小差射应力仪

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

成果名称微区X射线残余应力仪单位名称北京师范大学联系人常崇艳联系邮箱changcy@bnu.edu.cn成果成熟度□研发阶段 &radic 原理样机 □通过小试 □通过中试 □可以量产合作方式□技术转让 □技术入股 &radic 合作开发 □其他成果简介：基于毛细管的微区X射线残余应力仪样机国内首台基于毛细管X光透镜的应力仪样机研制成功，并在第三届全国喷丸强化学术会议中成功展示，吸引了广大国内国外学者的关注，成为了本次大会的一大亮点，填补了我国微区便携式残余应力仪的空白，相关实验成果被国外杂志Instrumentsand Experimental Techniques接收。研发关键现有国产X光残余应力仪的X光源焦斑尺寸大大超过常规衍射仪的焦斑尺寸，毛细管传输X射线的效率要大大降低。在如此苛刻的条件下完成提高应力仪的光强增益，必定要经过毛细管几何参数的优化设计。具体而言，要先建立正确的光源计算模型；根据光束焦斑尺寸，确定透镜的后焦距；透镜的前焦距、透镜长度和外形曲线，以出射光强最大化为基准依次确定。研究出低粗糙度的毛细管制作工艺条件是另一项研发关键。通过对拉丝温度、拉丝温度梯度分布、送料速度和拉丝速度等多种参数对毛细管内表面粗糙度的影响研究，以获得宽波段、高效率传输大面积发散X光束的最佳制备工艺条件，可使毛细管的效果发挥至最佳。仪器创新点可归纳为以下两方面：微区X射线残余应力仪是首次使用X射线聚焦元件，真正实现微区的残余应力测定功能的技术产品。在残余应力测定技术方面，通过毛细管X光透镜的使用，首次在国际上提供以发散和会聚为主要光束成分的两种入射X射线，为研究和发展残余应力测定技术提供了新手段。性能指标在微区X射线残余应力仪工作距离160mm处，由金属刀口扫描法测量的微分曲线结果显示，该处的光斑尺寸（FWHM）约0.38mm，光斑全宽约0.9mm。计算得到照射在样品的FWHM面积约为0.113，整个光斑面积约为0.636，达到了微区照射效果。当使用微区X射线残余应力仪测量直径&Phi 2.5mm的钱江弹簧轴向应力（微曲面样品）时，对比常规X射线残余应力仪(配备&Phi 0.63mm光阑准直器)，在不同计数时间下&psi 0° 方向衍射峰高增强10.66倍。同理，衍射强度在&psi 0° 方向增强13.45倍。当使用微区X射线残余应力仪测量直径&Phi 4mm钢珠（曲面样品）的应力时，应力值测量效果良好，平均应力值在-1295.6MPa左右。而使用常规X射线残余应力仪(配备&Phi 0.4mm光阑准直器)测量样品残余应力则预估值偏差较大，平均应力值仅为-261.8MPa。应用研发目前国外品牌X射线残余应力仪产品是以提供微焦斑作为其产品的核心支撑，其优势在于它的焦斑面积小，可使单位面积上的光子数增多，进而提高相对光强。如加拿大PROTO公司旗下诸多产品，焦斑大小仅在0.5mm*0.5mm左右。未来结合微焦斑光源，毛细管X光透镜的优势将得以完全发挥。为此，毛细管X光透镜在微区残余应力方面的研究也会逐步向微焦斑类应力仪倾斜，有望达到微区光强增益在20倍以上。目前已有的实验效果来看，经反复进行优化设计的毛细管X光透镜将很有希望完成这一新目标，前景乐观。应用前景：微区X射线残余应力仪将重点应用在轻质合金，细焊缝加工件及弹簧，钢珠等工件的应力测试分析上，涉及领域则既包括高新技术，同时又涵盖常规制造业。如在现代航空航天制造业中，轻质合金部件研制的先进性和可靠性等因素决定着轻质合金材料在现代航空航天制造业中的应用，因此测试分析过程显得尤为必要。而弹簧及其它曲面零件的应力测定，则对确保我国汽车、内燃机、火车、飞机等整机的安全与可靠性，具有极为重要的工程应用价值。掌握窄焊缝、高应力梯度的残余应力分布规律，需将测试面积控制在极小范围，但这对本身衍射强度极低的钛合金等轻质合金而言，几乎是无法实现的。从国际上最新的测试手段看，中子衍射强度高较为可行，但其运行依赖于中子反应堆，目前仅在法国及德国建有实验基地。因此在我国现有条件下，经济实惠地解决该类问题，微区X射线残余应力仪则是较好的发展方向。而且，随着现代机械领域的迅猛发展，弹簧制造行业无论在生产规模还是产量方面均获得了极大促进，弹簧服役条件的苛刻要求与日俱增，急需研究新的弹簧质量检测方法，微区X射线残余应力仪无疑将成为新选择。知识产权及项目获奖情况：&ldquo 一种应力仪&rdquo ,专利号ZL201320272397.0, 授权时间:2013年11月06日.

p　　strong仪器信息网讯/strong 2015年10月17日，由中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司、中国兵器工业第五九研究所等单位承担的国家科技部重大科学仪器设备开发专项“短波长X射线体应力无损分析仪开发及应用”的研究成果，顺利通过了四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会组织的科技成果及新产品鉴定。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="现场.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/0320ff88-b9a6-43a1-a3b3-8557088232ef.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"strong“短波长X射线衍射分析技术暨短波长X射线体应力无损分析仪新产品鉴定会”现场/strong/span/pp　　按照鉴定会程序，鉴定委员会听取了研制工作报告、技术报告，观看了技术研发视频，审核了第三方机构检测报告，考察了仪器现场，并进行了充分讨论、质疑。最后，鉴定委员会一致认为“短波长X射线衍射分析技术及短波长X射线体应力无损分析仪新产品”属于国际首创的技术与仪器，获得了多项国际、国内专利授权，对我国重大装备制造业水平的提升具有推动作用。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img style="WIDTH: 400px HEIGHT: 455px" title="image002.jpg" border="0" hspace="0" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/8971472e-bb72-4eae-b3d8-d8216642d878.jpg" width="400" height="455"//pp style="TEXT-ALIGN: center"strongspan style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"短波长X射线体应力无损分析仪新产品/span/strong/pp　　材料及工件的应力分布特征是影响物理化学性能的重要因素，在国防军工、航空航天等各个领域，由于材料、工件内部应力导致失败的案例很多，给国家和人民造成重大损失。目前，虽然a href="http://www.instrument.com.cn/zc/77.html" target="_self" title=""strongX射线(衍射)应力仪/strong/a已经得到商业化普及，但其功能只可测定试样约10微米深度表层的应力，无法完成体应力的测定。中子衍射和同步辐射高能X射线应力装置能够开展材料体应力测试，但该类仪器都是以反应堆或同步辐射光源等大型装置为基础，这些装置设备庞大、造价昂贵，无法市场化推广。/pp　　针对此现状，中国工程物理研究院材料研究所在“国家科技部重大科学仪器设备开发专项”支持下，研制了实验室用短波长X射线体应力无损分析仪，体积相对较小、价格较低，既可测定体应力，又可市场化推广，在一定程度上填补了以上两类装置之间的空白。/pp　　“短波长X射线体应力无损分析仪”采用钨靶发出的波长短、穿透性强的特征X射线，测试材料的内部应力、物相、织构等 利用能量法，改善了入射X射线强度的衰减 采用透射式和反射式的光路设计，获取材料内部结构沿深度分布的信息。该仪器高精度的测角仪、欧拉环等部组件，以及自动控制和应力分析软件等皆是项目组自主研发。样品台最大可承重20Kg 测试铝材当量厚度大于40毫米，无应力铁粉测试误差小于正负20兆帕 空间分辨能力可调，最小空间分辨率为0.1× 0.2× 2mmsup3/sup(宽× 高× 厚)，对具有一定厚度的样品能够获得三维空间应力分布。/pp　　据介绍，项目组实施了边研制边应用、销售的策略，该仪器已在兵器工业、航空航天、交通运输领域及科研院所得到应用 初步实现仪器的销售，可对外提供材料工件体应力检测服务，目前已创造经济效益696万元。/pp style="TEXT-ALIGN: center"img title="专家组.jpg" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201510/insimg/9f7dfd71-eb8a-403a-a7bb-26d116d3c3fe.jpg"//pp style="TEXT-ALIGN: center"span style="FONT-FAMILY: 楷体, 楷体_GB2312, SimKai"strong项目负责人与鉴定委员会成员合影/strong/span/pp　　此次鉴定会的鉴定委员会成员包括：中科院物理研究所/中国物理学会X射线衍射联合委员会主任麦振洪研究员、清华大学材料学院院长张政军教授、中国工程物理研究院高级顾问/院士武胜研究员、全国无损检测协会副理事长/爱德森(厦门)电子有限公司总经理林俊明研究员、西南交通大学材料学院院长黄楠教授、中国核动力研究设计院二所书记兼副所长/核工业西南无损检测中心主任唐月明研究员、重庆大学材料学院/全国残余应力学术委员会副秘书长叶文海教授、中国东方电气集团有限公司核电设计所所长唐伟研究员、中航工业贵州黎阳航空发动机(集团)有限公司冶金处处长朱明研究员。麦振洪研究员、张政军教授分别为鉴定委员会正、副主任。/pp　　此次鉴定会还邀请了中国工程物理研究院科技委前副主任孙颖研究员等12位专家作为见证嘉宾。国家科技部、四川省科技厅、四川省经济和信息化委员会、绵阳市经济和信息化委员会、中国工程物理研究院、中国工程物理研究院材料研究所、四川艺精科技集团有限公司相关领导，该项目负责人中国工程物理研究院材料研究所副总工程师张鹏程研究员及其他项目骨干等出席了本次鉴定会。/pp style="TEXT-ALIGN: right"撰稿：刘丰秋/ppbr//p

