应变片测量系统

记者9日从北京航空航天大学李宜彬教授团队获悉，该团队首次利用自主研发的紫外-数字图像（UV-DIC）系统在超高温极端环境应变场测量领域实现了3000℃环境下的成功测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域的权威杂志《无损检测与评价国际》上。25℃-3000℃散斑图：（a）T=25℃；(b)T=1100℃；(c)T=1500℃；(d)T=1900℃；(e)T=2100℃；(f)T=2300℃；(g)T=2500℃；(h)T=2700℃；(i)T=2900℃；(j)T=3000℃；(k)在加热至3000℃后冷却至25℃的散斑此前，在超高温极端环境应变场测量领域一直缺乏有效测量表征手段，主要难点包括：一是超高温热辐射导致测量图像过度曝光，无法表征；二是使用中性密度、蓝光、偏振等多组滤光片，导致测量步骤繁琐，表征成像效果欠佳；三是作为变形信息载体的散斑在超高温中容易脱落，导致测量失败，无法表征。典型温度下应变场云图：(a)1100℃；(b)2100℃；(c)2500℃；(d)2700℃；(e)2900℃；(f)3000℃该文章通讯作者、北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽表示，研究人员利用紫外-数字图像（UV-DIC）系统，仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射，同时开发了以碳化铪粉末为散斑材料的超高温散斑制备工艺，最终在3000℃环境下成功测量了石墨热膨胀系数，并清晰记录了被测对象从室温到3000℃的高质量图像。该成果由北京航空航天大学、天目山实验室联合研发。“以上难点在紫外-数字图像相关的应变场测量方法中均被很好地解决，该测量方法能够有效、准确测量热端部件在超高温极端热力耦合条件下的热变形，对于助力我国航空航天技术发展具有积极意义。”李宜彬说。

仪器简介：DIC（Digital Image Correlation）数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术，该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备，该设备不与被测物体表面发生接触，通过追踪物体表面的散斑图像，实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数：测量维度：二维、三维测量区域：1mm×1mm—1m×1m（该区间外也可测量，但测量精度会相应下降）测量精度：位移（1μm），应变（0.01%）主要特点：精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点：1、新型的光学测量仪器，无接触测量材料的位移和应变2、测量结果准确，每个结果均含有一个置信区间3、测量时间短，系统操作简单、标定程序简单

英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商，产品广泛应用于评价材料和部件机械（力学）性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0，这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求，例如ISO527，ASTM d3039 ，ASTM D638等。这款第二代视频引伸计，也是当今市场上采用专利的，先进的视频引伸计技术中最快速，最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装，可以适用于各种条件下的试验室环境，也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置（测试表现则与各款试验机本身条件有关）。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差，同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试，与数字图像相关技术相结合（DIC）。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变，包括塑料，金属，纺织，薄膜，复合材料，生物材料及更多。 关于英斯特朗：英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商，美国五百强公司ITW集团旗下品牌，从基本的软组织到先进的高强度合金材料，其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来，英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命，通过提供最高品质的产品，专业的技术支持和世界水平的服务，从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站： www.instron.cn用手机扫一扫，关注英斯特朗微信账号，获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips

10月26日，中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技（上海）有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》（T/CSAE 233-2021）。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上，对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的规定，以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前，汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数，为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库，提高碰撞安全分析的准确性，需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准，各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明，测试结果也存在在较大差异，由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上，参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》，并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时，对试样的夹具，应力测试方法，样件尺寸及装夹，应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机，高速相机，光源，数据采集及分析系统，同步器，夹具，散斑制备装置，应变片粘贴设备等部分组成。试验时，确保设备的连接可靠，经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状，通过正交矩阵进行试验方案设计，共48组试验，每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理，直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验，为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具，根据不同的拉伸设备，可以设计不同的设备连接方式，考虑到试样是圆形截面，推荐使用螺纹接头连接试样，螺纹的长度也进行了优化试验，选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究，选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果，推荐使用钛合金材料，硬度28～38HRC，以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验，在本标准中给出了具体阐述，尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中，如果测试力的同时还需要测试应变，设备需要连接额外的数据线，试验前需检查所有的连线是否牢固连接，尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸，然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试，分别用单台和两台相机试验，发现当使用单台相机时，大截面尺寸（5毫米直径棒材）会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效，因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时，应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝（左） 铸铁（右）图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝（左） 铸铁（右）图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究，图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时，所取得的应变有效数据大于力值的采样数据，而且一般会大于400。当应变速率100s-1时，应变的有效数据会急剧下降，应调整应变的采集频率和拍摄参数，最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认，各测试单位做了详细讨论，考虑到高应变率速度的影响因素复杂，因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时，实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内，当最大力对应的应变率小于5%时，记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容，较短的测试长度有助于获得高的应变速率，但测量长度不能过小，否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准，制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式，尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4，并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明：（1）尺寸公差为0.05mm，平行段工作部分粗糙度0.32，同轴度为0.01毫米。（2）推荐区域直径为5mm，=10mm，=15mm，R=16mm，=5mm，=35mm，D=12mm，或者区域直径为3mm，=10mm，=15mm，R=12mm，=5mm，=35mm，D=6mm。综上所述，该标准围绕车用金属材料的使用工况，对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验，给出了从夹具，散斑制作，相机标定，系统试验前验证，试样尺寸与装夹，力的测试，数据采集及处理等方面系统的说明，试验准确性高，试验失效率低，同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件，具有普遍适用性，可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一，互不交叉，提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法，对现有标准起到补充作用。

2014年，上海百若持续创新，研发再上新台阶。YYF-50系列慢应变速率应力腐蚀试验机产品的研发，填补了国内在材料应力腐蚀敏感性研究领域的空白，产品处于国内领先，可完全替代同类的进口产品。该产品已在高温高压的超临界水介质环境、高温铅铋液态介质环境、高温盐溶液介质环境、高温高压H2S介质环境、海水环境等腐蚀介质应用领域成功使用，可进行慢应变速率腐蚀拉伸、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀裂纹扩展测量、精确裂纹预置、低周疲劳等试验。在腐蚀介质环境下进行材料的腐蚀裂纹扩展测量存在较大技术困难，传统的COD法已不能实现测量应用，DCPD方法是腐蚀介质环境下测量裂纹扩展普遍推崇的方案，上海百若耗时多年进行研发和测试，完成了腐蚀介质环境下通过DCPD法精确测量材料裂纹扩展及扩展速率计算。该技术已成功在设备上安装使用，获得了用户的高度评价和认可。不断地研发投入和全面的科学测试，上海百若在应力腐蚀试验设备的销售推广取得了骄人的成绩，在诸多领域提供了试验设备：1. 高温高压超临界水，慢应变速率拉伸，腐蚀疲劳，腐蚀裂纹扩展测量。2. 高温铅铋溶液，慢应变速率拉伸，腐蚀疲劳。3. 高温盐溶液，慢应变速率拉伸，腐蚀疲劳。4. 高温高压H2S，慢应变速率拉伸，腐蚀疲劳，腐蚀裂纹扩展测量。5. 常温常压海水，慢应变速率拉伸。6. 微高温海水，慢应变速率拉伸，腐蚀疲劳，腐蚀裂纹扩展测量。7. 硫氰酸溶液，慢应变速率拉伸，氢脆敏感试验。2014年，加氧测量与控制水化学系统完成了设计和组建，并成功运行，系统得到了用户肯定和赞许。用于测试金属在高温高压水环境下腐蚀速率的静态高压釜，在运行期间水化学一直变化，水中的溶解氧逐渐降低，溶解氢浓度逐渐升高，溶解进入的金属离子使水的电导率逐渐升高。这样，静态高压釜一次实验的时间越长，测得的实验结果偏差越大。给高压釜系统添加一套水化学回路对于保证高压釜内的水质稳定非常重要。该系统能够在线监测溶解氧、电导率、pH值，并实现控制调节。上海百若是慢应变速率应力腐蚀试验机的国内唯一专业性研发公司，在诸多技术难点方面取得了成功突破，并在设备安全和长期稳定性方面做了大量的研究和测试，此类设备运行时间从1周到1、2年不等，运行时间长，设备的安全、可靠是首要考虑因素，我们在设备的各个方面设计了安全监测与保护，保障操作者、设备和试验的安全。在设备的研发过程中，我们与高校和研究院合作，得到了上海交通大学、中国科学院、中国原子能科学研究院、上海应用物理研究所、厦门大学等单位的大力支持和帮助，使得设备的研发取得突破性进展。慢应变速率应力腐蚀试验机应用范围广泛，主要研究材料在腐蚀介质环境下的腐蚀敏感特性，这些应用领域有：核电的一回路、二回路材料，热电材料，石化行业，海洋行业，汽轮机，及其它腐蚀性介质应用领域。

纳米材料具备优异的力学特性，能够承受远超块体材料的应变，从而调节其物理/化学性能（如电子、光学、磁性、声子和催化活性）。基于力学应变工程，过去的研究优化设计了一系列前所未有的先进功能材料和器件，包括高迁移率芯片、高灵敏度光电探测器、高温超导体、和高性能太阳能电池以及电催化剂等等。尽管对基于应变调控电子输运性能和能带结构等方面进行了广泛研究，但由于单一施加应变梯度而不引入其他混淆因素（例如界面和缺陷）的困难，以及将纳米尺度热输运测量与原子尺度局域声子谱表征相结合的挑战，非均匀应变下的导热机制仍未被系统研究。这尤其令人沮丧，因为精确热管理被视为制约先进芯片和高端设备效率和寿命的关键瓶颈。针对这些挑战，北京大学工学院杨林研究员与北京大学物理学院高鹏教授、杜进隆高级工程师及西安交通大学岳圣瀛教授等人提出了实验探究非均匀应力对导热调控的新策略，他们揭示了均匀应力下不存在的，由应变梯度导致的独特声子谱扩展效应及其对导热的反常抑制现象。通过在自制的悬空微器件上弯曲单个硅纳米带（SiNRs）来诱发非均匀应变场，并利用具有亚纳米分辨率的基于扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱（STEM-EELS）技术表征局域晶格振动谱，他们的研究结果显示，0.112％/nm应变梯度将导致热导率（κ）显著降低34±5％，这是先前文献中均匀应变下热导率调制结果的3倍以上（图1）。相关工作以“Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain”为题发表于Nature。图1. 非均匀应力对硅纳米带导热的显著抑制现象。（a）实验测得的（实心符号）和理论模拟的（空心符号）结果表明，在均匀应变下，块体硅和硅纳米线的热导率基本保持不变，而弯曲硅纳米带的测量结果随着应变的增加急剧上升（半填充）。（b）基于悬空热桥微器件的热导率测试原理示意图。（c）高分辨透射电子显微镜显示弯曲硅纳米带的单晶特性。（d）实验测得的弯曲硅纳米带相较于无应力样品的热导率降低百分比为了揭示应变对声子传输的影响，直接测量弯曲硅纳米带的局域声子谱，并表征沿应变梯度声子模式的演变现象是非常必要的。与先前文献中观察到的在异质界面或缺陷周围的EELS峰移不同，运用同时具备亚纳米级空间分辨率和毫电子伏特（meV）能量分辨率的STEM-EELS技术，该工作首次表征了完全受非均匀应变调控的声子模式，揭示了应变梯度下奇特的声子谱扩展效应（图2）。图2. 表征受应变调控的局域声子谱。（a）基于STEM-EELS的局域声子谱表征技术示意图。带有弯折的弯曲硅纳米带HAADF图像（b）和EELS测量区域的放大视图（c）。（d）在不同位置（P1至P5）沿应变梯度测得的TA和TO声子模式的EELS谱。（e）弯曲硅纳米带的HAADF图像。（f）沿电子束移方向TA和TO声子模式的振动谱图。（g）在e中标记的区域沿应变梯度测得的EELS谱线与均匀应变下每个声子支具有的特定单一线条色散关系不同，不均匀应变的存在导致了在给定波矢处的声子频率分布区间（图3）。这种奇特的声子谱扩展效应增加了声子频率的多样性，以满足声子-声子散射的能量守恒约束，因此加速了声子-声子散射率并缩短了声子寿命，引发了一种均匀应变不存在的全新声子散射机制。图3. 声子谱扩展增强声子散射率。（a）受应变梯度调制的声子色散示意图。（b）左侧，硅在不同弹性应变下的声子色散。右侧，应变梯度为0.118% /nm下声子谱扩展引发的声子散射率，τsg−1通过开发跨微米-原子尺度的实验表征技术，并结合第一性原理的理论模拟，该工作为长期以来有关非均匀应变对声子传输影响的难题提供了关键线索。因此，这项研究不仅清楚地揭示了非均匀应变对固体导热的调制机理，而且为基于应变工程的功能性器件的创新设计提供了重要思路。例如，基于应变梯度引起的晶格热导率降低，与此前已证明的载流子迁移率增强之间的协同作用，为开发高性能的热电转换器件提供一种新颖策略。此外，基于非均匀应变调制热导率可实现功能性热开关器件，用于动态控制热通量。杨林和岳圣瀛是该论文的共同第一作者，杨林、高鹏、杜进隆是共同通讯作者。合作者包括东南大学陈云飞课题组、北京大学戴兆贺课题组、北京大学宋柏课题组和美国范德堡大学Deyu Li课题组。北京大学杨林课题组主要研究方向为功能性热材料和器件，包括先进微纳结构设计制造，极端尺度导热微观机理表征与调控，超高温储热技术研发，高性能热功能器件制备。研究成果以第一作者或通讯作者发表于Nature、Nature Nanotechnology、 Science Advances、Nature Communications、Nano Letters等国际顶级期刊。杨林曾入选2021年国家高层次海外青年人才计划，获得2019Nanoscale 年度精选热门文章、2020PCCP年度 精选热门文章等奖项。

