数显多功能电动击实仪

当汽车、飞机、船舰或计算机采用一种既能作为电池又能作为承重结构的材料制造时，其重量和能源消耗将大大降低。据10日发表在最新一期《先进材料》杂志上的论文，瑞典查尔姆斯理工大学研究团队在“无质量储能”研究方面取得进展，开发出一种多功能碳纤维结构电池。这种电池可以将笔记本电脑的重量减半，使手机像信用卡一样薄，或者将电动汽车单次充电的续航里程提高70%。查尔姆斯理工大学研究员里卡乔杜里表示，他们研发出的这种结构电池由碳纤维复合材料制成，其刚度与铝相当，且能量密度足以商业化应用。结构电池是一种既能储存能量又能承载负荷的材料。让电池材料成为产品实际构造的一部分，意味着在电动汽车、无人机、手持工具、笔记本电脑和手机等产品上可以实现更小的重量。2018年，该团队首次证明，刚性和硬度都很高的碳纤维可通过化学方式储存电能，作为锂离子电池电极。这项研究引起广泛关注，也被《物理世界》杂志评为当年十大突破性成果之一。此后，研究团队进一步发展了其概念，提高了电池刚度和能量密度，在2021年将电池的能量密度提高到每千克24瓦时（Wh/kg），相当于同类锂离子电池容量的20%左右。而此次，他们将能量密度提升至30Wh/kg。尽管这仍然低于当前常用电池，但效果却大不相同。当电池成为结构的一部分，并且可以由轻质材料制成，整车重量就能大大降低。这样一来，电动汽车所需的能量就会大大减少。研究人员对电动汽车进行了计算，结果显示，如果配备新的结构电池，续航里程将比现在增加多达70%。结构电池单元的刚度也显著提高，以吉帕（GPa）为单位的弹性模量从25增加到了70。这意味着该材料可以像铝一样承载负荷，但重量更轻。研究人员表示，从多功能性角度来看，新电池的性能优于上一代电池两倍，是世界上迄今为止最好的电池。然而，在电池单元从小规模实验室制造走向大规模生产、应用于科技产品或车辆之前，还需进行大量工程工作。

4月27日消息，尼康公司的工业计量事业部 (IMBU)推出了首款创新型高性能 X 射线 CT（计算机断层扫描）系统，可提供更高水平的精度、分辨率和扫描速度，现已可供订购。大型 VOXLS 40 C 450 可以检测不同尺寸和密度的物品的内部和外部，广泛适用于工业领域、检测机构及学术研究。无论是锂离子电池模组还是其内部的单个电池、航空航天或汽车行业增材制造的零件，或是 F1 赛车的碳纤维底盘组件，均可使用该新系统进行无损检测。VOXLS 40 C 450 是一个单独柜式的机型，内含计量级花岗岩机械臂和硬钢机架，包含高精度电机和编码器。其构造带来出色的机械和热稳定性，机械臂定位更精准，从而能够在整个扫描过程中生成高度精确、可重复的测量数据。设备外观经过重新设计，现代时尚的外观，具有醒目的尼康标志，持续满足最尖端检测环境的需要。时尚、直观的触屏界面方便轻松为广泛的质量控制工作进行系统配置。系统采用尼康自主生产的专有双微焦点 X 射线源，让用户能够灵活检测各种组件。450 kV 微焦点源可以穿透大型或高密度零件，225 kV 微焦点源可用于检测小型或低密度组件。两个微焦点源均采用尼康独特的旋转靶技术，在行业领先的功率下提供超高清分辨率，可以轻松快速地发现物体内部的细微瑕疵。VOXLS 40 C 450 兼容多种尼康 CT 采集模式，包括 X.Tend、helical CT、Offset.CT、Panel Scan 和 Half.Turn CT，可以允许更大的测量体积、提供更高的分辨率及图像质量。IMBU X 射线和 CT 产品经理 Andrew Mathers 博士表示：“为了顺应市场趋势且根据过去几年的用户反馈，我们在久经验证的原有功能和技术的基础上，推出了 VOXLS 40 C 450 这款出色的多功能、微焦点解决方案。”它可以检测各种大小和复杂性的物品。一方面，样品舱内可容纳直径达 1,275 mm，高 1,800 mm 的组件，扫描尺寸为市场上单舱可扫描的更大尺寸：直径 800 mm，高度 1,415 mm。该系统的多功能体现在该设备也适合以高分辨率扫描小零件，真正实现多用途，可广泛应用于研发、故障分析、新品首件检查及质量控制。它可用于生产区的高通量检测，部分原因是其电动的辐射安全门可在 6 秒内开关。当搭配机器人样品装载器和尼康自动化 OPC UA 界面，该系统可在质量 4.0 (Quality 4.0) 生产线环境中自动进行高速闭环检测。该设备的设计符合人体工学，方便设置和运行。设备采用机械臂互锁、对开玻璃外门，方便操作员清晰观察样品舱内部，以便准确稳妥地放置扫描物体，减少碰撞 X 射线源和检测器的风险。关上辐射安全门后，四台内置摄像头继续提供清晰视角。系统不仅有双 X 射线源，还有两种探测器供选择——行业出众的水平移动平板探测器及尼康独特的曲线线性探测器 (CLDA)。前者适用于 3D CT 或 2D 数字化 X 线摄影，可生成超清晰的优质图像，后者为线性探测器，是高密度材料 2D CT 的理想之选，可生成无散射图像。尼康强调 VOXLS 40 C 450 是尼康新一代 X 射线 CT 系统中的首款——同类构造设备均为一个单独柜式的机型，内含计量级花岗岩机械臂和硬钢机架，包含高精度电机和编码器。后续型号将进一步扩大使用范围，为用户提供更多选择，不仅可以满足其当前业务和技术需求，还有助于用户发现新的机遇，提高运营效率。Mathers 博士总结道：“我们全新推出的高度多功能 VOXLS 40 C 450 为您的检测应用提供出色的扫描体积、分辨率和速度，以及卓越的图像质量和结果的可重复性。这台标志性仪器是尼康新一代系统中的首款，符合人体工学，囊括了所有上述功能，适用于从研发实验室到生产车间等各类环境。”