近日，浙大城市学院预算158.59万元申请采购一台进口X射线残余应力分析仪，该设备的采购已经由归口部门科研处组织5名熟悉该产品性能的专家（含1名法律专家），进行了X射线残余应力分析仪的可行性论证及进口设备专家认证，现予以公示。详情如下：一、 采购人名称：浙大城市学院二、 进口产品公示编号：importedProduct202208743286259三、 采购项目名称：浙大城市学院X射线残余应力分析仪设备四、 申请理由该设备的采购已经由归口部门科研处组织5名熟悉该产品性能的专家（含1名法律专家），进行了X射线残余应力分析仪的可行性论证及进口设备专家论证，论证会就设备购置的理由和必要性进行了充分论述，同时对国内外厂商设备的技术参数进行了详尽的对比分析，并对设备采购后的使用效益进行了预期成果评估。在听取了采购单位的设备需求调研报告后，技术评审专家认为进口设备在探测器技术（进口设备:圆形全2维面探测器 VS 国产设备:1维线探测器）、2θ角度范围宽（进口设备:120°～169° VS 国产设备:144°～168°）、可测试材料种类（进口设备:可测试铁素体、马氏体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金、钛合金、铜、钨、碳化钨等多种材料 VS 国产设备:标配Cr靶可测试材料种类为3种，含铁素体、奥氏体、铝合金等材料）、测试效率（进口设备:1次X射线入射即可完成残余应力测试 VS 国产设备:至少5~7次）、X射线管功率（进口设备:45W VS 国产设备:12W）、高精度（进口设备:基于500个衍射峰进行残余应力拟合 VS 国产设备:残余应力拟合采用的最多衍射峰数量为20个）等方面涉及多项技术专利，具有国产设备不可替代性。五、 论证专业人员信息及意见论证专业人员专家人员职称专业人员工作单位专家一教授重庆大学专家二副教授哈尔滨工程大学专家三副教授上海交通大学专家四副教授上海交通大学机械与动力工程学院专家五律师福建杰斐逊律师事务所专家一：X射线残余应力分析仪可实现材料的残余应力检测，对准确、全面的评估材料的表面力学性能有极其重要的作用。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本Pulstec，芬兰Stresstech等等。主要参数性能指标:1. 探测器技术：圆形全二维面探测器；2. 冷却方式：内置风冷。国内市场上的国产设备，占有率较大的国产品牌有邯郸AST，丹东Haoyuan等等。主要参数性能指标: 1. 探测器技术：一维线阵测器；2. 冷却方式：水冷。国产设备无法满足申请单位需求，具体体现在：1. 探测器技术：目前还停留在一维线阵探测器水平，而进口设备已圆形全二维面探测器技术；2. 冷却方式：水冷，设备产生的热量太大，需要水冷才能满足需求，产生热量大容易烧坏X射线管，有潜在的使用风险。综上，结合浙大城市学院对X射线残余应力分析仪探测器技术要求必须采用大尺寸圆形全二维面探测器且需要内置风冷的方式；同时在设备应用中，国产设备的测角仪装置会限制复杂形状样品的原位测量，对于复杂形状样品的测量难以胜任，而进口设备由于采用大尺寸圆形全二维面探测器技术，因此设备可避免传统测角仪装置带来的测试局限。因此，建议采购进口设备。专家二：X射线残余应力分析仪可对金属零件进行残余应力检测，通过对材料残余应力检测分析，可为材料的加工、处理等工艺的改善优化提供实验上的数据支持，促进实现材料表面改性。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本pulstec、日本Rigaku等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：5种（含：铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等材料）；2. 2θ角度范围：120°～169°。国内市场上，占有率较大的国产品牌主要是邯郸AST等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：3种（含：铁素体、奥氏体、铝合金等材料）；2. 2θ角度范围：144°～168°。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1. 标配Cr靶可测试材料种类：只能测3类材料，功能上不及进口设备；2. 2θ角度范围：范围比较窄，功能上不及进口设备更为宽。综上，结合浙大城市学院对铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等多种材料的残余应力测试需求，以及需要较大范围的2θ角度范围（120°～169°）保证性能，因此建议采购进口设备。专家三：X射线残余应力分析仪可对各种金属工件进行残余应力测试表征，残余应力对工件的疲劳断裂、服役寿命等至关重要，可靠的残余应力数据获取对研究材料的失效行为有着极其重要的意义。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本pulstec、日本Rigaku等等。主要参数性能指标：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：1次；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：500个。国内市场上，占有率较大的品牌有丹东Haoyuan等。主要参数性能指标：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：5~14次；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：5~28个。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1. 完成残余应力测试需要X射线入射次数：需要多次才能完成残余应力测量，不如进口设备测试效率高；2. 残余应力拟合采用的最多衍射峰数量：只能达到几个或几十个的量级，不如进口设备的500个得到的数据信息丰富。综上，结合浙大城市学院高精度、高效的残余应力测试需求，需要1次X射线入射即可最多获取500个衍射峰用于残余应力检测分析，因此建议采购进口设备。专家四：X射线残余应力分析仪是对零件进行残余应力检测的重要科研设备。目前国际市场上，占有率较大的品牌有日本Pulstec、德国Huber等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：5种（含：铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金等材料）；2. V靶可测试材料种类：4种（含：钛合金、铜、钨、碳化钨等材料）；3. 衍射信息呈现方式：支持3种模式（2D德拜环、3D德拜环、衍射峰）。国内市场上，占有率较大的国产品牌有AST、Haoyuan等等。主要参数性能指标：1. 标配Cr靶可测试材料种类：3种（含：铁素体、奥氏体、铝合金等材料）；2. Cu靶可测试材料种类：2种（含：钛合金、钨等材料）；3. 衍射信息呈现方式：1种模式（衍射峰）。国产设备无法满足单位需求，具体体现在：1）标配Cr靶可测试材料种类：只能测3种，不如进口设备的多；2）Cu靶可测试材料种类：只能测2种，不如进口设备的多；3）衍射信息呈现方式：只能采用1种模式，不如进口设备功能强大。综上，结合浙大城市学院对多种材料（铁素体、奥氏体、铝合金、镍合金、镁合金、钛合金、铜、钨、碳化钨）的残余应力测试及丰富衍射信息的需求，因此建议采购进口设备。专家五：（一）浙大城市学院拟采购的进口设备符合《政府采购进口产品管理办法》（财库【2007】119号）第三条以及《关于政府采购进口产品管理有关问题的通知》（财办库【2008】248号）二、三的认定情形。（二）该设备未列入商务部《限制进口机电产品目录》和《中国禁止进口限制进口技术条目》。（三）根据市场调研，国产设备在探测器技术、2θ角度范围、可测试材料种类、测试效率等方面存在数据不准确、可重复性差、效率低等问题，与进口设备相比存在较大差距，不满足采购单位需求。该设备属于国家的非限制进口仪器设备，符合国家相关进口产品的法律规定，建议该项目采购进口设备。六、联系方式1、采购人名称：浙大城市学院联系人：胡敏联系电话：0571-88011058地址：杭州市拱墅区湖州街48号2、同级政府采购监督管理部门联系人：厉先生监管部门电话：0571-89580456传真：0571-89580456地址：杭州市中河中路152号614办公室七、附件：进口专家意见论证.pdf

项目编号：清设招第20221304号（0873-2201HW3L1024）项目名称：清华大学X射线应力分析仪采购项目预算金额：150.0000000 万元（人民币）采购需求：1.本次招标共1包：包号名称数量预算金额（人民币万元）是否接受进口产品投标1X射线应力分析仪1套150是 本次招标、投标、评标均以包为单位，投标人须以包为单位进行投标，如有多包，可投一包或多包，但不得拆包，不完整的投标将被拒绝。本项目为非专门面向中小企业采购。本项目所属行业为工业。2.采购用途：用于教学科研。以上货物的供应、运输、安装调试、培训及售后服务具体招标内容和要求，以本招标文件中商务、技术和服务的相应规定为准。3.需要落实的政府采购政策：本项目落实节约能源、保护环境、促进中小企业发展、支持监狱企业发展、促进残疾人就业等政府采购政策。合同履行期限：合同签订之日起至质保期满结束。本项目( 不接受 )联合体投标。

在PA系类设备的基础上，加装晶圆专用的装置，可以高效精确的测量SIC和蓝宝石这类光学性能特殊的产品的双折射和残余应力的信息。 应力双折射测量仪主要特点：操作简单，测量速度可以快到3秒。视野范围内可一次测量，测量范围广。更直观的全面读取数据，无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单，不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射测量仪应用领域: SIC 蓝宝石应力双折射测量仪技术参数： 项次 项目 具体参数1 输出项目 相位差【nm】，轴方向【°】，相位差与应力换算（选配）【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm（西格玛）6视野尺寸40x48mm到240x320mm（标准）7选配镜头视野不适用8选配功能 实时解析软件，镜片解析软件，数据处理软件，实现外部控制创新点：测量速度可以快到3秒。更直观的全面读取数据，无遗漏数据点。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单，不含旋转光学滤片的机构。高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射测量仪

X射线衍射法是表面/次表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一，是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，至今仍然是研究较为广泛、深入、成熟的残余应力分析和检测方法之一，被广泛的应用于科学研究和工业生产的各领域。2012年日本Pulstec公司开发出基于全二维探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪——μ-X360n，将利用X射线研究残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度，设备推出不久便得到业界的广泛好评。由于其技术先进、测试数据可重复性高、使用便携等优势，一经推出便备受业界青睐！圆形全二维面探测器一个突出的优势就是X射线单角度一次入射到样品即可得到一个完整的德拜环，一次性获得500个数据点进行高精度数据计算，因而不再需要测角仪，从而摆脱了测角仪对不规则形状样品测试局限，使斜面、弧面、球面等不规则形状样品的残余应力测量成为了可能。除常规样品外，基于全二维面探技术的便携式X射线残余应力分析仪可以测试圆棒、轴承、底盘、螺丝、滚珠丝杠/杆、消声器、连杆、排气管、吊挂构件、角焊区、齿轮齿牙、车轮、管道、油罐、各种压力容器、桥梁等各种工件和构件的残余应力，其中以焊接残余应力检测/焊缝残余应力检测、管道残余应力（尤其钢管残余应力）检测、切削残余应力检测、油罐残余应力检测和齿轮残余应力检测在工业和科研中应用为广泛。2018年，日本Pulstec公司成功克服技术难点，发布了新的产品型号：μ-X360s，将全二维面探测器技术的产品设计和功能完善再次升！目前，PULSTEC已经在全球17个安装了超过450台便携式X射线残余应力分析仪，被用于诸多大学和研究实验室中，包括日本、美国、英国、德国、中国和新加坡，以及许多工程制造企业，特别是诸如汽车、机械、航空航天领域等等各个行业，众多客户也进行了很多有意义的研究工作并发表了大量文章，近期我们对这些文章进行收集并按照应用及不同材料归类整理，希望可以帮助广大科研工作者更好了解PULSTEC μ-X360系列残余应力分析仪的强大能力及广泛应用。一、焊接●Increase of bending fatigue resistance for tungsten inert gas welded SS400 steel plates using friction stir processing, Materials and Design 61 (2014) 275-280●Practical examination of the welding residual stress in view of low-carbon steel welds, J MATER RES TECHNOL. 2020 9(3): 2717–2726●Investigation of the Residual Stress in a Multi-Pass T-Welded Joint Using Low Transformation Temperature Welding Wire, Materials 2021, 14, 325.●Measurement of Residual Stress in Arc Welded Lap Joints by cosα X-ray Diffraction Method, Journal of Materials Processing Technology, Volume 243, 2017, Pages 387-394●Prediction of residual stresses induced by low transformation temperature weld wires and its validation using the contour method, Marine Structures 44 (2015) 232-253●焊接工艺对SUS301L不锈钢残余应力的影响，Electric Welding Machine Vol. 48 No. 3●不锈钢冷金属过渡焊角接接头应力及变形规律研究，Electric Welding Machine Vol. 47 No. 12 二、铝及铝合金●Influences of residual stresses and initial distortion on spring back prediction of 7B04-T651 aluminium plates in creep-age forming, International Journal of Mechanical Sciences 103(2015) 115–126●The influence of alloy composition on residual stresses in heat treated aluminium alloys, Materials Characterization 105 (2015) 47–55●A parametric study of laser spot size and coverage on the laser shock peening induced residual stress in thin aluminium samples, The Journal of Engineering Volume 2015 Issue13●Effect of cutting parameters on the residual stress distribution generated by pocket milling of 2219 aluminum alloy, Advances in Mechanical Engineering 2018 Vol. 10(12) 1–15●Intermethod comparison and evaluation of near surface residual stress in aluminum parts subject to various milling parameters, 2019 Annual Conference on Experimental and Applied Mechanics Vol. 6●Depth Profile of Residual Stresses to Analyze Textures in Extruded A6XXX, 2021 IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 1121 012042●Research on Corrosion Fatigue Crack Propagation Behavior of Welded Joints of A7N01P-T4 Aluminum Alloys, Journal of Corrosion Science and Engineering. JCSE Volume 19, Paper 40三、钛及钛合金●Effect of coolant supplied through grinding wheel on residual stress of grinding surface, Advanced Materials Research Vol. 1017 (2014) pp 33-37●Impacts of Machining and Heat Treating Practices on Residual Stresses in Alpha-Beta Titanium Alloys, Journal of Materials Engineering and Performance volume 29, pages3626–3637 (2020)●Distributional analysis of residual stresses with the Ti-6Al-4V internal trapezoidal thread torsional vibration extrusion, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology (2019) 105:4289–4307四、镍基合金●X-ray Residual Stress Analysis of Nickel Base Alloys, Advanced Materials Research Vol. 922 (2014) pp 274-279●Experimental Investigation of Principal Residual Stress and Fatigue Performance for Turned Nickel-Based Superalloy Inconel 718, Materials 2018, 11, 879●Effects of Cutting Edge Microgeometry on Residual Stress in Orthogonal Cutting of Inconel 718 by FEM, Materials 2018, 11, 1015●基于二维面探的高温合金GH4169残余应力研究，表面技术. 2016,45(04)五、钨合金●Nanostructured laminar tungsten alloy with improved ductility by surface mechanical attrition treatment, Scientific Reports | 7: 1351 |六、镁合金●The relationships between residual stress relaxation and texture development in AZ31 Mg alloys via the vibratory stress relief technique, Materials Characterization 99 (2015) 248–253七、钢铁材料●Residual Stresses and Dimensional Changes Related to the Lattice Parameter Changes of Heat-Treated JIS SKD 11 Tool Steels, Materials Transactions, Vol. 55, No. 5 (2014) pp. 831 to 837●Effects of Pulsed Magnetic Fields of Different Intensities on Dislocation Density, Residual Stress, and Hardness of Cr4Mo4V Steel, Crystals 2020, 10, 115●Effect of Lubrication and Forging Load on Surface Roughness, Residual Stress, and Deformation of Cold Forging Tools, Metals 2019, 9, 783●Effects of fine particle peening on fatigue strength of a TRIP-aided martensitic steel, International Journal of Fatigue, Volume 100, Part 1, 2017, Pages 206-214●Very High-Cycle Fatigue Properties and Residual Stress Relaxation of Micro-shot-Peened EA4T Axle Steel, J. of Materi Eng and Perform 28, 6407–6417 (2019)●X-ray Residual Stress Analysis of Stainless Steel Using cosα Method, Advanced Materials Research Vol. 922 (2014) pp 167-172●X-ray Stress Measurement of Ferritic Steel Using Fourier Analysis of Debye-Scherrer Ring, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol. 64, No. 7, pp. 567-572八、陶瓷材料●基于快速面探测方法的碳化硅表面残余应力测量， Diamond & Abrasives Engineering No. 6, Vol. 38, Serial 228九、高熵合金●Modeling and optimization for laser cladding via multi-objective quantum-behaved particle swarm optimization algorithm, Surface and Coatings Technology, Volume 381, 2020, 125-129 十、实际工程应用●Micro-Magnetic and Microstructural Characterization of Wear Progress on Case-Hardened 16MnCr5 Gear Wheels, Materials 2018, 11, 2290●Integrated Forming and Surface Engineering of Disc Springs by Inducing Residual Stresses by Incremental Sheet Forming, Materials 2019, 12, 1646●Determination of residual stresses for helical compression spring through Debye-Scherrer ring method, Materials Today: Proceedings, Volume 25, Part 4, 2020, Pages 654-658●Study on the Influence of Metallic Powder in Near-Dry Electric Discharge Machining, Journal of Mechanical Engineering 66(2020)4, 243-253●Shear cutting induced residual stresses in involute gears and resulting tooth root bending strength of a fineblanked gear, Archive of Applied Mechanics volume 91, pages 3679–3692 (2021)●Damage Evaluation of Carburizing Gear for Remanufacturing, J. Japan Inst. Met. Mater. Vol. 85, No. 5 (2021), pp. 198–206●在役球形储罐残余应力检测技术的应用及展望，特种设备安全技术 2019, (03) 编者：QUANTUM DESIGN中国公司于2015年将PULSTEC公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装多台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。关注Quantum Design China微信公众号，在对话框中输入“残余应力”了解更多信息。

