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红外碳纤维检测

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红外碳纤维检测相关的资讯

  • 国内首台碳纤维抽油杆超声波检测装置投入试运行
    p  2017年12月16日,胜利油田技术检测中心在胜利新大实业集团有限公司第三工业园,完成了“碳纤维抽油杆超声波在线连续检测装置”的现场调试工作,现场数据采集达到预期效果,标志着该中心研发的国内首台碳纤维抽油杆超声波检测装置取得成功。/pp  碳纤维抽油杆作为一种新兴抽油设备,在节能增效、深抽提液、降低修井频次等方面具有显著优势,是目前采油技术发展应用的新方向。但是,如何通过检测实现其生产质量的把关以及作业过程的可靠性,是该技术推广与应用面临的一项重大问题。为此,技术检测中心特种设备检验所牵头开展了中石化课题《碳纤维连续抽油杆检测评价技术研究》,并参与了中石化课题《碳纤维连续抽油杆检测评价系统研发》。/pp  为切实解决碳纤维抽油杆推广应用过程中的实际难题,确保课题有效运行,技术人员集思广益、悉心钻研,先后调研、测试了多项无损检测技术,最终确定采用超声波开展在线连续检测的可行性。技术人员结合碳纤维抽油杆生产线的工况与超声波技术的特点,开展了检测装置的研发,经过不断的实验测试与方案变更,最终研制成功了基于水浸超声的碳纤维抽油杆在线检测装置。/pp  该检测装置的成功试运行,标志着碳纤维抽油杆检测评价系统硬件部分圆满完成。今后,技术检测中心将瞄准如何准确评价抽油杆的产品质量,开展超声波检测信号与碳纤维抽油杆力学性能对应关系的研究;确定产品质量超声检测评定标准,实现该技术的在线应用,推动碳纤维抽油杆在油田的推广与应用。/p
  • “国家碳纤维产业计量测试中心”获批筹建
    p  近日,国家质检总局正式回函山东省人民政府,同意依托威海市计量所筹建“国家碳纤维产业计量测试中心”。/pp  碳纤维复合材料是国家重点发展的十大战略性新兴材料之一,在军工和民用领域用途广泛。长期以来,由于西方发达国家的技术封锁,我国碳纤维需求量的80%依赖国外进口。生产工艺技术水平落后,生产过程缺少精准的测量、测试技术及装备是主要原因之一。为此,国务院于2016年底成立了新材料产业发展领导小组,工信部等四部委联合下发了《新材料产业发展指南》,明确提出“强化新材料产业协同创新体系建设,建立新材料产业计量测试服务体系”,集中突破一批制约产业发展的技术瓶颈,提升产业核心竞争力。/pp  山东省威海市是国内碳纤维及复合材料的主要产地,拥有碳纤维及其复合材料生产企业200多家,产业链式化、高端化、集群化优势明显,已成为发展前景良好的战略性新兴材料产业基地。为贯彻落实国家促进战略性新兴材料产业快速发展相关要求,山东省政府充分发挥当地产业优势,以威海市计量所为依托,拟在威海市临港区碳纤维产业园建设“国家碳纤维产业计量测试中心”。/pp  该中心建成后,一方面可为全国碳纤维及其复合材料产业搭建测量、测试技术服务平台,为碳纤维产业提供原辅料、碳纤维及其复合材料质量检测与评价、计量设备校准、认证咨询、专业技术培训等服务 另一方面可以以中心为依托,成立国家碳纤维产业计量测试联盟,搭建科研合作平台,聚集有关高等院校、科研院所优势资源,开展技术合作,为碳纤维产业提供标准、技术规范制定和测量、测试技术研究及设备研制等服务。有利于集中力量,共同解决制约碳纤维产业发展的关键性和前瞻性技术难题,提高碳纤维产业生产过程控制能力和水平,提升产业核心竞争力,促进区域经济快速发展,助力碳纤维产业做大做强。/p
  • 循丝探理│碳纤维取向度如何测?
    导 读碳纤维作为高性能纤维的翘楚,具有耐高温、抗摩擦、导电、导热及耐腐蚀等特性,并且沿纤维轴方向有很高的强度和模量,其外形呈纤维状、柔软、可加工成各种织物,一直以来,是航空航天、风电叶片、汽车、压力容器等高端应用场景的核心材料之一。 老话常说:心往一处想,劲儿往一处使。其实说的就是“方向一致进而形成强大的合力”。类似,对纤维材料而言,其分子链、微晶在拉伸等加工过程中产生的方向效应,即取向效应,亦对纤维的机械性能有着直接影响。岛津XRD(X射线衍射仪),配有纤维取向度专用附件,可方便、迅捷的对聚合物等纤维材料取向程度进行测定。 什么是纤维取向度?定义:表示纤维的晶体轴沿着纤维长度方向排列的平行程度或择优取向程度。 先来看两张示意图:左图给各位看官直观的感觉是不是就像一群散兵游勇? 而右图则是整齐队列的既视感?整齐划一、万众一心、众志成城!!! 是的,合成纤维等线形聚合物在未发生取向时,大分子链或链段、微晶的排列是随机的、无序的;而在纺丝、拉伸等加工过程中,大分子链或链段、微晶受到外力的作用,则会表现出不同程度的取向效应。 发生取向后,由于在取向方向上原子之间的作用力以化学键为主,而在与之垂直的方向上,原子间的作用力以较弱的范德华力为主,因而纤维取向度越高,则纤维长度方向上的机械强度、弹性模量等机械性能越好。 XRD测试纤维取向度原理 XRD作为材料结构分析的典型手段,可对纤维材料取向度进行有效表征。图1 纤维取向度测试时光路示意图 在正交透射模式下(图1),将纤维束置于子午线方向,保持光管、样品位置固定不动,探测器作2θ扫描收集衍射信号,此过程称为子午扫描。将纤维束置于赤道线方向,重复上述过程,即为赤道扫描;存在高度取向的纤维,赤道扫描与子午扫描谱图差异较大。 选取某特征衍射峰,将探测器固定于该特征峰峰位处,纤维束在垂直于入射X射线的平面内旋转(图1),测得β-I角度-强度分布曲线,此过程称之为方位角扫描,并采用以下经验公式即可计算纤维取向度π。 式中:π—纤维取向度 H—方位角扫描谱峰半峰宽(单位°) 岛津解决方案 针对纤维取向度测试,岛津XRD开发有纤维取向度专用附件,纤维专用样品架(图2)可保证纤维束平直拉紧,旋转样品台(图3)可实现正交透射模式及平面内旋转,以及数据处理模块“Preferred Orientation”可一键给出纤维样品取向度。 以某碳纤维样品实际测试为例,其赤道扫描及子午扫描谱图叠加见图4;显然,纤维束在两种方向放置测试,测得谱图差异十分明显,例如黑色箭头标示处,赤道扫描,该衍射峰强度非常高,而在子午扫描时该处基本未出峰,这表明该碳纤维存在很强的取向。 图4 碳纤维样品赤道扫描与子午扫描谱图叠加 利用岛津分析软件“Basic Process”模块,对赤道扫描谱图进行处理,读取最强峰衍射角2θ=25.69°,将探测器固定在25.69°进行方位角扫描,测得的强度分布曲线如图5所示。 图5 碳纤维样品方位角扫描谱图 利用岛津分析软件“Basic Process”模块,对方位角扫描谱图进行平滑、扣除背底、寻峰等操作后,利用岛津分析软件“Preferred Orientation”模块即可直接计算出碳纤维样品取向度为83.7%。 结语 纤维取向度对纤维的机械强度、弹性模量及其它机械性能有着直接影响,因此对纤维取向度进行测定有着非常重要的实际意义。类似的测试可拓展用于不同批次、不同工艺下纤维产品的对比,进而指导工艺优化。 撰稿人:崔会杰 *本文内容非商业广告,仅供专业人士参考。
  • 碳纤维复合材料的“试验员”
    引 言自进入21世纪以来,科学技术对材料提出了越来越高的要求,碳纤维复合材料(CFRP)因其重量轻、强度高、耐腐蚀性强、弹性优良等特点,广泛应用于航天航空、汽车、电子电器、体育器材等领域,促使碳纤维复合材料行业快速发展。一方面CFRP广泛使用助推产业结构优化升级,实现绿色发展;另一方面CFRP的研究深度和应用广度及其生产发展的速度和规模,已成为衡量一个国家科学技术先进!复合材料的应用场景 CFRP强度评估方法由各种ASTM标准规定。岛津试验机可以根据ASTM各种测试标准做出解决方案,例如符合“平面内剪切试验-双V形切口剪切法(ASTM D5379)的试验示例,以及符合各种标准的夹具。采用双V形切口试样进行平面内剪切试验,得到CFRP的平面内剪切强度、平面内剪切破坏应变和平面内剪切弹性模量。碳纤维复合材料的测试标准碳纤维复合材料(CFRP)目前主要应用于飞机与汽车制造业,其刚性是重要应用参考,岛津试验机可以根据JIS K 7074和JIS K7084标准提供静态三点弯曲试验和高速冲击试验方案,且能获得精确获得试验数据。碳纤维是碳纤维增强塑料(CFRP)的重要组成部分,碳纤维的力学性能(拉伸强度/弹性模量)对复合材料物理性能有重要影响,岛津试验机系统可以对碳纤维及其复合材料进行拉伸试验,也可以配合高速摄像机实现从高时间分辨率的角度研究碳纤维布的破坏过程的可视化观察。使用X射线CT系统可以对试样中纤维的取向和空隙进行无损观察。这使得在进行测试之前能够观察内部状态,从而获得测试结果与内部结构紧密相关的数据。 岛津试验机拥有一百多年的历史和丰富的产品线,不管是静态试验机还是动态试验机,可以满足各种客户的需求,且进行定制化的夹具设计。岛津公司提供了一系列用于分析、测试和检验评估的仪器和系统(从分析和测试预处理到数据分析),从而有助于解决从CFRP原材料开发到产品耐久性评估各个阶段的各种问题,为营造和谐绿色的发展做出贡献。
  • 中国原创:“碳纤维质谱离子源”新技术详解
    p  碳纤维(Carbon fiber)是有机纤维材料经碳化、活化制成的一种新型材料,具有独特的物理、化学结构和吸附速率快、容量大、含碳量高、再生容易的特点,是受人瞩目的新型材料。作为最具发展前景的分析技术之一,质谱技术的研究一直在食品、环境、人类健康、药物、国家安全、和其他与分析测试相关的领域有着广泛的应用前景。那么,有无可能将碳纤维这种被认为是新世纪最有发展前景的功能材料用于质谱分析,开创出新型的质谱分析装置和方法呢?近日,中国科学院上海有机化学研究所的郭寅龙课题组依据碳纤维优异的样品兼容性、承载和分散能力和介于金属与非金属之间的导电性,制备了一种高性能、多功能的碳纤维离子化(Carbon fiber ionization, CFI)装置。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/0b330c2b-8b8c-4649-a1ad-dce8e6f4b175.jpg" title="1.webp_副本.jpg"//pp style="text-align: center "新型碳纤维离子源的照片和一些典型碳纤维离子化-质谱分析案例/pp  目前常用的离子化方法如电喷雾离子化(ESI)、基质辅助激光解吸(MALDI)、大气压化学电离(APCI)等离子化方法仍然存在一些限制,包括待测化合物种类和溶剂的限制,缺少与质谱相连的直接进样接口,以及难以直接分析较大的表面和低极性或非极性溶剂中的化合物。碳纤维离子化可以弥补这些不足:首先,高电压条件下碳纤维有出色的离子传递效率,提高了样品的离子化效率 另外,碳纤维离子化具有良好普适性,尤其适合分析低极性和非极性的热不稳定有机化合物,可以弥补现有离子化技术的局限。同时,该技术在非极性有机相溶液分析上也有出色效能,有潜力实现与正向液相色谱的联用或用于非极性溶剂系统的有机反应研究。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/987ae86e-407c-41f3-9a5c-3cc867c37edd.jpg" title="2_副本.jpg"//pp style="text-align: center "碳纤维离子化装置的三种工作模式/pp  碳纤维离子化装置集三种工作模式于一体:(a) 离子化探头模式,将样品点样在碳纤维探头,碳纤维探头端加上高压,温和的高效的离子化条件 (b) 连续流动接口模式,可实现在线研究并具备可联用性 (c) 可拆卸采集/分析模式,可拆卸采集待测样品并立刻装回系统后分析。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/f8e69f14-feee-475a-96d7-25e3dd401d81.jpg" title="3.webp_副本.jpg"//pp style="text-align: center "碳纤维离子化装置与超临界流体色谱法联用检测低极性化合物/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/3bd99596-fc05-4b37-aa0f-bd3a986eca48.jpg" title="4.webp_副本.jpg"//pp style="text-align: center "固态物体表面哌替啶、氯胺酮和人体尿液中微量甲基苯丙胺的检测/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/c380c7f2-8cc2-4247-8259-6c68cbbc7454.jpg" title="5.webp_副本.jpg"//pp style="text-align: center "碳纤维离子化技术进行吸烟者呼出气检测/pp  碳纤维离子化是一种多功能且普适性强的离子化技术,不仅可以用于微量化合物溶液的快速分析,还可以与色谱联用,以及直接进行固体表面和溶液中化合物的收集和检测。经过科研攻关实现了与超临界流体色谱技术的联用,在呼出气体检测和法医毒物鉴定方面也展现出良好的应用前景。研发碳纤维离子化技术提升了质谱学对解决上述难题的研究能力与水平,并对相关的分析化学、法庭科学和药物检测起到积极的推动作用。/pp  碳纤维离子化在质谱分析如脱氢表雄甾酮类的热不稳定分子时,相比于商品化的大气压化学电离源(APCI)和直接分析实时电离源(DART),碳纤维离子源(CFI)温和的操作条件往往使其具有更软的电离效能。/pp  这一成果近期发表在《Analytical Chemistry》上,文章的第一作者是中国科学院上海有机化学研究所博士研究生吴梦茜,通讯作者是王昊阳副研究员和郭寅龙研究员。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201612/insimg/41a4c6e8-49aa-4263-b2aa-c5e4c1e62bec.jpg" title="6_副本.jpg"//pp  该论文作者为:Meng-Xi Wu, Hao-Yang Wang*, Jun-Ting Zhang, and Yin-Long Guo*/ppbr//p
  • 碳纤维高歌猛进,仪器检测遇阻:业/仪/检融合或可破局——访上海骐杰新材料董事长申富强