为了解决客户在试验机使用过程中不方便使用引伸计而必须粘贴应变电阻片（应变计）进行应变测试的问题，近日，三思纵横上海公司成功研发了DSCC-5000K专用扩展型应力应变测试仪。　　应力应变测试仪DSCC-5000K是与试验机配套的高速静态应变数据采集仪，同步采样频率60Hz，最小应变分辨率0.1&mu m，广泛应用于拉伸、压缩或弯曲等试验，能够精确测量材料变形，绘制力-变形、变形-时间、变形-变形等曲线。　　该设备既可用于液压试验机，也可用于电子试验机，并可满足多通道应变采集与试验机加载力值采集同步。　　三思纵横上海分公司研制成功的应力应变测试仪已经成功地应用于多家建筑工程质检公司。　　更多新品资讯，请咨询三思纵横驻各地办事处销售人员或服务热线：400-882-3499。

前言芯片是科技领域核心技术，是电子产品的“心脏”，是“工业粮食”。在新一轮科技革命与产业变革背景下，大力推动高科技产业的创新发展对于抢占全球高科技领域制高点、增强产业发展优势和提高国际竞争力的战略作用更加凸显。 而如何解决芯片/半导体器件有机异物污染问题，成为众多科研工作者的研究难题。虽然元素和无机分析存在高空间分辨率技术，如SEM-EDX，但在微米和亚微米尺度上识别有机污染物一直是巨大挑战。在过去的几十年里，传统的傅里叶变换红外光谱FTIR/ QCL显微技术虽然得到了广泛的应用，但在关键问题上存在一些局限性，例如相对较差的空间分辨率(5-20 μm)和对 10 μm的样品测试灵敏度较低、坚硬的金属界面可能会在接触样品表面时损坏ATR探针，以及污染可能在凹凸的区域，甚至在狭窄的缝隙内，使得ATR接触式测量难以实现。所以，如何在亚微米分辨率别和非接触条件下，实现芯片/半导体器件的有机缺陷和污染物的识别和表征是非常重要以及创新的一种手段。此外，许多样品的厚度小于100 nm，这在传统的FTIR测量中也是不可能实现的。 仪器介绍图1. 设备及原理图 基于光学-光热技术(O-PTIR)的亚微米分辨率红外拉曼同步测量系统mIRage可实现远场红外+拉曼显微镜的同步测量，该技术具有非接触、免样品制备、亚微米分析等优点，已广泛应用于硬盘和显示器等器件的成分分析。mIRage扩展集成的同步拉曼显微镜，主要用于目标物的应变/应力、掺杂浓度、DLC等测试。获取的高质量反射模式光谱可以通过亚微米红外拉曼同步测量系统mIRage在商业数据库中进行光谱比对检索，终确定亚微米到微米的污染物成分。mIRage光谱的显著优势：1. 亚微米红外空间分辨率，比传统FTIR/QCL显微镜提高30倍，达到500 nm；2. 非接触式测量，非破坏性，反射(远场)模式测量，无须制备样品；3. 高质量光谱(测试可兼容粒子形状/尺寸和表面粗糙度)，没有色散/散射伪影问题；4. 可直接在商业数据库中匹配搜索 的污染识别和控制对于把控制造过程以及高科技产品开发至关重要，随着愈发严格的标准和产品尺寸的缩小，识别较小的污染物变得越来越重要和困难。mIRage的先进光学光热红外(O-PTIR)技术的出现彻底改变了微电子器件微小缺陷的红外化学分析方法。mIRage的工作原理是用宽可调谐的脉冲红外激光源激发样品，在样品中产生调制光热效应。通过光热效应提取并计算红外吸收, 通过检测反射探头光束强度的变化作为红外波数调谐的函数，从而提供红外吸收光谱。这种短波长脉冲探测光束(通常是532 nm)决定了红外测试空间分辨率，而不是传统FTIR/QCL显微镜中依赖的红外波长。由于其特的系统架构，短波长探测光束同样也能作为一个拉曼激光源，集成拉曼光谱仪后，mIRage系统可提供同一地点，同一时间，同一空间分辨率的亚微米红外+拉曼显微镜的检测结果。 精彩案例分享 在本文中，我们将介绍通过亚微米红外+拉曼同步测量技术对只有几微米尺寸的缺陷进行电子器件失效分析的研究，案例中的硬盘组件和显示组件由希捷技术提供。 图2为微电子器件免制样，原位测量数据。该案例展示了互补的、验证性的mIRage红外光谱和拉曼光谱的信息。尽管mIRage红外光谱是在反射模式下采集的，但它完全可以与FTIR/ATR数据库中的光谱相媲美。通过与KnowItAll(Wiley)红外光谱和拉曼光谱数据库进行比对，确定这种特殊的污染物可能是一种聚醚(缩醛)材料。污染可能源于研发过程中的异物，包括聚合物、润滑剂等。在此次测试中，mIRage获取的谱图与标准谱峰位重合度超过95%。图2. 左：可见图像显示6 µm缺损位置，右上：与标准数据库比对未知物质的红外光谱；右下：与数据库比对未知物质的拉曼光谱 在许多情况下，传统红外仪器可能会收到一些物质的影响无法直接接触到污染物。图3显示了金属薄膜下20 μm的黑色污染，从金属薄膜的白色圆形分层中可以看到，这是由于有缺陷的薄膜晶体管显示器突出造成的。传统的ATR显微镜的使用将受到薄膜存在的限制，阻碍直接接触污染粒子。此类样品可以通过mIRage进行光谱焦平面定位实现光谱检查，无需额外的样品制备或对粒子进行物理提取。特别是在1706 cm−1波段有强宽红外吸收带的存在，表明污染粒子可能是硫化的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，已氧化形成羧酸。图3. 左上角：样品和测量的示意图；左下：光学图像缺陷；右：缺陷区域不同位置的mIRage红外光谱。颜色对应于光学图像上的标记。 结论综上所述，我们引进的革命性红外拉曼同步测量系统mIRage在显微红外方面取得了重大进展，如亚微米分辨率测量（~500 nm）、非接触模式测量(非ATR)、非破坏性和免样品制备、点线/面多模式分析、无任何色散/散射伪影以及提供数据库检索等。希捷科技选择mIRage系统是为了研究制造工艺和产品早期开发的污染改善问题。本文介绍的基本原理和实例表明mIRage在识别硬盘和相关精细电子行业的缺陷和污染方面有诸多优势。在红外显微光谱的重要发展领域中，mIRage技术具有颠覆性的潜力。而拉曼光谱仪的联用进一步拓展了它的能力，实现亚微米红外+拉曼显微镜同步测量(同一时间、同一点、同一空间分辨率)，以提供互相印证的补充和确认信息。亚微米分辨红外拉曼同步测量系统mIRage的应用领域正在不断扩大，涵盖了聚合物、药学、司法鉴定、半导体器件缺陷分析、生命科学、环境地质、古生物等众多传统领域。