主要特点：操作简单，测量速度可以快到3秒；视野范围内可一次测量，测量范围广；更直观的全面读取数据，无遗漏数据点；具有多种分析功能和测量结果的比较；维护简单，不含旋转光学滤片的机构 高达2056x2464像素的偏振相机。应用领域：小尺寸样品专用光学镜头主要技术参数： 项次 项目 具体参数1输出项目 相位差【nm】，轴方向【°】，相位差与应力换算（选配）【MPa】2测量波长520nm3双折射测量范围0-130nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm（西格玛）6视野尺寸17.5x21mm到33x40mm（标准）7选配镜头视野6.3x7.5mm8选配功能 实时解析软件，镜片解析软件，数据处理软件，实现外部控制测量案例：创新点：操作简单，测量速度可以快到3秒；视野范围内可一次测量，测量范围广；更直观的全面读取数据，无遗漏数据点；具有多种分析功能和测量结果的比较；维护简单，不含旋转光学滤片的机构 高达2056x2464像素的偏振相机。应力双折射仪 PA-300-MT

导读：X射线衍射法是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，是至今研究较为广泛、深入和成熟的残余应力分析和检测方法，也是表面/次表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一，在科学研究和工业生产的各领域具有广泛应用。2012年日本Pulstec公司开发出基于全二维探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪——Pulstec μ-X360系列，将利用X射线研究残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度。由于其技术先进、测试数据可重复性高、使用便携等优势，一经推出便备受业界青睐！残余应力往往在金属构件的冷、热加工过程中形成，对构件的屈服极限、疲劳寿命、变形及金属脆性破坏有很大的影响。残余应力会影响到机械构件和工程的质量、使用寿命及其安全保障，尤其近几年人们对高铁、航空航天、船舶海洋、石油化工、民用基础设备设施、国防等部门的安全和防护愈加关注，准确测定残余应力越来越受到科研单位和公司企业的高度重视，比如：航空领域的涂层残余应力检测，基础建设领域的钢结构残余应力检测，冶金领域的铸造、切割和轧制残余应力检测，机械加工领域的钢轨残余应力检测等等。在电力相关行业，残余应力的准确测量及消除（或引入）也越来越受到重视，例如电站压力容器的失效分析、高电压大容量变压器绕阻的绕制残余应力、输电线路钢管塔焊接残余应力以及电力铁塔螺栓的残余应力等。近日，QuantumDesign中国公司在国家电网有限公司某重点实验室完成了μ-X360s残余应力分析仪的安装验收，并对用户进行了相关知识和设备操作的全面培训。至此，Pulstec μ-X360s残余应力分析仪已实现了在国家能源集团、华能集团两大发电集团以及国家电网、南方电网两大电网公司的全面落地！此台设备于2022年年底运抵国内，为保证用户的科研使用需求，QuantumDesign中国公司调集技术力量，与用户紧密合作，于春节前顺利完成了设备的安装培训工作，所有技术指标均符合要求，设备正式交付使用。相较于传统的X射线残余应力测定仪，新一代μ-X360s具有以下优点：更快速：二维探测器一次性采集获取完整德拜环，单角度一次入射即可完成残余应力测量。更精确：X射线单次曝光可获得500个衍射点进行残余应力数据拟合，结果更精确。更轻松：无需测角仪，单角度一次入射即可，复杂形状和狭窄空间的测量不再困难。更方便：无需任何液体冷却装置，支持便携电池供电。更强大：支持扩展区域应力分布自动测量功能，具备晶粒尺寸均匀性、材料织构、残余奥氏体含量分析等功能。Pulstec与德国Sentenso（Sentenso GmbH）公司合作，于近期推出了工业机器人搭载残余应力分析仪的全新解决方案，实现了X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。该系统可采用Kuka公司（Kuka AG）或UR公司（Universal Robots）的工业机器人，通过专用夹具将Pulstec μ-X360s的探头部分搭载于工业机器人手臂上，得益于Pulstec的小质量探头，工业机器人的有效载荷仅需4kg即可满足测试需求。QuantumDesign中国公司于2015年将Pulstec公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装多台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。相关产品1、小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s

2019年4月19日，神华国华(北京)电力研究院顺利完成由Quantum Design中国（以下简称QDC）提供的μ-X360s残余应力分析仪的安装验收，QDC工程师紧接着对用户进行了相关知识和设备操作的全面培训。这是继华北电力科学研究院和南方电网贵州电力科学研究院之后，QDC交付验收的中国电力行业的三套μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪。 图1：QDC工程师对μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪进行安装调试 残余应力往往在金属构件的冷、热加工过程中形成，对构件的屈服限、疲劳寿命、构件变形及金属脆性破坏有很大的影响。残余应力会影响到机械构件和工程的质量、使用寿命及其安全保障，尤其近几年人们对高铁、航空航天、船舶海洋、石油化工、民用基础设备设施、国防等部门的安全和防护愈加关注，准确测定残余应力越来越受到科研单位和公司企业的高度重视，比如：航空领域的涂层残余应力检测，基础建设领域的钢结构残余应力检测，冶金领域的铸造、切割和轧制残余应力检测，机械加工领域的钢轨残余应力检测，等等。 图2：μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪X射线衍射残余应力测试方法为无损检测残余应力方法，且理论成熟、完善，因而成为当前应用范围较为广泛的测量结构表面残余应力的方法。蒙国内专家和学者的认可，该技术方法近被列入由“中国质检出版社”和“中国标准出版社”新联合出版的《材料质量检测与分析技术》专业书籍中。 相应的X射线衍射测残余应力设备也成为被较为广泛使用的设备。μ-X360s便携式全二维面探X射线残余应力分析仪可以在实验室内或户外现场对不同样品、构件实现快速、的残余应力测试，得到残余应力结果、半峰宽结果，定性分析晶粒大小、织构、取向信息，同时还以用来测试残余奥氏体含量（选配功能）。

p　　2018年7月23日由天津大学精密仪器与光电子工程学院教授、博士生导师叶声华院士，残余应力专业委员会主任、副主任等9位专家组成的产品鉴定委员会，对丹东浩元仪器有限公司新研发的“DST-17型X射线应力测定仪”进行了评审。专家组一致认定该产品的性能达到国际领先水平，产品有着广阔的市场前景。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/ae79be4e-f9f7-47a5-b129-7238db5150a3.jpg" title="丹东浩元仪器有限公司1.jpg" width="400" height="265" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 265px "//pp　　丹东浩元仪器有限公司是集产品研发、生产、销售、服务于一体的X射线衍射仪、X射线应力仪专业生产企业，是X射线衍射仪国家标准制定单位，国家高新技术企业。企业拥有一支高素质、年轻化、专业化的研发团队和现代化企业管理队伍，全身心致力于X射线分析仪器研发工作。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/728934bf-d03a-4853-9eae-4e19ae490d21.jpg" title="丹东浩元仪器有限公司2.jpg" width="400" height="255" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 255px "//pp　　通过产学研合作，依托“国家重大科学仪器设备研发”专项，“高端多功能X射线衍射仪研发”项目技术研发的DST-17型X射线应力测定仪，为新材料研究及关键零部件的可靠性提供可靠检测手段，产品特点是大功率、高分辨、检测结果准确。/pp style="text-align: center "img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201808/insimg/c438df3b-40a0-4a86-bf8f-9b38a48f6597.jpg" title="丹东浩元仪器有限公司3.jpg" width="400" height="164" border="0" hspace="0" vspace="0" style="width: 400px height: 164px "//pp　　该产品的投产、实现销售推广，极大提升民族科学仪器在国内外市场的竞争能力。/p

KAMAKIRI -X stage 主要特点：STS的低配版，可升级STS 。 操作简单，可以调整色彩显示更直观的了解双折射分布。 记录双折射的数值数据，以进行进一步详细分析。应用领域：相位差薄膜（TAC/PC/PMMA/COC）保护薄膜（PET/PEN/PS/PI）树脂成型玻璃 技术参数：项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】，轴方向【°】2测量波长543nm（支持客制化）3双折射测量范围0-260nm（支持客制化）4主轴方位范围0-180°5测量重复精度1nm（西格玛）6测量尺寸A4(标准)7定制选项可定制大载台创新点：欧屹科技代理的是其旗下KAMAKIRI品牌的双折射/残余应力测量设备，其高速相机CCD芯片与Photonic Lattice公司的偏光阵列片完美结合，研制在线双折射/残余应力测量仪，世界上仅有KAMAKIRI可以提供，广泛应用于光学薄膜，PVA,PC,COP和TAC等领域。PHL online应力双折射仪KAMAKIRI -X stage

2025《中国药典》4003 公示稿 | 玻璃容器内应力测定法及偏光应力仪应用一、内应力测定的重要性内应力是指物体在受到外力或环境因素（如湿度、温度变化）作用下产生的变形，进而在物体内部各部分之间产生的相互作用力。当这些外力消除后，物体内部仍可能残存应力。这种应力的存在会降低玻璃的机械强度，尤其在药品包装的生产、使用及储存过程中，容易导致破裂等问题。因此，内应力的测定对于药用玻璃容器退火质量的控制至关重要。二、内应力测定法根据2024年2月发布的《4003 玻璃容器内应力测定法-第二次公示稿》，以及2025版中国药典的药包材部分所采纳的标准，内应力的测定主要采用偏光应力仪。该仪器利用偏振光干涉原理，通过测量双折射光程差来定量分析玻璃内应力的大小。当玻璃存在内应力时，其表现为各向异性，产生光的双折射现象。通过旋转检偏镜，可以测得双折射光程差，进而计算出单位厚度的光程差δ，即内应力值。而内应力的测定对于药用玻璃容器的质量控制至关重要。通过二次退火处理，虽然可以显著降低玻璃瓶内应力的水平，但不可避免地会有一定量的残余应力存在。关键在于将这些残余应力控制在一个较低的范围内，以确保产品的质量和性能。对于大多数药品包装用的玻璃容器而言，内应力值应控制在40nm/mm以下，以满足药品质量和安全性的要求。基于目前有些应力仪能直接读出双折射光程差，无需先记录角度再换算，因此在无色供试品的定量测定中将“记录此时的检偏镜旋转角度”修改为“记录此时的检偏镜旋转角度或双折射光程差”。其实在普通玻璃容器标准上还是看角度，而三泉中石实验仪器的偏光应力仪，可以同时显示应力旋转角度和光程差，满足各种标准要求。三、偏光应力仪的技术要求偏光应力仪应满足以下技术要求：光场边沿的亮度不小于120 cd/m² ，偏振光元件的偏振度不低于99%，偏振场不小于85 mm。此外，仪器应能在起偏镜和检偏镜之间置入全波片及四分之一波片，且检偏镜可旋转并配备有测量装置。四、偏光应力仪的产品介绍YLY-03S偏光应力仪，是一种设计小巧新颖，操作简便的仪器，广泛应用于制药企业、玻璃制品厂、质检等单位。它不仅可以定性和定量测试玻璃内应力，而且液晶屏可直接读取测试结果，大大提高了测试效率和准确性。该仪器适用于各种玻璃器皿、玻璃计量量具、玻璃容器、药用和食品包装用玻璃瓶等玻璃制品内应力值的测定。五、测试原理与适用范围偏光应力仪采用偏振光干涉原理，配备灵敏色片和1/4波片补偿方法，能够根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量地测量玻璃的光程差。结合CHY-B壁厚测厚仪，可以准确定量地测量出玻璃内应力数值。该仪器的适用范围广泛，包括但不限于玻璃量具、药用玻璃瓶、口服液瓶、安瓿瓶、塑料瓶胚、石英、宝石制品以及其他玻璃容器内应力值的测定。六、结论随着国家标准的不断完善和更新，偏光应力仪作为测定玻璃内应力的重要工具，其精确性和便捷性对于保证药品质量和玻璃制品的安全性具有不可替代的作用。我们紧跟国家标准的步伐，参与标准的制定，为药品包装检测领域的发展贡献力量。