    “第十七届中国科学仪器发展年会(ACCSI2024)”于2024年4月17-19日在苏州狮山国际会议中心盛大召开。ACCSI定位为科学仪器行业高级别产业峰会,经过多年的发展,已被业界誉为科学仪器行业的“达沃斯”论坛。ACCSI2024 以“融合创新,质领未来”为主题,吸引了来自“政、产、学、研、用、资、媒”等各方的高端人士共计1500余人参会,共同探讨科学仪器行业的前沿趋势与发展机遇。年会现场,仪器信息网特别采访了上海骐杰新材料股份有限公司董事长申富强。访谈就公司的整体业务概况、碳纤维复合材料产业化现状、研发过程中所用到的仪器检测技术、目前对仪器检测的需求等话题展开。仪器信息网:请介绍下上海骐杰新材料股份有限公司的整体业务概况?申富强:上海骐杰股份是做碳纤维复合材料的,主要的应用领域有三个,第一个是超高温应用领域,第二个是摩擦材料领域,第三个是储能材料领域。公司目前有将近200人,总部在上海,设有4个生产基地,主要在江苏淮安,各基地承载了不同的职能,目前着重开发的市场是光伏和半导体的应用方面。仪器信息网:我国碳纤维复合材料产业化现状如何?与国际水平有哪些差距?骐杰新材料在推进碳纤维复合材料国产化方面取得哪些进展?申富强:中国的碳纤维发展基本已与世界同步,虽在某些技术上稍显落后,但经过这几年的努力,已经追上来了。当前,中国碳纤维在国际市场的份额大幅提升,原来主要集中在日本、美国和欧洲,现在产量已与日本不相上下,预计到2030年,有望超越欧美和日本,成为碳纤维生产的第一大国。碳纤维复合材料领域也呈现出增长态势,之前看过相关报道,在2030年之前,会维持年均14%的增长率,是一个非常好的行业。中国在这一领域的发展与世界也基本是同步的,水平相当。目前,我国碳纤维复合材料领域主要分为树脂基和碳碳复合材料两大类。我们公司专注于碳碳复合材料领域,并已在此领域取得了一系列重要突破,包括飞机、汽车的摩擦材料,半导体的高纯材料,以及新能源储能材料等方面的显著进步。仪器信息网:中国碳纤维复合材料呈现积极发展态势,您认为发展背后的驱动力主要来自具体的应用需求还是碳纤维材料本身发展规律?申富强:从我个人角度来看话,可以从两个方面回答,第一个确实是碳纤维材料本身的发展,从最开始的50年代到现在的高速发展,这是一个材料发展的必然的结果。材料的发明到最终的市场的应用,需要一个很长的周期,尤其是基础材料的应用,周期可能更长。所以作为材料人来讲,要耐得住寂寞,守得住底线,和材料一起发展。第二方面,我认为碳纤维材料的发展同样受到国家导向和政策的影响,包括世界上新兴的科研前沿需求,也具有一定的指导作用。各个国家都在做相应的政策性引导,我们国家也是跟国际政策是相匹配的,能够跟得上新兴器件的应用,比如半导体、飞机及重型的航天器。材料的需求出来之后,必然会带动碳纤维的发展,这是两方面的推动。仪器信息网:碳纤维复合材料研发生产过程中主要会应用到哪些仪器检测技术?请从您的角度谈谈这些仪器检测技术对于材料研发生产的重要意义?申富强:我觉得在材料发展过程中,检测是一个非常重要的环节。检测必然会对仪器带来需求,尤其是新材料或者新的苛刻的应用场景出现的时候,对于检测仪器也会相应地提出新的需求,而且会提出苛刻的需求。现在碳纤维复合材料应用领域,尤其是碳碳复合材料领域,出现的应用场景都是超高温、超纯或超大容量,对于原有的普通的仪器或者普通精度的仪器,已经不能够满足市场的需求了。在碳纤维复合材料行业中,测试3000度以上的高温机械性能和物理性能等,一直是个技术挑战。目前,市场上缺少这类仪器,也让众多企业倍感困惑。为了突破这一困境,不少企业开始自主研发或寻找合适的厂家进行联合开发。而且,测试标准也不统一。所以,现在对于碳纤维复合材料来说,要么是找不到相应的仪器,要么是有仪器,但精度不够。此外,行业还面临着测试平台不足和数据积累、共享困难的问题。所以我觉得将来对于仪器的要求,除了在有和无之间先实现之外,第二个很重要的问题就是实现精度、智能化、数据化,要在这方面做更多的努力,否则无法满足新材料的发展需求,也会阻碍新材料的发展。所以我呼吁相应的国内的仪器生产厂家积极投入到这一领域,尽可能实现这些仪器的国产化。仪器信息网:从目前应用来看,贵司对检测技术或仪器设备还有哪些需求?申富强:在超高温条件下,如超过1500度的导热系数仪,目前难以找到合适的供应商。同样,超高温下的热膨胀系数仪,以及用于测量微孔、介孔和纳孔的粒径分布和电化学活性的设备也极为稀缺。此外,对于模拟高速运动惯量下的热损或摩擦性能,以及导热性能的测试仪器同样缺乏。所以我希望相关仪器制造商能够投入研发或联合研发相应的仪器。仪器信息网:您认为材料研发生产企业与科学仪器生产企业有哪些合作的方向?申富强:之前我思考过这个问题,可以概括为业仪一体或业仪融合,就是企业和仪器应该要一体化发展,甚至应该加上检测服务,实现业仪检的一体化发展,可能对以后产业的发展有帮助。如果没有精准的仪器,没有合适的仪器,对产业的发展,对行业的推动是比较麻烦的。发展到中期的时候,我建议建立一个检测服务的平台,实现仪器的共享,减少企业的仪器购置成本。同时,随着数据积累的增加,材料未来的发展可能会从传统的产业研究院模式逐步转向数字化的产业研究院。这种转变将减少测试量,从而加速研发过程,降低测试成本。我认为这是未来产业发展的一个理想方向。因此,我建议咱们仪器信息网能够构建一个这样的体系,新的名词可以叫“材料基因研究所”,这样可以通过这个平台,加速材料和产业的发展。仪器信息网:您提到骐杰新材料在材料研发过程中也展开一些仪器技术的开发,能不能谈谈贵公司在此方面有没有实质性进展或看法?申富强:实际上,我们一直在努力推进产学研合作,因为购买全部所需仪器对企业而言是一笔庞大的开支,所以现在也在和大学及科研院所联合开发项目,这样可以借助高校的平台满足公司在材料检测服务方面的需求。当然,现在也有一些第三方检测机构也不错,所以我觉得是一个阶段性的发展需求。所以我认为公司可以跟第三方来共建测试平台,如仪器信息网或政府机构,这也是一个比较合适的选择。仪器信息网:今年是仪器信息网成立25周年,请您谈谈对仪器信息网未来有哪些建议或者期待?申富强:我觉得咱们网站做得非常好。建议就是可不可以整合下咱们网站供应商、检测服务机构等这些资源,真正的实现产业、仪器、检测一体化发展,也希望可以早日实现。
  • 万测受邀参加2022年中国(第八届)碳纤维及复合材料技术创新与应用发展论坛
    7月22日,主题为“创新驱动发展,材料助力‘碳中和’”的中国(第八届)碳纤维及复合材料技术创新与应用发展论坛在常州市顺利召开,近500位来自知名院校、科研单位和碳纤维企业的学术专家、企业代表共聚一堂,围绕碳纤维及复合材料的产业应用研讨创新发展之路,为促进碳纤维及复合材料产业发展建言献策。万测作为知名的碳纤维及复合材料力学性能检测方案供应商,受邀出席了此次行业盛会。 据悉,此次论坛邀请到多位行业专家和企业代表进行主题报告,内容包括“‘双碳’格局之下,碳纤维市场的前景和主要驱动力、新动向、新活力”、“‘碳中和’背景下,炭炭复合材料行业在新能源、航空航天方面的研究现状及发展趋势”、“高模量碳纤维产业化进展”等最新发展干货,现场学习气氛浓厚,讨论热烈。 近年来,碳纤维及复合材料以其优异的理化性能已成为目前世界首选的高性能材料。碳纤维及复合材料是发展国防军工、航空航天、新能源及高科技产业的重要基础原材料,同时在汽车工业、轨道交通、机械、电子、建筑、化工、医疗、海洋开发、体育休闲等国民经济各个领域具有无可比拟的应用优势,世界各国均把发展高性能碳纤维产业放在极其重要的位置。 作为立足客户市场需求,深耕试验技术研发的国内试验机行业先锋企业,万测近年来也积极投入碳纤维及复合材料力学性能测试方案的研制工作,经过一段时间的全力研发和层层评审验证,我司在复合材料测试系统上取得了丰富的技术成果,可为碳纤维及复合材料的质量控制、研究应用和产品设计工作提供良好的数据支撑。此次受邀参加复合材料技术创新与应用发展论坛,万测也带来了丰富的碳纤维及复合材料的静态与动态力学测试整体解决方案,先进的产品技术和优秀的实践成果受到了与会嘉宾们的关注与肯定。 本次论坛为广大碳纤维及复合材料上下游产业链搭建了一个合作交流平台,汇报了前沿技术研究及创新技术应用等方面的新进展,促进了行业关键技术的融合与交流。通过本次活动,万测也了解到了碳纤维及复合材料行业的新发展及新工艺,这也为我司日后不断提升研发能力和开拓新领域带来了新思路。未来万测也会积极参加各种行业交流展览会,为中国复合材料技术的发展贡献自己的力量!
  • 碳纤维国家标准有望年内发布
    在近日举行的中国碳纤维发展战略研讨会上,业内人士称,碳纤维国家标准今年将由国家有关部门发布。  据了解,我国的碳纤维牌号沿用日本东丽的碳纤维系列,尚未建立实用而完整的自主品牌号系列,不利于引导国产碳纤维的良性发展和推广应用。
  • 三思聚焦碳纤维材料科学最前沿
    2016年4月15日,“第二届碳纤维及其复合材料技术与应用研讨会”在深圳召开,此次应用研讨会以“构建中国绿色碳纤维产业链”为主题,行业内近三百家企业将齐聚此次研讨会,共同讨论解决我国目前碳纤维发展问题及部分解决方案。 会议现场,国家973项目首席科学家、东华大学纤维材料改性国家重点实验室副主任余木火教授、碳纤维及复合材料研究所党部支书记赵冬林教授等人针对纤维行业发展、碳纤维复合材料在工业领域应用的产业化之路等问题进行了深刻的探讨。 作为中国领先的材料试验设备和材料,碳纤维行业内举足轻重的试验解决方案的服务商,三思纵横接受主办方邀请,携三思独家研创的新品“风暴”系列电子万能试验机和自主研发碳纤维专用夹具全力聚焦该会议,现场分享碳纤维及其复合材料测试方面的最前沿科技。三思纵横致力于为建立有中国特色的碳纤维制备及应用产业链结构,实现碳纤维在交通运输、能源、建筑、航天航空兵器核等领域的应用完全自主贡献一份民族试验机龙头企业的力量。 碳纤维材料是典型的高科技领域中的新型工业材料,是发展国防、军工与国民经济的重要战略物资,碳纤维复合材料具有轻而强、轻而刚、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、结构尺寸稳定性好以及设计性好、可大面积整体成型等特点,已在航空航天、国防军工和民用工业的各个领域得到广泛应用。在要求高温,物理稳定性高的场合,碳纤维复合材料具备不可替代的优势,碳纤维碳材料已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用。高性能碳纤维材料还是制造先进复合材料最重要的增强材料。 既坚如磐石,又韧如发丝。它是自古以来人类在材料领域孜孜以求的品质,也是三思在前进发展道路上追求的品格。
  • 碳纤维制备技术国家工程实验室落户宁波
    近日,“碳纤维制备技术国家工程实验室”在中科院宁波材料技术与工程研究所揭牌成立,这是中科院宁波材料所第一个国家级实验室。中科院副院长施尔畏等参加了成立仪式。  建在中科院宁波材料所的碳纤维制备技术国家工程实验室是由国家发展和改革委员会批复建设的产学研相结合的研究开发实体,共建单位包括中科院山西煤化所、中科院上海有机所、中科院化学所、中科院长春应化所、中科院高技术研究与发展局、中科院计划财务局、中国航空工业集团公司航天工艺与材料研究所、中国航空工业集团公司北京航空材料研究院、维科控股集团股份有限公司、中简科技发展有限公司等。  该工程实验室的建设目标和任务是:围绕航空、航天、能源、交通等领域的重大战略任务与重点工程对碳纤维复合材料的迫切需求,建立碳纤维制备工程化技术平台,开展工程化技术研究,研制关键设备,开发自主知识产权的碳纤维制备工艺和配套材料并形成成套技术和应用评价体系。
  • 新型超强韧石墨烯材料有望替代碳纤维
    p style="text-indent: 2em "发表在最新一期美国《国家科学院学报》上的研究显示,北京航空航天大学程群峰教授课题组和美国得克萨斯大学达拉斯分校雷· 鲍曼团队受到天然珍珠母力学结构的启发,制备出微观结构类似于珍珠母的有序层状石墨烯结构。/pp style="text-indent: 2em "程群峰对新华社记者说,此前将石墨烯单片机械堆叠成较厚的宏观材料耗时费力。例如制备人头发厚度的石墨烯薄膜,需要堆叠15万层单片石墨烯,且片层间界面作用较弱,力学性能较差。/pp style="text-indent: 2em "珍珠母具有高强度、高韧性的力学性能,主要得益于内部规整的层状结构和离子键、共价键、氢键等丰富的界面作用。研究人员采用化学制备法而非机械堆叠制备出这种材料。他们借鉴了珍珠母的层状连接方式,通过在氧化石墨烯层间引入共价键、共轭键等不同键连的交联分子,将石墨烯纳米片牢固地“缝合”在一起,制造出强韧一体化的高导电石墨烯薄膜。/pp style="text-indent: 2em "程群峰说,这种薄膜材料的拉伸断裂强度是普通石墨烯薄膜的4.5倍,韧性是后者的7.9倍。/pp style="text-indent: 2em "研究人员介绍,传统碳纤维材料的制备条件需超过2500摄氏度,但新材料可在45摄氏度以下的室温进行制备,强度与碳纤维复合材料相当,成本更加低廉,易实现商业规模化制备。/pp style="text-indent: 2em "程群峰说,这种廉价、低温的高性能多功能石墨烯纳米复合材料在航空航天、汽车、柔性电子器件等领域具有广泛应用前景。/pp style="text-indent: 2em "论文通讯作者鲍曼说,薄膜有望最终取代飞机、汽车等设备使用的碳纤维复合材料。/p
  • 我4个创新主体进入全球碳纤维产业技术创新十强
    p  日前,八月创新研究院在京发布了《全球碳纤维产业技术创新200强报告》,报告显示,我国4个创新主体进入全球碳纤维产业技术创新十强,表明中国在碳纤维产业技术创新方面达到了较高的活跃度和强度。/pp  根据报告评测结果,全球碳纤维产业技术创新200强中,东丽株式会社居于首位,第2名为帝人株式会社,第3名为波音公司,第4至第10名依次为三菱化学株式会社、东华大学、哈尔滨工业大学、福特全球技术公司、中国国家电网公司、三菱瓦斯化学株式会社和山东大学。/pp  报告显示,美国14个创新主体进入200强,平均得分0.225 日本有29个创新主体进入200强,平均得分0.175 中国有139个创新主体进入200强,平均得分0.151。“这一方面表明我国碳纤维技术创新在全球横向比较中呈现较高的活跃度,另一方面表明我国碳纤维技术创新总体上与世界先进水平仍有不容忽视的差距。”八月瓜创新研究院有关负责人指出。/pp  报告分析,在我国技术创新主体结构的特点方面,在200强前100强中,我国高校院所居多 200强后100强中,企业居多。中国碳纤维技术创新布局中有三点值得关注:一是中国技术创新主体创新实力优劣分化明显 二是中国创新主体海外专利布局十分薄弱 三是高校碳纤维技术科研实力明显高于企业,但同时意味着技术成果产业化有巨大市场空间。/ppbr//p
  • 贝斯特商品化最新系统:碳纤维复合材料原位微裂纹动力学分析
    复合材料的微裂纹和断裂力学一直是困扰科研人员的难题, 对于类似金属材料的断裂力学研究已经有了丰硕的成果;但是复合材料的断裂力学机理和过程, 一直没有较好的测试技术和设备商品化, 贝斯特公司的研发人员通过多年的科研经验和创新的工作, 开发了碳纤维复合材料微裂纹动力学测试技术, 通过该技术可以在线原位扫描样品在外力作用下,内部裂纹的扩展机理和动力学;为科研人员提供一臂之力。 此系统主要由Nano系列动态试验机和原位扫面测试系统、多通道控制系统和专业软件组成。 涡流检测原理:通过感应磁场和微裂纹相关性测试碳纤维复合材料的裂纹动力学。 由于导电材料不均匀会导致磁导率、电导率不同,使涡流流通路径发生改变,导致涡流的大小、相位发生改变。如果被检测件存在缺陷(如表面裂纹),则会阻碍涡流流过,因涡流只能存在于导体材料中,故导致涡流流通路径的畸变,最终影响涡流磁场,使得涡流强度降低。 构造配置: 技术参数:* 400x400毫米扫描区域* 探针直径1 & 3 mm* 速度Up to 100 mm/s, 同步数据采集up to 5 kHz* 样品厚度 t 8 mm* 3-轴位置控制 X, Y旋转编码器; Z 激光位置反馈* 作为独立的完全集成 “工作站”测试系统控制器。独立的扫描应用* 单通道输出信号,整流直流(0-10V)* X, Y &与负载、行程、应变等信号的记录* 轴向和横向的合规性应用:
  • 万测出席中国复合材料行业年会暨第五届碳纤维复合材料产业发展高峰论坛
    2023年11月17日-18日,中国复合材料行业年会暨第五届碳纤维复合材料产业发展论坛在上海成功举办。万测作为国内知名的材料力学测试解决方案供应商参加了本次论坛。 论坛期间,万测展示了微机控制电子万能试验机、电液伺服疲劳试验机、复合材料试验机、复合材料落锤冲击试验机等产品及解决方案,与现场嘉宾共同探讨了未来复合材料行业的发展趋势和挑战。 万测微机控制复合材料试验机主要用于复合材料的拉伸、弯曲、压缩、剪切、裂纹扩展等力学性能测试。具有应力、应变、位移三种闭环控制方式,可求出最大载荷、抗拉强度、弯曲强度、压缩强度、剪切强度、弹性模量、断裂延伸率、泊松比等参数。根据国家标准及ISO、JIS、ASTM、DIN等国际标准进行试验和提供数据。 作为国家级专精特新重点“小巨人”企业,万测一直以来都关注着复合材料的发展,承担着为国内复合材料发展做出贡献的责任和义务。为了更好地服务行业,万测将继续加大复合材料力学测试领域的研发投入,为广大用户带来更多专业的测试解决方案。未来,随着复合材料行业的持续发展和创新,万测将继续发挥其专业优势和技术实力,为我国复合材料行业的繁荣发展做出更大的贡献。