导读：当今，化石能源短缺和环境污染问题凸显，能源的多元化和高效多级利用成为解决能源与环境问题的一个重要途径。作为一种绿色能源技术和环保型制冷技术热电转换技术受到学术界和工业界的广泛关注。热电器件可以实现热能和电能的直接转换，在航空航天、低品位热回收和固态制冷领域具有重要的研究价值。 随着航空航天、物联网及低品位热回收等领域的发展，热电发电器件的性能越来越受到人们关注，除了用于制备器件的热电材料本身的zT值这一重要因素外，器件的结构（形状、尺寸、连接方式）以及界面材料等都对器件性能有重要影响，因此，对于发电器件性能的准确测量从而改善器件的设计及制造工艺成为科研工作者的迫切需求。 日本Advance Riko公司新推出的小型热电转换测量系统Mini-PEM（图1）是一款既可以测量单腿器件，也可以测量多对器件的商用热电转换效率测量系统。该系统热端温度可高达500℃，可以测量器件在不同温差条件下的发电量、热流量及最大转换效率。图1、小型热电转换效率测量系统Mini-PEM 赵立东教授课题组Science碲化铋基热电材料（BiTe）在室温附近具有优异的热电性能，被广泛应用于低温区的制冷及发电，是目前极具前瞻性的热电材料体系，但Te元素的稀缺性（地壳内含量：0.005ppm）使其广泛应用受到限制，因此寻找新的材料体系对于热电材料的广泛应用非常重要。来自北京航空航天大学的赵立东教授课题组对于SnSe体系进行了深入的研究，在2021年的工作中【Science 373 (2021) 556-561】通过掺杂Pb，显著提高了p型SnSe晶体室温附近的电传输性能，并制备了基于SnSe晶体材料的热电器件，测试了其温差发电性能（最大发电量及功率），还实现了大温差的电子制冷。这一研究表明了SnSe基晶体材料作为温差发电和电子制冷材料的巨大潜力，使用p型SnSe晶体制备的器件，其制冷性能达到了使用传统BiTe基材料商用器件的70%（210K温差下），且SnSe基热电材料具有成本低、重量轻且储量更加丰富的优势，具备巨大的应用潜力[1]。2023年，该课题组通过在SnSe中引入Cu填充Sn空位，有效地提高了载流子迁移率，基于获得的高性能SnSe晶体搭建的热电器件在发电和制冷都表现出优异的性能。发电器件（TEG）在300K温差下能够实现最高12.2%的发电效率，制冷器件（TEC）在室温及高温下也均实现了优异的制冷性能[2]。近期，该课题组通过物理气相沉积的方法制备了PbSe晶体，以及在PbSe晶体中额外引入微量的Pb，观察到了PbSe晶格中的本征Pb空位被填补，其对应的点缺陷散射被削弱，从而显著增加了载流子迁移率。基于获得的高性能N型PbSe晶体在发电与制冷都表现出优异的性能。如图2A所示，单腿器件在420K温差下能够实现 ~ 11.2%的发电效率；如图2B所示，与该课题组2023年开发的高性能P型SnSe晶体（Science 380（2023）841-846）搭配制备的Se基热电制冷器件在热端温度（Th）为室温下能够实现 ~ 73.3 K的制冷温差，其制冷性能优于Bi2Te3基等材料制成的制冷器件[3]。图2、热电转换效率对比图（A）；制冷器件温差对比图（B）该工作以《Grid-plainification enables medium-temperature PbSe thermoelectrics to cool better than Bi2Te3》为题，发表在《Science》上，其中单腿发电器件的发电量及转换效率均使用Mini-PEM测得。与上述工作不同，如果样品为多对p-n结构，ADVANCE RIKO公司则提供热电转换测量系统PEM-2用于发电量及转换效率的测量。热电转换测量系统PEM-2支持多种器件尺寸（最大40mm×40mm），热端最高温度可达800℃，测量在惰性气体（Ar2）中进行。图3、热电转换效率测量系统PEM-2 何佳清教授课题组Science近期，来自南方科技大学何佳清教授课题组的科研工作者，首次发现并验证了空穴载流子捕获和释放机制和其对材料电性能的调控作用，以及调控材料本证铅空位形态的赝纳米结构对材料热输运的抑制作用。课题组在碲化铅材料中构造了大量的纳米级空位团簇，这些团簇在材料中产生了大量的应力和应变，使材料的晶格热导率显著降低了，并且更加有利于热电材料的高服役。同时，热电器件结构设计和转换效率的提升，也有助于推动热电发电器件的发展和应用[4]。该工作以《Pseudo-nanostructure and trapped-hole release induce high thermoelectric performance in PbTe》为题，发表在《Science》上，其中热电发电器件的转换效率使用PEM-2测得。图4、使用PbTe制备的热电发电器件的热电性能延伸阅读日本ADVANCE RIKO公司已专业从事“热”相关技术和设备的研究开发近60年，并一直走在相关领域的前沿，为世界各地的科学研究及生产活动提供了诸如红外加热、热分析/热常数测量等系统。2018年初，Quantum Design 中国公司将日本ADVANCE RIKO公司先进热电材料测试设备：小型热电转换效率测量系统Mini-PEM、塞贝克系数/电阻测量系统ZEM、热电转换效率测量系统PEM及薄膜厚度方向热电性能评价系统ZEM-d引进中国。2018年7月，Quantum Design中国与日本ADVANCE RIKO达成协议，作为其热电材料测试设备在中国的代理商继续合作，携手将日本ADVANCE RIKO先进的热电相关设备介绍到中国。目前，所有中国用户购买的日本ADVANCE RIKO热电产品，均由Quantum Design中国公司的工程师团队负责安装及售后服务。同时，Quantum Design 中国公司在日本ADVANCE RIKO公司的协助下，在北京建立部分热电设备示范实验室和用户服务中心，更好的为中国热电技术的发展提供设备支持和技术服务。 参考文献[1] Qin Bingchao et al., Power generation and thermoelectric cooling enabled by momentum and energy multiband alignments, Science 30 Jul 2021: Vol. 373, Issue 6554, pp. 556-561[2] Liu Dongrui et al., Lattice plainification advances highly effective SnSe crystalline thermoelectrics, Science 380, 841–846 (2023)[3] Qin Yongxin et al., Grid-plainification enables medium-temperature PbSe thermoelectrics to cool better than Bi2Te3, Science 383, 1204–1209 (2024)[4] Jia Baohai et al., Pseudo-nanostructure and trapped-hole release induce high thermoelectric performance in PbTe, Science 384, 81–86 (2024)相关产品1、小型热电转换效率测量系统-Mini-PEMhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C283294.htm2、热电转换效率测量系统-PEMhttps://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/C283291.htm

晶体的机械形变会对其物理性质产生深远的影响。值得注意的是，即使是化学键几何形状很小的修改也可以完全改变磁交换相互作用的大小和符号，从而改变磁基态。来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组通过可以连续原位施加单轴张应力的装置在低温下使二维A型层状反铁磁半导体材料CrSBr产生了高达几个百分点形变。利用该装置，研究者实现了零磁场下应变诱导的可逆反铁磁-铁磁相变，及应变调控的自旋翻转过程。该工作为二维材料的磁性和其他电子态的应变调控创造了机会。该工作于2022年1月20日发表在nature nanotechnology上。该研究中涉及到了多种原位低温光谱的测量。为这些低温光学测量提供高稳定性低温及磁场环境的正是目前光学低温设备中的代表：OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台和Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器。OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全干式系统全自动软件控制，一键变温变场8个光学窗口超大磁场：±7T1.7K~350K全温区控温智能触摸屏，“一键式操作”2小时快速降温（300K-4.2K）5个光学窗口震动稳定性：5 nm助力数百篇发表 ☛ 低温拉曼原位检测应变大小——基于OptiCool的低温拉曼测量研究者利用新的应变装置，通过对压电陶瓷施加电压来原位改变二维材料的单轴应变。为了估算CrSBr的应变大小，研究者比较了在应变区域和远离间隙的非应变区域的拉曼光谱。为此，该团队使用应变片异质结构校准了345 cm−1拉曼峰位(标记为P3)与压电陶瓷所加电压以及应变率之间的关系。校准得到的红移率为~4.2 cm−1每1%应变，与原理计算预测的~4.4 cm−1每1%应变相一致。图1：原位可调应变装置与拉曼测量应变率图2：应变诱导的反铁磁-铁磁相变☛ 低温PL光谱探测CrSBr磁性变化——基于Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器的PL光谱测量由于向RMCD对面外磁性比较敏感，而CrSBr是面内的A型反铁磁结构，因此用RMCD来测量磁性并不是一种好的方法，近期研究发现，激子光致发光（PL）和吸收谱对CrSBr的层间反铁磁和铁磁排列非常敏感。因此该工作中用低温PL光谱研究了CrSBr不同应变下的磁性态。图3：应变诱导的磁相变前后与磁场相关的PL光谱 ☛ 低温RMCD探测CrSBr自旋翻转过程——基于Montana定制型光学恒温器的RMCD测量在对CrSBr二维材料施加面外磁场时，自旋会逐渐翻转至面外方向。研究者发现，应变会导致自旋翻转过程发生剧烈的变化。利用低温限RMCD作为面外磁化的敏感探针，研究者测量了应力对自旋翻转的影响。图4：应变调控的面外磁翻转过程总结在此作中，研究者展示了新的技术手段以用来探测低温下原位可调的单轴应变对二维材料和异质结的影响。利用这一技术，研究者实现了对层状磁性半导体CrSBr磁性能前所未有的控制。研究结果表明利用自旋、电荷、晶格之间特的耦合作用可以用于制造二维器件，例如应力控制的磁阻开关、通过应变导致的磁性态反转对称性破缺实现调控二次谐波，或者零磁场下调控磁隧道结。利用应变的调控还可以扩展到范德瓦尔斯材料之外的其他二维材料、异质结、莫尔超晶格中，为应变调控开辟了广阔的前景。设备简介OptiCool超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台，创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体，可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔，高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统，启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷；控温技术让控温更智能；新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点：▪ 全干式系统：完全无液氦系统，脉管制冷机。▪ 8个光学窗口：7个侧面窗口，1个部窗口；可升底部窗口▪ 超大磁场：±7T▪ 超低震动：10 nm 峰-峰值▪ 超大空间：Φ89 mm×84 mm▪ 控温：1.7K~350K全温区控温▪ 新型磁体：同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求。▪ 近工作距离：可选3 mm工作距离窗口或集成镜头方案Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全球知名光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供性能的光学恒温器而广受好评。作为低温光学恒温器的旗舰产品，Montana Instruments近推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域研究研究方面更进一步。CryoAdvance 50新特色▪ 自动控制：全新智能触摸屏系统，“一键式操作”，实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。▪ 模块化设计：多种配置可选，快速满足各种实验需求，后续升简单。▪ 多通道设计：基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。▪ 稳定性设计：新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数▪ 自动控温：3.2K - 350K 样品台▪ 温度稳定性：10mK（峰-峰值）▪ 震动稳定性：5 nm（峰-峰值）▪ 降温时间： 300K-4.2K ~2小时▪ 样品腔空间：Φ53 mm ×100 mm▪ 光学窗口：5个光学窗口，可选光纤引入▪ 水平光路高度：140 mm▪ 窗口材料：多种材质可选▪ 基本电学通道：20条直流通道。▪ 接口面板：双RF接口+25DC接口

p style="text-align: center "/pp style="text-align: center"img style="width: 345px height: 500px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/fed9f818-9b0d-4cf1-87d7-33b2037e3c09.jpg" title="1.jpg" height="500" hspace="0" border="0" vspace="0" width="345"//pp style="text-align: center "strong超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF/strongbr//pp　strong　1.生产厂商/strong/pp　　上海百若试验仪器有限公司/pp　strong　2.采购单位/strong/pp　　原子能科学研究院/pp　strong　3.主要功能/strong/pp　　阻尼器、助力器耐久性能测试 /pp　　加载波形正弦运动规律，编程循环嵌套不低于3层 /pp　　对阻尼器、助力器进行力——位移功量图绘制，力——位移——时间曲线图绘制 /pp　　产品具有轴向疲劳加载、侧向同时加载的功能 /pp　strong　4.产品技术特点/strong/pp　　1) 采用高集成度、强大的控制、数据处理能力、高可靠性控制测量系统。/pp　　2) 采用基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统，实现力、变形、位移全数字三闭环控制，各控制环间可自动切换，并在各方式间切换时实现无冲击平滑过渡。/pp　　3) 可进行定位移、定速度、定应变、定应变速率、定负荷、定负荷速率等多闭环控制模式。/pp　　4) 高精准24Bit数据采集系统，高分辨率，可扩展至8路AD采集。/pp　　5) 试验过程中实时显示滞回环曲线。/pp　　6) 试验过程中显示负荷、位移峰值谷值变化情况。/pp　　7) 试验过程中显示动态波形加载曲线。/pp　　8) 采用DCPD(直流电位法)在腐蚀介质系统中测量裂纹长度，进一步提供金属材料在腐蚀介质中的裂纹扩展速率指标。/pp　strong　5.产品技术参数/strong/pp　　最大试验力：50kN/pp　　试验力测量范围：1%~100%/pp　　加载头移动速度：10mm/s~1x10-6/s/pp　　疲劳加载波形：正弦波，三角波/pp　　工作最大压力：20MPa/pp　　试验釜内温度：350℃/pp　　加载头位移分辨率：0.05μm/pp　strong　6.产品应用介绍/strong/pp　　采用YYF-50客户进行金属材料在环境诱导下的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳失效的检测及评价。在整个核电材料领域，材料服役性能的评价、表征等贯穿于核电站设计、建设和运行的整个阶段。基于材料服役性能评价，明确材料应力腐蚀、环境疲劳等失效规律，预测材料的服役性能，评价关键部件的服役安全性，制订关键材料的服役、失效的预防与缓解提供了重要的技术测试平台。采用YYF-50慢应变速率应力腐蚀试验机，客户根据服役的条件，在水化学回路系统上调节PH值，溶解氧DO，电导率等参数，并设置应变或应力控制模式，加载波形及加载频率等参数，试验机即可按规定参数进行试验加载，水化学回路循环，高压釜加热等工作，最终检测出材料在腐蚀环境下的裂纹扩展速率等参数。客户在使用这台设备期间，完成了相关材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳的评价。/p

