有直观的用户界面 提供完美的吸头密封 热键可储存多达10个程序 调节轮提供极其快速的量程设定与便捷的菜单导航 采用微孔板向导系统。此外,该产品还采用了新一代电动移液器技术:加强型DC-motor概念使Picus具有很好的性能 电子制动器能迅速、精确地中止活塞的运动,尤其在连续的分液过程中,确保了高精确度 光学传感器实时监控活塞的运动,保证了移液器的准确性和可靠性。 发布会现场,用户现场体验Picus 电动移液器 大合影~恭喜参加&ldquo 凭回执,拿U 盘&rdquo 活动的观众们,如愿以偿得到Picus 8 G 优盘!
  • 【扫描电镜应用】说到安全,电动自行车多跟电动汽车学学吧!
    扫描电镜是用于样品微区形貌、结构及成分的观察和分析的仪器。电子枪发射的电子束在扫描电镜镜筒中,通过电磁透镜聚焦和电场加速,入射到样品表面,束电子与样品原子核或核外电子发生多种相互作用,从而产生各种反映样品特征的信号。这些信号包括:二次电子、背散射电子、X 射线等。其中,二次电子和背散射电子被相应的探头接收,即可获得形貌信息;X 射线被能谱探头接收并分析,即可获得成分信息。这可以有效的应用在锂电池行业的清洁度分析中。01触目惊心的电动自行车事故,是偶然吗?2024 年 2 月 23 日,南京雨花台区明尚西苑居民楼火灾已致 15 人死亡,44 人受伤,初步分析为小区 6 栋建筑地面架空层停放电动自行车处起火引发。电动自行车引起的火灾并非偶然。根据国家消防救援局的统计,2022 年,全国电动自行车保有量为 3 亿多辆且不断增多,火灾风险持续上升,全年共接报电动自行车(电动助力车)火灾 1.8 万起,比 2021 上升 23.4%,国家消防救援局提示,相关风险应予持续关注。但到了 2023 年,全国接报的电动自行车火灾数量继续攀升,高达 2.1 万起,相比 2022 年上升 17.4%。同时,数据显示,有 80% 的电动自行车火灾是在充电时发生的,其中超过一半发生在夜间充电过程中。02电动自行车和电动汽车,谁更安全?电动车较核心也是较危险的部件是电池,针对电池的安全要求,在 2015 年就推出了针对电动汽车的国家标准《电动汽车用动力蓄电池安全要求》,该标准在 2020 年又重新修订。参与标准制定和修改的企业包括了宁德时代、国轩高科、天津力神等锂电池大厂,也包括比亚迪、北汽、上汽、广汽、吉利、长安、奇瑞、蔚来等大型车厂,以及中国汽车技术研究中心、中国电子科技集团、工信部装备发展中心等。可见整个产业和国家对电动汽车电池安全的重视程度针对电动自行车的电池安全,直到 2022 年,才由工信部组织起草强制性国家标准《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》,目前正处于审查阶段,按计划该国家标准将于 2024 年发布。显然电动自行车行业对电池安全的重视程度和研发投入水平,是远比不上电动汽车的。据市场监管总局消息,2022 年,市场监管总局组织开展了电动自行车和电动自行车电池产品质量国家监督抽查,共对 262 家企业生产的 295 批次产品进行了检验,发现 62 批次产品不合格,抽查不合格率为 21.0%。图片来源:市场监管总局官网03.为什么电动汽车更安全?锂电池生产是一个复杂的过程,从原材料、电信、模组、Pack 到最终的电池系统。锂电池的生产过程主要可以分为以下几个步骤:01.正极材料的制备通常使用的正极材料包括锂铁磷 (LiFePO)、锂镍钴锰氧化物 (NCM)、锂钴氧化物 (LiCoO) 等。这一步涉及到的工艺包括混合原料、煅烧等,目的是制备出高性能的正极材料。