  • 长三角碳纤维及复合材料技术创新中心352.00万元采购疲劳试验机,万能试验机
    详细信息 万能试验机采购项目公开招标公告 江苏省-常州市-新北区 状态:公告 更新时间: 2023-11-23 万能试验机采购项目公开招标公告 发布日期:2023-11-23 项目概况万能试验机采购项目的潜在投标人应在常州市政府采购交易管理平台获取招标文件,并于2023年12月15日9点30分(北京时间)前提交投标文件。 一、项目基本情况 1.项目编号:金诚采公[2023]089号 2.项目名称:万能试验机采购项目 3.采购方式:公开招标 4.项目预算金额:352万元 5.项目最高限价:300万元 6.采购需求:本项目采购4套万能试验机及2套疲劳试验机,包括货物的制造(采购)、运输、装卸、安装、售后服务等直至通过验收以及质量保修、免费维保等全部工作。具体详见招标文件。 7.合同履行期限:签订合同之后,按采购人要求分批到货,所有的货物6个月内需完全供货及安装调试。免费质保期3年。 8.本项目是否接受联合体:□是 ◆否。 9.本项目是否接受进口产品响应:□是 ◆否。 二、申请人的资格要求(须同时满足) 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定以及下列情形: 1.1未被“信用中国”网站(WWW.creditchina.gov.cn)或“中国政府采购网”网站(www.ccgp.gov.cn)列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重失信行为记录名单; 1.2单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同投标人(包含法定代表人为同一个人的两个及两个以上法人,母公司、全资子公司及其控股公司),不得参加同一合同项下的政府采购活动。 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 2.1 中小企业政策 ◆本项目不专门面向中小企业预留采购份额。 □本项目专门面向 □中小 □小微企业 采购。即:提供的货物全部由符合政策要求的中小/小微企业制造、服务全部由符合政策要求的中小/小微企业承接。 □本项目预留部分采购项目预算专门面向中小企业采购。对于预留份额,提供的货物由符合政策要求的中小企业制造、服务由符合政策要求的中小企业承接。预留份额通过以下措施进行: / 。 2.2 其它落实政府采购政策的资格要求(如有): / 。 3.本项目的特定资格要求: 3.1本项目是否接受分支机构参与投标:□是 ◆否; 3.2 本项目是否属于政府购买服务: ◆否 □是,公益一类事业单位、使用事业编制且由财政拨款保障的群团组织,不得作为承接主体; 3.3其他特定资格要求:无。 三、获取招标文件 1.时间:自本公告发布之日起至2023年11月30日17:00(北京时间,法定节假日除外)。 2.地点:常州市政府采购业务管理平台 3.方式:供应商持CA数字认证证书登录常州市政府采购业务管理平台(http://czjapp.changzhou.gov.cn/cgzx/login)获取电子版招标文件。 4.售价:0元。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 投标截止时间、开标时间:2023年12月15日9点30分(北京时间)。 地点:本项目采用不见面交易方式,无需到现场提交,投标人登录常州市政府采购业务管理平台供应商端,通过系统在线提交电子投标文件。 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1.本项目需要落实的政府采购政策:无。 2.本项目采用不见面交易方式,请供应商认真学习常州市政府采购网发布的相关操作手册,办理CA认证证书、进行常州市政府采购业务管理平台注册绑定,并认真核实数字认证证书情况确认是否符合本项目电子化采购流程要求。 技术支持服务热线 0519-85588210 CA认证证书办理(可邮寄)联系电话 17712306262 2.1办理CA认证证书 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”下载并查阅 “常州市政府采购业务管理平台(供应商)国信CA证书办理指南”,按照程序要求办理。 2.2注册 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”-“常州市政府采购业务管理平台供应商操作指南”下载相关操作手册、操作视频等,查阅后进行自助注册。 2.3控件、客户端下载 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”-“常州市政府采购业务管理平台供应商客户端下载下载”下载相关控件和客户端。 2.4 获取电子招标文件 供应商持CA数字认证证书登录常州市政府采购业务管理平台获取电子招标文件。未在规定期限内通过常州市政府采购业务管理平台获取招标文件的投标无效。 2.5编制电子投标文件 供应商应使用电子投标文件制作客户端编制电子投标文件并进行线上投标,供应商电子投标文件需要加密并加盖电子签章,如无法按照要求在电子投标文件中加盖电子签章和加密,请及时通过技术支持服务热线联系技术人员。 2.6提交电子投标文件 供应商应于投标截止时间前在常州市政府采购业务管理平台提交电子投标文件,上传电子投标文件过程中请保持与互联网的连接畅通。 2.7电子开标 供应商使用CA认证证书登录常州市政府采购业务管理平台进行电子化不见面开标。 2.8注意事项 供应商在开标前应当使用“验证CA”功能验证本地计算机的控件环境是否正常,并且在开标、评审过程中不可随意更换计算机,必须使用验证成功的计算机进行操作,否则造成相应后果由投标人自行承担。 3.关于常州市中小企业政府采购信用融资: 根据《常州市财政局 中国人民银行常州市中心支行关于进一步推进政府采购信用融资工作的通知》(常财购〔2021〕13号)等有关文件精神,我市实行政府采购信用融资,将信用作为政策工具引入政府采购领域,金融机构根据政府采购项目中标(成交)通知书或中标(成交)合同,为中标(成交)中小企业供应商提供相应额度贷款的融资模式。申请条件及操作流程等事项详见该文件相关内容或者常州市政府采购网--政采融资平台栏目。 4.代理机构银行账户 单位名称:常州金诚招投标有限公司 单位账号:10615101040236369 开户行:中国农业银行常州新北支行 七、对本项目提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 采购人名称:长三角碳纤维及复合材料技术创新中心 采购单位联系人:杨先生 联系电话:0519-69888160 地址:常州市新北区玉龙北路495号 2.采购代理机构信息 名 称:常州金诚招投标有限公司 地 址:常州市新北区汉江路368号金城大厦1910室 联系方式:0519-85183350 3.项目联系方式 项目联系人:袁女士 电 话:0519-85183350 × 扫码打开掌上仪信通App 查看联系方式 基本信息 关键内容:疲劳试验机,万能试验机 开标时间:2023-12-15 09:30 预算金额:352.00万元 采购单位:长三角碳纤维及复合材料技术创新中心 采购联系人:点击查看 采购联系方式:点击查看 招标代理机构:常州金诚招投标有限公司 代理联系人:点击查看 代理联系方式:点击查看 详细信息 万能试验机采购项目公开招标公告 江苏省-常州市-新北区 状态:公告 更新时间: 2023-11-23 万能试验机采购项目公开招标公告 发布日期:2023-11-23 项目概况万能试验机采购项目的潜在投标人应在常州市政府采购交易管理平台获取招标文件,并于2023年12月15日9点30分(北京时间)前提交投标文件。 一、项目基本情况 1.项目编号:金诚采公[2023]089号 2.项目名称:万能试验机采购项目 3.采购方式:公开招标 4.项目预算金额:352万元 5.项目最高限价:300万元 6.采购需求:本项目采购4套万能试验机及2套疲劳试验机,包括货物的制造(采购)、运输、装卸、安装、售后服务等直至通过验收以及质量保修、免费维保等全部工作。具体详见招标文件。 7.合同履行期限:签订合同之后,按采购人要求分批到货,所有的货物6个月内需完全供货及安装调试。免费质保期3年。 8.本项目是否接受联合体:□是 ◆否。 9.本项目是否接受进口产品响应:□是 ◆否。 二、申请人的资格要求(须同时满足) 1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定以及下列情形: 1.1未被“信用中国”网站(WWW.creditchina.gov.cn)或“中国政府采购网”网站(www.ccgp.gov.cn)列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重失信行为记录名单; 1.2单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同投标人(包含法定代表人为同一个人的两个及两个以上法人,母公司、全资子公司及其控股公司),不得参加同一合同项下的政府采购活动。 2.落实政府采购政策需满足的资格要求: 2.1 中小企业政策 ◆本项目不专门面向中小企业预留采购份额。 □本项目专门面向 □中小 □小微企业 采购。即:提供的货物全部由符合政策要求的中小/小微企业制造、服务全部由符合政策要求的中小/小微企业承接。 □本项目预留部分采购项目预算专门面向中小企业采购。对于预留份额,提供的货物由符合政策要求的中小企业制造、服务由符合政策要求的中小企业承接。预留份额通过以下措施进行: / 。 2.2 其它落实政府采购政策的资格要求(如有): / 。 3.本项目的特定资格要求: 3.1本项目是否接受分支机构参与投标:□是 ◆否; 3.2 本项目是否属于政府购买服务: ◆否 □是,公益一类事业单位、使用事业编制且由财政拨款保障的群团组织,不得作为承接主体; 3.3其他特定资格要求:无。 三、获取招标文件 1.时间:自本公告发布之日起至2023年11月30日17:00(北京时间,法定节假日除外)。 2.地点:常州市政府采购业务管理平台 3.方式:供应商持CA数字认证证书登录常州市政府采购业务管理平台(http://czjapp.changzhou.gov.cn/cgzx/login)获取电子版招标文件。 4.售价:0元。 四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点 投标截止时间、开标时间:2023年12月15日9点30分(北京时间)。 地点:本项目采用不见面交易方式,无需到现场提交,投标人登录常州市政府采购业务管理平台供应商端,通过系统在线提交电子投标文件。 五、公告期限 自本公告发布之日起5个工作日。 六、其他补充事宜 1.本项目需要落实的政府采购政策:无。 2.本项目采用不见面交易方式,请供应商认真学习常州市政府采购网发布的相关操作手册,办理CA认证证书、进行常州市政府采购业务管理平台注册绑定,并认真核实数字认证证书情况确认是否符合本项目电子化采购流程要求。 技术支持服务热线 0519-85588210 CA认证证书办理(可邮寄)联系电话 17712306262 2.1办理CA认证证书 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”下载并查阅 “常州市政府采购业务管理平台(供应商)国信CA证书办理指南”,按照程序要求办理。 2.2注册 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”-“常州市政府采购业务管理平台供应商操作指南”下载相关操作手册、操作视频等,查阅后进行自助注册。 2.3控件、客户端下载 供应商登录常州市政府采购网“下载中心”-“常州市政府采购业务管理平台供应商客户端下载下载”下载相关控件和客户端。 2.4 获取电子招标文件 供应商持CA数字认证证书登录常州市政府采购业务管理平台获取电子招标文件。未在规定期限内通过常州市政府采购业务管理平台获取招标文件的投标无效。 2.5编制电子投标文件 供应商应使用电子投标文件制作客户端编制电子投标文件并进行线上投标,供应商电子投标文件需要加密并加盖电子签章,如无法按照要求在电子投标文件中加盖电子签章和加密,请及时通过技术支持服务热线联系技术人员。 2.6提交电子投标文件 供应商应于投标截止时间前在常州市政府采购业务管理平台提交电子投标文件,上传电子投标文件过程中请保持与互联网的连接畅通。 2.7电子开标 供应商使用CA认证证书登录常州市政府采购业务管理平台进行电子化不见面开标。 2.8注意事项 供应商在开标前应当使用“验证CA”功能验证本地计算机的控件环境是否正常,并且在开标、评审过程中不可随意更换计算机,必须使用验证成功的计算机进行操作,否则造成相应后果由投标人自行承担。 3.关于常州市中小企业政府采购信用融资: 根据《常州市财政局 中国人民银行常州市中心支行关于进一步推进政府采购信用融资工作的通知》(常财购〔2021〕13号)等有关文件精神,我市实行政府采购信用融资,将信用作为政策工具引入政府采购领域,金融机构根据政府采购项目中标(成交)通知书或中标(成交)合同,为中标(成交)中小企业供应商提供相应额度贷款的融资模式。申请条件及操作流程等事项详见该文件相关内容或者常州市政府采购网--政采融资平台栏目。 4.代理机构银行账户 单位名称:常州金诚招投标有限公司 单位账号:10615101040236369 开户行:中国农业银行常州新北支行 七、对本项目提出询问,请按以下方式联系。 1.采购人信息 采购人名称:长三角碳纤维及复合材料技术创新中心 采购单位联系人:杨先生 联系电话:0519-69888160 地址:常州市新北区玉龙北路495号 2.采购代理机构信息 名 称:常州金诚招投标有限公司 地 址:常州市新北区汉江路368号金城大厦1910室 联系方式:0519-85183350 3.项目联系方式 项目联系人:袁女士 电 话:0519-85183350
  • 岛津微焦点CT系统助力碳纤维增强复合材料(CFRP)制孔加工新技术