移动通信、雷达、卫星遥感、电子对抗以及基础仪器科学等领域的进步，促使着微波系统向着高频、宽带、大动态范围、多功能的方向发展。面对这些新的发展需求，传统的微波技术在微波信号的产生、传输、处理、测量等各个方面均面临巨大挑战。微波光子学融合了微波技术和光电子技术，即利用光电子学的方法处理微波信号，可以突破传统射频电子器件的性能瓶颈，被认为是下一代各类微波系统应用的解决方案之一。传统微波光子系统一般使用分立的光电子器件与电学模块搭建链路，这使得微波光子系统样机或产品具有重量大、功耗高、稳定性差等不足。因此，实现微波光子系统的微型化、片上化和集成化，是推动微波光子技术真正落地与广泛应用的关键，也是近年来学术界和产业界关注的焦点。然而，目前已报道的研究工作仍未能实现微波光子系统的完全芯片化集成，需要借助分立的光电子器件(例如：激光器、调制器等)或电子器件(例如：电学放大器等)来构建完整的系统链路，这在成本、体积、能耗、噪声方面严重制约着微波光子技术的工程化与实用化。鉴于此，近日，北京大学电子学院区域光纤通信网与新型光通信系统国家重点实验室王兴军教授研究团队提出了融合硅基光电子芯片、磷化铟芯片和 CMOS 电芯片的多芯片平台混合集成方案，首次实现了微波光子系统光-电链路的完全集成化拉通。基于该技术方案，研究团队设计实现了一款全芯片化的微波光子频率测量系统，整体尺寸约为几十 mm²，功耗低至 0.88 W，可实现对 2-34 GHz 宽频段微波信号瞬时频率信息的快速、精准测量。该成果发表在 Laser & Photonics Reviews，题为“Fully on-chip microwave photonic instantaneous frequency measurement system”。北京大学博士研究生陶源盛与北京大学长三角光电科学研究院杨丰赫博士为论文的共同第一作者，王兴军教授为论文通讯作者。该团队设计的全芯片化微波光子频率测量系统原理如图1所示，他们在硅光芯片上有源集成了高速调制器(用于微波信号加载)、载波抑制微环、可调谐光学鉴频器和光电探测器等器件。基于磷化铟平台实现高性能的分布式反馈(DFB)激光器，并通过端对端对接耦合方式与硅光芯片实现互连。为在保证系统测量精度的条件下降低对后端采样与处理电路的要求，他们将硅光芯片的弱光电流输出通过金线键合的方式直接连接至 CMOS 跨阻放大芯片的输入。经跨阻放大后的电信号，仅需通过低速采样电路采集，通过离线处理即可还原出输入高频微波信号的瞬时频率信息。图1：全芯片化的微波光子频率测量系统。(a)系统三维示意图；(b)磷化铟激光器芯片与硅光芯片的光学显微图；(c)系统整体的集成封装实物图。图源：Laser Photonics Rev.2022, 2200158, Figure 1面向电子对抗、雷达预警等实际应用场景，研究人员们在实验演示了该全芯片化微波光子频率测量系统对多种不同格式、微秒级快速变化的微波信号频率的实时鉴别。如图 2 所示，依次是对 X 波段(8-12 GHz)范围内的跳频信号(Frequency hopping, FH)、线性调频(Linear frequency modulation, LFM)和二次调频(Secondary frequency modulation, SFM)三类信号的频率-时间测量结果，误差均方根仅 55-60 MHz，是迄今为止同类型集成微波光子系统所展示出的最佳性能。图2：复杂微波信号频率的动态测量结果。(a)跳频信号(Frequency hopping, FH)的频率测量；(b) 线性调频(Linear frequency modulation, LFM)的频率测量；(c)二次调频(Secondary frequency modulation, SFM)信号的频率测量图源：Laser Photonics Rev.2022, 2200158, Figure 4未来展望 本工作所提出的多平台光电混合集成工艺方案，除适用于微波测量应用，对于研究微波信号产生、信号处理、信号传输等其他各种类型微波光子系统的集成化、微型化也具有很高的参考价值，为推动微波光子技术的工程化应用提供了一种通用性的解决方案。

p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力，突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术，开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日，项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器，其测量参数包括应变和温度等，可以实现空间上的连续测量，监测点位可达百万个，测量距离可达百公里，具有传统点式传感器不可比拟的优势，是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口，国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术，所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪，具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离，已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域，中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究，对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力，提升公共安全水平，以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计，提高产品的工程使用灵活性；进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p

日前，中科院外籍院士、美国佐治亚理工学院和中科院北京纳米能源与系统研究所王中林研究小组，利用垂直生长的纳米压电材料阵列，研制出大规模发光二极管阵列，并且利用压电光电子学效应，首次实现利用外界应力/应变改变纳米压电发光二极管发光强度的过程 首次研制出主动自适应式的、高分辨率的、以光电信号为媒介、并行处理的压力传感成像芯片系统。相关论文于8月11日在线发表于《自然&mdash 光子学》杂志。　　用电信号或光电信号成功实现对高分辨率触觉的模拟，将对新型机器人、人机互动界面等领域有着重大意义。相比于其他感知器官(如视觉、听觉、嗅觉、味觉等)的研究，触觉的仿生研究目前还很少。现有的压力传感研究的分辨率多为毫米或厘米量级，而且受制于多种因素，难以实现大面积、高分辨的应力分布快速成像。　　当器件表面受到外力作用时，受压的纳米线所在的发光二极管光强比没有受压的纳米线所在的光强显著增强，而且增强程度与器件局域所受的外加应力成正比。通过对整个器件的发光二极管阵列发光强度变化的监控，就可以很容易得知器件表面的受力情况。该研究组创新性地采用光信号(而非传统的电信号)来作为表征信号，CCD相机采得的发光二极管阵列图像为载体，这就使得该器件在光传输、数字化处理、光通信等方面有很好的应用前景。　　该研究首次实现了大规模基于单根纳米线阵列的纳米器件制造、表征和系统集成 首次奠定了压电光电子学效应及其在大规模传感成像中的应用 首次在高于人皮肤分辨率的情况下实现了大尺度应力应变成像及记录。　　据介绍，该研究应用范围涵盖生物医疗、人工智能、人机交互、能源和通信等领域，通过封装和填充材料还可起到增强器件机械强度和延长器件工作寿命的作用。在未来可被进一步发展成多维度压力传感、智能自适应触摸成像和自驱动传感等。