2017年6月，Quantum Design公司中国子公司的全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪在西南交通大学现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心顺利完成安装验收。这是继西南交通大学材料科学与工程学院及牵引动力重点实验室之后的三套X射线残余应力分析仪。同时，Quantum Design中国子公司也与西南交通大学在现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心建立了X射线残余应力分析系统合作示范实验室。 X射线残余应力分析系统合作示范实验室 全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪一个突出的优势就是X射线单角度一次入射到样品即可得到一个完整的德拜环，一次性获得500个数据点进行高精度数据计算。鉴于此，X射线不再需要入射多个角度，因而不再需要测角仪，从而摆脱了测角仪对不规则形状样品测试局限，使斜面、弧面、球面等不规则形状样品的残余应力测量成为了可能。其中尤以工业和科研中的焊接/焊缝残余应力检测、管道残余应力（尤其钢管残余应力）检测、切削残余应力检测、油罐残余应力检测和齿轮残余应力检测为广泛。X射线残余应力检测仪部分检测项目 继μ-X360n后，日本Pulsate公司在此基础上推出了新一代的残余应力分析仪μ-X360s。相比于μ-X360n，其具有更快的数据采集速度及更小的体积，更加方便携带。相信新推出的μ-X360s同样帮助您在科研过程中拥有的体验！ 后我们祝愿西南交通大学现代焊接技术四川省高校重点实验室、四川省先进焊接及表面工程技术研究中心的X射线残余应力分析系统合作示范实验室在焊接残余应力研究方面取得不断突破，也希望西南交通大学的这三台全二维面探测器技术X射线残余应力分析仪能帮助老师们在相关科研领域取得更多学术成就。相关产品链接：日本Pulstec便携式X射线残余应力分析仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C260145.htm新一代超快高精度X射线残余应力分析仪 http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C228763.htm

本着“创造新价值”的理念，技术开发公司PULSTEC推出了一款真正便携式快速无损X射线残余应力分析仪。日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.利用创新cos-alpha应力分析方法，开发出一种快速、可靠、高度便携的X射线残余应力分析仪。近期，MFN对日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.的销售总监Yoshiyuki Aono和全球销售经理Yoshinobu Teramoto进行了采访，本采访全文刊登于MFN 2021 Vol.22。 (?)MFN：先请介绍一下贵公司PULSTEC。 (!) Y. A.：PULSTEC Industrial Co., Ltd.成立于1969年，距今已有52年的历史。公司位于日本静冈县滨松市，差不多位于日本主岛的中心，在东京和大阪之间。滨松是一座工业城市，人口约80万，是雅马哈、本田和铃木等汽车和乐器行业许多知名公司的长期驻地。PULSTEC初作为这些行业的各种测量仪器和系统的开发商和供应商赢得了良好的声誉，经常为客户开发定制产品以满足客户的技术指标需求。凭借过去的研发经历，PULSTEC工程师在电子、机械、软件技术，特别是用于分析微弱电信号和光学技术的测量仪器方面积累了丰富的经验。创业期过后，PULSTEC通过向全球高科技市场推出原创产品，成功拓展了业务领域，并在东京证券交易所上市。我们的业务持续多元化发展，进入了不同的领域，例如钢铁行业、光学测量和医疗器械领域等等。在过去的52年里，我们与日本及其他各地的客户所建立的良好合作关系是我们企业的生存之本。 PULSTEC总部Yoshiyuki Aono，PULSTEC Industrial Co., Ltd.总监(?)MFN：请向我们介绍一下PULSTEC便携式X射线残余应力分析仪。 (!)Y. A.：在过去，残余应力测量装置十分复杂且非常耗时，而且由于所用测量仪器的设计和剂量率等原因，通常只能由接受过专业培训的人员在实验室中使用。我们开发的这款便携式残余应力分析仪辐射曝光低、安装和操作简单，因此残余应力测量变得更快、更轻松。该仪器实现了分析技术的飞跃发展，其中配备了一个专用大面积二维X射线探测器，与X射线管一起安装于小型便携式装置中。此外，全自动cos-alpha测量数据分析方法将操作者对测量的干预降到了低。Cos-alpha分析方法是一位日本教授在1978年提出的。这种测量方法采用了完整的“德拜-谢乐环”（德拜环）数据，这里的德拜环数据由二维探测器在单次短时间X射线曝光后采集获得。在cos-alpha方法发展的早期阶段，必须使用X射线胶片，然后在对曝光的胶片进行显影后方可得到德拜环图像，并通过手动计算来确定残余应力。近期，PULSTEC与该教授合作，大改进了对衍射X射线的检测和分析效果。应用PULSTEC技术，对样品进行单次短时间X射线曝光，随后进行X射线探测、分析，然后立即重置探测器，这些操作可以在几分钟内完成，而且实现了全自动化。我们通过在便携式应力分析仪中使用影像板（IP）代替X射线敏感胶片实现了这一技术，该影像板可重复使用并可自动读取。我们已经在先进研发工程领域，特别是在机械制造和工程结构领域使用cos-alpha方法测量残余应力的应用中获得了很多成功案例。 早在2012年，我们就发布了X射线残余应力分析仪的版本。一开始，有人怀疑该系统是否可以与现有的XRD方法相媲美，比较有代表性的问题就是“是否可以使用如此小巧简单的仪器测量残余应力？”2020年，cos-alpha方法经材料科学学会批准成为了日本学术协会的一项标准，并对该仪器的测量质量进行了立验证。在标准化工作组进行大量循环测试后，他们验证了这种测量方法与现有基于XRD的方法之间的相关性。此外，他们还证实了基于二维探测器和单次低功率短时X射线曝光技术的德拜环残余应力分析方法的实用性和准确性。分析得出的结论是，该项技术在未来可能会得到广泛应用，因此需要考虑将其标准化。感谢您给予机会介绍这项技术！我希望这些信息能够对研究人员和工程师有所帮助。 Yoshiyuki Aono（右）和全球销售经理Yoshinobu Teramoto（左） (?)MFN：目前的业务发展如何？ (!)Y. T.：到目前为止，我们已经在各地的各种学术会议和展览中遇到了许多工程师和研究人员，他们的反馈证实了测量工程组件和结构中残余应力的重要性。我们已经了解到了对因该设备的体积小、重量轻而带来的可移动性和便携性有需求的各应用领域；例如，现场应用以及与机器人系统的集成。目前，PULSTEC的工程师已经拥有了丰富的经验，并通过与客户的密切合作提出了各种解决方案以满足客户的需求。目前，PULSTEC已经在17个安装了400多台便携式X射线残余应力分析仪；在本文发表时，可能会达到450台。我们的销售基地位于滨松市，在日本东京和美国加利福尼亚设有分支机构。PULSTEC的客户群遍布全球，因此与诸多代理公司建立合作伙伴关系非常必要。例如，在欧洲，我们的合作伙伴之一是德国创新企业“Sentenso”，该公司在表面增强工程方面拥有丰富的经验。此外，我们的系统也被用于诸多大学和研究实验室中，包括日本、美国、英国、德国、中国和新加坡，以及各大主要汽车制造商和许多其他工程制造企业。我想将我们开发的系统介绍给全更多的人，希望它能够帮助从事研发和生产的人员，特别是诸如汽车、机械、航空航天领域等等各个行业的技术人员。我们相信，这一系统的广泛推广将有助于开发新技术及优质安全产品。 (?)MFN：未来有哪些计划？ (!)Y. T.：我们不仅开发了主机系统，还开发了各种测量辅助工具和屏蔽柜等安全设施，这些将作为选件提供给有需求的客户。PULSTEC致力于与我们的客户保持良好的合作沟通关系，倾听他们的需求并为其提供佳解决方案。从以往来看，残余应力测量系统的便携性解决了许多现场测量问题。PULSTEC开发了各种辅助工具来帮助解决现场测试问题。某些情况下，组件形状复杂，有些客户可能需要测量大型物体，而另一些客户则可能需要测量小零件，其中可能是狭窄部位等等。事实证明，使用其他类型的XRD系统进行这类测量很难获得可靠的数据。我们提供的选件之一就是各种孔径的准直器和工具以改变X射线斑点尺寸。同时，我们还提供了多种类型的X射线管。为了充分利用测量速度快这一性能，我们提供了一个自动Mapping选件，可以实现区域应力测量。还有一个显微观察工具选件，用于定位小直径的X射线斑点。其中有一位客户需要对大型零件进行许多测量，我们的工程师设计并制造了一辆推车用来支撑X射线残余应力分析仪。 现场测量显微镜工具 我们在分析金属表面精加工处理引起的应力方面拥有丰富的经验。XRD方法是一种非常合适的表面/次表面残余应力测量手段；但偶尔需要确定应力随零件表面以下深度的变化情况。因此，PULSTEC开发了一款电解抛光机，可用于通过电化学方法对金属做剥层处理，通过重复“抛光-测量”操作，可以得到残余应力随深度变化的分布曲线。增材制造技术是一项新兴技术，通常需要在3D打印中进行残余应力测量。我认为，随着越来越多的制造商使用这种生产方法，表面应力分布图形式的残余应力测量结果将成为许多行业更为重要的参考数据。近期，我们将我们的X射线衍射技术应用到了一种新的测量手段中，即称为“muraR”的“非接触表面硬度变化扫描仪”。这不是单一的X射线点测量，而是对物体表面进行X射线扫描。例如，该扫描仪已用于检测热处理工艺引起的偏差或变化，这种变化增强了晶体结构的变形，且与硬度测量结果有关；类似地，对于更局部化的结构变化，例如在机械烧蚀后，这些变化导致了硬度的局部变化。鉴于其扫描区域大且分析时间短，我们预计该仪器将作为钢铁产品制造质量控制的一部分而用于生产加工中。PULSTEC持续为客户提供优质解决方案。 MFN非常感谢Yoshiyuki Aono和Yoshinobu Teramoto接受此次采访！ 原文链接：https://www.mfn.li/archive/issue_view.php?id=2112&kat=6*有删节 编者：QUANTUM DESIGN中国公司于2015年将PULSTEC公司小而轻的便携式X射线残余应力分析仪引进中国，目前已在国内销售安装近百台，客户遍布高校、科研院所及各工业领域。关注Quantum Design China微信公众号，在对话框中输入“残余应力”了解更多信息。

国家高速列车技术创新中心于2016年9月5日在青岛设立，是集政府、科研院所、高校、企业等多方力量共同构建的国际化、专业化创新平台。平台致力于以高速列车产业前沿引领技术和关键共性技术研发与应用为核心，开展应用基础研究，开展跨领域、跨学科、跨专业协同，推动轨道交通行业持续创新，促进技术扩散与成果转移转化。我司非常荣幸将日本Pulstec公司研发推出的新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s安装于国家高速列车技术创新中心，我们期待该设备的引入能助力该平台在高速列车技术创新领域的建设和发展！国家高速列车技术创新中心用户操作μ-X360s设备 新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360sX射线衍射法是根据材料或制品晶面间距的变化测定应力的，也是表面残余应力测定技术中为数不多的无损检测法之一。这种方法至今仍然是研究得较为广泛、深入、成熟的残余应力分析和检测方法之一，被广泛的应用于科学研究和工业生产的各领域。日本Pulstec公司推出的新一代便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s基于全二维面探测器技术，将残余应力的测量速度和精度推到了一个全新的高度。技术优势：更快速：圆形全二维面探测器可一次性采集获取完整德拜环，单角度一次入射即可完成残余应力测量。更可靠：X射线单次曝光可获得500个衍射峰进行残余应力数据拟合，结果更可靠。更轻松：无需测角仪，单角度一次X射线入射即可完成测试，复杂形状和狭窄空间的测量不再困难。更方便：无需任何液体冷却装置，支持便携电池供电。更强大：支持扩展区域应力自动测量功能，具备晶粒尺寸均匀性、材料织构、残余奥氏体含量分析等功能。新一代便携式X射线残余应力分析仪 信息参考来源：http://www.innohst.com/contents/zongtigaikuang/相关产品1、小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360shttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C260145.htm