    引 言碳纤维增强复合材料(CFRP:Carbon Fiber Reinforced Plastics)因其高比强度、高比刚性和良好的耐腐蚀性而广泛用于航空航天、国防工业和其他领域。然而CFRP属于典型难加工材料,尤其是制孔加工,CFRP构件为了与其他零部件装配通常要对其进行大量的制孔,传统制孔加工技术难以满足要求,这成为CFRP推广应用的瓶颈。 为了研发高效高质量、低成本的CFRP制孔技术,南方科技大学吴勇波讲席教授团队的汪强博士后研究员等人利用岛津公司的inspeXio SMX-225CT FPD HR微焦点X射线CT系统,观察新技术斜螺旋铣削法(THM)和传统螺旋铣削法(CHM)所获得CFRP制孔加工质量。通过inspeXio SMX-225CT FPD HR微焦点X射线CT系统对两种不同方法CFRP制孔加工样品进行扫描成像,再使用VG软件对其数据进行比较分析,发现利用CHM获得孔的表面出现明显毛刺,而使用THM获得孔的表面非常光滑。这验证了斜螺旋铣削法这一新技术相比传统螺旋铣削法更有利于CFRP高质量制孔加工。论文链接:https://doi.org/10.1007/s00170-018-2995-5图1 基于CHM和THM的加工孔的3D扫描图图2 inspeXio SMX-225CT FPD HR微焦点X射线CT系统外观图 图1是通过微焦点CT扫描后的三维立体图像。无需特殊前处理,直接把样品放进inspeXio SMX-225CT FPD HR CT设备中直接扫描,测试速度快,短短几分钟就可以得出清晰的图像。岛津公司inspeXio SMX-225CT FPD HR是一款高性能微焦点X射线CT系统(图2)。特点是检出器动态范围大,相当于1400万像素的输入分辨率,加之进一步改良过的高输出微焦点X射线发生器,完全颠覆了“无法在高电压输出设备上获得轻质材料的高清晰高对比度的图像”这一常识,能够获得大视野范围、高分辨率、高对比度的断面图像。无论是在研发的复合材料(GFRP、CFRTP),还是大型铝合金压铸件产品,这款仪器能够完成各种样品所需要的研究、开发和检查的实验。 图3 基于CHM和THM加工孔的3D扫描图(图片版权归Int J Adv Manuf Technol所有) 图3分别显示了CHM(θ=0°)和THM(θ=5°)加工孔的CT放大扫描结果。图像表明,CHM孔口处存在大量的毛刺,而在THM孔入口处很少出现毛刺现象,从而抑制了THM孔口的撕裂。使用CHM加工时,孔表面在90°α180°时特别粗糙;与之形成对比的是,THM中所有孔表面都是光滑的。 图4 拟合CHM和THM加工孔的扫描3D图(图片版权归Int J Adv ManufTechnol所有)图5 CHM和THM加工孔CT横截面图 (图片版权归Int J Adv ManufTechnol所有) 通过CT扫描CHM(θ= 0°)和THM(θ= 5°)获得的加工孔横截面(图5)。在CHM加工孔的入口和出口表面都发现了分层,这与THM加工的没有观察到分层的孔形成鲜明的对比。THM加工孔表面要比CHM好得多,这归功于在THM加工中,孔的出口加工是分阶段形成:在第一阶段,会生成直径小于所需直径的孔出口,随着加工进行,孔出口直径逐渐扩大到所需直径,从而完成第二阶段的孔出口加工。在这个过程中,第一阶段形成的孔出口分层可以在第二阶段孔加工中消除,从而实现孔出口的高质量加工。 图6 CHM和THM加工孔CT横截面图 (图片版权归Int J Adv Manuf Technol所有) 图7 THM加工孔CT展开图(a)和SEM图(b) (图片版权归Int J Adv Manuf Technol所有) 在图6和图7中,通过CT扫描后用专用图像处理软件把孔内表面展开,可以清晰的观察CHM(θ=0°)和THM(θ=5°)的孔内表面形貌。这一分析手段有利于观察分析被测物体内部结构,是本公司产品的优势之一。在CHM中,当90°α180°时,可以看到粗糙的表面缺陷位于α=135°附近。但是在THM中,所有α角度的钻孔表面都是光滑的。最后通过SEM扫描验证缺陷位置。 SMX-225CT FPD HR微焦点X射线CT系统扫描结果协助研究者验证了THM加工方法在CFRP制孔加工中显著优于CHM,为后续研究提供了准确的数据。
  • 国家高性能纤维表征检测(宁波)基地建成
    近日,中国化学纤维工业协会授予中科院宁波材料技术与工程研究所“国家高性能纤维表征检测(宁波)基地”。表明宁波材料所在高性能纤维表征检测方面得到了业界的广泛认可,同时,也将促进中国高性能纤维产业的发展。  高性能纤维(High-Performance Fibers)是指具有高拉伸强度和压缩强度、耐磨擦、高耐破坏力、低比重等优良物性的纤维材料,它是近年来纤维高分子材料领域中发展迅速的一类特种纤维,主要包括碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、玄武岩纤维等。它们通常采用高技术制成,且大多应用于工业、国防、医疗、环境保护和尖端科学各方面。  经过几年的发展,宁波材料所先后置办了热分析仪(DSC、TG)、凝胶色谱仪(GPC)、气相色谱仪(GC)、万能材料试验机、纤维强伸度仪、纤维细度仪和密度梯度管等先进精良仪器,同时结合公共技术服务中心测试中心的大型设备仪器,在高性能纤维的表面微观形貌与结构分析、物性分析、有机和无机成分分析方面形成了比较完善的体系,在纤维检测方面取得了较大的进展,并为国内多家单位提供了测试服务。目前,宁波材料所能够依据实践得出的检测方法来测量高性能纤维的各种性能以及为高性能纤维的质量问题提供解决方案。
  • 【综述】红外热成像无损检测技术原理及其应用
    常规的无损检测技术如射线检测、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等,这些方法在实践应用中都有各自的缺点及局限性。红外热成像无损检测技术是近年来应用逐渐广泛的一种新兴检测技术,广泛应用于航空航天、机械、医疗、石化等领域。与其他的无损检测技术相比,红外热成像技术的特点有:1. 测量速度快,因为红外探测器通过物体表面发射的红外辐射能来测得物体表面的温度,所以响应极快,能测得迅速变化的温度场;2. 非接触性,拍摄红外图片时,红外摄像仪与被测物体是保持一定距离的,对被测温度场没有干扰,操作安全、方便;3. 测量结果直观形象,热像图以彩色或黑白的图像形式对结果进行输出,从图上可以方便地读取各点的温度值,并且热像图中还包含有丰富的与被测物体有关的其它信息;4. 测温范围广,由于是采用辐射测温,与玻璃测温计和热电偶测温计相比,测温范围大大扩展,理论上可从绝对零度到无穷大;5. 测量精度高;6. 易于实现自动化和实时观测。红外热成像无损检测原理红外线是一种电磁波,为0.78~1000 μm,可分为近红外、中红外和远红外。任何物体只要不是绝对零度,都会因为分子的旋转和振动而发出辐射能量。红外辐射是其中一种,如果把物体看成是黑体,吸收所有的入射能量,则根据斯蒂芬-玻尔兹曼定律,在全波长范围内积分可得到黑体的总辐射度为:式中:为黑体的光谱辐射度;c1、c2为辐射常数,c1=3.7418×108 Wm-2μm4,c2=1.4388×104 μmK;σ为斯蒂芬-玻尔兹曼常数,为5.67×10-8 Wm-2K-4。实际大部分人工或天然材料都是灰体,与黑体不同,灰体材料的发射率ε≠1,灰体表面能反射一部分入射的长波(λ>3 μm)辐射,因此灰体表面的辐射由自身发射的和环境反射的两部分组成,用红外探测器可直接测量灰体发射和反射的总和Map,但无法确定各自的份额。通常假设物体表面为黑体,将Map称为表观辐射度,为便于理解,一般将其转换为人们较熟悉的温度单位,称为表观温度Tap,即:上述表观温度Tap即为红外探测器测量所得温度,在无损检测中测量距离一般较近,可以忽略大气的影响,故被测物体的表面发射率ε的取值是否准确是影响测量精度的关键因素。检测方式1. 主动式检测为了使被测物体失去热平衡,在红外热成像无损检测时为被测物体注入热量。被测物体内部温度不必达到稳定状态,内部温度不均匀时即可进行红外检测的方法即为主动式红外检测。该种检测方式是人为给试样加载热源的同时或延迟一段时间后测量表面的温度场的分布。从而确定金属、非金属、复合材料内部是否存在孔洞、裂缝等缺陷。2. 被动式检测被动式红外热成像无损检测利用周围环境的温度与物体温度差,在物体与环境进行热交换时,通过对物体表面发出的红外辐射进行检测缺陷的一种方式。这种检测方法不需要加载热源,一般应用于定性化的检测。被测物本身的温度变化就能显示内部的缺陷。它经常被应用于在线检测电子元器件和科研器件及运行中设备的质量控制。红外热成像技术在无损检测中的应用1. 材料热物性参数检测与其它的测温技术相比,红外热像仪能迅速、准确地测量大面积的温 值,且测温范围宽。因此,当需要准确测量较大范围的温度边界条件时,红外热像仪具有其它测温仪器不可比拟的优越性。哈尔滨工业大学的研究人员针对焊接温度场中材料的传热系数随温度升高而变化的情况进行了研究,证明了焊接过程热传导系数反演算法的可行性,结合红外热像法与热电偶测量了LY2铝合金固定TIG点焊过程的焊接温度场,通过计算分别获得了加热和冷却过程的热传导系数随温度变化的曲线。热传导反问题的研究,具有广泛的工程应用前景,近年来在热物性参数的识别、边界形状的识别、边界条件的识别、热源的识别等多方面已经取得了很多研究成果。在进行传热反问题研究时,采用红外热像技术测量研究对象的温度图,可以方便快捷地解决温度边界的测量问题,该方法在热传导反问题的研究中已被广泛采用。2. 结构内部损伤及材料强度的检测目前利用红外热像技术进行的结构损伤研究有混凝土内部损伤检测、混凝土火灾损伤研究、焊缝疲劳裂纹检测、碳纤维增强混凝土内部裂纹检测等,由于损伤部位的导热系数的变化,导致红外热像图中损伤位置温度异常。与常规的探伤方法如X射线、超声波等相比,红外热像技术具有不需要物理接触或耦合剂,操作简单方便、无放射性危害等优点。同济大学的研究人员采用红外热像技术对混凝土火灾损伤进行了实验研究,得出了火灾损伤混凝土红外热像的平均温升随时间的变化曲线,及混凝土红外热像的平均温升与其受火温度与强度损失之间的回归方程。将红外热像技术应用于火灾混凝土检测,在国际上尚属首创,突破了传统的检测模式,为进行混凝土的火灾损伤评价开创了一条新途径。但将该方法运用于实际工程检测中,尚有许多问题需要解决,如混凝土强度等级、碳化深度、级配、火灾类型等对检测结果的可靠性的影响,以及检测时的加热措施等。近年在光热红外技术的基础上发展的超声红外技术发挥了红外技术和超声技术的优点,该方法以超声脉冲作为激发源,当超声脉冲在试件中传播遇到裂纹等缺陷时,缺陷引起超声附加衰减而局部升温,从而利用红外热像技术可以检测出这些裂纹缺陷。南京大学的研究人员将红外热像仪与超声波发射器结合起来,用超声波发射器对有疲劳裂纹的铝合金试件进行热量输入,拍摄红外热图像,与计算机模拟计算结果进行比较,试验表明超声红外热像技术对裂纹缺陷、不均匀结构及残余应力非常敏感。3. 在建筑节能中检测的应用在建筑物节能检测方面,瑞典早在1966年就开始采用红外热像技术检测建筑物节能保温,美国、德国等许多国家的研究人员也都进行过这方面的研究工作。在我国随着对建筑节能要求的提高,建筑物的节能检测势在必行。目前我国对建筑围护结构传热系数的检测多采用建筑热工法现场测量,红外热像技术只作为辅助手段,通过检测围护结构的传热缺陷,综合评价建筑物的保温性能。目前我国红外热像技术在节能检测领域的研究尚属于起步阶段,还没有确定的指标对建筑物的红外热像图进行节能定量评价,由于建筑物立面形式和饰面材料的多样性,编制专用的图像分析与处理软件和建立墙体内外饰面材料的发射率基础数据库成为该项研究中一个重要环节。4. 在建筑物渗漏检测中的应用建筑物的渗漏有由供水管道引起的渗漏和屋顶或外墙开裂引起的雨水渗漏等,由于渗漏部位的含水率和正常部位不一样,造成在进行热传导的过程中二者温度有差异,因而可以用红外热像仪拍摄湿度异常部位墙面的红外热图像,与现场直接观察结果进行对比分析,可以找出渗漏源的位置。结语红外热像技术在无损检测中的应用前景非常广泛,相应的研究工作也取得了初步的研究成果,并逐步地从定性研究走向定量研究,但总体来说在目前尚属起步阶段,能应用于实际工程中的研究成果不多,且多属一些定性的结论,缺乏相应的操作规范。因此,应加强定量研究工作,提高对红外热像图的处理能力。
  • 光热红外显微技术首次应用于刑侦领域指纹中易爆炸物的检测
    在全球恐怖主义不断威胁下的今天,有效的易爆炸物检测已经成为众多重要区域需要进行的关键程序之一,包括机场,边境检查站,以及高安全建筑的入口等。指纹作为人类留下痕迹的一种“照片”——手指的摩擦脊皮肤的图案,自19世纪以来已经成为犯罪现场鉴定当事人身份的一种常规手段。另外,许多被人接触过的东西都会残留在指纹的自然分泌物和污染物的复杂混合物中,如每天服用的药片,咖啡,或刑侦领域常见的毒品和易爆炸物等。传统的可视化指纹检测手段,如扑粉,茚三酮熏蒸,真空金属沉积等,尽管可以重建指纹图案,但其同时可能对一些指纹脊状突起中含有的化学物质造成破坏。近年来,许多技术被用于指纹中痕量外源物质的分析鉴定,如解吸电喷雾电离质谱(DESI-MS),液相色谱-质谱(LC-MS),但通常需要额外的溶剂喷雾处理,且空间分辨率不足(~150 μm),或者分析过程会对指纹造成破坏。傅里叶变换红外(FTIR)光谱显微镜,可以探测样品中分子间化学键的固有分子振动,并提供丰富的化学信息, 已成为一种快速、无需标记、无损的样品表征方法,被广泛应用于包括刑侦在内的众多领域。FTIR透射模式测试通常选用红外光透明的材料,而反射模式则选用硅片,聚酯薄膜或铝覆盖的玻璃基底,但两者在指纹分析上多局限于收集在选定波数下指纹中组分物质的二维分布信息。另外对于那些沉积在既不透明也不反射红外的基底上的样品,衰减全反射法(Attenuated total reflectance,ATR)似乎成为的选择,但ATR通常不是法医鉴定的一种理想方法,因为ATR要求被分析的样品和ATR晶体紧密接触,往往会导致样品变形甚至后破坏剩余的证据。 图1. 光热红外光谱显微技术用于检测指纹中的易爆炸物基于以上考虑,新加坡国立大学同步辐射光源线站的科学家们和新加坡刑事调查局刑侦部门共同合作开发出了一种新的红外检测手段(图1),即使用基于新型光热红外(Optical- Photothermal InfraRed,O-PTIR)技术的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage来分析指纹中含有的痕量易爆炸物微粒,该技术带来了一系列的优势,如亚微米的红外光谱和成像分辨率,易操作的远场、非接触显微镜工作模式和明显高于FTIR光谱显微镜的灵敏度。在实验过程中,四种代表性易爆材料,包括PETN(季戊四醇四硝酸酯)、RDX(黑索今炸药)、C-4 (塑料炸药,黑索今炸药和塑化剂,粘结剂的混合物)和TNT(2,4,6-三硝基苯),可直接被分散在指纹内(“直接”指纹)或沉积在基底物质上 (间接”指纹)进行检测,无需任何复杂的样品制备过程。而传统红外样品制备时通常会使用KBr,混合后在一定压力下进行薄片的压制。从光学显微照片2a中可以看出,薄片中KBr颗粒与RDX的混合是不均匀的,肉眼无法准确识别出目标物质RDX。为了定位混在KBr颗粒之间的易爆物,作者采集了单一波长1269 cm-1下的O-PTIR图像, 对应于RDX分子的C-N拉伸振动的显著红外吸收线(红色),清晰显示了RDX分子在混合物中的分布情况。另外,类似于FTIR光谱技术,光热红外技术可以提供样品红外吸收带相对于波数[cm-1]的谱图函数信息。如图2c所示, 作者采集了C-4, RDX,PETN和TNT四种物质的O-PTIR图像和FTIR光谱,通过对比可知所有分析的光谱都包含易爆物自身的特征红外吸收峰,可以视为他们的“签名”。值得注意的是,尽管基于O-PTIR的非接触亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage使用非接触(远场),反射模式,其光谱质量仍然非常接近于透射测量模式下的FTIR吸收光谱,且红外吸收带强度和浓度之间遵照比尔定律成线性关系。图2. (a) Cassegrain显微物镜记录的混有RDX的KBr薄片的10倍放大光学图像,(b) O-PTIR激光反射(绿色)和在1269 cm-1波长下采集的单波数O-PTIR图像(红色)叠加后的照片, (c) 含有四种高爆炸物的参照物的FTIR(黑色)和O-PTIR(红色)谱图对比,(C-4, RDX, PETN 和 TNT)。单波数图像,又称为离散频率图像,已被广泛用于高倍率下样品感兴趣区域的定位。图3a展示了作者收集到的被PETN污染的指纹光学图像,该指纹沉积在桌面上,是通过使用粉末(Hi-Fi Silk Gray)显影, 胶带(Spex C-lifts)分离后获取到的。在该例子中,单波数的图像为1000×200点组成的矩阵(500×300 μm2),每一个单点都对应于该位置O-PTIR振幅的值(即与特定波数下(1003 cm-1和1473 cm-1,该点处材料的红外吸收和数量成正比),换句话说,这些图像是所选波数下红外吸收强度的二维分布(吸收)图。