02.负极材料的制备常见的负极材料有石墨、硅基材料等。制备过程可能包括球磨、热处理等步骤,以得到具有优良电化学性能的负极材料。03.电解质的配制电解质是锂离子在正极和负极之间移动的媒介,通常是由锂盐溶解在有机溶剂中形成的。这一步骤需要精确控制电解质的配比和纯度。04.隔膜的准备隔膜是电池内部用来隔开正负极材料、同时允许锂离子通过的薄膜。隔膜的材料、孔隙率和厚度都会影响到电池的性能。05.电极片的制作将制备好的正极材料、负极材料分别涂布在金属集流体上(正极通常使用铝箔,负极使用铜箔),然后进行干燥和压实,制成电极片。06.电池组装在干净的环境中,将正极片、负极片和隔膜按照一定顺序叠加,并注入电解质,最后封装成电池。这一步骤可能包括堆叠、卷绕或折叠等不同的技术路线,具体取决于电池的设计。07.封装电池组装好后,需要在无尘环境下将电池芯体放入外壳中,并进行封口,确保电池的密封性和安全性。08.化成和老化新制造的电池需要通过充放电循环的方式来激活,这一过程称为化成。化成后的电池还需要经过一段时间的老化测试,以确保其性能稳定。09.测试和分选完成上述所有步骤后,每个电池都需要经过一系列的性能测试,包括容量、内阻、循环寿命等。根据测试结果,电池将被分选和分类,以满足不同应用的需求。这个过程中,每一个步骤都对电池的最终性能有重要影响,因此需要精确控制和高标准的质量管理。同时,影响电池安全的因素也有很多,包括:热稳定性、金属异物、负极析锂、隔膜瑕疵、设计 / 制造缺陷、极片变形 / 微短路等。以金属异物为例锂电池在生产过程中,金属异物的混入是一个严重的质量安全隐患,因为金属异物可以导致电池短路,甚至引发热失控和火灾。为了确保电池安全,针对金属异物的检测是非常重要的。目前,各大动力电池厂家都进行了深入的研究。具体检测方法包括:a) 全自动光镜统计法金属表面的物理特性决定了光线不能进入金属物质,它会像镜子般把所有入射光全部反射出去。入射光在经由金属表面反射后,其反射光与入射光具有相同的振动方向。如果反射光通过两片平行的偏振片,金属颗粒呈现亮色;如果反射光通过两片垂直的偏振片,金属颗粒呈现纯黑色。入射光在经过非金属物质后,其振动方向会发生改变(主要原因是光可以射入非金属物质内部),经过非金属物质内部后再出来的反射光不再具有偏振性,其方向也会发生改变。反射光通过平行和垂直的偏振片时,其亮度变化不大。通过记录、对比颗粒在不同偏振光下的图片,而后鉴别出金属和非金属颗粒。并非所有金属颗粒都具有相同的危害性,例如,在对大量失效电池进行拆解分析后发现,相对于不锈钢,铜的危害性更高。主要是因为铜离子更容易在负极析出,析出后的生长方式呈现枝晶状,很容易刺穿隔膜。并且,铜的电导率比铁高了一个数量级,一旦铜枝晶刺穿隔膜,极易导致电池内部短路,进一步导致电池过热甚至起火。为了有效评估金属颗粒的危害性,需要知道颗粒的详细成分,而光学显微镜只能区分金属和非金属,但具体是哪类金属则无从得知。这就需要借助电子显微镜。b) 全自动电镜统计法飞纳 ParticleX Battery 基于扫描电镜+能谱法专业用于锂电清洁度分析,采用 CeB6单晶体灯丝,测试寿命超过 2000 小时,可连续隔夜分析,无需频繁更换灯丝。大样品仓室,可视面积为 100×100 mm,可放置 4 片直径 47mm 的圆形滤膜,样品测试自动切换,生产工程师可以轻松实现实时监控生产车间的质量控制。特殊颗粒详细信息展示:异物颗粒分类统计:ParticleX Battery如果您对全自动锂电清洁度分析感兴趣,欢迎详聊。