药典玻璃容器内应力测定仪要求2024年2月国家药典委发布了“4003 玻璃容器内应力测定法-第二次公示稿”。此标准最后会体现在2025版中国药典的药包材部分。此标准是在2015版YBB药包材标准上YBB00162003-2015内应力测定法修订而来，对《中国药典》2020年版四部4003玻璃内应力测定法进行修订。应该算是国内较为完善的药包材玻璃容器内应力测定方法。标准解释了玻璃瓶内应力的存在原因：内应力系指物件由于外因（受力或湿度、温度变化等）而变形时，在物件内各部分之间会产生相互作用的内力，以抵抗这种外因的作用，当外部载荷消除后，仍残存在物体内部的应力。它是由于材料内部宏观或微观的组织发生了不均匀的体积变化而产生的，如果玻璃容器中残存不均匀的内应力，将会降低玻璃的机械强度，在药品包装的生产、使用及储存中易出现破裂等问题。内应力的测定主要用于药用玻璃容器退火质量的控制。玻璃瓶内应力的二次退火能有效降低内应力的存在，但是仍有部分残余应力的存在。只不过控制在较低的应力范围即可保证产品质量，例如大部分药品保证玻璃容器要求的应力值低于40nm/mm。结果表示上：基于目前有些应力仪能直接读出双折射光程差，无需先记录角度再换算，因此在无色供试品的定量测定中将“记录此时的检偏镜旋转角度”修改为“记录此时的检偏镜旋转角度或双折射光程差”。其实在普通玻璃容器标准上还是看角度，YLY-03S偏光应力仪可以同时显示应力旋转角度和光程差，满足各种标准要求。作为专业从事药品包装玻璃容器检测仪器的行业领先者-济南三泉中石实验仪器有限公司，紧跟国家标准的要求，也参与部分国家药包材标准的制定工作。利用自身在药品包装检测领域多年的技术积累和行业应用经验，为标准的制定工作提供数据和理论的支持，为国家标准体系的建立添砖加瓦。

一、触摸屏偏光应力仪产品简介YLY-H偏光应力仪（玻璃制品应力检查仪）是应用偏振光干涉原理检查玻璃的内应力或晶体双折射效应的仪器。执行 YYB003320O2、 YBBO○ 162003标 准。由于仪器备有灵敏色片，并应用1/4波片补偿方法，因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序,定性或半定量的测量玻璃的内应力，还可以准确定量的测量出玻璃内应力的等级。本仪器适含光学仪器厂、玻璃制晶厂、 实验室作测量光学玻璃、 玻璃制晶及其它光学材料的应力值,二、触摸屏偏光应力仪产品特点l 定性、 定量两种试验模式, 试验空间可调,适用范围广l 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值l 采用高精度jue对式角度编码器进行测量，测量精度优于2.0nml 触摸屏显示，可同时显示测量角度及光程差数值，用户可直观获得所需数据，使测量直观易读。l 暗视场无需校准，采用了jue对式编码器，偏振场的暗视场总是处于零角度点，因此无需用户校对零点，避免了人为校对暗视场造成的误差。l 绿色节能，采用了更加节能环保的LED光源，相对传统光源节能80%以上。l 配备微型打印机，方便打印输出试验数据l 配备USB接口，可接PC软件控制仪器运行l 自动保存历史试验记录，本地查询，并可导出至电脑端EXCEL格式保存l 触屏端操作用户三级权限设置，完全满足GMP权限认证l 测试记录审计、追踪功能l 试验结果同步上传至云端服务器保存，在世界各地，有网络就可浏览。l 本地数据与云端数据双重备份，确保数据不会丢失三、技术指标项目特点仪器示值0.1毫微米测量精度2毫微米偏振场直径150亳米捡偏振片旋转角度-180 ~+180度数据保存200组每组数据50个测量值光场边沿亮度120cd/m2可调测量距离范围280mm外形尺寸220mm（L）×350mm（B）×580mm（H）净重12Kg电源AC 220V 50Hz使用环境温度10—40 oC创新点：YLY-H偏光应力仪（玻璃制品应力检查仪）是应用偏振光干涉原理检查玻璃的内应力或晶体双折射效应的仪器。执行 YYB003320O2、 YBBO○ 162003标 准。由于仪器备有灵敏色片，并应用1/4波片补偿方法，因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序,定性或半定量的测量玻璃的内应力，还可以准确定量的测量出玻璃内应力的等级。本仪器适含光学仪器厂、玻璃制晶厂、 实验室作测量光学玻璃、 玻璃制晶及其它光学材料的应力值,

满足4003标准 药典玻璃瓶内应力测定仪2024年2月，国家药典委发布了《4003 玻璃容器内应力测定法-第二次公示稿》，此标准预计将体现在2025版中国药典的药包材部分。该标准基于2015版YBB药包材标准YBB00162003-2015内应力测定法修订而来，是国内较为完善的药包材玻璃容器内应力测定方法。内应力的重要性内应力是指物件因外因（如受力、湿度、温度变化等）变形时，内部各部分之间产生的相互作用力。当外部载荷消除后，这些应力仍可能残存于物体内部。内应力的存在会降低玻璃的机械强度，增加药品包装在生产、使用及储存过程中的破裂风险。因此，内应力的测定对于药用玻璃容器退火质量的控制至关重要。测定原理玻璃容器内应力的测定通常基于偏振光干涉原理。当玻璃存在内应力时，它会表现出各向异性，产生光的双折射现象。通过偏光应力仪测量双折射光程差，可以定量地表示产品内应力的大小。仪器配备的灵敏色片和1/4波片补偿方法，使得仪器能够根据偏振场中的干涉色序，定性和半定量地测量玻璃的光程差。而玻璃瓶内应力测定仪也符合的标准技术要求，例如在使用偏振光元件和保护件进行观察时，光场边沿的亮度不小于120 cd/m2，所采用的偏振光元件应保证亮场时任何一点偏振度都不小于99%；偏振场不小于85 mm；在起偏镜和检偏镜之间能分别置入565 nm的全波片（灵敏色片）及四分之一波片，波片的慢轴与起偏镜的偏振平面成90°；检偏镜应安装成能相对于起偏镜和全波片或四分之一波片旋转，并且有旋转角度的测量装置。其中4003标准中需要注意的是，基于目前市面上，有些应力仪能直接读出双折射光程差，无需先记录角度再换算，因此在无色供试品的定量测定中将“记录此时的检偏镜旋转角度”修改为“记录此时的检偏镜旋转角度或双折射光程差”。其实在普通玻璃容器标准上还是看角度，玻璃瓶内应力测定仪可以同时显示应力旋转角度和光程差，满足各种标准要求。玻璃瓶内应力测定仪作为药品包装玻璃容器检测仪器的专业生产商，紧跟国家标准要求，参与了部分国家药包材标准的制定工作。目前推出的玻璃瓶内应力测定仪，不仅满足《4003 玻璃容器内应力测定法》标准，而且适用于各种玻璃器皿、玻璃计量量具、玻璃容器、药用和食品包装用玻璃瓶等玻璃制品内应力值的测定。产品特点高精度测量：能够精确测量内应力值。直观显示：配备液晶屏，可直接读取测试结果，操作简便快捷。设计新颖：仪器设计小巧，便于使用，适用于多种工作环境。广泛应用：广泛应用于制药企业、玻璃制品厂、质检等单位，满足不同行业的需求。适用范围本仪器适用于玻璃量具、药用玻璃瓶、口服液瓶、安瓿瓶、塑料瓶胚、石英、宝石制品以及其他玻璃容器内应力值的测定，以准确定量地测量出玻璃内应力数值，为玻璃制品的质量控制提供有力支持。通过上述整合，我们提供了关于内应力测定法的背景信息，还详细介绍了玻璃瓶内应力测定仪的产品特点和应用范围，使其更加符合用户的需求。

X射线残余应力分析方法和技术，因其具有理论成熟、数据可靠、无损检测等优势，在各种金属加工领域具有广泛的应用。在过去的几十年时间中，市面上的X射线残余应力分析仪主要采用的是基于零维（点）探测器和一维（线）探测器技术的设备。2012年日本Pulstec公司成功发布了基于新型圆形全二维（面）探测器技术的新一代X射线残余应力分析仪设备（μ-X360系列）。μ-X360系列的相关设备具有技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种现场或户外进行原位的残余应力测量，这使得X射线残余应力分析方法和技术在应用上实现了更进一步的突破！在工业应用中，参考标准作为指导实践的重要依据一直以来都备受关注。继日本材料学会（The Society of Material Science, Japan）于2020年2月15日发布JSMS-SD-14-20《通过cosα方法测量X射线应力的标准（铁素体钢）》标准后，日本无损检测协会（The Japanese Society of Non-Destructive Inspection, JSNDI）也于近期正式颁布了全球部将cosα方法应用于无损检测领域的标准《cosα法X射线应力测定通则》（标准号：NDIS 4404:2021），我们相信该标准的颁布对于我国今后相关的企业标准、地方标准及标准的制定都能起到积的参考作用，为相关行业的无损检测实践工作提供帮助和启发！新一代全二维面探X射线残余应力分析仪（制造商：日本Pulstec公司 型号：μ-X360s）无损检测是指在不影响被检测对象使用性能且不伤害被检测对象内部组织的前提下，利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化，对试件内部及表面的结构、状态及缺陷的类型、数量、形状、性质、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。特种设备检测行业其检测对象多为在役状态的大型构件或设备，与实验室检测不同多使用无损检测的手段；与传统方法及设备相比，基于cosα方法的Pulstec μ-X360s残余应力分析仪的突出优势在于采用单次低功率短时X射线入射即可得到可靠的残余应力检测结果，且设备小巧、重量轻，特别适用于对于可移动性及便携性要求较高的现场无损检测。自2015年Quantum Design中国将该设备引进至国内，我们已在各地多家特种设备检测机构完成该设备的销售与安装，如：中国特种设备检测研究院、天津市特种设备监督检验技术研究院、广东省特种设备检测研究院及福建省特种设备检验研究院等，近期，我们又成功完成了浙江省特种设备科学研究院的设备安装并成功验收，Pulstec μ-X360s残余应力分析仪的便携性及易用性得到了客户的高度认可。目前，Pulstec已在全球近20个与地区安装了超过500台μ-X360系列残余应力分析仪，用户不仅遍布于诸多大学及研发实验室，也遍布于各大主要工业制造领域的企业中。通过与客户的密切合作，Pulstec陆续开发出各种解决方案以满足客户的需求。近日，Pulstec与德国Sentenso（Sentenso GmbH）公司合作，推出了工业机器人搭载残余应力分析仪的新解决方案，实现了X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。该系统可采用Kuka公司（Kuka AG）或UR公司（Universal Robots）的工业机器人，通过专用夹具将Pulstec μ-X360s的探头部分搭载于工业机器人手臂上，得益于Pulstec的小质量探头，工业机器人的有效载荷仅需4kg即可满足测试需求。