图3. (a) 被易爆物PETN污染的指纹的光学照片,(b)指纹中五个不同位置收集的O-PTIR光谱与PETN的标准参考红外谱图的对比;(c, d)在同样的500 * 300平方英寸的面积下采集的单波数下O-PTIR图像,每像素约1毫秒,(c) 1003 cm-1和 (d) 1473 cm –1。综上所述,作者认为O-PTIR技术是一种分析具有挑战性样品的理想手段,如隐藏的指纹,提供隐藏在大量外源物质中的微小(亚微米)粒子的化学信息(如易爆物)且不需要复杂的样品制备过程。这些信息可以通过单波数红外成像和亚微米空间分辨率的红外光谱获得,后者使用目前的FTIR光谱显微镜是无法做到的(分辨率受限于红外波长,约10-20 μm)。另外,该分析手段非常简单快捷,无破坏性,且不需要基于接触的方法(例如ATR光谱技术),使得样品的完整性被完全的保持。特别指出的是,该技术的非破坏性非常重要,尤其是在法医领域,因为它可以允许同时使用其他技术对相同样本进行互补和比对分析,并作为法律证据。此外,随着技术的发展,O-PTIR现在可以与拉曼显微镜相结合,以提供真正的亚微米同步的红外拉曼测试,使得在一个仪器上通过一次测量即可进行互补和验证分析。 技术支持:Quantum Design中国结合红外光谱的应用和科技的需求,专注先进红外光谱技术的引进, 近期QD中国引进了美国PSC公司的非接触亚微米分辨红外&拉曼同步测量系统mIRage(图4)。它是全球科技创新R&D100大奖的获奖者,基于O-PTIR技术,克服了传统红外光谱仪空间分辨率受限于红外光波长的问题,将分辨率从原来的10-20微米提升到了0.5微米,并且可以实现同时、同样品区域、相同分辨率的红外光谱和拉曼光谱测试,测量过程更简单、便捷。目前该样机安装于Quantum Design中国北京实验室,更多的应用仍在不断开发和探索中,我们期待与您早日合作,共同进步!图4. Quantum Design中国北京mIRage样机实验室及仪器工程师合影 参考文献:[1] Agnieszka Banas et. al, Detection of High-Explosive Materials within Fingerprints by Means of Optical-Photothermal Infrared Spectromicroscopy. Anal. Chem. 2020, 92, 14, 9649–9657.产品信息:非接触式亚微米分辨红外拉曼同步测量系统:https://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C363244.htm
  • 【综述】红外热成像技术在FRP复合材料无损检测应用中的研究现状与进展
    引言红外热成像是具有非接触、检测面积大、检测结果直观等突出优势的新兴无损检测技术,近年来被广泛应用于金属、非金属、纤维增强复合材料以及热障涂层等的无损检测与评价。碳纤维增强复合材料(CFRP)与玻璃纤维增强复合材料(GFRP)是目前发展最为成熟、已被广泛应用于航空航天、船舶、交通运载和风力发电等领域的结构复合材料。然而,它们的层状以及非均匀微观结构使得它们在生产和使用过程中极易萌生和发展为多种类型的缺陷,如涂层脱粘、界面分层等,极大地降低了复合材料/涂层结构件的使用性能与寿命,严重时甚至酿成灾难性事故。热障涂层作为一种陶瓷层可沉积在基体材料的表面,对基体材料起到隔热保护的作用,目前已被广泛用作航空发动机、聚变反应堆、火箭喷管等高端装备的高温热防护部件。图1 某航空发动机及其涡轮叶片热障涂层结构示意图为控制FRP复合材料/涂层结构的质量,确保高端装备的安全可靠运行和低维护成本,开发先进的无损检测与评价方法或技术对其进行高效、可靠地检测与评价是非常必要的。目前比较有代表性的无损检测与评价技术有射线检测、超声检测、磁粉检测、渗透检测和电磁检测等。但这些方法各有所长,也有其各自的局限性。例如,超声法中耦合剂的使用会致使检测表面受到污染;电磁法虽易于实现自动化检测,但仅适用于非铁磁性材料,且多用于检测近表面缺陷信息。红外热波成像技术由于具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等优点,非常适合于复合材料/涂层结构的在线检测与缺陷表征,近年来得到人们的重视和广泛关注。01 红外热波成像技术任何高于绝对零度的物体都会向周围环境发出电磁热辐射,根据Stefan-Boltzmann定律,其大小除与材料种类、形貌和内部结构等本身特性有关外,还与波长和环境温度有关,而红外热波成像技术即是利用红外热像仪通过遥测材料表面温度场,从而实现对材料结构特性和物理力学性能的无损检测与评价。根据被测对象是否需要施加外部热激励,该技术可分为主动式与被动式,其中主动式红外热波无损检测技术由于具有更高的热对比度与检测分辨率,近年来受到极大的关注。主动式红外热波检测技术是利用外界热源对待测试件进行热激励,同时利用红外热像仪记录其表面温度场的演化历程,并通过对所获得的热波信号进行特征提取分析,以达到检测材料表面损伤和内部缺陷的目的。根据外激励热源的不同,该技术又可被分为光激励红外热成像、超声红外热成像与电涡流红外热成像等。图2总结了目前主动式红外热波成像检测技术中的主要分类依据及分类结果。图2 主动式红外热成像检测技术的主要分类依据及结果虽然红外热成像无损检测技术种类众多,但由于所检测对象琳琅满目,且结构与物理特性比较复杂,因此在实际应用中需结合检测对象本身特性,选择一种相对合适且高效的主动式红外热波成像无损检测方法,从而达到对待测对象进行高分辨率、高精度、快速可靠检测与评价的目的。光激励红外热成像是主动红外热成像中一种相对高效的无损检测方法,由于其非接触、非破坏、检测时间短、检测面积大、易于实施等突出优点,在热障涂层结构、纤维增强复合材料无损检测与评价中备受关注。在该方法中,当外激励光源入射到待测试件时,基于光热转换效应所产生的热波扩散并与内部界面或缺陷相互作用,同时,利用红外热像仪远程记录待测试件表面的瞬态热响应,即红外热图像序列。然后,借助先进的后处理算法对所获取的热图像序列进行综合分析,从而实现待测试件的无损检测与定量表征。图3为光激励热成像技术原理和目前常用光激励红外热成像检测系统。图3 光热无损检测原理及典型闪光灯激励热成像检测系统此外,根据热激励形式的不同,红外热成像技术又可被分为红外脉冲热成像、红外锁相热成像与红外热波雷达成像,这也是根据红外热成像发展历程、目前最为常用的分类方法之一。红外脉冲热成像技术检测效率高,但其探测深度通常较浅,无法满足对材料深层缺陷高分辨率检测的要求;且其检测结果易受表面加热不均匀、表面反射率及发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使材料表面产生热损伤。为克服红外脉冲热成像技术的局限性,红外锁相热成像技术应运而生,但由于该技术在单一调制频率热激励下仅能探测与其热扩散长度相对应深度的内部缺陷,因此对FRP复合材料或热障涂层类结构内不同深度或不同铺层界面的缺陷,需选择不同调制频率对待测试件进行激励,因此,该方法检测时间仍相对较长且易出现漏检。红外热波雷达是一种新兴的无损检测技术,具有红外脉冲热成像与红外锁相热成像技术所无法比拟的突出优势,如高分辨率、高检测效率、大探测深度等,近年来备受关注。表1总结了红外脉冲热成像、红外锁相热成像以及红外热波雷达成像这3种技术的优缺点及适用范围。02 FRP复合材料光激励红外热成像无损检测研究现状2.1 红外脉冲热成像检测技术红外脉冲热成像技术是发展最早且目前应用最为广泛的一种红外热波无损检测技术,该技术是使用高能光源(如激光、卤素灯、闪光灯)对待测试件进行非常短时间(通常几毫秒)的脉冲激励加热,由于内部界面或缺陷的热阻效应会对待测试件表面温度场产生差异,然后,利用红外热像仪同步记录这种温度差异,并借助于先进的后处理算法可实现对待测试件内部界面或缺陷的无损检测与评价。红外脉冲热波检测技术检测速度快,且对厚度较小的试件具有较好的检测结果,但其探测深度非常有限,不适用于检测大厚度构件。此外,该技术还易受表面加热不均、表面发射率不均等影响,瞬时高能量脉冲也易使试件表面产生热损伤。FRP复合材料的强各向异性和显著内部界面效应,极易使得其产生界面分层等类型缺陷,极大影响FRP复合材料结构或装备的使用性能。[英国巴斯大学Almond等]对CFRP复合材料裂纹状缺陷的边缘效应进行了研究,并提出了一种瞬态热成像法测量缺陷尺寸的方法。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]提出了一种将脉冲热成像与调制热成像技术相结合的红外脉冲相位热成像检测技术,该技术基于傅里叶变换可获得能无损表征CFRP复合材料的相位图像,因此克服了脉冲热成像技术对表面加热均匀性的限制。[意大利学者Ludwig等]研究了红外脉冲热成像检测技术中的热损失与三维热扩散对缺陷尺寸测量的影响。[加拿大拉瓦尔大学Maldague等]为了克服脉冲热成像技术的局限性,提出了双脉冲激励热成像检测技术,并表明该技术可进一步增强热对比度。[加拿大学者Meola等]利用脉冲热成像法对GFRP复合材料的低速冲击损伤进行了无损检测。[英国巴斯大学Almond等]又通过解析法研究了脉冲热成像技术的缺陷检测极限与缺陷径深比、激励能量以及缺陷深度都密切相关。[伊朗桂兰大学Azizinasab等]还提出了一种使用局部参考像素矢量来处理脉冲热成像检测结果的瞬态响应相位提取方法,实现了CFRP复合材料缺陷检测和深度预测。此外,为增强FRP复合材料缺陷检测效果,许多集成先进特征提取方法的脉冲热成像检测技术也被提出,例如主成分热成像、矩阵分解热成像、正交多项式分解热成像和低秩稀疏主成分热成像。国内的哈尔滨工业大学、电子科技大学、湖南大学、东南大学、火箭军工程大学、首都师范大学、南京诺威尔光电系统有限公司等科研单位也对FRP复合材料红外脉冲热成像无损检测技术开展了大量研究工作,并取得了丰硕的研究成果。[首都师范大学]研究了GFRP复合材料脉冲热成像检测的热图像序列的分割与三维可视化,并提出了一种基于局部极小值的图像分割算法。[北京航空航天大学]对FRP复合材料次表面缺陷红外脉冲热成像无损检测的检测概率进行了深入研究,并分析了阈值、特征信息提取算法等对检测概率的影响。此外,国内研究学者还提出集成了稀疏主成分分析、矩阵分解基算法、流形学习[30]和快速随机稀疏主成分分析等算法的红外脉冲热成像检测技术。2.2 红外锁相热成像检测技术红外锁相热成像技术是20世纪90年代初发展起来的一种新型数字化无损检测技术,该技术是利用单频正弦调制的热激励源对待测试件进行加热,然后,待测试件内部将也产生一个呈周期性变化的温度场,由于缺陷区与无缺陷区处的表面温度场存在差异,因此采用锁相算法可对表面温度场进行幅值与相位提取,最终实现对材料表面损伤或内部缺陷进行无损检测与评价。红外锁相热成像检测技术的探测范围要大于红外脉冲热成像检测技术,此外,通过降低激励频率大小可增大探测深度。英国华威大学和意大利那不勒斯大学等研究学者较早地将红外锁相热成像技术用于CFRP航空件缺陷检测,并证实了该技术与瞬态热成像与超声C扫描无损检测技术相比,更适于CFRP航空件表面冲击损伤的快速无损检测。[Pickering等]研究了同等激发能量下,红外脉冲热成像和红外锁相热成像对CFRP复合材料分层缺陷的检测能力。[Montanini等]证实了红外锁相热成像技术也可用于厚GFRP复合材料的无损检测,并深入研究了与缺陷几何形状和深度相关的检测极限问题。[Lahiri等]发现随着GFRP复合材料缺陷深度增加,利用红外锁相热成像技术所获得的相位对比度增大,而热对比度却减小。[Oliveira等]提出了一种融合光学锁相热成像和光学方脉冲剪切成像的CFRP复合材料冲击损伤高效表征方法。国内哈尔滨工业大学、浙江大学和东南大学等科研人员也对FRP复合材料红外锁相热成像检测开展了较多有价值的研究工作。[哈尔滨工业大学]对CFRP复合材料分层缺陷的大小和深度以及热物性的无损检测与定量评价,开展了系统的理论与实验研究,并提出了多种先进特征增强算法来提高其内部分层缺陷的可视性。[浙江大学]使用红外锁相热成像无损检测CFRP复合材料分层缺陷,并利用深度学习对测量过程中的传感器噪声、背景干扰等进行有效去除,显著提高了CFRP复合材料次表面缺陷无损检测与定征的精度。[东南大学]针对CFRP复合材料分层缺陷红外锁相热成像无损检测中所存在的热成像数据缺失以及低帧率导致的低分辨率问题,提出了基于低秩张量填充的热成像检测技术,不仅可有效解决红外锁相热成像数据高度缺失问题,还可显著提高常用红外热像仪的帧频率。2.3 红外热波雷达成像检测技术近年来,红外热波雷达成像技术因检测效率高和灵敏度高以及不易对材料产生热损伤而受到越来越多的关注,并开始应用于FRP复合材料的无损检测与评价。红外热波雷达成像技术具有红外脉冲热成像技术与红外锁相热成像技术所无法比拟的优势,但由于被用于FRP复合材料无损检测与评价的时间并不长,尚存在一定的局限性。例如,由于通常采用较低调制频率激励源去探测较深范围的内部缺陷信息,随之而来的是热扩散长度的增大,致使检测分辨率降低;另外,为提高检测信号的信噪比,通常采用增加热流激励强度的方法来解决,但在检测重要目标构件时,为防止对检测对象的热损伤,这种方法并不适合。[加拿大多伦多大学Mandelis教授]与[印度理工大学Mulaveesala教授]首先将线性调频雷达探测技术引入到红外热成像检测技术中,提出了脉冲压缩热成像或热波雷达无损检测技术。为显著提高探测热波信号的信噪比与灵敏度,随后提出了热相干层析成像和截断相关光热相干层析成像技术,截断相关光热相干层析成像技术的具体原理如图4所示。图4 截断相关光热相干层析成像检测技术原理:(a) 截断相关光热相干层析成像数学实施;(b) 激光诱导热成像系统框图印度理工学院与印度塔帕尔工程技术大学等科研人员还将脉冲压缩热成像与红外脉冲热成像等其他检测技术在检测FRP复合材料次表面缺陷时的检测性能进行了对比,并分析了各种技术的优势所在。为增强FRP复合材料分层缺陷检测,[比利时根特大学]也提出了离散频率相位调制波形的热波雷达技术,并证明了该技术具有更高的深度分辨率。国内的科研人员也对脉冲压缩热成像或热波雷达开展了较多的研究工作,并取得了重要的创新研究成果。[哈尔滨工业大学]较早地将红外热波雷达成像技术拓展到CFRP复合材料铺向和分层缺陷的无损检测与评价,并对热波雷达检测技术的特征提取方法也开展了深入研究。[湖南大学]和[电子科技大学]还分别用感应红外热成像/热波雷达检测技术和参考脉冲压缩热成像检测技术对CFRP复合材料分层缺陷检测,并取得了较为满意的检测效果。[东南大学]也提出了正交频率相位调制波形的热波雷达检测技术,可有效增强CFRP复合材料分层缺陷的检测效果。03 热障涂层红外热波成像无损检测研究现状关于热障涂层红外热波检测技术的研究始于20世纪80年代,伴随着信息电子与计算机技术的快速发展,近年来在航空和先进装备等领域受到极大关注。在目前的热障涂层红外热成像无损检测中,仍以光激励红外热成像检测技术为主,这仍然是由于光激励红外热成像技术具有非接触、快速、检测面积大、检测结果直观等突出优点,非常适合于热障涂层结构性能与健康状况的在线检测与表征。根据激励热源生热机理的不同,除光激励红外热成像检测技术外,其他无损检测方法还包括:超声热成像、振动热成像和涡流热成像。3.1 红外脉冲热成像检测技术针对热障涂层红外脉冲热成像无损检测,国外专家学者较早地开展了相关研究,并取得了较多的研究成果。[Cielo等]利用红外脉冲热成像技术无损检测热障涂层,研究表明当光学穿透深度远小于而加热区域远大于涂层实际厚度时,该技术可有效表征热障涂层热物性和表面涂层厚度。[Liu等]提出了可无损检测热障涂层内部裂纹和厚度不均匀性的稳态热流激励热成像技术,可实现直径远小于1mm的裂纹检测。[Shepard等]利用红外脉冲热成像技术对热障涂层厚度和脱粘缺陷进行无损检测,并结合先进后处理方法提高了时空域分辨率和信噪比。[Marinetti与Cernuschi等]利用红外脉冲热成像技术结合机器学习和相位特征提取方法,系统地研究了热障涂层结构中的表面涂层厚度变化、脱粘缺陷以及涂层过厚与粘附/脱粘缺陷的区分问题。