光镜法和电镜法作为一种可视化的方法,只能观察材料表面,对于材料内部的特征,则需要借助显微CT。c) 显微 CT 法显微计算机断层扫描(Micro-CT)是一种非破坏性检测技术,能够提供物体内部的三维图像。在锂电池领域,显微 CT 可以用来检测和分析电池内部结构,包括检测内部的金属异物。这种方法对于理解电池的内部机理、评估电池的质量以及提高电池的安全性具有重要价值。04.要怎么做01.国家多年来,我国缺少电动自行车锂电池强制性国家标准,锂电池质量参差不齐,导致安全事故频发。为从源头防范事故发生,提高和完善电池安全标准刻不容缓。2022 年由工业和信息化部组织起草的强制性国家标准《电动自行车用锂离子蓄电池安全技术规范》已经完成了起草和征求意见阶段,目前正处于审查阶段。希望这项强制性国家标准尽快发布实施,并严格执行。02.企业希望给电动自行车提供锂电池的厂家能够参考电动汽车锂电池生产安全规范,借鉴同行业更先进的检测方法和检测标准。提升产品的安全性,降低产品不良品率。03.个人提升安全意识,做到以下几点:
  • 使用电动移液器时遇到问题?来看看是不是这些原因
    电动移液器是科研、生物科技、制药和其他实验室中常见的手持设备,用于将的液体量从一个容器转移到另一个容器。它的模式大致分为以下几类:(1)样品混匀模式。(2)反向吸液模式:该模式专为吸高黏度,高蒸汽压或发泡液体所设计。(3)电泳上样模式:以设定的移液量会以较快可调的速度进行吸液,然后以较慢的速度进行排液,以免扩散。该模式在1000ul量程移液器时。(4)分级移取模式:专为连续移取液体所设计,电动移液器根据设定的移液次数和移液量进行连续移取液体。在使用过程中,可能会出现一些误差或不准确的情况,这些误差可能会影响到实验结果的准确性和可靠性。下面介绍几种可能的影响因素:1.校准问题电动移液器的精度和准确性取决于其内部的校准系统。如果校准不当或者长时间未进行校准,就会导致移液器的读数不准确。因此,定期对电动移液器进行校准是非常重要的。2.操作不当使用电动移液器时,需要遵循正确的操怍步骤和技巧。例如,在吸液和排液过程中,需要保持移液器的垂直度和稳定度 在吸液和排液时,需要控制好速度和力度等。如果操作不当,就会导致液体的转移量不准确。 3.液体性质不同的液体具有不同的粘度、密度和表面张力等物理性质。这些性质会影响液体在移液器内的流动情况,从而影响到移液器的读数。因此,在使用电动移液器时,需要注意液体的性质,并根据需要进行相应的调整。 4.温度变化温度的变化会对液体的物理性质产生影响,从而影响到电动移液器的读数。因此,在使用电动移液器时,需要注意环境温度的变化,并根据需要进行相应的调整。 5.污染问题电动移液器内部和外部的污染会影响其性能和准确性。例如,如果移液器内部有残留物或者外部有灰尘等杂质,就会影响液体的流动情况和读数的准确性。因此,在使用电动移液器之,需要对其进行清洗和消毒。 6.磨损问题 使用电动移液器会导致其内部的机械部件磨损,从而影响到其性能和准确性。因此,在使用电动移液器时,需要注意其使用寿命和维护情况,并及时更换磨损的部件。 7.气压变化气压的变化会影响液体的流动情况和读数的准确性。因此,在使用电动移液器时,要注意环境气压的变化,并根据需要进行相应的调整。 8.电子元件故障电动移液器内部的电子元件可能会出现故障或损坏,从而影响到其性能和准确性。因此,在使用电动移液器时,需要注意其电子元件的工作情况,并及时进行维修或更换。茂默科学力求解决行业内客户对科学仪器选型难、维护难的处境。欲了解更多电动移液器相关的产品,Welcome to consult~咨询有惊喜哦!