输液瓶偏光应力仪在制药包装行业的应用与重要性在现代制药包装行业中，玻璃输液瓶作为常见的药品包装容器，其质量和安全性直接关系到药品的稳定性和患者的用药安全。因此，对玻璃输液瓶的质量检测，特别是对其内应力的测定，显得尤为重要。本文将首先介绍玻璃输液瓶的种类及其在制药包装行业的应用，随后阐述使用偏光应力仪的重要性和必要性，并详细介绍该仪器的测试原理和应用范围。一、玻璃输液瓶的种类与制药包装行业应用玻璃输液瓶根据其用途和特性，可以分为多种类型，如普通的钠钙玻璃输液瓶、硼硅酸盐玻璃输液瓶等。这些玻璃输液瓶因其良好的化学稳定性、透明度高、易于消毒等优点，在制药行业中被广泛应用。它们不仅能够保证药品在存储和运输过程中的安全性，还能有效防止药品与外界环境的接触，确保药品的质量和纯度。二、偏光应力仪的重要性和必要性在玻璃输液瓶的生产过程中，由于温度、压力等工艺参数的变化，玻璃内部可能会产生应力。这些内应力如果过大，不仅会影响玻璃输液瓶的外观质量，还可能导致其在存储和运输过程中发生破裂或泄漏，从而影响药品的安全性和有效性。因此，对玻璃输液瓶的内应力进行准确测定，是确保其质量和安全性的重要手段。偏光应力仪作为一种专门用于测定玻璃内应力的仪器，具有定性和定量测试玻璃内应力的能力。通过使用该仪器，可以及时发现玻璃输液瓶内部存在的应力问题，并采取相应的措施进行改进和优化，从而确保玻璃输液瓶的质量和安全性。三、偏光应力仪的测试原理偏光应力仪采用偏振光干涉原理来检查玻璃内应力或晶体双折射效应。该仪器备有灵敏色片，并应用1/4波片补偿方法，能够根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量地测量玻璃的光程差。配合CHY-B壁厚测厚仪，可以准确定量地测量出玻璃内应力数值。四、偏光应力仪的适用范围偏光应力仪不仅适用于玻璃输液瓶的内应力测定，还广泛应用于各种玻璃器皿、玻璃计量量具、玻璃容器、药用和食品包装用玻璃瓶等玻璃制品的内应力值测定。其设计小巧新颖，操作简便，结果直观，可直接在液晶屏上读取。因此，该仪器在制药企业、玻璃制品厂、质检等单位得到了广泛应用。综上所述，偏光应力仪在制药包装行业中具有重要的作用和地位。通过使用该仪器对玻璃输液瓶等玻璃制品进行内应力测定，可以确保这些产品的质量和安全性，为制药行业的发展提供有力保障。

产品特点◎ 定性、定量两种试验模式，试验空间可调,适用范围广。 ◎ 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值。 ◎ 触摸屏显示，可同时显示测量角度及光程差数值，用户可直观获得所需数据，使测量直观易读。 ◎ 绿色节能，采用了更加节能环保的LED光源，相对传统光源节能80%以上。 ◎ 配备微型打印机，方便打印输出试验数据。 ◎ 配备USB接口，可接PC软件控制仪器运行。 ◎ 自动保存历史试验记录，本地查询，并可导出至电脑端EXCEL格式保存。 ◎ 触屏端操作用户三级权限设置，完全满足GMP权限认证。 ◎ 测试记录审计、追踪功能。 ◎ 试验结果同步上传至云端服务器保存，在世界各地，有网络就可浏览。 ◎ 本地数据与云端数据双重备份，确保数据不会丢失。测试原理YLY-H内智能偏光应力仪应用偏振光干涉原理检查玻璃内应力或晶体双折射效应的仪器。由于仪器备有灵敏色片，并应用1／4波片补偿方法，因此本仪器不仅可以根据偏振场中的干涉色序，定性或半定量的测量玻璃的内应力，还可以准确定量的测量出玻璃内应力数值。测试标准YLY-H依据标准：JJG196-2006《常用玻璃量具检定规程》GB/T4545 《玻璃瓶罐内应力检验方法》GB/T12415 《药用玻璃容器内应力检验方法》 YBB00032005-2005 《钠钙玻璃输液瓶》YBB00332002-2015 《低硼硅玻璃安瓿》应用领域基础应用适用于玻璃输液瓶、玻璃管制（模制）药瓶、管制（模制）注射剂瓶、安瓿瓶、口服液体瓶等偏光内应力测试； 还可以应用于啤酒瓶、白酒瓶等玻璃容器内应力测试。技术指标项目指标仪器示值0.1nm测量精度≤2nm偏振场直径150mm捡偏振片旋转角度-180 ~+180°光场边沿亮度＞120cd/m2起偏镜至检偏镜间可调范围280mm光场的光亮度≥800lux数据保存200组每组数据50个测量值外形尺寸220mm（L）×350mm（B）×580mm（H）使用环境温度10—40 oC电源AC 220V 50Hz净重12 kg仪器配置标准配置主机、电源线选购件通讯线缆、专业软件创新点：◎ 定性、定量两种试验模式，试验空间可调,适用范围广。◎ 仪器可存储200组数据,每组数据 50个测量值。◎ 采用高精度绝对式角度编码器进行测量，测量精度优于2.0Nm。◎ 触摸屏显示，可同时显示测量角度及光程差数值，用户可直观获得所需数据，使测量直观易读。◎ 暗视场无需校准，采用了绝对式编码器，偏振场的暗视场总是处于零角度点，因此无需用户校。对零点，避免了人为校对暗视场造成的误差。◎ 绿色节能，采用了更加节能环保的LED光源，相对传统光源节能80%以上。◎ 配备微型打印机，方便打印输出试验数据。◎ 配备USB接口，可接PC软件控制仪器运行。◎ 自动保存历史试验记录，本地查询，并可导出至电脑端EXCEL格式保存。◎ 触屏端操作用户三级权限设置，完全满足GMP权限认证。◎ 测试记录审计、追踪功能。◎ 试验结果同步上传至云端服务器保存，在世界各地，有网络就可浏览。◎ 本地数据与云端数据双重备份，确保数据不会丢失。智能偏光应力仪 YLY-H

1.为什么要检测薄膜应力？薄膜应力作为半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜镀膜过程中性能测试的必检项，直接影响着薄膜器件的稳定性和可靠性，薄膜应力过大会引起以下问题：1.膜裂；2.膜剥离；3.膜层皱褶；4.空隙。针对薄膜应力的定量化表征是半导体制程、MEMS微纳加工、光电薄膜制备工艺流程中品检、品控和改进工艺的有效手段。（见图一）图一、薄膜拉/压内应力示意图（PIC from STI 2020: Ultraviolet to Gamma Ray, 114444N）2.薄膜应力测试方法及工作原理目前针对薄膜应力测试方法主要有两种：X射线衍射法和基片轮廓法。前者仅适用于完全结晶薄膜，对于纳米晶或非晶薄膜无法进行准确定量表征；后者几乎可以适用于所有类型的薄膜材料。关于两种测试方法使用范围及特点，请参考表一。表一、薄膜应力测试方法及特点测试方法适用范围优点局限X射线衍射法适用于结晶薄膜1.半无损检测方法；2.测量纯弹性应变；3.可测小范围表面（φ1-2mm）。1.织构材料的测量问题；2.掠射法使射线偏转角度受限；3.X射线应力常数取决于材料的杨氏模量E；4.晶粒过大、过小影响精度。基片轮廓法几乎所有类型的薄膜材料激光曲率法：1.非接触式/ 无损；2.使用基体参数，无需薄膜特性参数；3.大面积测试范围、快速、简单。1.要求试样表面平整、反射；2.变形必须在弹性范围内；3.毫米级范围内平均应力。探针曲率法（如台阶仪）：1.使用基体参数，无需薄膜特性参数；2.微米级微区到毫米级范围。1.接触式/有损；2.探针微米级定位困难导致测量数据重复性不够好。速普仪器自主研发生产的FST5000薄膜应力测量仪（见图二）的测试原理属于表一中的激光曲率法，该技术源自于中国科学院金属研究所和深圳职业技术学院相关研究成果转化（专利号：CN204854624U；CN203688116U；CN100465615C）。FST5000薄膜应力测量仪利用光杠杆测量系统测定样片的曲率半径，参见图三FST5000薄膜应力测量仪技术原理图。其中l和D分别表示试片（Sample）和光学传感器（Optical Detector）的移动距离， H1和H2分别表示试片与半透镜（Pellicle Mirror），以及半透镜与光学传感器之间的光程长。 图二、速普仪器FST5000薄膜应力测量仪示意图图三、FST5000薄膜应力测量仪技术原理图3.速普仪器FST5000薄膜应力测量仪技术特点及优势a.采用双波长激光干涉法，利用Stoney公式获得薄膜残余应力。该方法是目前市面上主流测试方法，包括美、日、德等友商均采用本方法，我们也是采用该测量方法的国内唯一供应商。并且相较于进口友商更进一步，速普仪器研发出独特的光路设计和相应的算法，进一步提高了测试精度和重复性。通过一系列的改进，使我们的仪器精度在国际上处于领先地位。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）b.自动测量晶圆样品轮廓形貌、弓高、曲率半径和薄膜应力分布。我们通过改进数据算法，采用与进口友商不同的软件算法方案，最终能够获得薄膜应力面分布数据和样片整体薄膜应力平均值双输出。（参考中国软件著作权：FST5000测量软件V1.0，登记号：2022SR0436306）c.薄膜应力测试范围：1 MPa-10 GPa，曲率半径测试范围：2-20000m。基于我们多年硬质涂层应力测试经验，以及独特的样品台设计和持续改进的算法，FST5000薄膜应力测量仪可以实现同一台机器测试得到不同应用场景样品薄膜应力。具体而言，不但可以获得常规的小应力薄膜结果（应力值＜1GPa，曲率半径＞20m），同时我们还能够测量非常规小曲率半径/大应力数值薄膜（应力值＞1GPa，曲率半径＜20m）。目前即使国外友商也只能做到小应力测试结果输出。d.样品最大尺寸：≤12英寸，向下兼容8、6、4、2英寸。FST5000薄膜应力测量仪能够实现12英寸以下样品测试，主要得益于我们独特的样品台设计，光路设计及独特的算法，能够实现样品精准定位和数据结果高度重复性。（参考专利：ZL201520400999.9；ZL201520704602.5；CN111060029A）e.样品台：电动旋转样品台。通过独特的样品台设计，我们利用两个维度的样品运动（Y轴及360°旋转），实现12英寸以下样品表面全部位置覆盖及精准定位。（参考专利：ZL201520400999.9）f.样品基片校正：可数据处理校正原始表面不平影响（对减模式）。通过分别测量样品镀膜前后表面位形变化，利用原位对减方式获得薄膜残余应力面型分布情况。同样得益于我们独特的样品台设计和光路设计，保证镀膜前后数据点位置一一对应。4.深圳市速普仪器有限公司简介速普仪器（SuPro Instruments）成立于2012年，公司总部位于深圳市南山高新科技园片区，目前拥有北京和苏州两个办事处。速普仪器是国家高新技术企业和深圳市高新技术企业。公司拥有一群热爱产品设计与仪器开发的成员，核心团队来自中国科学院体系。致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供敏捷+精益级制备、测量和控制仪器，帮助客户提高产品的研发和生产效率，以及更好的品质和使用体验。速普仪器宗旨：致力于材料表面处理和真空薄膜领域提供一流“敏捷+精益”级制备、测量和控制仪器。速普仪器核心价值观：有用有趣。

日前，由中国机械工程学会材料分会残余应力专业委员会、中国机械工程学会失效分析喷丸技术专业委员会及中国物理学会X射线衍射专业委员会共同举办、温州大学承办“第19届全国残余应力学术会议暨国际残余应力研讨会”在杭州召开，以科研院所及企业代表为主的约300位与会者进行了深入的学术探讨。会议现场传真此次会议安排学术报告80个，厂商产品报告15个，安排紧凑，会议报告质量高。学术报告部分可以概括为四个主题，分别为： 1、残余应力检测方法方面：包括标准解读、方法对比等。如： 钻孔法测应力标准解读——郑州机械研究所 印兵胜 高工 X射线应力测定方法新国标重点问题详解—爱斯特应力技术有限公司 吕克茂 高工X射线应力测定方法新国标重点问题详解——吕克茂 高工盲孔法和X射线法残余应力测量结果的相关性研究——Alessio博士2、残余应力检测手段：包括中子衍射、微区X射线应力分析等。 如：中子衍射残余应力分析技术及其应用——英国卢瑟福实验室首席科学家 张书彦 微区X射线应力分析技术及其工程应用——上海交通大学 姜传海 短波长X射线体应力无损分析技术及应用——中国工程物理研究院 张鹏程中子衍射残余应力分析技术及其应用——高建波 副教授中科院中子衍射残余应力分析平台与应用——陈波 研究员微区X射线应力分析技术及其应用——姜传海 教授3、工艺对应力测试的影响研究，如： 焊接残余应力的产生和影响以及调控措施——上海交通大学 李文戈 加工工艺对应力测量方法选择的影响——美国试验材料学会 Mohhamed博士 激光增材制造与再制造件残余应力特征——装甲兵工程学院 董世运 激光冲击强化对典型航空材料残余应力影响——北京航空航天大学 郭伟加工工艺对应力测量方法选择的影响——Mohhamed Belassel 博士激光增材制造与再制造件残余应力特征——董世运 教授4、残余应力测试在特定材料中的应用，如： 残余应力技术在钢铝板制造过程中的应用——中国钢铁股份有限公司(台湾) 郭士刚 喷丸及残余应力技术在中车齿轮等关键零部件中的应用——中车 刘忠伟 教授 高强航空铝合金材的残余应力测试及仿真研究——中铝材应用研究员 王军强博士航天器大型铝合金薄壁结构残余应力检测技术研究——朱小溪 工程师10-残余应力测试技术在轨道车辆铝合金车体中的应用——李晓东 高工岛津公司分析测试仪器市场部技术专家郝正明在会上做了题为《岛津金属材料表征解决方案》，涉及到拉伸、疲劳测试的试验机、工业CT机、表面形貌分析SPM、表面元素分布EPMA、表面元素价态分布XPS、金属材料元素分析XRF、PDA、残余奥氏体/残余应力XRD，并列举了部分示例。他的报告受到与会者的高度关注。岛津金属材料表征解决方案——郝正明关于岛津 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。