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

压力是工业生产中的重要参数，如高压容器的压力超过额定值时便是不安全的，必须进行测量和控制。在某些工业生产过程中，压力还直接影响产品的质量和生产效率，如生产合成氨时，氮和氢不仅须在一定的压力下合成，而且压力的大小直接影响产量高低。此外，在一定的条件下，测量压力还可间接得出温度、流量和液位等参数。伴随经济、技术的进步，压力测试在实际的生产工作中发挥着至关重要的左右，为生产活动提供了大量有价值的参考信息，使生产和科研活动的质量和效率都得到了实质性的提升。而压力测量仪表是用来测量气体或液体压力的工业自动化仪表，又称压力表或压力计。压力测量仪表按工作原理分为液柱式、弹性式、负荷式和电测式等类型。类别原理仪器种类液柱式根据流体静力学原理，将检测压力转换成液柱高度进行测量U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等弹性式利用各种形式的弹性元件，在被测介质的作用下,使弹性元件受压后产生弹性形变的原理弹簧管压力计、波纹管压力计及膜片式压力计等电测式将压力转换成电信号进行传输及显示电阻式压力计、电容式压力计、压电式压力计和压磁式压力计等负荷式直接按照压力的定义制作。这类压力计误差很小，主要作为基准仪表使用常见的有活塞式压力计、浮球式压力计和钟罩式压力计仪器信息网特盘点各类常见压力检测仪器，以供读者参考。液柱式压力计 液柱式压力计是利用液柱所产生的压力与被测压力平衡,并根据液柱高度来确定被测压力大小的压力计。所用的液体叫封液——水,酒精,水银等. 液柱式压力计结构简单，灵敏度和精确度都高，常用于校正其他类型压力计，应用比较广泛。液柱式压力计按照结构形式可大致分为U形管压力计、单管压力计、斜管压力汁等。U形管压力计是根据流体静力学原理用一定高度的液柱所产生的静压力平衡被测压力的方法来测量正压、差压和负压既真空度的。由于其结构简单、坚固耐用、价格低廉、使用寿命长若无外力破坏几乎可永久使用、读取方便、数据可靠、无需外接电力既无需消耗任何能源。故在工业生产各科研过程中得到非常广泛的应用，广泛用于测量风机和鼓风机的压力、过滤器阻力、风速、炉压、孔压差、气泡水位、液体放大器或液压系统压力等，也可用于燃烧过程中的气比控制和自动阀门控制，以及医疗保健设备中的血压和呼吸压力监测。斜管压力计 在测量微小压差时，由于h值较小，用U形管或单管液柱式压力计测量时的相对误差极大，此时可休用斜管式压力计，斜管式压力计分墙挂式和台式两种。　　在许多实验中往往需要同时测量多点的压力，例如压力分布实验。这时就要采用多管式压力计，多管式压力计的工作原理与斜管压力计相同，实际就是多根斜管压力计，由于多管压力计各测压管的内径不可能一样，因此，由毛细现象所造成的各测压管的初读数也不一致，测量前必须读出每根测压管的初读数，并作适当的修正。弹簧管压力计 弹簧管压力计又称波登管压力计。它是一种常见的也是应用最广泛的工程仪表，主要组成部分为一弯成圆弧形的弹簧管，管的横切面为椭圆形，作为测量元件的弹簧管一端固定起来，通过接头与被测介质相连，另一端封闭，为自由端，自由端借连杆与扇形齿轮相连，扇形齿轮又和机心齿轮咬合组成传动放大装置。当被测压的流体引入弹簧管时，弹簧管壁受压力作用而使弹簧管伸张，使自由端移动，其移动距离与压力大小成正比，或者带动指针指示出被测压力数值，适用于对铜合金不起腐蚀作用的气体和液体。波纹管压力计 波纹管压力计的波纹管由金属片折皱成手风琴风箱状，当波纹管轴向受压时，由于伸缩变形产生较大的位移，故一般可在其自由端安装传动机构，带动指针直接读数，从而测量出介质压力。波纹管压力计可广泛应用于石油、化工、矿山、机械、电力及食 品行业，直接测量不结晶体，有腐蚀性的气体、液体的压力。波纹管压力计的特点是低压区灵敏度高，常用于低压测量，但迟滞误差大，压力位移线性度差，精度一般只能达到1.5级，常在其管内安装线性度较好的螺旋弹簧。膜片式压力计 膜片压力计适用于测量无爆炸危险、不结晶、不凝固、有较高粘度，但对铜和铜合金无腐蚀作用的液体、气体或蒸汽的压力。 膜片压力计耐腐蚀性能取决于膜片材料。不锈钢耐腐膜片压力计的导压系统和外壳等均为不锈钢，具有较强的耐腐蚀性能。主要用于化学、石油、纺织工业对气体、液体微小压力的测量，尤其适用于腐蚀性强、粘稠介质（非凝固非结晶）的微小压力测量。 膜片压力计的工作原理是基于弹性元件(测量系统上的膜片)变形。在被测介质的压力作用下，迫使膜片产生相应的弹性变形——位移，借助连杆组经传动机构的传动并予放大，由固定于齿轮上的指针将被测值在度盘上指示出来。压阻式压力计 压阻式压力计是基于单晶硅的压阻效应而制成。采用单晶硅片为弹性元件，在单晶硅膜片上利用集成电路的工艺，在单晶硅的特定方向扩散一组等值电阻，并将电阻接成桥路，单晶硅片置于腔内。当压力发生变化时，单晶硅产生应变，使直接扩散在上面的应变电阻产生与被测压力成正比的变化，再由桥式电路获相应的电压输出信号。 具体来讲，当力作用于硅晶体时，晶体的晶格产生变形，使载流子从一个能谷向另一个能谷散射，引起载流子的迁移率发生变化，扰动了载流子纵向和横向的平均量，从而使硅的电阻率发生变化。这种变化随晶体的取向不同而异，因此硅的压阻效应与晶体的取向有关。硅的压阻效应不同于金属应变计，前者电阻随压力的变化主要取决于电阻率的变化，后者电阻的变化则主要取决于几何尺寸的变化，而且前者的灵敏度比后者大50～100倍 压阻式压力计是电阻式压力计的一种。采用金属电阻应变片也可制成压力计，测量原理以金属的应变效应为主。电容式压力传感器 电容式压力传感器，是一种利用电容敏感元件将被测压力转换成与之成一定关系的电量输出的压力计。特点是，输入能量低，高动态响应，自然效应小，环境适应性好。 电容式压力传感器一般采用圆形金属薄膜或镀金属薄膜作为电容器的一个电极，当薄膜感受压力而变形时，薄膜与固定电极之间形成的电容量发生变化，通过测量电路即可输出与电压成一定关系的电信号。电容式压力传感器属于极距变化型电容式传感器，可分为单电容式压力传感器和差动电容式压力传感器。压电式压力传感器 压电式压力传感器是基于压电效应的压力传感器。它的种类和型号繁多，按弹性敏感元件和受力机构的形式可分为膜片式和活塞式两类。膜片式主要由本体、膜片和压电元件组成。压电元件支撑于本体上，由膜片将被测压力传递给压电元件，再由压电元件输出与被测压力成一定关系的电信号。 这种传感器的特点是体积小、动态特性好、耐高温等。现代测量技术对传感器的性能出越来越高的要求。例如用压力传感器测量绘制内燃机示功图，在测量中不允许用水冷却，并要求传感器能耐高温和体积小。压电材料最适合于研制这种压力传感器。目前比较有效的办法是选择适合高温条件的石英晶体切割方法。而LiNbO3单晶的居里点高达1210℃，是制造高温传感器的理想压电材料。压磁式压力传感器 压磁式压力传感器是利用铁磁材料的压磁效应制成的，即利用其将压力的变化转化成导磁体的导磁率变化并输出电信号。压磁式的优点很多，如输出功率大、信号强、结构简单、牢固可靠、抗干扰性能好、过载能力强、便于制造、经济实用，可用在给定参数的自动控制电路中，但测量精度一般，频响较低。 所谓压磁效应就是在外力作用下，铁磁材料内部发生应变，产生应力，使各磁畴之间的界限发生移动，从而使磁畴磁化强度矢量转动，因而铁磁材料的磁化强度也发生相应的变化，这种由于应力使铁磁材料磁化强度变化的现象，称为压磁效应。 若某一铁磁材料上绕有线圈，在外力的作用下，铁磁材料的导磁率发生变化，则会引起线圈的电感和阻抗变化。当铁磁材料上同时绕有激磁绕组和测量绕组时，导磁率的变化将导致绕组间耦合系数的变化，从而使输出电势发生变化。通过相应的测量电路，就可以根据输出的量值来衡量外力的作用。霍尔式压力计 霍尔式压力计是利用霍尔效应制成的压力测量仪器。当被测压力引入后，弹簧管自由端产生位移，从而带动霍尔片移动，改变了施加在霍尔片上的磁感应强度，依据霍尔效应进而转换成霍尔电势的变化，达到了压力一位移一霍尔电势的转换。 霍尔压力计应垂直安装在机械振动尽可能小的场所，且倾斜度小于3°。当介质易结晶或黏度较大时，应加装隔离器。通常情况下，以使用在测量上限值1/2左右为宜，且瞬间超负荷应不大于测量上限的二倍。由于霍尔片对温度变化比较敏感，当使用环境温度偏离仪表规定的使用温度时要考虑温度附加误差，采取恒温措施（或温度补偿措施）。此外还应保证直流稳压电源具有恒流特性，以保证电流的恒定。活塞式压力计 活塞式压力计又称为静重式压力计，是利用流体静力平衡原理及帕斯卡定律工作的的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。 流体静力平衡是通过作用在活塞系统的力值与传压介质产生的反作用力相平衡实现的。活塞系统由活塞和缸体（活塞筒）组成，二者形成极好的动密封配合。活塞的面积（有效面积）是已知的，当已知的力值作用在活塞一端时，活塞另一端的传压介质会产生与已知力值大小相等方向相反的力与该力相平衡。由此，可以通过作用力值和活塞的有效面积计算得到系统内传压介质的压力。在实际应用中，力值通常由砝码的质量乘以使用地点的重力加速度得到。 活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力计，也有称之为压力天平，主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表的表决监测。浮球式压力计 浮球式压力计是以压缩空气或氮气作为压力源，以精密浮球处于工作状态时的球体下部的压力作用面积为浮球有效面积的一种气动负荷式压力计。 压缩空气或氮气通过流量调节器进入球体的下部，并通过球体和喷嘴之间的缝隙排入大气。在球体下部形成的压力将球体连同砝码向上托起。当排除气体流量等于来自调节器的流量时，系统处于平衡状态。这时，球体将浮起一定高度，球体下部的压力作用面积（即浮球的有效面积）也就一定。由于球体下部的压力通过压力稳定器后作为输出压力，因此输出压力将与砝码负荷成比例。钟罩式压力计 钟罩式压力计的作用原理，是直接从压强定义出发，用一台天平对压力在液封受力器上 的垂直作用力F进行测定。这个受力器是一只几何形状有一定要求的钟罩，根据对钟罩几何 尺寸的精密测量和理论分析，求出其受力有效面积S后，待测压强p可由公示p=F/S求出。 因为钟罩式压力计有独特的结构原理，并具有、足够高的精度，这就可以通过与其他基准压力仪器比对，发现未知的系统误差。同时，钟罩式压力计在测量压强差时，其单端静压强可以根据需要调整，直至单端压强为零，即可以测量绝对压强。另外，该仪器还具有操作简单、受外界干扰小等优点。在高新科技快速发展的现今，静态的压力测量方法已获得了较大的优化，成为了各领域中常用的测量体系，并逐渐朝着动态的压力校准趋势发展。由此，相关技术人员针对压力计量检测方法的进步展开了深入的探究。简而言之，压力计量检测的未来趋势表现在测试精度等级、测试响应速率、测试可靠性与智能化水平这几个方面的提高。比如，在活塞式仪表测试中融进了智能加码与操作部位激光监测方法，如此不仅提升了检测效率，并且提高了测试的精准性，同时为绝压式仪表与活塞式仪表智能测试体系的进步打下了良好的基础。针对数字式仪表及压力变送器和压力传感器等设备的量传任务有了精良的全智能压力控制其能够用作量传标准，利用1台控制器配置若干个压力模块能够操作许多量程范围，随意确定测试点的高精度检测任务，而且能够选用气介质来工作，如此防止了采用液体介质在检测压力时引起的诸多问题，大幅度提升了数字式仪器的测试效率与智能化程度。

基于手势识别技术的可穿戴柔性电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。研制性能优异的柔性应变传感器是实现高性能可穿戴设备应用的重要基础。感器的灵敏度决定可穿戴设备的感知精度，而在过载、瞬时冲击、多次循环弯曲/扭折等条件下的机械鲁棒性将影响可穿戴设备实际应用环境条件下的长期可靠服役。截至目前，采用简单方法制备兼具高灵敏度和机械鲁棒性的柔性应变传感材料颇具挑战性。如何将基础研究所获得的高性能柔性应变传感器推广应用到人机交互系统等实际应用场景中，将会为此类器件的研发提供全新思路。 　　近期，中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心薄膜与微尺度材料及力学性能研究团队，在前期柔性基体金属薄膜力学行为研究的基础上，基于柔性器件传感的力学原理，提出将裂纹类传感器的传感机制引入高机械鲁棒性蛇形曲流结构中，通过对传感层进行巧妙的高/低电阻区调控实现高灵敏度传感的学术思想，研制出灵敏度与裂纹类传感器相当(GF 1000)且机械鲁棒性优异的柔性应变传感器。该传感器在过载、冲击、水下浸泡、高/低温等严苛环境条件的作用下表现出优异的循环稳定性，稳定响应周次达10000周。同时，该传感器具有响应和回复时间快( 58 ms)、滞后性低等优势。 　　该团队将传感器进一步集成到自主设计的无线可穿戴人机交互系统中，结合机器学习、用户界面设计等技术实现了实时手语翻译功能。传感器的高灵敏度和响应速度赋予了该系统及时准确的感知能力，同时高机械鲁棒性则赋予该系统在实际应用场景中长期可靠服役的能力。该系统利用机器学习分类算法实现了对15种单一手势手语的识别和6种组合手势手语的识别(识别准确率分别达98.2%和98.9%)。系统整体的响应时间小于1s。成本低廉、质轻便携且操作简便的系统既可将手语实时翻译成语音播放，又可通过定制的用户界面实现信号曲线和翻译结果的可视化。后期可通过优化电路设计、扩展机器学习的手势或手语数据库，将该手势识别技术进一步应用于人机交互、虚拟现实、手势认证、智能传感、医疗健康等关键场景。该研究为实现柔性条件下的稳定增敏机制提供了新思路，有望促进可穿戴人机交互系统的应用和产业化发展。此外，该团队基于微小尺度材料和纳米金属层状复合材料力学行为基础研究工作的长期积累，研制出微机电系统(MEMS)用超长服役寿命的纳米复合材料，有望应用于航天、通讯、导航和新能源等领域的射频MEMS上。 　　上述柔性应变传感手语识别系统的研究成果，以Ultra-Robust and Sensitive Flexible Strain Sensor for Real-Time and Wearable Sign Language Translation为题，在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、金属所“引进优秀学者”项目、沈阳材料科学国家研究中心青年人才和基础前沿及共性关键技术创新项目的支持。东北大学科研人员参与研究。图1.柔性应变传感器的设计和制备。a、蛇形曲流结构的传感机制；b、传感单元在表面切应力作用下的位移云图；c、传感单元在不同表面切应力作用下相邻曲流条纹的间隙沿传感器宽度方向分布曲线；d、相邻曲流条纹的接触区域长度随应变的变化曲线；e、传感器制备流程示意图。图2.柔性应变传感器的传感性能。a、高/低电阻区调控前的响应曲线；b、高/低电阻区调控后的响应曲线；c、在不同峰值应变下的循环响应曲线，极限检测应变；d、响应和回复时间。图3.柔性应变传感器的机械鲁棒性。a、循环稳定性；b、最大可承受应变；c-e：对严苛环境的耐受力。图4.可穿戴手语翻译系统。a、应用场景示意图；b、系统框架；c、手语手套；d、无线电路板；e、用户界面。图5.手语识别验证。a、6种由复合手势组成的手语；b、手语翻译系统对6种手语的识别准确率；e、手语翻译系统的各项性能汇总。

近日，广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下，在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者，曾炜为通讯作者。 　　在目前的双应变-温度传感器研究中，一般是将应变/温度敏感的导电材料，如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点，可以实现基于三维网络离子传输的同时，利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感，为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。 　　研究人员通过自由基聚合，在氯化锂和甘油的存在下，制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成，使水凝胶具有优异的抗冻能力，能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃，检测限为0.2 ℃，并具有良好的升温-降温循环稳定性。 　　此外，水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性，可以达到17.3的高灵敏度，并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶，在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。