[Bison与Cernuschi等]为无损评价热障涂层老化程度以及完整性,利用红外脉冲热成像技术检测了热障涂层面内与深度方向热扩散率以及孔隙率。此外,利用红外脉冲热成像检测技术还可监测热障涂层损伤演化历程以及寿命评估,且热障涂层粘结界面处粗糙度形貌、深度以及基底强度等对其损伤演化也有重要影响。[Ptaszek等]还研究了热障涂层表面非均匀及红外透光性等对其光热无损检测的影响。[Mezghani等]利用激光激励红外脉冲热成像技术无损检测了表面涂层厚度变化。[Unnikrishnakurup等]利用红外脉冲热成像技术和太赫兹时域谱技术同时对不均匀涂层厚度进行测量,并获得了对热障涂层厚度估计小于10.3%的平均相对误差。虽然我国关于热障涂层红外脉冲热成像无损检测的研究起步较晚,但仍取得了重要研究成果。[北京航空航天大学]利用红外脉冲热成像技术,通过使用有限元数值模拟与热成像检测实验方法,对存在脱粘缺陷和厚度不均匀时热障涂层表面温度场以及热障涂层的厚度与疲劳特性进行了较为深入的研究。[北京航空材料研究院]利用闪光灯激励红外脉冲热成像技术不仅检测出直径小于0.5mm的脱粘缺陷,还识别出了肉眼无法观察到的微裂纹。近来,关于热障涂层激光扫描热成像技术的无损检测与评价研究也开始出现,[北京理工大学]和[南京理工大学]利用线型激光扫描热成像技术实现了对热障涂层脱粘缺陷以及20~150μm厚薄涂层的高精度无损检测与评价。为了检测热障涂层表面微小裂纹,[北京理工大学]还开发了一种将线型激光快速扫描模式与点激光精细扫描模式相结合的激光多模式扫描热成像检测技术,实现了仅9.5μm宽表面微小裂纹的高效检测。3.2 红外锁相热成像检测技术不同于热障涂层红外脉冲热成像无损检测研究,国内专家学者较早地开展了热障涂层红外锁相热成像无损检测的研究,而国外对此的研究还很少。[火箭军工程大学]利用红外锁相热成像技术对涂层厚度进行检测,并表明该技术可实现对涂层厚度的快速检测,且检测精度可达到95%。[哈尔滨工业大学]利用红外锁相热成像检测技术和热波信号相关提取算法对热障涂层脱粘缺陷进行检测,并研究了光源功率、分析周期数和激励频率大小等对检测结果的影响。[哈尔滨工业大学]随后利用激光激励红外锁相热成像技术高精度地量化了SiC涂层碳/碳复合材料的薄涂层厚度分布的均匀性。[上海交通大学]针对热障涂层内部裂纹缺陷的快速无损检测与评价,也提出了一种基于多阈值分割和堆叠受限玻尔兹曼机算法的红外热成像无损检测技术。此外,[韩国国立公州大学Shrestha和Kim]利用红外脉冲热成像技术和红外锁相热成像技术对热障涂层表面不均匀涂层厚度进行了无损检测与评价,并开展了有限元数值模拟与热成像检测实验分析了各种技术的优势所在。3.3 红外热波雷达成像检测技术红外热波雷达成像作为一种新兴的无损检测技术,其高信噪比、大探测范围等突出优势更利于热障涂层次表面脱粘缺陷的高精度无损检测。而目前关于热障涂层红外热波雷达成像无损检测与评价的研究还鲜有报道,目前仅有国内的哈尔滨工业大学和东南大学针对热障涂层红外热波雷达成像无损检测开展了相关的理论与热成像检测实验研究工作。[哈尔滨工业大学]利用红外热波雷达成像技术对热障涂层脱粘缺陷进行检测,该技术利用线性调频信号调制光源强度,并引入了互相关和线性调频锁相提取算法,研究表明该技术可实现热障涂层脱粘缺陷的有效检测。[东南大学]基于Green函数法,对热障涂层光热传播理论进行了较为深入的研究,并提出了一种先进非线性调频波形的脉冲压缩热成像检测技术,可实现热障涂层次表面脱粘缺陷的高信噪比、大探测深度的高分辨率检测。结语本文介绍了红外热成像技术在FRP复合材料和热障涂层无损检测应用中的研究现状和进展,通过文献调研和相关研究结果分析,可发现,由于FRP复合材料和热障涂层的复杂结构特性,使得传统的无损检测技术无法较好地实现高效可靠的无损检测与评价。作为新兴的无损检测技术,红外热波雷达成像技术由于具有高分辨率、大探测深度、检测结果直观等突出优点,为FRP复合材料和热障涂层的高精度无损检测与评价提供了新契机。此外,在对FRP复合材料和热障涂层红外热成像无损检测进行研究的过程中,笔者也发现,红外热成像无损检测技术的发展还面临着一些主要瓶颈制约问题,也促使红外热成像检测技术须向多样化、智能化、集成化和多源信息融合方向发展,呈现出以下发展趋势:1) 多样化传统无损检测方法和红外热成像等新型无损检测技术都有其各自的优缺点及适用范围,随着检测对象的多样化和检测要求的多元化,所需要的检测手段也呈现多样化发展的趋势,具体体现在:①热激励源由卤素灯、超声和电磁等向半导体激光器、相控阵超声等其他热激励形式发展;②随着计算机和电子信息技术的快速发展,传统的红外脉冲热成像和红外锁相热成像向着新兴的先进激励波形脉冲压缩热成像或热波雷达成像检测技术方向发展。2) 智能化近年来人工智能技术的快速发展使得基于深度学习模型的红外目标识别与跟踪方法取得了巨大进步,这无疑为红外热成像无损检测技术的进一步发展提供了很好的发展契机。深度学习方法的高识别率特点使其在红外目标特征识别、红外图像分割与分类方面性能优异,在精度和实时性方面,甚至远远赶超传统检测方法。人工智能赋能红外热成像检测技术,有望取代人工判断,推动红外热成像无损检测技术向着智能化检测方向发展。3) 集成化红外热成像检测系统通常需要激励热源、红外热像仪、光路等调节装置、固定装置等模块,体积较大、结构较为复杂,且仍需人工或仪器自动采样。为满足实际无损检测应用中原位测量及低能耗的需求,红外热成像检测技术需逐步向小型集成化方向发展,最终实现无损检测现场的便携式携带和操作。4) 多源信息融合发展多源多模态热成像数据能比单一热成像数据提供更多的关键信息,此外,在信息呈现和表达上,多来源、多模态红外热成像数据还增加了无损检测结果的鲁棒性。因此当检测要求较高时,常常需要采用优势互补、多种检测方法相结合的方式,通过多源多模态热成像数据的融合与集成,最终提供优质、高效、安全、可靠的无损检测解决方案。因此,红外热成像技术也需向多源信息融合方向发展。
  • 波音787梦想客机使用安捷伦手持式光谱仪检测复合材料结构的热暴露程度
    波音 787 梦想客机使用安捷伦手持式光谱仪检测复合材料结构的热暴露程度 2011 年 10 月 13 日,加利福尼亚州圣克拉拉市——安捷伦科技公司(纽约证交所:A)宣布了安捷伦 4100 ExoScan 手持式傅里叶变换红外光谱仪列入波音公司新型 787 梦想客机服务维修手册,该光谱仪能够测定飞机复合材料元件的热暴露程度。 众所期待的波音 787 梦想客机的机身、机翼和其他主要部件采用先进的碳纤维复合材料制成,因此需要一种新型无损方法来检查潜在危害。经过几年的研究,发现安捷伦 4100 ExoScan 是测量机身和其他碳纤维部件热暴露程度的理想仪器。 安捷伦副总裁光谱产品总经理 Philip Binns 说道:“4100 ExoScan 系统不断为 FTIR 光谱仪创造新的应用机会,可用于严苛的实验室以外的环境。随着航天领域越来越多地使用复合材料,我们很高兴 ExoScan FTIR 系统能够为高效制造并维护飞机出一份力。 ExoScan FTIR 系统具有优越的仪器性能和多样的采样接口,为证实该系统能够用于飞机检测,工程师对手持式 FTIR 技术和多种传统实验室方法进行了全面对比,包括损坏热和机械检测。试验证明ExoScan可成功分析碳纤维复合材料,该系统也是分析仪器如何越来越多地用于实验室以外应用的例证。 ExoScan 还可用于许多其他现场应用,例如材料分析、艺术品保护和地球科学。对于那些目前需要实验室式系统,而将来可能需要手持式系统的分析人员,可以选择带有底座的 ExoScan,这也是非常有效的台面式 FTIR。 要了解更多信息,请访问 www.chem.agilent.com关于安捷伦科技 安捷伦科技公司(纽约证交所:A)是全球领先的测量公司,同时也是通信、电子、生命科学和化学分析领域的技术领导者。公司的 18500 名员工为 100 多个国家的客户提供服务。在 2010 财政年度,安捷伦的业务净收入为 54 亿美元。要了解安捷伦科技的信息,请访问:www.agilent.com.cn。
  • 清华大学研发微小型检测机器人,实现亚厘米级管道高效探测
    近日,清华大学机械系现代机构学与机器人化装备实验室研发了一种可在亚厘米级管道中高效运动的管道探测机器人。在航空发动机和炼油机等复杂系统中,有大量用于输送水、气体和油的管道。通常,这些管道具有各种直径、变化的曲率,并覆盖较长的距离。为确保它们处于良好的工作状态,需要定期从外部和内部进行管道检修。目前已开发的各种管道巡检机器人包括轮式、腿足式、履带式等运动机构,多采用电磁电机驱动,适用于大口径管道的检测。当涉及到直径小于一厘米的微细管道时,机器人的尺寸很难按比例缩小。微型管道机器人在弯曲管道中行进本项工作提出了一种智能材料驱动的微型管道检测机器人(重量 2.2 克,长度 47 毫米,直径10 毫米),可以适应亚厘米直径和变化曲率的复杂管道。机器人采用高功率密度、长寿命的介电弹性体致动器作为人造肌肉,采用基于智能复合微结构的高效锚固单元作为传动装置,使用具有可调节数目的磁单元来快速组装机器人,以适应不同管道的复杂几何形状。通过考虑软材料的独特特性(如粘弹性和动态共振)来分析机器人的动态特性,并相应地调整驱动电压的频率和相位,以优化机器人的运动速度。这个基于高频蠕动运动原理的管道机器人由外部的缆线来提供动力,在亚厘米大小的管道中实现了水平和垂直快速运动(速度:1.19 身长/秒)。此外,它能够在不同几何形状的管道(变径管、L形管、S形管、螺旋形管等)、不同的填充介质(空气、油等)和不同材质(玻璃、金属、碳纤维等)的管道中高速行进。为了验证其管道检测能力,机器人正面安装了一个微型摄像头,从外部控制该机器人,机器人以不同的速度成功完成了一组管道巡检任务演示。该技术将来有望在航空发动机管路检修等领域发挥作用。该成果以“用于亚厘米级管状环境导航的管道检测机器人”(A pipeline inspection robot for navigating tubular environments in the sub-centimeter scale)为题发表在《科学机器人》(Science Robotics)上。管道机器人在多介质、多材质、变管径的复杂管道中行进和探测论文第一作者为清华大学机械工程系博士后汤超,通讯作者为机械工程系副教授赵慧婵,其他作者包括机械工程系教授刘辛军和2021级博士生杜伯源、2018级博士生姜淞文、2019级硕士生邵琦、2019级博士生东旭光。该团队多年来一直专注于机器人领域相关研究。本项工作受到了国家自然科学基金青年基金、面上项目以及共融机器人重大研究计划等项目的支持。论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abm8597
  • 浙江大学高超团队今日《Science》:再次在氧化石墨烯纤维领域取得重大突破
    长期以来,材料科学家们都在寻找一种类似肌肉和其他天然纤维的合成结构材料。该材料可以在外界刺激响应下进行可逆的融合和裂变,从而可以用于开发动态可变形系统和具有可定制化纤维的结构材料,在航空、电子和太空探索等领域具有重大的应用前景。大家颇为熟悉的一个例子便是碳纤维。碳纤维作为一种具有极高机械强度和模量的高性能纤维,在承重和复合材料等领域发挥着重要的作用。为满足不同的应用需求,碳纤维往往需要经过分层组装(如揉捻等),以形成复杂程度不同的线、纱、绳和织物。由于现代纤维组装技术需要复杂的机械和高能量输入,因此简化和探索可逆的纤维组装过程是目前人造纤维面临的主要挑战之一。此外,在重复融合和裂变过程中具有结构和性质持久性的系统的设计仍然具有挑战性。石墨烯纤维是由石墨烯片沿一维方向宏观组装而成的新型碳纤维。不同于以往的碳质纤维,石墨烯纤维的构筑基元是具有良好的导电、导热、机械强度等性能的二维石墨烯,纤维的内部结构三维有序、致密均一,可以在多功能织物、轻质导线、能量收集及转换、可穿戴储能装备、柔性电子器件、神经信号记录微电极等多个领域发挥功能。因而被材料科学家们寄予厚望。2011年,浙江大学高超教授首次利用氧化石墨烯液晶法湿法纺丝的技术制备出宏观连续的石墨烯纤维。从制备技术上看,石墨烯纤维具有独特的四大优势:可以批量生产的氧化石墨烯原料;氧化石墨烯自发形成的液晶结构;氧化石墨烯原丝的自融合和自愈合能力;种类多样且成本低廉的还原方法。2019年6月6日,由高超教授团队成果转化并建设的全球首条纺丝级单层氧化石墨烯十吨生产线试车成功。随即,国际石墨烯产品认证中心当日为该生产线生产的单层氧化石墨烯及其应用产品多功能石墨烯复合纤维分别颁发了全球首个产品认证。5月7日,高超教授团队再次在氧化石墨烯纤维领域取得重大突破,团队首次发现:湿法纺丝制备的氧化石墨烯(GO)纤维在溶剂的触发下会发生动态可逆的融合和裂变行为(图1)。研究成果以“Reversible fusion and fission of graphene oxide–based fibers”为题,发表在《Science》上。图1. 高超团队发现氧化石墨烯(GO)纤维在溶剂的触发下会发生动态可逆的融合和裂变行为具体来说,融合过程(C1-C4)就是n条单根GO纤维在溶剂中溶胀而自适应变形,形成核壳结构。其中核为GO纤维,壳为紧密堆积排列的类皮肤状GO片,呈宏观的圆柱形结构,具有微观尺度的波纹(图2A);随后在空气干燥的过程中,在表面张力的驱动下,GO纤维粘结在一起,并随着纤维素壳的自适应收缩而发生融合,形成较粗的熔融GO纤维(FuF-n)。而裂变(E1-F4)则指的是将熔融之后的GO粗纤维重新浸入溶剂溶胀,其裂变始于均匀的溶胀,随着溶胀的持续,纤维间界面处会出现小缝隙。随后缝隙的快速传播以及整个纤维组件的体积膨胀导致了整个裂变,重新变成了n条单根GO纤维(FiF-n)。作者发现,在水诱导的融合和裂变过程中,融合后的FuF-100纤维中紧密堆积GO片层的层间间距为0.84 nm,密度为1.51 g cm-3,FuF-100纤维的拉伸强度为281 MPa;裂变后的FiFs-100的GO片之间的层间距为0.84 nm,密度为1.54 g cm-3,拉伸强度为259 MPa,几乎与FuF-100一致。这充分说明了该融合和裂变过程的精准动态可逆。图2. 水诱导触发的GO纤维的精确可逆的自融合和自裂变过程GO可逆融合和裂变的变形机制研究团队在两个GO纤维的融合和裂变过程中对它们的横截面进行的原位光学显微镜和偏振光学显微镜观察,发现:溶胀和再溶胀时纤维壳的可逆地起皱和展开对GO可逆融合和裂变起着至关重要的作用(图3)。由于纤维壳与相邻纤维的边界接触,提供了GO纤维间的粘结和脱粘作用,并保护了内部的纤维GO片材不扩散,从而表现出溶剂触发的大体积变化和弹性变形能力。在溶剂的表面张力和压差(Pc)驱动下,GO纤维间通过π-π相互作用和氢键作用促进了纤维壳的进一步粘合,随后GO片材起皱并压实了整个粗纤维束。在熔合过程中,溶剂响应性纤维壳充当弹性屏障,防止薄片在瞬态界面上相互扩散。而在裂变过程中,GO单根纤维会受纤维壳之间的圆柱形几何形状的驱动而分离。由于FuF浸入了GO的良好溶剂中,溶剂渗透会削弱单个纤维之间的粘合强度。当单个纤维的溶胀率超过一定值时,壳的弯曲几何形状会产生应力,并迫使相邻的纤维彼此分离。图3. 可逆融合和裂变的动态地形变形机制潜在应用最后,研究团队展示了GO纤维动态可逆融合和裂变行为的潜在应用。首先,由于可以在各种纤维基的组装结构之间灵活转换,这允许开发具有特定性能需求的不同场景中自适应应用GO基光纤系统。例如,GO纤维组件可通过裂变和融合在3D刚性杆和2D柔性网之间可逆转换(图4 A-D)。研究团队将多达13500根具有微米级直径和厘米级长度的纤维融合到一根1.2毫米厚的杆中,该杆足以支撑其重量的680倍。随后通过局部裂变和融合在1D熔融GO光纤与各种1D和2D复杂光纤组件之间进行切换(图4 E- F)。