金属构件在机械加工过程中不可避免会产生残余应力，而残余应力与工件变形、服役寿命等息息相关，因此对金属构件进行残余应力无损检测至关重要。X射线残余应力分析方法和技术，因其具有理论成熟、数据可靠、无损检测等优势，在各种金属加工领域具有广泛的应用。在过去的几十年时间中，市面上的X射线残余应力分析仪主要采用零维（点）探测器和一维（线）探测器技术。2012年日本Pulstec公司成功发布了新一代X射线残余应力分析仪设备（μ-X360系列），该设备采用了新型圆形全二维（面）探测器技术，具有技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量，这使得X射线残余应力分析方法和技术在应用上实现了更进一步的突破，也为“工业机器人”搭载X射线残余应力分析仪提供了可能！ 近期，日本Pulstec公司推出了“μ-X360s便携式X射线残余应力分析仪搭载工业机器人”的全新工作模式，将全二维面探X射线残余应力分析仪的应用再次推向一个新的高度。在该模式下可实现X射线残余应力分析仪的自主运动、自主检测、自动绘制应力分布云图以及三维振荡等功能。尤其，对于形状复杂的样品，比如：弹簧、齿轮、板材、棒材、连杆、曲轴、轴承、3D打印(增材制造)等各种异形样品，通过对被测工件残余应力检测部位的位置进行编程控制，工业机器人可带动残余应力分析仪（μ-X360s）自动位移至相应检测位置并进行残余应力检测工作，对于金属构件的区域应力测试还可给出应力分布云图，从而轻松改变常规的操作者手动测试的工作流程。三维振荡功能是日本Pulstec公司新推出的一套针对粗晶试样进行残余应力检测的选配方案，与无振荡模式及常规二维振荡模式相比，三维振荡方式可提高参与X射线衍射的晶粒数量，从而起到改善粗晶材料残余应力测试数据可靠性的目的。 “工业机器人”+“便携式X射线残余应力分析仪”的模式可通过“人-机”互动实现基于新一代全二维面探技术残余应力无损检测的智能化、自动化，这将“工业4.0”的美好愿景在全二维面探X射线残余应力无损检测领域的实现又向前推进了一步！ X射线残余应力分析仪（μ-X360s）工作模式：机器人工作模式实验室工作模式户外现场工作模式X射线残余应力分析仪（μ-X360s）不同模式下的应用案例：机器人工作模式应用案例：异形工件检测实验室工作模式应用案例：弹簧检测曲轴检测齿轮检测T型接头角焊缝检测户外现场工作模式应用案例：大型油罐现场检测桥梁现场检测

2017年10月16-20日，由中国机械工程学会材料分会残余应力专业委员会、中国机械工程学会失效分析分会喷丸技术专业委员会及中国物理学会X 射线衍射专业委员会，共同举办的第19届全国残余应力学术会议暨国际残余应力研讨会在杭州市召开，吸引了来自国内外相关行业、高校、研究院所及企事业单位的近200余位专家、学者和相关工程技术人员参会。 会上，与会专家就以下几大主题做了报告：①重要装备制造加工中的残余应力；②关键零部件使用服役中的残余应力；③新材料及新工艺中的残余应力问题；④残余应力的消除与调控技术；⑤残余应力与材料性能；⑥残余应力与零部件失效分析；⑦喷丸强化技术与残余应力；⑧材料中微观应力与组织结构；⑨残余应力的测试与计算。利曼中国作为意大利GNR品牌残余应力分析仪的国内总代理，此次携意方全球销售总监LuigiPisani及产品经理Federico Rigotti受邀参会，在做报告的同时，并对部分专家感兴趣的问题进行了解答。 意大利GNR公司是X射线产品（XRD、TXRF）市场的引领者，拥有巨大的技术优势，其X 射线产品线诞生于1966年，经过多年的开发和研究，该产品线已经拥有众多型号满足各个行业的分析需求。 STRESS-X残余应力分析仪，符合ASTME915及EN 15305残余应力国际分析检测标准。仪器的衍射单元安装在6自由度的机器人臂上，通过移动机械臂可对各种形状和尺寸的样品进行检测。整个测试系统可封装在密闭的舱体中用于实验室分析，也可安装在四轮合金推车上用于现场分析，进行移动测量大型工件各个部位的残余应力。 SPIDER X是一款便携式残余应力分析仪，同样符合ASTME915及EN 15305残余应力国际分析检测标准。SPIDER X 配备专门设计的仪器箱，可将所有配件装入箱中，方便携带；专业三脚架确保仪器灵活放置，测量角度不受限制，可进行90°、180°、颠倒式测量；高性能电池能够保证仪器在野外、停电等极端情况下正常工作；另外，激光定位装置与微动装置结合使用，进行快速定位，定位过程中样品与仪器无需任何接触。 利曼中国一直致力于质量控制与分析、智能科技产品的推广及应用，在国内拥有20多个销售联络机构、覆盖全国的多个维修服务中心及示范实验室，近百名员工以及众多的国内外合作伙伴。公司一向秉承认真严谨，服务至上的原则，以优质专业的快捷服务，享誉政府质检、高校科研以及环保、化工、地矿、铸造、机械等行业。在日益发展的中国市场，旨在为国内用户提供世界一流的技术和先进的解决方案。

随着科技和工业技术的快速发展，人们对材料的硬度、强度、耐磨损、热膨胀系数及绝缘性能等提出了更高的要求。而高技术陶瓷作为继钢铁、塑料之后公认的第三类主要材料，一直以来在突破现有合金和高分子材料的应用极限方向被人们寄以厚望。其中，氮化硅陶瓷因具有优异的低密度、高硬度、高强度、耐高温、耐腐蚀、耐磨损、耐氧化等诸多优点，成为了最具发展潜力与市场应用的新型工程材料之一，在高温、高速、强腐蚀介质的工作环境中具有特殊的应用价值，已被广泛应用在精密机械、电气电子、军事装备和航空航天等领域。但另一方面，工程陶瓷具有硬、脆的特性，使得其机械加工性能较差，因此磨削已成为陶瓷零件的主要加工方式。 工程陶瓷在磨削过程中，工件的表面受剪切滑移、剧烈摩擦、高温、高压等作用，很容易产生严重的塑性变形，从而在工件表面产生残余应力。残余应力将会直接影响工程陶瓷零件的断裂应力、弯曲强度、疲劳强度和耐腐蚀性能。工程陶瓷零件的断裂应力和韧性相比于金属对表面的应力更为敏感。关于残余压应力或拉应力对材料的断裂韧性的影响，特别是裂纹的产生和扩展尚需进一步的研究。零件表面/次表面的裂纹极大地影响着其性能及服役寿命。因此，探索工程陶瓷的残余应力与裂纹扩展的关系就显得尤为重要。 Huli Niu等人为了获得高磨削表面质量的工程陶瓷，以氮化硅陶瓷为研究对象，进行了一系列磨削实验。研究表明：(1)提高砂轮转速、减小磨削深度、降低进给速率有利于减小氮化硅陶瓷的纵向裂纹扩展深度。氮化硅陶瓷工件在磨削后，次表面的裂纹主要是纵向裂纹，该裂纹从多个方向逐渐向陶瓷内部延伸，最终导致次表面损伤。(2)氮化硅陶瓷表面的残余压应力随着砂轮转速的增加、磨削深度和进给速度的减小而增大。平行于磨削方向的残余压应力大于垂直于磨削方向的残余压应力。(3)砂轮转速和磨削深度的增加、进给速率增大时，磨削温度有升高的趋势。在磨削温度从300℃上升到1100℃过程中，表面残余压应力先增大后减小；裂纹扩展深度先减小后增加。在温度约为600℃时，表面残余压应力最大，裂纹扩展深度最小。适当的磨削温度可以提高氮化硅陶瓷的表面残余压应力并抑制裂纹扩展。(4)氮化硅陶瓷表面残余压应力随裂纹扩展深度和表面脆性剥落程度的增加而减小。裂纹扩展位置的残余应力为残余拉应力。它随着裂纹扩展深度的增加而增加。此外，残余应力沿进入表面的距离在压缩和拉伸之间交替分布，在一定深度处这种情况消失。(5)通过调整磨削参数、控制合适的磨削温度，可以提高氮化硅陶瓷磨削表面质量。 以上研究结果为获得高质量氮化硅陶瓷的表面加工提供了强有力的数据支撑。关于Huli Niu等人的该项研究工作，更多的内容可参考文献[1]。 Figure 1. Grinding experiment and measuring equipment: (a) Experimental principle and processing (b) SEM (c) Residual stress analyzer.Figure 6. Surface residual stress under different grinding parameters: (a) Wheel speed (b) Grinding depth (c) Feed rate.上述图片内容均引自文献[1]. 作者在该项研究工作中所使用的残余应力检测设备为日本Pulstec公司推出的小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s。该设备采用了圆形全二维面探测器技术，并基于cosα残余应力分析方法可基于多达500个衍射峰进行残余应力拟合，具有探测器技术先进、测试精度高、体积迷你、重量轻、便携性高等特点，不仅可以在实验室使用，还可以方便携带至非实验室条件下的各种车间现场或户外进行原位的残余应力测量。我们期待该设备能助力更多的国内外用户做出优秀的科研工作！ 小而轻的便携式X射线残余应力分析仪-μ-X360s设备图 参考文献：[1] Yan H, Deng F, Qin Z, Zhu J, Chang H, Niu H, Effects of Grinding Parameters on the Processing Temperature, Crack Propagation and Residual Stress in Silicon Nitride Ceramics. Micromachines. 2023 14(3):666. https://doi.org/10.3390/mi14030666

主要简介： WPA系列可测量相位差高达3500nm，适合PC等高分子材料，是Photonic lattic公司以其光子晶体制造技术开发的产品，独特的测量技术，高速而又精确的测量能力使其成为不可多得的光学测量产品。 该产品在测量过程中可以对视野范围内样品一次测量，全面掌握应力分布。可测数千nm高相位差分布的机器，最适合用来测量光学薄膜或透明树脂。量化测量结果，二维图表可以更直观的读取数据。 主要特点:操作简单，测量速度可以快到3秒。采用ＣＣＤ Camera，视野范围内可一次测量，测量范围广。测量数据是二维分布图像，可以更直观的读取数据。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单，不含旋转光学滤片的机构。可测样品尺寸更大。主要应用： 光学零件（镜片、薄膜、导光板） 透明成型品（车载透明零件、食用品容器） 透明树脂材料（PET PVA COP ACRYL PC PMMA APEL COC） 透明基板（玻璃、石英、蓝宝石、单结晶钻石） 有机材料（球晶、FishEve） 技术参数：项次项目具体参数1输出项目相位差【nm】，轴方向【°】，相位差与应力换算（选配）【MPa】2测量波长520nm、543nm、575nm3双折射测量范围0-3500nm4测量最小分辨率0.001nm5测量重复精度1nm（西格玛）6视野尺寸33x40mm-240×320mm（标准）7选配镜头视野3×4-12.9×17.2mm8选配功能实时解析软件，镜片解析软件，数据处理软件，实现外部控制测量案例： 创新点：操作简单，测量速度可以快到3秒。采用ＣＣＤ Camera，视野范围内可一次测量，测量范围广。测量数据是二维分布图像，可以更直观的读取数据。具有多种分析功能和测量结果的比较。维护简单，不含旋转光学滤片的机构。可测样品尺寸更大。PHL残余应力测量仪