R/S 应力/应变控制流变仪主要有RS-CPS（锥板），RS-CC（同心圆筒），RS-SST（软固体测试流变仪)oR/S流变仪既能进行控制应力的测量，也能进行控制应率的测量 o扭矩范围很宽：0.05 - 50 mNm.剪切速率:0.01-1000RPMo能够测量从1到900万cPs的粘度范围o转子的安装非常简单、快速R/S-CPS 锥/板流变仪1．操作模式包括:1.控制剪切应率（RPM）2.控制剪切应力（扭矩）3.单机操作（不需电脑）4.全电脑控制2．测试方法包括:剪切应率回环测试；剪切应力斜坡测试；单点或多点粘度测量；温度斜坡测试；直观的QC/QA检验。3．可以测出以下特性:假塑性（剪切变稀）行为触变性（时间相关性）温度影响屈服点4．温度控制方式:循环水浴（温度范围取决于所选水浴液体，从 -20 oC到 250 oC）Peltier控制器 (0到135 oC)Electronic控制器(50到250 oC)请联系：BROOKFIELD上海办事处上海市海宁路350号联合大厦2211室电话：021-62576046 13381669566

上海和晟九工位电池片拉伸测试仪测试过程中采用全数字化力量、位移、速度三闭环控制，采用日本松下交流伺服马达及控制驱动系统，配合美国铨力高精度传感器加台湾TBI高精密滚珠丝杆传动，本试验机可安装九个力量传感器，配合我公司自主研发专用软件，可达到九个传感器同时使用，并且测试数据可同时显示在电脑软件上，操作无误差，方便好用。本试验机采用调速精度高、性能稳定的日本松下数字式交流伺服马达及驱动控制系统；特别设计的同步齿型带减速系统和滚珠丝杠副带动试验机的移动横梁运动；以Windows为操作平台的基于数据库技术的控制与数据处理软件采用了虚拟仪器技术代替传统的数码管、示波器，实现了试验力、试验力峰值、横梁位移、试样变形及试验曲线的屏幕显示，所有的试验操作均可以在计算机屏幕上以鼠标输入的方式完成，具有良好的人机界面，操作方便；插装在PC机内的双通道全数字程控放大器实现了真正意义上的物理调零、增益调整及试验力测量的自动换档、调零和标定，无任何模拟调节环节，控制电路高度集成化，完全取消了电位器等机械调整器件，结构简单，性能可靠。上述各项技术的综合应用，保证了该机可以实现试验力、试样变形和横梁位移等参量的闭环控制，可实现恒力、恒位移、恒应变、等速度载荷循环、等速度变形循环等试验。用户可以使用PC机专家系统自主设置恒应力、恒应变、恒位移等控制模式，各种控制模式之间可以平滑切换。程控模式满足国家标准GB/T6497-1986《地面用太阳能标准一般规定》、GB/T6495.2-1996、GB/T6495.5-1996为试验数据的再分析、数据库管理、网络传输等后处理提供了方便。 由于该试验机实现了试验过程的自动控制和试验结果的信息化处理，可使操作人员方便、自主地设置试验程控步骤。在进行拉伸试验时，可以使试验者清晰地观察低碳钢、铸铁等整个试验过程。通过在不同曲线段的反复加载，由力—位移（变形）曲线，可以直观的验证虎克定律和观察冷作硬化现象。对无明显物理屈服现象的材料，可以选用滞后环法或逐步逼近法测定规定非比例延伸强度。 本试验机专业用于太阳能行业电池片180度剥离强度试验，卧式结构省空间，操作方便；九工位同时拉伸可减少人工操作及节约测试时间。本机采用电脑控制，专业测试程序用于数据分析处理，结合高分辨率力量采集传感器及高精数据处理芯片，呈现于客户直观的的性能曲线及客户要求的处理后数据值使更直观准确了解产品性能，从而提高产品质量。 二、技术规格：1、 试验力50kg内任选；2、试验机准确度等级：0.5级；3、试验力测量范围：0.2%—100FS；4、试验力示值相对误差：示值的±1%以内；5、试验力分辨力：试验力的1/±300000（全程分辨力不变）；6、位移示值相对误差：示值的±0.5%以内；7、位移分辨力：0.001mm；8、力控速率调节范围：0.1-5%FS/S；9、力控速率相对误差：设定值的±1%以内；10、横梁速度调节范围：0.05—1000mm/min；11、横梁速度相对误差：设定值1%以内；12、恒力、恒变形、恒位移控制范围：0.5%--100FS；13、恒力、恒变形、恒位移控制精度：设定值10%FS时，为设定值的±1%以内；设定值≥10%FS时，为设定值的±0.1%以内；14、拉伸行程：380mm；15、 有效试验宽度：300mm；16、主机外型尺寸（长×宽×高）：约1000*550*950mm；17、电源：220V 50Hz 400W；18、主机重量：约140kg19、 拉力角度应为180±2度；20、 要求定速度、定位移、定荷重等控制方式可选；21、 根据负荷大小自动切换到适当的量程，以确保测量数据的准确度；22、 要求自主拆卸调整传感器及夹具部件，可做五工位测试；23、 要求控制程序灵敏度高，满足高频次使用连贯性；24、 配置专用电脑；25、 测试软件要求中英文兼备；26、机台配备标准铝合金机架。 三、软件测试功能简介A．载荷位移曲线；载荷、时间曲线；位移、时间曲线；应力、应变曲线。B．根据各国对试片的要求编辑相应的测试标准，填写试品资料，编辑测试方法，并可供日后测试选择。C．自动储存本次试验结果，并可将其编辑为报表打印输出。有公式编辑功能，可对多个已测试的曲线进行对比。D．可设定小数点位数，各物理量单位及密码保护等。E．自动清零：计算机接到试验开始指令，测量系统便自动清零；F．自动回归：自动识别试验力，活动横梁自动高速返回初始位置；G．自动存档：试验资料和试验条件自动存盘，杜绝因突然断电忘记存盘引起的资料丢失；H．测试过程：试验过程及测量、显示、分析等均由微机完成；I．显示方式：数据和曲线随试验过程动态显示；J．结构再现：试验结果可任意存取，可对数据曲线再分析；K．曲线遍历：试验完成后，可用鼠标找出试验曲线逐点的力值和变形数据，对求取各种材料的试验数据方便实用；L．结果对比：多个试验特性曲线可用不同颜色迭加、再现、放大、呈现一组试样的分析比较；M．曲线选择：可根据需要选择应力应变、力时间、强度时间等曲线进行显示和打印；N．批量试验：对参数相同的试验一次设定后可顺次完成一批试样的试验；O．试验报告：标准格式；P．限位保护：具有程控和机械两级保护；Q．过载保护：当负载超过额定的10%时自动停机；紧急停机：设有急停开关，用于紧急状态切断整机电源；自动诊断：系统具有自动诊断功能，定时对测量系统，驱动系统进行过压、过流、超温等到检查，出现异常情况即刻停机；R．试验主机和微机独立操作。创新点：本试验机可安装九个力量传感器，配合我公司自主研发专用软件，可达到九个传感器同时使用，并且测试数据可同时显示在电脑软件上，操作无误差，方便好用。九工位电池片剥离试验机

记者9日从北京航空航天大学获悉，该校李宜彬教授团队首次利用自主研发的紫外-数字图像（UV-DIC）系统，实现了3000℃超高温极端环境应变场测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域权威杂志《无损检测与评价》。该论文通讯作者，北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽介绍，他们通过紫外-数字图像系统，仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射，同时开发出以碳化铪粉末为散斑材料的超高温散斑制备工艺，最终在3000℃环境下成功测量了石墨热膨胀系数，并清晰记录了被测对象从室温到3000℃的高质量图像。该成果由北京航空航天大学、天目山实验室联合研发。“该测量方法能够有效准确测量热端部件在超高温极端热力耦合条件下的热变形，对于助力我国航空航天技术发展具有积极意义。”李宜彬说。

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。

对于大部分磁学用户来说，综合物性测量系统PPMS应该并不陌生，其设计理念是在一个的低温和强磁场平台上，集成全自动的磁学、电学、热学和形貌，甚至铁电和介电等各种物性测量手段。这样的设计使得整个系统的低温和强磁场环境得到了充分的利用，大减少了客户购买仪器的成本，避免了自己搭建实验的繁琐和误差，可以迅速地实现研究人员珍贵的研究思路。一个PPMS系统由基本系统和各种测量和拓展功能选件构成：基本系统提供低温和强磁场的环境，以及整个系统的软硬件控制中心；用户在基本系统平台的基础上选择自己感兴趣的各种测量选件和拓展功能选件。那么，如此多的功能选件能够在哪些研究方向上发挥作用呢？1、磁场调制的PE测量图1MagneticBiasingofaFerroelectricHysteresisLoopinaMultiferroicOrthoferritePRL112,037203(2014)（PPMS+Radiant铁电测试仪）2、不同磁场下热释电测量图2MultiferroicpropertiesofCaMn7O12PRB84,174413(2011)（PPMS+Keithly6514Aelectrometer）3、介电及铁电测量图3使用Hioki-3532-50LCR表，自制样品杆在PPMS上用平行板电容方法测得4、磁致伸缩测量图4StrainmeasurementresultsofDy1-xHoxMnO3（0≤x≤1）.Alltheobtainedstrainsarereferredtothevalueof20K,respectively.（a）Underzeromagneticfield.（b）Underappliedmagneticfieldof7T.5、磁电耦合测量图5使用Keithley6221产生在定制的线圈上产生交流场，Standford锁相放大器SR830探测ME电压，自制屏蔽装置屏蔽背景电压噪声。Appl.Phys.Lett.97,09250120106、高压下的磁阻测量图6“Pressure-InducedTransitioninMagnetoresistanceofSingle-WalledCarbonNanotubes”.L.Lu,etc.InstituteofPhysics.CASPRL97,026402(2006)7、使用VSMOVEN选件进行电诱导磁测量看了上面的介绍，是不是觉得PPMS的选件功能非常强大呢！我们这里只是列出了部分主要的选件功能，下一期的推送中，我们会为大家呈上PPMS与其他设备联用的拓展功能，PPMS和原子力显微镜、共聚焦显微镜等，会擦出什么样的火花呢？敬请期待！如果您对以上选件功能感兴趣，或者期望了解某些选件的功能，欢迎您拨打电话：010-85120280咨询，我们会尽快对您的咨询给出满意的答复！相关产品链接：mpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htmppms综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17086.htm完全无液氦综合物性测量系统dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm多功能振动样品磁强计versalab系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c19330.htm超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c122418.htm低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c201745.htmmicrosense振动样品磁强计：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c194437.htm智能型氦液化器(ATL)：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c180307.htm