第二个应用是,通过融合和裂变,GO纤维束将能够实现包含和排除客体材料的功能,以在动态系统中表现出可控交付的功能。不同材料,大小和形状的各种客体,例如聚丙烯腈短切纤维,聚苯乙烯微球和亚毫米级的玻璃珠,均可以在熔化过程中被吸收到FuF中,然后在裂变过程中被排出(图4 G-J)。第三个应用是通过GO涂层赋予普通纤维以可逆的融合和裂变特性。传统的聚合物,金属和陶瓷纤维通过简单地涂覆GO外层而具有可逆的熔裂能力,进一步扩展了相应应用领域的覆盖范围。图4. GO纤维可逆的融合和裂变行为的应用简而言之,GO纤维的可逆融合和裂变使得纤维组装系统具有动态特性,从而实现了结构之间的转换和响应性的致动。同时, 该概念通过GO涂层进一步扩展到了常规纤维,为未来功能响应材料的设计提供了一个通用的策略。石墨烯检测技术及应用进展为促进石墨烯研发和产业化快速发展,仪器信息网联合国家石墨烯产品质量监督检验中心、全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组,将于2021年5月11日举办 “石墨烯检测技术及应用进展”主题网络会议。邀请业内专家以及厂商技术人员就石墨烯最新应用研究进展、检测技术、检测方法、质量评价体系及标准化等展开探讨,推动我国石墨烯产业健康发展。会议日程时间报告主题报告人09:30-10:00待定孙立涛(东南大学)10:00-10:30石墨膜导热测试技巧方法李金艳(德国耐驰仪器制造有限公司)10:30-11:00绝缘衬底表面石墨烯晶圆生长研究进展王浩敏(中国科学院上海微系统与信息技术研究所)11:00-11:30石墨烯材料检测方法介绍刘峥(国家石墨烯产品质量监督检验中心)11:30-14:00午休14:00-14:30待定谭平恒(中国科学院半导体研究所)14:30-15:00石墨烯导热增强复合材料与热界面材料林正得(中国科学院宁波材料技术与工程研究所)15:00-15:30二维半导体及异质结的生长与光电性能调控肖少庆(江南大学)15:30-16:00石墨烯结构表征及其在环保领域的应用胡学兵(景德镇陶瓷大学)16:00-16:30石墨烯等低维纳米材料的标准化动态和展望丁荣(全国纳标委低维纳米结构与性能工作组)报名方式扫描下方二维码或点击以下链接即可进入报名页面。(会议链接:https://www.instrument.com.cn/webinar/meetings/Graphene2021/)报名参会加入会议交流群,随时掌握会议动态
  • 江西纺织品纤维成分检测实现重大突破纪实
    只需将纺织品样品放在光谱采集探头下,电脑屏幕上即刻就会显示出面料中棉/涤、棉/氨、锦/氨、涤/氨、涤/粘胶等多种纺织原料的成分含量。这神奇的一幕,发生在江西检验检疫局综合技术中心。 在这里,传统方法耗时几个小时甚至十几个小时才能完成的成分检测,被缩短到了立时可见,快速、无损、无污染,极大地提高了检测速度。 5年耕耘,江西局综合技术中心在纺织品纤维成分检测方面收获了累累硕果。他们将近红外光谱分析技术应用于纺织品成分检测,被专家赞为革命性的突破。 市场之需 市面销售的纺织品上必须有纺织原料成分标签,这是世界上几乎所有国家法令或标准的规定,也是保护消费者合法权益的重要保障。 中国是世界上最大的纺织品生产国、出口国和消费国,纺织服装年进出口总额达千亿美元,国内纺织品消费总额达万亿元。验证纺织产品成分是否符合相关法律法规,是纺织品生产企业、社会公共检测机构和政府监管机构的重要工作。出入境检验检疫部门、质量监督部门和工商管理部门承担着重要的责任。据不完全统计,全国从事纺织品原料组分检测的(包括外资企业设立的)各类实验室达2000家以上,大多数规模较大的生产企业、甚至经营企业也都配有此类实验室。按照我国强制性技术规范的要求,每年仅原料组分检测的批数就超过6000亿批次。 然而,由于传统的检测技术存在检测周期长、检测环境要求高、使用有毒有害化学试剂、破坏样品等问题,使得纺织产品成分含量验证性检测批次大打折扣。 在这样的大环境下,一些不法生产企业为降低成本,擅自降低混纺面料中某些纤维成分的含量,以次充好,实际成分与标识不符,导致大批量的不合格成品在市场上流通。近年来,从全国各地质检部门公布的抽查结果可以看出,不合格纺织品中成分及含量与实际不符问题尤其突出,国内市场50%的服装不合格,其中超过50%属于原料组分标识不合格。 研发之路 为解决纺织产品质量控制实际需求和检测技术支撑之间的矛盾,研究和开发一种快速简捷、不需要化学试剂、无需破坏样品的纺织品原料组分检测方法,是检验监管机构和生产企业的迫切需求,也让江西局综合技术中心踏上了漫漫的研发之路。 2010年,江西局综合技术中心引进人才,组建了近红外光谱分析技术研究团队,致力于纺织服装等产品的近红外光谱快速检测技术的研究,并与北京化工大学、中国检验检疫科学研究院等单位建立了红外光谱技术研发合作关系。 经过5年多的研究,收集了2万多个纺织样品,在通用型、便携式和微型近红外光谱仪上开发出了近红外光谱法快速检测棉/涤、棉/氨、锦/氨、涤/氨、涤/粘胶等多种常见纺织品的分析模型,使传统方法耗时几个小时甚至十几个小时才能完成的检测,缩短到了现在3分钟内即可完成,极大地提高了检测速度。这一快速、无损、无污染的检测技术,被专家誉为&ldquo 纺织纤维成分检测的革命性突破&rdquo 。 为便于推广应用,研究团队及时将成熟的模型转化为检验检疫行业系列标准,目前已发布实施的有SN/T 3896.1-2014《进出口纺织品 纤维定量分析 近红外法 第1部分:聚酯纤维与棉的混合物》,还有4个系列标准已通过审定待发布实施。为进一步方便客户使用,降低近红外光谱技术使用的门槛和成本,还建立了基于物联网的纺织纤维成分近红外光谱快速检测数据处理中心,客户联网后将待检测纺织品的近红外光谱数据传输至数据处理中心,即可在一两分钟内得到检测结果。 收获之甜 江西局综合技术中心在近红外光谱分析技术研究领域的突出表现,引起了学术界的广泛关注,先后受邀参加了2012年9月在广西桂林举办的全国第四届近红外光谱学术会议和2012年11月在北京举办的第446次香山科学会议学术讨论会。在全国第四届近红外光谱会议上,该技术中心向与会者介绍了利用近红外光谱技术检测纺织品原料组分的研究成果,得到了与会专家和学者的充分肯定;在香山科学会议上,该技术中心向与会者做了题为《消费品品质近红外物联网检测及健康安全》的报告,近红外光谱技术在纺织品检测领域的应用成果得到了陆婉珍院士及其他参会专家的好评与关注。 辛勤换来的研究成果也引起了仪器设备生产企业的关注,聚光科技(杭州)公司、瑞士步琦公司、赛默飞世尔公司等先后与江西局综合技术中心接洽,商讨共同合作开发小型专用近红外光谱仪事宜,与聚光科技(杭州)公司的合作已进入实施阶段。 利用近红外光谱分析技术检测纺织品纤维成分具有检测速度快、便于操作、不使用化学试剂、不破坏样品等优点,可广泛应用于生产企业产品质量自控、销售企业进货(入场)商品质量验收、监督管理部门质量监控等多个领域。这一技术受到了国家质检总局领导的充分肯定和兄弟单位的广泛认可,系统内外多家单位已采购或预算采购近红外光谱仪器,应用江西局综合技术中心的研究成果开展纺织品纤维成分的检测,以保证国内纺织产品的质量。
  • 我国太赫兹探测成像领域取得重大突破
    我国太赫兹探测成像领域取得重大突破  山东科学院自动化所研发出太赫兹探测成像仪  在好莱坞大片中,常常出现特种部队通过特种设备隔墙“看”到搜索目标的情景。日常生活中的很多时候,人们也希望自己的眼睛可以透视,能够“看”到被遮挡的另一侧的物体。如今,这种设想在我国正逐步成为现实。  记者从山东省科学院自动化研究所了解到,该所最近成功研制出一种特殊的仪器设备,能够让我们“看”到障碍物另一侧的状况。这一最新成果的达成,标志着我国超宽带与太赫兹探测成像领域取得重大突破,对于保障公共安全和国民经济发展具有重大意义。反恐防暴和人员救援的“好帮手”  5日,山东省科学院自动化研究所超宽带与太赫兹实验室内,一堵实验墙壁立于一台小巧的仪器和目标物之间。当工作人员打开该仪器时,神奇的一幕出现了仪器的显示屏上显示出该目标物的清晰轮廓和在房间内的相对位置 当物体移动时,显示屏上物体的图像也随之移动 当有人来到实验墙另一侧时,人的图像也会立刻呈现在屏幕上。  该研究所所长成巍告诉导报记者,这种神奇的仪器叫超宽带太赫兹探测成像仪(简称“太赫仪器”),可以透过墙壁“看”到屋内人员的分布和活动,以及混乱环境中的物体,可应用于反恐防暴斗争中犯罪分子的搜寻以及地震、塌方、火灾等灾害现场的人员救援等。  据介绍,太赫兹(即Terahertz,简写为 THz,1THz=1012Hz)泛指频率在0.1Thz至10THz波段内的电磁波,位于红外和微波之间。由于具有频率及空间分辨率很高、脉冲很短、时间分辨率很高、能量小不会对物质产生破坏作用等独特性能,在通信、雷达、无损检测等方面具有深远而重要的影响,因而被美国列为“改变未来世界的十大技术”之一。  在美国,太赫兹电磁波已经少部分用于机场人员的安检,物品安检则仍然使用X 光进行。  在现实生活中,人们熟悉的X光也具有透视功能,它与太赫兹电磁波有何不同呢?“X 光由于波长较短,光子能量较高,因而对人体照射会造成肌体不同程度的损伤,但太赫兹电磁波却不会造成任何损伤。”成巍说,由于光子能量较高,X 光穿透物体后难以反射成像,而太赫兹电磁波却不存在这一短板,因而可以将相关仪器做得更小,即使一个人也可以轻松携带,大大方便了人员使用。煤矿和航空航天安全的“保护神”  正是看到太赫兹技术广阔的应用前景,山东省科学院自动化研究所的研究团队制定了研发蓝图,在太赫兹的多个应用领域展开技术攻关。该团队从前文介绍的超宽带太赫兹探测成像仪起步,正在进一步研究应用于煤矿探测的太赫兹透射成像雷达和碳纤维复合材料无损检测装备等。  “每年我国瓦斯爆炸和突水引起的矿难事故严重威胁着人们的生命和财产安全。如果有一种仪器,能够穿透岩石、土壤和煤层,在煤矿开采时实时地预测到岩层后大量水和瓦斯的存在,将降低事故发生的概率。”成巍说,该研究所的太赫兹透射成像雷达研制成功后,将针对目前煤矿中导水裂隙进行探测,提供清晰图像,为煤矿的危险防治提供技术与设备支撑。  值得一提的是,随着碳纤维复合材料大量应用于飞机、卫星及运载火箭,采用新技术、新装备开展碳纤维复合材料的无损检测,对于保障我国航空航天的安全尤为重要。太赫兹成像技术在检测碳纤维复合材料内部缺陷方面,具有许多其他检测技术不具备的独特优势。通过对比材料的实物照片和相应方法重构的THz透射图像,能清晰地分辨出材料内部的情形,这样就可以提前检测出通过其他手段不易发现的内部缺陷和耗损,这将大大减少安全事故的发生。目前,该项技术已完成了前期调研和技术规划,进入研发阶段。  据了解,《国家“十二五”科学和技术发展规划》已将太赫兹技术列为“需求导向的重大科学问题”研究领域,并加大了资金支持。目前,山东省科学院自动化研究所的相关成果已经达到国际先进水平,必将为我省乃至我国在太赫兹技术领域的研究揭开新的一页。
  • 广州纤维产品检测研究院539万元采购红外光谱仪等设备
    国义招标股份有限公司受广州纤维产品检测研究院的委托,于2016年7月8日就广州纤维产品检测研究院设备采购项目(项目编号:0724-1601D72N1955)采用公开招标方式进行采购。现就本次采购的中标(成交)结果公告如下:  一、采购项目编号:0724-1601D72N1955  二、采购项目名称:广州纤维产品检测研究院设备采购项目  三、采购项目预算金额(元):5390000.00元  四、采购方式:公开招标  五、中标供应商  中标供应商名称 广东省中科进出口有限公司 法人代表 周晶 地址 广州市越秀区先烈中路100号大院9号楼  六、报价明细  七、评审日期:2016-7-8 评审地点:国义招标股份有限公司2楼8号会议室(广州市越秀区东风东路726号国义招标股份有限公司2楼)  评审委员会(谈判小组、询价小组、磋商小组或单一来源采购小组):  负责人:莫自耀 成员:莫自耀、刘丽华、陈昌松、林武红、姬艳丽、赖友源、黎仲明。  八、评审意见(非标采购方式或竞争性磋商采购方式采用书面推荐供应商参加采购活动的,还应当公告采购人和评审专家的推荐意见)  综合评分法中标(成交)候选供应商排序表  备注:推荐中标(成交)候选供应商的排序应当按综合得分由高到低顺序排列。得分相同的,按投标报价由低到高顺序排列。得分且投标报价相同的,按技术指标优劣顺序排列。  九、本公告期限1个工作日。  十、联系事项:  (一)采购单位联系人:刘小姐 联系电话:020-66364288  采购单位项目联系人:刘小姐 联系电话:020-66364288  (二)采购代理机构联系人 :张帆 联系电话:020-37860520  采购代理机构项目联系人:刘志丰、伍艳妮、汪莹 联系电话:020-37860563/37860567  各有关当事人对中标、成交结果有异议的,可以在中标、成交公告发布之日起7个工作日内以书面形式向(政府采购代理机构)(或采购人)提出质疑,逾期将依法不予受理。  发布人:国义招标股份有限公司  发布时间:2016年07月11日
  • 红外分光测油仪的检测范围及校准方法
    红外分光测油仪是一款可以用于地表水、地下水、生活污水、工业废水、土壤中的矿物油和动植物油及废气中油烟和油雾排放检测的仪器设备,现在使用越来越广泛,今天小编就来介绍一下红外分光测油仪的相关情况。红外分光测油仪检测范围:红外分光测油仪检出限:DL≤0.04mg/L(四氯乙烯空白液测定11次的3倍SD)方法检出限:检出限为0.06mg/L;当样品体积为500ml,萃取液体积为50ml时(HJ637-2018标准)最低检出浓度:0.003mg/L样品测量范围:0~100%油(富集和稀释)基本测量范围:0.0-800mg/L重复性:RSD ≤ 0.6%(30-80mg/L 油样测定 11 次 )准确度误差:≤2%相关系数:r0.999扫描速度:全谱扫描,快速模式45 秒钟/次,精密模式3分钟/次波数范围:3100cm-1 ~ 2800cm-1 (即 3200nm ~ 3570nm )红外分光测油仪如何校准?1.选择:选择一条空白检测的曲线作为检测页背景线条;2.清空:将已选择的背景曲线清空,检测页将不显示背景曲线;3.校正系数计算:根据上方所选的四类样品计算出XYZF的值;4.保存:将计算出的XYZF的值进行保存;5.选取数据:选取用于计算标准曲线法参数的数据;6.计算:根据所选数据计算出相应公式;7.清空:将已保存的标准曲线法参数清除;8.保存:将计算得出的标准曲线法参数进行保存。红外分光测油仪校准页为出厂前对光路、基本波长和三个检测点进行校准,由于红外分光测油仪出厂前已经校准完毕,用户不需要对其进行设置,直接进行样品检测即可。
  • 中国土壤学会公开征求团体标准《土壤环境微塑料监测技术规范/标准——激光显微拉曼光谱/傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》意见
    根据团体标准制修订计划和标准起草有关规定,经制订《土壤环境微塑料监测技术规范/标准——激光显微拉曼光谱/傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》标准项目起草组认真研究、讨论,并开展调研,现已完成征求意见稿编制工作。现在网上公开征求意见,请于2024年5月8日前将修改意见填写在《意见反馈表》中,并将反馈表电子版(PDF签字扫描件和word版)发至联系人邮箱。逾期视为无意见。联系人:王艳华联系电话:13991828224联系邮箱:yhwang930@foxmail.com附件下载:附件.zip附件1 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》征求意见稿.pdf附件2 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》编制说明.pdf附件3 《土壤环境微塑料监测技术规范标准——激光显微拉曼光谱傅里叶变换红外光谱-光学显微镜法》意见反馈表.docx中国土壤学会2024年4月8日