  • 赛多利斯推出创新 Picus® 2 ,定义互联电动移液器
    &bull 开放式连接,提高实验室效率,树立电动移液器新标准&bull 完全电动操作,搭配应用程序,确保工作流程可重复&bull 人体工程学设计,可视化操作界面,移液体验全面升级生命科学集团赛多利斯推出电动移液器家族新成员 -- Picus 2电动移液器。Picus 2 具有先进的连接性能和卓越的移液性能,在生物制药和质量控制应用中实现高效、可重复的加样,为电动移液器树立了新的标准。如果移液器具备实时数据记录功能,并且能够与其他设备集成,在互联实验室中它将大幅提升实验室的生产能力和数据质量。Picus 2电动移液器配备蓝牙连接功能,可以灵活地无缝连接到任何数据管理系统。与Picus 2 同步推出的移液应用程序是专为移动设备设计的移液综合解决方案。赛多利斯液体处理产品经理Joni &angst ke表示:“通过Picus 2,我们打造了一款充分体现连接性的电动移液器,改变了用户的移液体验。凭借其开放的连接性能,用户可以将Picus 2集成到现有系统中,或者与赛多利斯移液应用程序配对,进而访问庞大且可配置的工作流程库,实现流程逐步引导、软件更新和移液器管理,从而简化实验室日常工作。”在上一代产品的成功基础上,Picus 2融合了精妙的人体工程学设计、丰富的移液模式和精确的电动移液性能。其自上而下的人体工程学结构、轻触操作和电动吸头弹出功能,不仅提高了整体的舒适度和效率,还降低了劳损风险。大尺寸数字显示屏和直观的菜单使日常操作更加便捷,安全的密码保护和可自定义的校准提醒则满足了合规性需求。“我们设计Picus 2是为了最大限度地提高可用性和舒适度,这是获得可靠移液结果的两个关键因素。” 赛多利斯实验室通用产品应用开发科学家Sandra Sö derholm说。“尽管Picus 2能够执行复杂的功能,但它与手动移液器一样易于操作。Picus 家族的移液器也是卓越人体工程学的代名词,致力于实现轻松、无误的移液。符合人体工程学的设计、易用性和灵活的连接性,共同确保了移液工作流程的准确性和可重复性。”Picus 2 的推出进一步确立了赛多利斯作为实验室产品领先供应商的地位,其产品能够简化实验室工作流程,并加速现代互联实验室的发展。Picus 2 移液器提供单通道型号(量程范围为 0.5 μL 至 10,000 μL)和8种多通道型号(量程从 0.5 μL 到 1,200 μL)。赛多利斯还提供高质量的标准吸头和滤芯吸头。这些吸头经过验证,可在广泛的实验应用中与 Picus 2 搭配使用。
  • Nat. Nanotechnol.:范德华磁体中应变诱发的可逆磁相变——OptiCool、Montana低温光学设备大显神通
    晶体的机械形变会对其物理性质产生深远的影响。值得注意的是,即使是化学键几何形状很小的修改也可以完全改变磁交换相互作用的大小和符号,从而改变磁基态。来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组通过可以连续原位施加单轴张应力的装置在低温下使二维A型层状反铁磁半导体材料CrSBr产生了高达几个百分点形变。利用该装置,研究者实现了零磁场下应变诱导的可逆反铁磁-铁磁相变,及应变调控的自旋翻转过程。该工作为二维材料的磁性和其他电子态的应变调控创造了机会。该工作于2022年1月20日发表在nature nanotechnology上。该研究中涉及到了多种原位低温光谱的测量。为这些低温光学测量提供高稳定性低温及磁场环境的正是目前光学低温设备中的代表:OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台和Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器。OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全干式系统全自动软件控制,一键变温变场8个光学窗口超大磁场:±7T1.7K~350K全温区控温智能触摸屏,“一键式操作”2小时快速降温(300K-4.2K)5个光学窗口震动稳定性:5 nm助力数百篇发表 ☛ 低温拉曼原位检测应变大小——基于OptiCool的低温拉曼测量研究者利用新的应变装置,通过对压电陶瓷施加电压来原位改变二维材料的单轴应变。为了估算CrSBr的应变大小,研究者比较了在应变区域和远离间隙的非应变区域的拉曼光谱。为此,该团队使用应变片异质结构校准了345 cm−1拉曼峰位(标记为P3)与压电陶瓷所加电压以及应变率之间的关系。