上一期给大家介绍了PPMS的部分测量应用，为大家呈现了PPMS基于主腔体的多种功能选件，在几十年磁学探索及合作的道路上，这部分选件功能已经为大部分磁电研究领域的科学家给予了大支持。然而，QuantumDesign公司并未止步于此，在满足客户基本需要的基础上，我们在不断突破测试限，完善测试平台的多功能性、灵活性和稳定性，新近推出了更多系列的拓展功能选件。QuantumDesign公司近期与德国attocube公司联合推出了多款可以在PPMS平台上工作的显微学和光谱学组件，涵盖了表面形貌、磁电、光学等多个领域的高精度测量，实现在变温、变磁场环境下的多种测量模式（诸如原子力AFM、磁力显微镜MFM、扫描霍尔探针显微镜SHPM、共聚焦显微镜CFM等）的形貌及表面微结构的测量等，例如：1、对磁畴成像图1磁畴测量结果，样品为NiFe薄膜。测量温度300K，探针与样品间距为20nm，dual-pass扫描模式，空间分辨率为10.7nm2、BSCCO磁通随磁场B和温度T的变化图2磁场强度从-40Oe变化到+50Oe时，磁通出现反向图3提高样品温度，磁通结构消失3、BaFeO低温测量图4相对于MFM，SHPM具有定量测量、无需接触样品表面和更高敏感性的优点测量参数：霍尔电流：10μA；扫描范围：30μm样品与探针距离：350nm；磁场分辨率：0.19mT4、氧化铁薄膜压电显微镜测量样品：层状异质结（150nmBiFeO3-Mn/35nmSrRuO3/SrTiO3(001)衬底）测量温度：82K压电力振幅图像（图5a）压电力相位图像（图5b，压电畴方向为0°和180°）图5图中有两个正方形（正方向和旋转的）是分别采用+/-15V电压书写的，从振幅图可以看到，在畴壁区域，振幅为零图6电滞回线，测量温度82K；左右分别为相位和振幅信号5、MFM模式下的磁通测量图7复旦大学PPMS用户——4K和45Gs的MFM模式下探测铁基超导样品磁通目前，PPMS平台搭建attocube光学选件已经在拥有复旦大学、中科大、物理所等多家用户，满足了不同用户的不同测试需求。QuantumDesign公司在寻求外部合作的同时，也不断突破自我，勇于创新，逐步完善测试平台。包括温度控制部分、磁体冷却方式及磁场大小、电路部分升以及氦气的利用和回收方式等，并取得了较好的效果（从代大杜瓦，EC-I到二代reliquefier,EC-II然后当前新一代DynaCool），同时也致力于研发更多功能强大的选件（比如适用于MPMS3的ETO选件），希望这些选件能为科研工作者的研究工作带来更高的精度和更大的便捷。如果您对以上选件功能感兴趣，或者期望了解PPMS更多功能选件及应用案例，欢迎您拨打：010-85120280电话咨询，我们会尽快对您的咨询给出满意的答复！相关产品链接：mpms3-新一代磁学测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17089.htmppms综合物性测量系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c17086.htm完全无液氦综合物性测量系统dynacool：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c18553.htm多功能振动样品磁强计versalab系统：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c19330.htm超精细多功能无液氦低温光学恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c122418.htm低温热去磁恒温器：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c201745.htmmicrosense振动样品磁强计：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c194437.htm智能型氦液化器(ATL)：http://www.instrument.com.cn/netshow/sh100980/c180307.htm

随着物质生活水平的提高和生活方式的改变心血管疾病发病率越来越高，由于心血管狭窄引起的冠心病已经成为危及人们健康的主要疾病之一。目前,冠心病的治疗分为药物治疗、外科手术和介入治疗三大类.药物治疗周期长、见效慢、副作用大，患者容易产生对药物的依赖性 外科手术会对病人产生伤害:介入性治疗方法因其微创伤和高效性,成为目前治疗心血管狭窄的新型方法。 目前,国内外医用支架研究主要集中的方面包括:应用新工艺、新思想的医用支架的设计、加工 医用支架及其制造材料的生物相容性研究 医用支架的应力、应变、位移等力学测试研究 医用支架在体内的成像技术研究 医用支架工作过程中的生物力学分析等方面。 血管支架的安全性和有效性的评价指标包括支架的表面覆盖率、支架的轴向短缩率、支架的弯曲旋转和轴向压缩疲劳、支架推送性能、回撤性能、柔顺性以及弯曲性能等，由于血管支架植人到中年人的血管后要经受1.5~2千万次搏动性刺激、弯曲旋转、轴向压缩等不同形式的外力作用，血管支架的机械性能也需要延续时间很长地暴露在一定的环境中进行实验，并通过一定的测试数据回顾来观察支架植人到血管内的变化"血管支架植人人体血管后，受到的不仅仅是血管脉动的压力，还有扭转、弯曲、拉伸和压缩等多向的受力，在径向力方面，不仅会受到来自靶病变血管和斑块的径向挤压，还会承受支架内外血压、组织及体液的压力。在轴向上，血管自身的迂曲结构，会使血管支架产生弯曲、扭转变形，血管支架需具备足够的柔顺性，保证血管支架植人人体后有更好的贴壁性，并且不会对血管壁造成损伤。而支架的物理力学性能则保证了血管支架使用中的有效性，是决定临床使用效果的关键因素。物理力学性能涉及的指标较多，而且各性能间互相影响，选择其中较为重要的性能指标进行实验研究，便于了解血管支架的差异性，完善检测方法，从而更好地评价血管支架的产品性能。凯尔测控试验系统（天津）有限公司设计开发的一款血管支架疲劳试验系统可以通过模拟生理应变脉动环境来检测血管内植入物的疲劳特性，可检测物包括支架、补片和滤器等。模拟血管可满足多数量多样本的测试、双音圈电机对称加载，动态性能优秀试验系统运行稳定可满足更高测试频率和亿万周期*运行激光测量系统可对径向应变进行直接测量详细介绍血管支架疲劳试验系统◇ 通过模拟生理脉动环境，实现对模拟血管和支架的径向应变控制，满足多周期高频率疲劳测试需求；◇ 最多支持6样品工位同时测试，可定制连接器以适配多种管径；◇ 试验系统运行稳定，无需长期值守，配有漏水报警停机功能；◇ 双音圈电机对称加载，动态性能优秀，相位自动调整，防止植入物偏移；◇ 激光测量系统可实时采集高精度径向应变数据并记录，软件内嵌数学计算功能可自动计算实时内径； 系统组成：闭环运动控制系统、脉动压力反馈耦合控制系统、径向应变反馈耦合控制系统、温控系统，可模拟体内环境下的血管的 径向扩张与收缩。 参考标准：YY/T 0808-2010 血管支架体外脉动耐久性标准测试方法ASTM F 2477-07 血管支架体外搏动耐久性测试的标准试验方法血管支架疲劳试验系统技术参数：模拟血管数量 ≤6根 血管直径范围 2-50mm 血管长度范围 140-320mm 最大径向应变 ≥5% 径向应变分辨率 ≤0.1%FS 最大测试频率 100Hz 工作压力范围 0-300mmHg 工作压力分辨率 ≤0.1%FS 温控范围 37±2℃ 控制方式 径向应变控制、压力控制 作动形式 双电机对称加载，防止支架漂移 主机重量 约70kg 外形尺寸 约1500*300*600(mm)

p　　近日，由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。/pp　　作为国家重大科学仪器设备开发专项之一，该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪，充分利用云计算与大数据系统架构与技术，实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测，实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人，中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位，联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平，提升公共安全水平，减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp　　在启动会上，项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报，6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定，并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。/pp　　中国工程院院士杜彦良教授主持启动会，项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title="LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style="width: 500px height: 333px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="333" border="0"//pp style="text-align: center "与会专家合影/p

2012年4月，C&EN杂志在“解析2011年全球仪器市场”一文中屡次提及新兴市场，文章指出新兴市场是2011年全球各大仪器公司增长的强劲动力。而对于安捷伦而言，更是如此，2011年安捷伦收入中17亿美元即总收入的25%来自新兴市场，安捷伦化学分析集团总裁Michael McMullen表示，“新兴市场对于分析仪器市场增长的重要性是安捷伦在2011年的主要经历，而这也伴随我们来到2012年”。　　在这样的背景下，作为安捷伦内部第一个以“新兴市场”命名的事业部，成立于2007年的安捷伦科技化学分析集团新兴市场测量系统事业部(以下简称为：新兴市场事业部)无疑承担着更多的重任与期望。近日，仪器信息网编辑在安捷伦上海研发制造基地采访了安捷伦科技化学分析集团新兴市场测量系统事业部总经理李林博士，就新兴市场的特点、新兴市场事业部的成绩、特色及未来发展进行了深入探讨。安捷伦科技化学分析集团新兴市场测量系统事业部总经理李林博士　　新兴市场充满“新”商机 安捷伦潜心布局　　新兴市场泛指相对成熟或发达市场而言目前正处于发展中的国家、地区或某一经济体，如被称为“金砖四国”的中国、印度、俄罗斯、巴西以及后来兴起的南非、越南、土耳其等。通常我们会认为“新兴市场”就意味着“中低端市场”，如此理解是否准确?安捷伦又是如何开拓新兴市场的?　　谈及新兴市场特点，李林博士说到，“通常大家对于新兴市场特点的评价是市场发展比较快，对产品的技术要求不是特别高，但是对价格却比较敏感。但这其实只是对新兴市场理解的一部分，新兴市场还有一个很重要的特点就是有众多新商机，而这些商机在很多发达国家往往并不存在，例如应用于食品安全、环境污染及应急事件的移动测量等。”　　正因为如此，充满新商机的新兴市场吸引众多仪器公司的关注，安捷伦更将开拓新兴市场作为安捷伦全球战略发展中最重要的一步。据李博士介绍，“安捷伦开拓新兴市场的战略也是分阶段进行的。以中国为例，二十年前，安捷伦在中国的战略是‘在中国制造，为中国’，这个时期，安捷伦只是根据中国市场的需求在中国做一些组装，但即便如此，这一举动当时对中国市场而言还是很振奋人心 十年前，安捷伦的战略转变为‘在中国设计，为中国市场’，这个时期，安捷伦在中国研发适合中国市场需求的产品，并主要在中国销售，如6820气相色谱就是很典型的例子 如今，安捷伦的中国战略升华为‘在中国设计，在中国创新，为全球’，此时期，我们强调不仅在中国研发，在中国制造，并要供应全球，服务全球。”　　正是在安捷伦新的中国战略背景下，新兴市场事业部应运而生。新兴市场事业部成立于2007年3月，是安捷伦内部独立运营的实体，隶属于安捷伦化学分析集团下辖的气相集团(注：安捷伦收购瓦里安后，化学分析集团成立了气相集团、光谱集团及消耗品集团三个分集团，气相集团下又设有高端气相、气质联用、微型气相及新兴市场四个事业部)，新兴市场事业部设有研发中心、市场部、质量部及产品技术支持部，其中一半以上员工是主要从事研发和技术应用开拓。李林博士说，“新兴市场事业部是具有独立经济经营权的实体，在销售方面，我们并不直接面对终端客户，更多是对安捷伦的销售和售后服务团队，公司按照产值、增长率及利润来考核我们的业绩。”　　新兴市场事业部从无到有 以“快”应变　　新兴市场事业部成立至今已经五年多了，谈及成绩，李林博士表示，“五年，新兴市场事业部从无到有，增长速度十分惊人，并且在过去五年中，我们相继投放市场两款主要产品——7820 GC及5975T LTM车载GC-MS——都很快被全球市场所接受，仅7820 GC的销量就比上一代产品6820 GC翻了6倍以上。此外，我们还培养了一支优秀的团队。”新兴市场事业部取得优异成绩的背后有何“独到之处”?针对新兴市场，他们又做了哪些工作?　　“新兴市场事业部最核心的部分就是研发中心，它是保证不断有新产品推向市场并在市场取得成功的关键。目前，安捷伦化学分析集团在全球有五大研发战略基地，上海基地即新兴市场事业部研发中心则主要研发气相色谱和质谱等产品。上海基地与其他四大研发基地一样都秉承了安捷伦理念和体系，但是因为我们存在于新兴市场——中国，所以具有自己的独特之处。” 李林博士说到。　　“上海基地的独特之处主要有以下三点：首先，以‘快’应变，新兴市场增长很快，同时新兴市场客户也面临很多新的应用，因此我们产品的研发周期要相对较短，否则等产品推出时市场可能已经发生了变化 其次，坚持本土化，我们研发的产品一定要结合新兴市场发展的特点，满足本土化的应用需求 最后，价格要具有竞争力，新兴市场对价格比较敏感，所以我们研发出来的产品在市场上要具有竞争力。”新兴市场事业部推出的5975T LTM车载GC-MS　　除此之外，新兴市场事业部下设的市场部也是事业部取得优异成绩的关键因素。李博士表示，“我们市场部的职责是负责新产品研发的全球市场定位和推广及产品全球战略，为此市场部除了研究新兴国家的发展状况外，还要针对新产品研发进行定期的全球市场调研。在如何应用市场调查结果方面，我们也有独特的方式。首先我们通过各种方式从市场上收集反馈意见及需求，然后将意见与需求汇总提炼出精华，再回到市场上去确认，最终确定市场需求，并进入到新产品研发阶段。此外，在研发过程中，我们还会在研发各个阶段，邀请专家、客户对新产品进行评价，随时根据评价结果做出调整。我想这也是我们五年推出2款产品都被市场所认可的重要原因。”　　扩展产品线 应对新兴市场更多需求　　“目前，从绝对值上，新兴市场事业部的收入还较小，但是增长速度却很快。特别是在欧美经济低迷的情况下，我们身处的市场让我们更具竞争力。2012年预计新兴市场事业部收入仍可保持双位数的增长。”李林博士说到。那么，针对如此有增长力的市场，安捷伦总部将给与哪些支持?新兴市场事业部未来又有哪些发展规划?　　据李林博士介绍，“新兴市场在安捷伦全球市场中具有举足轻重的地位，因而安捷伦对新兴市场的投资力度很大，而我们正好处于新兴市场中，得到了总部更多的支持。例如，受经济环境影响，今年安捷伦其他事业部的研发投入一般都是个位数(指研发占收入的比率)，而新兴市场事业部的研发投入却是双位数，而且在增长 在人员方面，总部对于新兴市场事业部增加人员的需求也十分支持。”　　对于新兴市场事业部的未来发展规划，李林博士说，“成立至今，我们推向市场的产品主要是跟气相色谱有关的仪器及附件，但当初将事业部命名为‘化学分析集团新兴市场测量系统事业部’，就希望不局限于产品的边界，因此我们也在积极扩展产品线。例如，根据新兴市场需求，我们推出与车载GC-MS配套使用的样品前处理仪器 今年5月我们又正式向市场投放了一批电化学产品等。”　　“未来，我们希望能与更多中国战略伙伴合作，在秉承安捷伦品质的前提下，通过安捷伦的领先技术、市场及渠道，相信会产生更多协同效应。另外，对于安捷伦而言，这也意味着有更多的机会来满足客户的需求。”　　李林博士还表示，“随着新兴市场对安捷伦贡献越来越大，我们事业部对公司所做的贡献也将越来越大。最重要的是我们可以为中国市场和中国客户提供更多更好的产品和服务，以及更充足的解决方案。”李林博士与团队成员合影　　后记：　　二十年前，一个偶然的机遇，李林博士加入PerkinElmer公司，成为一名高级科学家，由此进入到仪器行业。也是因为这个偶然，李林博士也成为国外仪器公司开拓中国市场的“先锋”。　　在PerkinElmer工作的十四年中，李林博士历任亚太市场及技术发展总监、中国区首席代表及总经理、热分析事业部高级技术经理及全球市场经理等数个职务，正是这份经历使得李林博士对中国市场有了更深刻的理解。2007年，受安捷伦之邀，李林博士负责组建安捷伦科技化学分析集团新兴市场测量系统事业部， 对于此次选择，李林博士表示，“在PerkinElmer学习和积累了很多的知识与经验，我希望找一个更好的平台挑战自己，而新兴市场正是一个令人振奋的平台。”　　采访编辑：杨娟　　附录1：李林博士个人简介　　李林博士现任安捷伦科技化学分析集团新兴市场测量系统事业部总经理，负责领导安捷伦科技上海的化学分析集团的职能团队，其包括市场部，新产品研发部，质量部和产品技术支持部，同时专门负责经营常规中端气相(GC)和移动测量解决方案(Mobile Measurement)全球业务及全球市场的发展。在新兴市场寻求新的化学分析仪器及技术拓展商机和集团业务增长也是他和他的团队的主要集中目标。　　在加入安捷伦以前，李林博士担任珀金埃尔默(PKI)中国区事业发展总监。在这个岗位上，他领导了PKI中国公司的战略方针和增长策略，并成立了PKI在上海的中国技术中心。在PKI工作的14年中，李博士先后担任过数个战略发展及技术管理职位，其中包括：亚太市场及技术发展总监 PKI中国区首席代表及总经理 热分析事业部高级技术经理及全球市场经理 市场及技术支持经理 高级科学家等职。　　李博士毕业于武汉理工大学，获聚合物学理学学士，美国布里奇波特大学(University of Bridgeport)商业管理学院工商管理及金融硕士，纽约州立布法罗大学(The State University of New York at Buffalo)材料科学理学博士。他是材料科学，热分析以及流变学等领域的专家，并曾发表过六十多科技论文和专题应用报告。业余时间，他喜欢旅游，下棋，高尔夫及多项体育运动。　　附录2：安捷伦科技公司　　http://www.agilent.com/chem/cn　　http://agilent.instrument.com.cn/