  • 探微知著:微塑料多维检测技术的发展与应用
    微塑料(Microplastic)的定义是指尺寸小于5 mm 的塑料颗粒、微纤维或者薄膜等。从目前的研究报道看,微塑料在环境中的分布已极为广泛,从深海到高山,从极地到赤道地区,几乎无处不在。近几年微塑料的环境影响引起了全球的关注,它们能够被多种生物摄取,通过食物链的传递可能对生态系统造成长期且复杂的影响。此外,微塑料还能吸附水中的有毒物质,如重金属和有机污染物,这些物质可能通过食物链累积并放大,最终对人类健康构成潜在风险。微塑料逐渐成为一种需特别关注的潜在环境污染物,越来越受到研究人员和公众的关注。 “微塑料”的概念最早于2004年《Lost at Sea: Where Is All the Plastic? 》文章中被首次提出。2012年《The applicability of reflectance micro-Fourier-transform infrared spectroscopy for the detection of synthetic microplastics in marine sediments》文章发表,红外光谱技术被引入微塑料的定性表征检测,很荣幸珀金埃尔默的Spotlight红外显微成像系统担任了文章中检测微塑料光谱信息的任务。 2017年中国重点研发计划“海洋微塑料监测和生态环境效应评估技术研究”启动,同年3月份辽宁省海洋水产科学研究院起草发布了国内首个微塑料的检测标准《DB21/T 2751-2017 海水中微塑料的测定 傅立叶变换显微红外光谱法》。 △ 点击可查看大图 在微塑料科研和检测方法的发展过程中,珀金埃尔默始终和各行各业的客户合作,助力客户的科研和检测工作,改进完善微塑料的检测方案。 2018年,一项由新闻机构Orb Media组织的研究对全球11个国家的259瓶瓶装水进行了测试,结果显示其中93%的瓶装水样本含有微塑料。微塑料污染问题引起了国际社会的广泛关注,成为全球环境和健康议题的一部分。 微塑料相关领域的研究人员,采用了各种测试方法来确定微塑料在环境中的分布和来源。其中红外及显微红外光谱法,被用作检测和鉴别各种环境和样品基质中的微塑料的标准方法。珀金埃尔默的红外及显微红外已有完善的准确可靠检测方案,另外还充分挖掘不同检测设备的优势,将热分析-红外光谱-色谱质谱联用方法和单颗粒ICPMS方法引入微塑料研究,以提供微塑料多维检测数据,更好的服务于行业客户对全面表征数据的需求。 Part.1 ✦ ✦ 微塑料的红外及显微红外 光谱检测方案 ✦ △ 点击可查看大图 多尺寸 提供1.56微米以上多尺寸全光谱范围的微塑料的红外光谱法检测方案,可以根据测试尺寸要求的下限,自由选择不同的检测手段。现场检测大尺寸的微塑料,比如在船上直接检测拖网上的颗粒,可以直接使用红外光谱仪Spectrum 3或Spectrum 2。在实验室测试肉眼不可见的微米级别的微塑料,可使用Spotlight200i红外显微镜或Spotlight400红外显微成像系统。采用Spotlight200i红外显微镜,配合珀金埃尔默自主开发的微塑料自动分析统计软件,可以快速得到整张滤膜的微塑料的测试数据和尺寸统计等信息。下图是自来水样品过滤到滤膜上之后,整个滤膜全自动扫描微塑料光谱和微塑料自动计数的数据。 △ 点击可查看大图 测试10微米以下尺寸的微塑料,采用Spotlight400红外显微成像系统,配合ATR成像附件,最小可以原位测到1.56微米尺寸的微塑料。下图是海洋中贝类样品的小尺寸微塑料的ATR成像原位测试的数据。 △ 点击可查看大图 全光谱 珀金埃尔默方案提供微塑料完整的红外光谱图定性结果,光谱范围至少覆盖7800cm-1~600cm-1波段,保证谱图符合光谱学的定性三要素(特征峰位置、峰形状和峰强度),确保微塑料定性结果的准确无误。 其他使用局部波段的检测技术,会出现微塑料光谱图的误判情况,导致微塑料成分鉴定是不准确的。 △ 点击可查看大图 上图是高密度PE微塑料和ABS微塑料的全波段红外光谱图,在1900cm-1以上和900cm-1以下的波段有非常关键的特征官能团和指纹吸收峰(标阴影区域),如果只是采集中间局部光谱图,比如1900-900cm-1的谱图来定性微塑料,会缺少待测物质的特征信息,不符合光谱学的定性三要素,不能始终给出可靠的光谱学定性结果。 Part.2 ✦ ✦ 微塑料的热重-红外-GCMS 联用技术检测方案 ✦ 微塑料通常悬浮在水面,被生物摄入后进入食物链,并在体内蓄积。随着微塑料带来的环境问题越来越受关注,除了微塑料颗粒、纤维的定性定量研究外,越来越多的研究人员,也在研究微塑料吸附的污染物以及微塑料降解产物的成分相关信息。在研究开始早期,微塑料的热裂解气相色谱-质谱联用技术,被用于分析和鉴定微塑料及其裂解产物的分析。但是随着研究方法使用的深入,暴漏了一些方法的弊端,比如无法获得关于降解产物特性的充分信息,几乎无法获得关于降解产物形成时间的信息。 △ 点击可查看大图 珀金埃尔默将热重分析(TGA)-红外(IR)-气相色谱-质谱(GC/MS)联用方案引入微塑料研究,可以程序控制样品升温速率,实时分析微塑料基质中微塑料PE、PP、PS的总离子色谱图(TIC)数据热分解产生的产物,对逸出气体进行深入表征,获得更多关于降解产物特性的信息以及关于降解产物形成时间的详细信息。 下图为珀金埃尔默联用技术TGA-GCMS模式,悬浮液体中的微塑料(聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS))成分分析数据。 △ 点击可查看大图 另外珀金埃尔默联用技术的TG-IR模式,可快速的对可降解性塑料的成分进行界别,下面是可降解性塑料餐盘(上)和不可降解性塑料(下)的对比热红联用数据。 △ 点击可查看大图 Part.3 ✦ ✦ 微塑料的TGA-ICPOES 及单颗粒ICPMS技术检测方案简述 ✦ 微塑料吸附的污染物,有机污染物部分可以用前面所述的联机技术进行检测。可能吸附的无机污染物部分,可采用珀金埃尔默开发的TGA-ICPOES联用技术,对微塑料上吸附的重金属等无机污染物进行定性表征,如下图为微塑料的热失重和热重逸出气体的实时ICPOES响应曲线数据。 △ 点击可查看大图 单颗粒ICPMS(SP-ICP-MS)技术,也可作为一种快速筛选方式,作为微塑料表征手段的一种补充工具。 相比其他分析手段,SP-ICP-MS分析速度较快,可以在更短的时间内采集更多颗粒,并能提供粒度分布和颗粒浓度的更多信息。通过监测C13的信号,使用NexION系统的SP-ICP-MS,可以成功用作微塑料测定的筛选工具或补充技术。利用单颗粒ICP-MS分析技术采用的快速瞬时采集能力(NexION 系列ICP-MS高达100000点每秒),C13背景得以大大降低,从而实现纳微塑料颗粒的准确分析。将SP-ICP-MS与可鉴别微塑料成分的红外光谱技术相结合,可以获得有关微塑料的更全面信息。右图为SP-ICP-MS筛选塑料茶包中微塑料颗粒的分析数据。 △表1:塑料茶包中含碳颗粒结果 综上,珀金埃尔默仪器与解决方案,在微塑料检测技术的发展中扮演着关键的角色,不断推动各项测试技术的创新与更新。我们的微塑料检测方法开发团队不仅积极参与当前的研究工作,而且与不同行业的合作伙伴携手,共同推动检测标准的建立与完善。我们坚信,微塑料问题所在之处,正是珀金埃尔默技术和解决方案发挥作用的地方。珀金埃尔默的使命是致力于创造一个更加美好的未来,我们期望能够支持和帮助更多投身于微塑料研究和检测的科研工作者。我们共同努力,为了我们共同生存的地球环境的改善和可持续发展贡献力量。 关注我们
  • 第一届近红外纤维定量分析比对试验结果公布
    p  近红外检测技术日趋成熟,在很多行业有了广泛的应用。对纺织品领域而言,随着FZ/T 01144-2018《纺织品 纤维定量分析 近红外光谱法》的发布和实施,近红外技术的应用也进入了快车道。不过,目前近红外技术在纺织检测领域的应用仍然处在验证和建模研究阶段,使用机构和单位主要是一些大学,研发机构,规模较大的第三方检测机构等,大部分处于探索和尝试阶段,没有真正地用近红外检测技术进行检测并出具检测报告,主要原因还是担心出具的数据不够准确,模型不够稳定,无法鉴别出异常样品等。/pp  因此,为了更好地了解各家单位和机构近红外设备的使用情况,加强各机构之间的互动和交流,推动近红外检测技术在纺织品检测领域更广泛地应用。受中国仪器仪表学会近红外光谱分会的委托,上海英柏检测技术有限公司主办了第一届近红外纤维定量分析的比对试验。/pp  本次比对试验由上海质量监督检验技术研究院纤维检验所作为独立第三方,承担准备比对试验用样品、样品制备、样品邮寄、数据收集、化学法测试安排和数据收集汇总等工作 比对样品的化学法测试结果由上海市质量监督检验技术研究院、绍兴中纺联检验技术服务有限公司、浙江中纺标股份有限公司三家机构进行独立测试并提供数据。/pp  此次共有11家实验室机构参加比对试验,基本涵盖了目前纺织品检测领域有近红外设备且已建立了自有模型的机构。参加本次比对试验的机构(排名不分先后)有:上海纺织集团标准检测有限公司、福建省纤维检验中心晋江检验部、天纺标检测认证股份有限公司、上海天祥质量技术服务有限公司、上海英柏检测技术有限公司、赣州市检科院、广州市纤维产品检测研究院、青岛市产品质量监督检验研究院、深圳市英柏检测技术有限公司、上海冉紫实业有限公司、中山海关技术中心。/pp  本次比对试验参加机构所用到的仪器品牌及型号(排名不分先后)有:JDSU Smarteye 1700便携式近红外分析仪、长沙普测T-NIR、冉紫实业RZNIR 7900、聚光 SupNIR-1520 TM、珀金埃尔默PE 9700、冉紫实业RZNIR 5600、聚光SupNIR-1500、聚光SupNIR-1520 、赛默飞世尔 Antaris II、布鲁克 Tango-R。/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 450px height: 645px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/74bf4692-9aa0-4a06-bf43-a3a885806fa5.jpg" title="微信图片_20200624100859.png" alt="微信图片_20200624100859.png" width="450" height="645" border="0" vspace="0"//pp  此次比对试验选择市场上使用比较普遍的三种模型(棉/氨纶,聚酯/氨纶,棉/聚酯)进行,每个模型选择三块样品参与比对。比对试验采用Round Robin Test方式进行。由第三方独立机构先将样品寄给lab1,并告知lab2的地址和联系人,lab1在规定的时间内完成比对试验,并上报结果给第三方独立机构后将样品寄给lab2,以此类推,直至所有的机构都完成比对试验,由最后一家机构将样品寄回第三方独立机构 在比对试验进行中,试样不得破坏。在循环传递的过程中,后一家机构须对寄到的样品进行检查,如果发现样品被损坏,需第一时间告知主办方,同时比对试验终止,此次比对试验宣告失败。/pp  比对测试的数据比对方式是采用近红外方法与传统方法两者的数据进行比较,理论上可以认为,近红外方法的试验数据越接近传统方法的试验数据时,比对结果更优,反之,则比对结果更劣。当然,虽然传统方法的试验数据由三家机构提供,取平均值,但也仍然不排除有偏差的可能性,因此,即使是理论上的推断,仍然建议依据此数据得出的评价结果仅供参考。/pp  比对试验执行标准:FZ/T 01144-2018《纺织品 纤维定量分析 近红外光谱法》 参考值执行标准:GB/T 2910.11纺织品 定量化学分析 第11部分:纤维素纤维与聚酯纤维的混合物(硫酸法)、FZ/T 01057(部分)纺织纤维鉴别试验方法、FZ/T 01095-2002 纺织品 氨纶产品纤维含量的试验方法。/pp style="text-align: center "strong比对试验近红外法试验结果/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 150px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/fe216ded-f19a-4618-81f8-605275fc29f0.jpg" title="01.png" alt="01.png" width="600" height="150" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 151px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/fe4957b4-e092-4865-a9e0-65c497d04ff6.jpg" title="02.png" alt="02.png" width="600" height="151" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 168px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/376e4545-1eab-46f7-86f8-e6e57de959f2.jpg" title="03.png" alt="03.png" width="600" height="168" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 500px height: 169px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/4c41878c-6bb1-4908-9cdd-71430f289d56.jpg" title="04.png" alt="04.png" width="500" height="169" border="0" vspace="0"//pp style="text-align: center "strong比对试验传统方法试验结果汇总/strong/ppstrong/strong/pp style="text-align: center"img style="max-width: 100% max-height: 100% width: 600px height: 139px " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202006/uepic/737deb51-d521-4d5d-8a0c-228b9e9228e9.jpg" title="05.png" alt="05.png" width="600" height="139" border="0" vspace="0"//pp  据介绍,本次比对试验目的在于各机构之间的技术交流,因此对于最终的数据只进行呈现,不对每个实验室的数据进行评价。各机构可根据各自实验室的数据进行对比分析。/pp  不过,虽然不做具体的评价,但是从数据上观察,仍然可以得出一些普遍性结论供大家参考:从数据的一致性和稳定性方面,进一步验证近红外法适用于纺织品纤维定量分析 棉/氨纶,聚酯/氨纶的近红外方法的数据与传统方法的数据差异较小,且大部分机构间的数据一致性较好 在这三个模型上,不同品牌和型号的仪器都有可能得到较好的测试结果,相同品牌和型号的仪器也可能得出一致性较差的测试结果,说明检测设备在满足基本参数条件下,更多地取决于建模样品的选取,建模过程的控制,建模方法的选择。/ppbr//p
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