2018年5月29日，利曼中国在沈阳工业大学材料学院成功举办GNR残余应力/奥氏体分析技术交流会，吸引了来自周边金属、材料等行业的近三十位学者参会。 意大利GNR公司是X射线产品（XRD、TXRF）市场的引领者，拥有巨大的技术优势，其X射线产品线诞生于1966年，经过50余年的开发和研究，该产品线已拥有众多型号满足各个行业的分析需求。本次会议利曼中国特邀GNR公司产品经理Luca Seralessandri前来做技术报告，并结合STRESS-X残余应力分析仪现场进行了演示，获得与会者的一致认可。残余应力是材料及其制品内部存在的一种内应力，是指产生应力的各种因素（如外力、温度变化、相变等）不复存在时，由于不均匀的塑性变形和不均匀的相变的影响，在物体内部依然存在并自身保持平衡的应力。金属材料及其制品在冷、热加工过程中，常常产生残余应力。残余应力对制品的疲劳强度、抗应力腐蚀疲劳、尺寸稳定性和使用寿命有着直接的影响。当试样中存在残余应力时，晶面间距将发生变化，发生布拉格衍射时，产生的衍射峰也将随之移动，而且移动距离的大小与应力大小相关。利用X 射线衍射法可以控制或监测焊接结构、传动齿轮、热处理等许多加工过程，同时可以做到无损检测。 STRESS-X残余应力分析仪，符合ASTM E915及EN 15305残余应力国际分析检测标准。仪器的衍射单元安装在6自由度机械臂上，可方便对各种形状和尺寸的样品进行检测，同时配有非接触自动激光准直系统提高定位精度，有效避免机械定位误差。整个测试系统可封装在密闭的舱体中用于实验室分析，也可安装在四轮合金推车上用于现场分析，进行移动测量大型工件各个部位的残余应力。此款设备在杜卡迪摩托、欧宝汽车、菲亚特集团各子公司已有广泛应用。 GNR公司新近开发出便携式残余应力分析仪SPIDER X，同样符合ASTM E915及EN 15305残余应力国际分析检测标准。正如它的名字“蜘蛛”一般灵巧，SPIDER X可将所有配件装入为其量身定制的仪器箱中，方便携带；专业三脚架确保仪器灵活放置，测量角度不受限制，可进行90°、180°、颠倒式测量；高性能电池能够保证仪器在野外、停电等极端情况下正常工作；另外，激光定位装置与微动装置结合使用，进行快速定位，定位过程中样品与仪器无需任何接触。 精确测量残余奥氏体的含量，对于热处理过程的控制是意义重大的，能够在钢铁热处理过程中控制产品的特性和质量。X 射线衍射法是目前为止测量钢体中残余奥氏体含量最准确的方法，而且是唯一可以测量残余奥氏体百分比含量低至 0.5%的方法。根据 ASTM E975 的 X 射线测量近无规结晶取向钢中残余奥氏体的标准方法，ARE X残余奥氏体分析仪能够很轻松检测出钢体中残余奥氏体的含量。仪器主体单元由高性能固态检测器和高分辨测角仪组成，具有良好的检出限、精度高、准确度好、专业性强等优点，并且操作简单，安全高效。利曼中国一直致力于质量控制与分析、智能科技产品的推广及应用，在国内拥有20多个销售联络机构、覆盖全国的多个维修服务中心及示范实验室，近百名员工以及众多的国内外合作伙伴。公司一向秉承认真严谨，服务至上的原则，以优质专业的快捷服务，享誉政府质检、高校科研以及环保、化工、地矿、铸造、机械等行业。在日益发展的中国市场，旨在为国内用户提供世界一流的技术和先进的解决方案。

在半导体生产过程中，退火、切割、光刻、打线、封装等多个生产工序都会引入应力，而应力分为张应力和压应力；应力也分有益的和有害之分。应变 Si（strained Silicon 或 sSi）是指硅单晶受应力的作用，其晶格结构和晶格常数不同于未应变体硅晶体。应变的存在，使 Si 晶体结构由立方晶体特征向四方晶体结构特征转变，导致其能带结构发生变化，从而最终导致其载流子迁移率发生变化。研究表明，在 Si 单晶中分别引入张应变和压应变，可分别使其电子迁移率和空穴迁移率有显著的提升因而，从 Si CMOS IC 的 90nm 工艺开始，在 Si 器件沟道以及晶圆材料中引入应变，提高了器件沟道迁移率或材料载流子迁移率，从而提升器件和电流的高速性能。多晶硅薄膜是MEMS（micro-electro-mechanical systems）器件中重要的结构材料，通常在单晶硅基底上由沉积方法形成。由于薄膜与基底不同的热膨胀系数、沉积温度、沉积方式、环境条件等众多因素的综合作用，多晶硅薄膜一般都存在大小不一的拉应力或者压应力。作为结构材料多晶硅薄膜的材料力学性能在很大程度上决定了MEMS器件的可靠性和稳定性。而多晶硅薄膜的残余应力对其断裂强度、疲劳强度等力学性能有显著的影响。表面及亚表面损伤还会引起残余应力，残余应力的存在将影响晶圆的强度，引起晶圆的翘曲如图1所示。所以准确测量和表征多晶硅薄膜的残余应力对于生产成熟的MEMS器件具有重要的意义。图 1 翘曲的晶圆片图 2 Si N 致张应变 SOI 工艺原理示意图，随着具有压应力 SiN 淀积在 SOI 晶圆上，顶层 Si 便会因为受到 SiN 薄膜拉伸作用发生张应变应力的测试难度非常大。由于MEMS中的多晶硅薄膜具有明显的小尺度特征，准确测量多晶硅薄膜的残余应力并不是一件容易的事情。目前在对薄膜的残余应力测量中主要采用两种方法：一种是X射线衍射，通过测量薄膜晶体中晶格常数的变化来计算薄膜的残余应力，这种方法可以实现对薄膜微区残余应力的准确测量，但测量范围较小，且对试样的制备具有较高的要求，基本不能实现在线薄膜残余应力测量。另外一种就是显微拉曼谱测量法，该方法具有非接触、无损、宽频谱范围和高空间分辨率等优点。通过测量薄膜在残余应力作用下引起的材料拉曼谱峰的移动可推知薄膜的残余应力分布。该方法可以实现对薄膜试件应力状况的在线监测，是表征薄膜材料尤其是MEMS器件中薄膜材料残余应力的一种重要方法。用于力学测量的一般要具有高水平的波长稳定性的紫外或可见光激发光源，并具备高光谱分辨率（小于 1cm-1）的显微拉曼光谱系统。1. 测量原理1.1. 薄膜残余应力与拉曼谱峰移的关系拉曼谱测量薄膜残余应力的示意图如图2所示。激光器发出的单色激光（带箭头实线）经过带通滤波器和光束分离器以后经物镜汇聚照射到样品表面‚激光光子与薄膜原子相互碰撞造成激光光子的散射。其中发生非弹性碰撞的光束（带箭头虚线）经过光束分离器和反射滤波器后，汇聚到声谱仪上形成薄膜的拉曼谱峰。拉曼散射光谱的产生跟薄膜物质原子本身的振动相关，只有当薄膜物质的原子振动伴随有极化率的变化时，激光的光子才能跟薄膜物质原子发生相互作用而形成拉曼光谱。当薄膜存在拉或压的残余应力时，其原子的键长会相应地伸长或缩短，使薄膜的力常数减小或增大，因而原子的振动频率会减小或增大，拉曼谱的峰值会向低频或高频移动。此时，拉曼峰值频率的移动量与薄膜内部残余应力的大小具有线性关系，即Δδ＝ασ或者σ＝kΔδ，Δδ是薄膜拉曼峰值的频移量，σ是薄膜的残余应力，k和α称为应力因子。图 3 拉曼测量系统示意图图 4 拉曼光谱测试晶圆的示意图2. 多晶硅薄膜残余应力计算对于单晶硅，激光光子与其作用时存在3种光学振动模式，两种平面内的一种竖直方向上的，这与其晶体结构密切相关。当单晶硅中存在应变时，这几种模式下的光子振动频率可以通过求解特征矩阵方程ΔK－ λI ＝ 0获得。其中ΔK是应变条件下光子的力常数改变量（光子变形能）λi（i＝ 1 ，2，3）是与非扰动频率ω0和扰动频率ωi相关的参量（λi≈ 2ω0（ωi－ω0）），I是3×3单位矩阵。由于光子在多晶硅表面散射方向的随机性和薄膜制造过程的工艺性等许多因素的影响，使得利用拉曼谱法测量多晶硅薄膜的残余应力变得更加复杂。Anastassakis和Liarokapis应用Voigt-Reuss-Hill平均和张量不变性得出与单晶硅形式相同的多晶硅薄膜的光子振动频率特征方程式。此时采用的光子变形能常数分别是K11＝－2.12ω02 K12＝－1.65ω02 K33＝－0.23ω02是光子的非扰动频率。与之相对应的柔度因子分别是S11＝ 6.20×10-12Pa-1S12＝－1.39 ×10-12Pa-1S33＝ 15.17 ×10-12Pa-1对于桥式多晶硅薄膜残余应力的分析，假定在薄膜两端存在大小相等、方向相反（指向桥中心）的力使薄膜呈拉应力。此时，拉曼谱峰值的频移与应力的关系可以表达为Δω ＝σ（K11＋2 K12）（S11＋2 S12）/3ω0代入参量得Δω ＝－1.6（cm-1GPa-1）σ，即σ＝－0.63（cmGPa）Δω （1）其中σ是多晶硅薄膜的残余应力，单位为GPa；Δω是多晶硅薄膜拉曼峰值的频移单位为cm-1。3. 应力的拉曼表征桥式多晶硅薄膜梁沿长度方向的拉曼光谱峰值频移情况如图3所示。无应力多晶硅拉曼谱峰的标准波数是520 cm-1，从图3可以看出，当拉曼光谱的测量点从薄膜的两端向中间靠拢时，多晶硅的峰值波数将沿图中箭头方向移动，即当测量位置接近中部时，多晶硅薄膜的峰值波数将会逐渐达到最小。图中拉曼谱曲线采用洛伦兹函数拟合获得。通过得曲线的洛伦兹峰值的横坐标位置，就可以根据式（1）得到多晶硅薄膜的残余应力分布情况，如图4所示。由于制造过程的偏差，多晶硅薄膜的实际梁长L=213μm。图 5 多晶硅薄膜的拉曼谱峰值频移，随着应力增大，谱峰向左漂移。图 6 多晶硅薄膜的拉曼谱峰频移和残余应力分布从图6可以明显看出，多晶硅薄膜的拉曼谱峰值频移在它的长度方向上大致呈对称分布，也就是说，多晶硅薄膜的残余应力在其长度方向上呈对称分布。通过计算可知，在多晶硅薄膜的中部存在很大的拉伸残余应力（拉曼谱峰值向低波数移动），达到0.84 GPa。4. 应力的拉曼扫描成像某半导体晶圆厂家，采用奥谱天成Optosky的ATR8800型共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪（www.optosky.com），测试晶圆的应力分布情况，经过数据处理后，测得了整个晶圆圆盘的应力分布。图 7 奥谱天成生产的ATR8800型共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪，焦距为760mm，分辨率达到0.5cm-1图 8 ATR8800共聚焦显微拉曼光谱仪的工作界面图 9 ATR8800共聚焦显微拉曼光谱仪的工作界面图 10 共聚焦显微拉曼光谱扫描成像仪测得晶圆应力分布，红色的应力越大，蓝色的应力较小。5. 总结与讨论拉曼光谱具有无损、非接触、快速、表征能力强等特点，能够清晰地表征出晶圆的应力与应力分布，为半导体的生产、退火、封装、测试的工序，提供一种非常好的测量工具。奥谱天成致力于开发国际领 先的光谱分析仪器，立志成为国际一 流的光谱仪器提供商，基于特有的光机电一体化、光谱分析、云计算等技术，形成以拉曼光谱为拳头产品，光纤光谱、高光谱成像仪、地物光谱、荧光光谱、LIBS等多个领域，均跻身于世界前列，已出口到全球50多个国家。◆ 承担“海洋与渔业发展专项资金项目”（总经费4576万元）；◆ 2021福建省科技小巨人科技部；◆ 刘鸿飞博士入选科技部“创新人才推进计划”；◆ 国家高新技术企业；◆ 刘鸿飞博士获评福建省高层次人才B类；◆ 主持制定《近红外地物光谱仪》国家标准；◆ 国家《拉曼光谱仪标准》起草单位；◆ 福建省《便携式拉曼光谱仪标准》评审专家单位；◆ 厦门市“双百人才计划”A类重点引进项目（最 高等级）；◆ 国家海洋局重大产业化专项项目承担者；◆ “重大科学仪器专项计划”承担者。