尊敬的客户:　　安东帕一直以来为广大客户提供最高品质和领先技术的流变仪, 并提供完善的技术支持和售后服务。　　应广大客户的要求, 我们将在上海举办“先进流变测量技术研讨会”，并解答您在流变测量中的疑问。我们热忱欢迎您的参加!　　主讲：Dr. Jö rg Lä uger 陈飞跃先生　　主要内容：　　先进流变测量技术和应用举例 　　新的测量方法: 应变率扫描频率叠加(SRFS)和大应变振荡剪切(LAOS)等 　　组合流变测量技术 　　提问和答复(Q & A) 　　时间: 2010年5月12日 上午9:30到下午15:30 　　地点: 上海静安宾馆圣地亚哥厅　　地址：上海市华山路370号 电话：021-62481888　　周边交通：506、48、113、548、40、830、地铁2号线(静安寺)、地铁1号线(常熟路)等　　 　　注：该研讨会免费!　　若您对该学术交流会感兴趣，请填写以下回执，传真或Email给田园小姐(传真: 021-6288 6810 谢谢! Email: marketing.cn@anton-paar.com, 谢谢!　　我参加“先进流变测量技术研讨会” 的学术报告,请预留位置:　　姓名:单位名称和邮编:电话: 传真: EMAIL: 　　此致　　敬礼!　　安东帕中国　　主讲人介绍：　　Dr. Jö rg Lä uger，Anton Paar Germany GmbH　　在德国Freiburg获得物理学硕士(1991)和博士学位(1994)，博士论文关于流变学,光学和流变光学在聚合共　　混材料和表面活性剂上的研究。1995-1996, 美国斯坦福大学在Gerald G. Fuller教授课题组做博士后，使　　用流变光学技术对Langmuir单分子层进行界面流变研究。1996年10月作为业务顾问人员进入安东帕德国　　公司。1999起出任安东帕德国公司产品和市场经理，负责新产品和开发新市场，同时协助国际业务。并　　发表20多篇论文和80多篇国际会议论文。　　陈飞跃, Anton Paar China　　毕业于华东理工大学化学工程专业，获硕士学位。1992-1998年，在华东理工大学国家超细粉末工程中心　　从事超细粉末的制备,表面改性和悬浮体流变学研究。1998年以后，从事流变仪等的技术，市场和销售工　　作，在流变测量学的多个领域具有丰富的经验。现为安东帕公司中国区流变仪经理。

美国国家标准与技术研究院 （NIST） 和半导体及相关行业检测和测量系统提供商 KLA Corporation 的研究人员提高了扫描电子显微镜 （SEM） 测量的准确性。SEM用于半导体制造中的过程控制应用，有助于确保高产量生产功能性高性能芯片。SEM使用聚焦电子束对小至1纳米的特征进行成像，使其成为表征半导体器件结构的重要仪器。在芯片制造过程中，高分辨率 SEM 用于许多检测和计量应用，包括检测非常小的缺陷、识别和分类光学检测员发现的缺陷、图案特征的关键尺寸测量、覆盖测量等。这些信息有助于芯片工程师表征和微调其制造工艺。当电子束通过SEM时，它会受到仔细控制。电子束与理想路径的轻微偏差或电子束撞击芯片表面的角度的微小错位都会使生成的 SEM 图像失真并歪曲器件的结构。NIST和KLA通过考虑电子束的这些角度错位，提高了SEM的精度。该联合研究项目测量光束倾斜的精度小于一毫弧度，即百分之五度，这需要在角分辨率和测量验证方面取得进步。为了测量光束倾斜，NIST和KLA创建了电子显微镜的原型标准，并以一种新的方式分析了所得的电子显微照片。原型标准由一系列锥形硅柱组成，称为锥形视锥体，形成对光束倾斜高度敏感的图像。倾斜表现为视锥体顶部边缘和底部边缘图像中心之间的偏移。利用他们在模拟电子-物质相互作用方面的专业知识，研究人员使用模拟来展示亚毫弧度精度的潜力，指导他们正在进行的标准工件的设计和制造。已知位置的锥形视锥体阵列有可能测量 SEM 扫描和成像的区域内光束倾斜的任何变化。这些测量可以进一步校准电子显微镜的放大倍率和畸变。此外，新标准还适用于芯片制造中使用的其他显微镜方法，包括原子力和超分辨率光学显微镜。比较不同显微镜方法结果的能力有助于在不同方法之间可靠且可重复地传输信息，并提高测量模型的准确性。锥形视锥体阵列的模型“电子束倾斜会改变器件特征的表观位置，降低SEM测量的准确性，”NIST研究员兼涵盖这项研究的行业论文的第一作者Andrew C. Madison说。“我们的新标准和分析方法可以检测电子束位移，因为它在整个成像场中变化。“有了这些数据，SEM制造商可以实施校准和校正，以提高图像质量和测量精度，”NIST研究员兼首席研究员Samuel M. Stavis说。“作为半导体检测和计量领域的专家，我们不断探索可以扩展当前测量极限的新技术，”KLA公司高级副总裁兼总经理Yalin Xiong说。“与研究机构的合作在发现有助于推进芯片行业过程控制的创新方面发挥着重要作用。我们与NIST的联合研究旨在提高用于表征芯片制造工艺的基本测量的准确性。

在对风力涡轮机的转子叶片进行加速度测量的任务中，往往存在一个主要困难：必须记录发生的振动并将其传输到系统进行评估。然而，由于现有的高电压和电流，电换能器无法提供可靠的数据。我们将向您展示此问题的虹科加速度测量解决方案，然后向您介绍适用于转子叶片加速度测量的产品。Part.01 风力涡轮机转子叶片加速度测量的问题在发电方面，风力涡轮机想要在激烈的竞争中脱颖而出，最大的挑战是尽可能减少风力发电带来的能源损失。克服这个问题的主要作用是转子叶片的设计。因此，目标是确保形成尽可能少地产生涡流的设计（因为这些会产生制动效果）。转子叶片在涡旋形成过程中开始振动，而这种涡流的形成可以通过转子叶片上的加速度测量来检测。使用测量数据，可以减少进一步的损耗。Part.02 虹科Micronor加速度系统解决方案光纤测量系统是可靠且不受破坏性因素影响对转子叶片进行加速度测量的理想选择。使用这样的测量系统，测量头粘在转子叶片上，而光纤电缆沿着它延伸到轮毂。 然后，带有激光源的控制器和相关评估电子设备位于集线器上。 通过对转子叶片进行这些加速度测量，可以确定可用于优化叶片形状的数据。 此外，您可以根据不同的风况调整转子叶片的位置。测量的核心是具有反射表面的MEMS。 入射光束通过棱镜引导到反射表面上，使反射光束以尽可能大的强度耦合到返回光纤中。 如果发生外部加速度，镜子会改变其轴。 这会偏转反射光束。 因此，在评估电子设备中测量的光强度会降低。 光强度的降低与外部加速度成正比。Part.03 所用产品在MICRONOR，我们提供的系统可以可靠地对转子叶片进行加速度测量。随着我们的单轴或多轴光纤加速度计系统，您可以测量风力涡轮机等高压环境中的振动和运动。您可以在产品类别中找到各种控制器和传感器。我们的虹科MR660控制器有单轴、双轴或三轴的不同版本。它们在电子或机电传感器失效的地方工作。为此，我们提供合适的传感器：圆形 1 轴传感器 HK-MR661 和单轴方形传感器 HK-MR662，以及两轴 HK-MR663 和三轴 HK-MR664。