校准得到的红移率为~4.2 cm−1每1%应变,与原理计算预测的~4.4 cm−1每1%应变相一致。图1:原位可调应变装置与拉曼测量应变率图2:应变诱导的反铁磁-铁磁相变☛ 低温PL光谱探测CrSBr磁性变化——基于Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器的PL光谱测量由于向RMCD对面外磁性比较敏感,而CrSBr是面内的A型反铁磁结构,因此用RMCD来测量磁性并不是一种好的方法,近期研究发现,激子光致发光(PL)和吸收谱对CrSBr的层间反铁磁和铁磁排列非常敏感。因此该工作中用低温PL光谱研究了CrSBr不同应变下的磁性态。图3:应变诱导的磁相变前后与磁场相关的PL光谱 ☛ 低温RMCD探测CrSBr自旋翻转过程——基于Montana定制型光学恒温器的RMCD测量在对CrSBr二维材料施加面外磁场时,自旋会逐渐翻转至面外方向。研究者发现,应变会导致自旋翻转过程发生剧烈的变化。利用低温限RMCD作为面外磁化的敏感探针,研究者测量了应力对自旋翻转的影响。图4:应变调控的面外磁翻转过程总结在此作中,研究者展示了新的技术手段以用来探测低温下原位可调的单轴应变对二维材料和异质结的影响。利用这一技术,研究者实现了对层状磁性半导体CrSBr磁性能前所未有的控制。研究结果表明利用自旋、电荷、晶格之间特的耦合作用可以用于制造二维器件,例如应力控制的磁阻开关、通过应变导致的磁性态反转对称性破缺实现调控二次谐波,或者零磁场下调控磁隧道结。利用应变的调控还可以扩展到范德瓦尔斯材料之外的其他二维材料、异质结、莫尔超晶格中,为应变调控开辟了广阔的前景。设备简介OptiCool超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台,创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统,启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷;控温技术让控温更智能;新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点:▪ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。▪ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个部窗口;可升底部窗口▪ 超大磁场:±7T▪ 超低震动:10 nm 峰-峰值▪ 超大空间:Φ89 mm×84 mm▪ 控温:1.7K~350K全温区控温▪ 新型磁体:同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求。▪ 近工作距离:可选3 mm工作距离窗口或集成镜头方案Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全球知名光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供性能的光学恒温器而广受好评。作为低温光学恒温器的旗舰产品,Montana Instruments近推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域研究研究方面更进一步。CryoAdvance 50新特色▪ 自动控制:全新智能触摸屏系统,“一键式操作”,实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。▪ 模块化设计:多种配置可选,快速满足各种实验需求,后续升简单。▪ 多通道设计:基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。▪ 稳定性设计:新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数▪ 自动控温:3.2K - 350K 样品台▪ 温度稳定性:10mK(峰-峰值)▪ 震动稳定性:5 nm(峰-峰值)▪ 降温时间: 300K-4.2K ~2小时▪ 样品腔空间:Φ53 mm ×100 mm▪ 光学窗口:5个光学窗口,可选光纤引入▪ 水平光路高度:140 mm▪ 窗口材料:多种材质可选▪ 基本电学通道:20条直流通道。▪ 接口面板:双RF接口+25DC接口
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