安东帕推出了创新的自动化多功能粉末 X 射线衍射仪：XRDynamic 500XRDynamic 500：早在 2021 年 8 月，选定的客户和合作伙伴公司就可以看到材料表征X射线产品线（MCX）的新产品，随后在 10 月中旬正式上市。五年来，Anton Paar GmbH、Anton Paar ShapeTec GmbH 和 AXO Dresden 的研究人员在Josef Gautsch 的领导下开发了自动化多功能粉末 X 射线衍射仪。XRDynamic 500 作为一个重要决定的结果自20世纪50年代以来，安东帕一直在 X 射线技术领域开展业务。当时，展出公司历史上第一台科学分析仪器——Kratky 小角度 X 射线相机。它不仅标志着安东帕在商业领域取得的成功，同时也标志着安东帕进入制造测量仪器领域。自20世纪60年代开始，安东帕生产X 射线衍射仪附件的温控台和 Kratky 小角度 X 射线相机，多年来通过飞利浦（现马尔文帕纳科）以及西门子（现布鲁克）进行销售。此后发生了很多事情，正如首席执行官 Friedrich Santner 所描述的那样：“当时，公司规模太小，无法自主研发完整的 X 射线衍射 (XRD) 仪器，并且没有全球分销渠道，我们不得不依赖强大的合作伙伴。一步一步，我们的 X 射线部门得到了进一步发展，现在可以自豪地展示强大的产品组合，并将在未来几年中不断扩大。”“几年前，我们开始开发自己的 X 射线源，因为我们的 SAXS 仪器需要它们，它们也可用于 X 射线衍射仪，”材料表征 - X 射线（MCX）产品线经理 Petra Kotnik 说。 2019 年，国际知名公司 AXO Dresden 加入了Anton Paar GmbH，该公司致力于 X 射线光学器件开发和生产。 “基于公司内部的专业知识和交叉销售潜力，我们决定进入XRD业务领域。XRDynamic 500 是这一决定的成果。”研究什么？X 射线的波长与原子之间的距离非常相似。这使得可以“观察”材料内部，并检查材料中原子的排列方式。通过这种方式，可以确定材料的机械、热和电性能。因此，X 射线不仅在科学领域和医学领域有着重要作用，同时在工业应用领域也有着重要作用。可以分析材料的类型、组成及各种成分的比例。使用 XRDynamic 500，用户还可以在不同温度、气体或湿度的影响下测试样品。任何类型的粉末都是 X 射线衍射仪的潜在样品。 “我们的星球上有无数粉末，它们具有各种各样的功能。这也使得 XRDynamic 500在每个行业都具有极大的吸引力，”Petra Kotnik 解释说。 “基本上，XRDynamic 500 旨在用于基础研究以及科学和工业领域的应用研究和开发。”XRDynamic 500 有什么特别之处？该仪器的核心是TruBeam 概念，它汇集了一系列不同的功能和组件，最重要的是真空光学单元。 “X 射线束不仅与样品相互作用，而且与空气中的分子相互作用，这会立即增加背景信号。因此，当真空进行时，可以降低噪音并提高数据质量。抽真空的光学单元要求仪器内所有不同的光学元件都被适当地封装和自动化。我们可以在不同的光束几何、不同的光学元件和不同的样品台之间自由切换。这种高度自动化是任何竞争对手都无法比拟的。此外，仪器和样品可自动进行校准，提高了结果的可靠性，”Petra Kotnik 解释说。 唯一非安东帕制造的关键部件是由捷克公司 Advacam 提供，是用于 XRDynamic 500 的 X 射线探测器。 Advacam 使用 Timepix3 芯片 - 欧洲核子研究中心开发的最新探测器技术。欧洲核研究组织 (CERN) 是位于日内瓦附近的一个主要研究机构。CERN进行基础物理研究，特别是借助著名的粒子加速器研究物质的结构。最近几个月，在Mülheim, Ruhr的马克思-普朗克研究所和格拉茨技术大学已经使用 XRDynamic 500 进行了多次测试。测试人员对软件的直观操作印象特别深刻，控制软件功能强大且复杂，但仍具有用户友好性。鉴于材料表征领域新的成功篇章的先决条件。Friedrich Santner很高兴：“祝贺整个MCX团队取得这一伟大成就。因此，XRDynamic 500在即将到来的100周年纪念日前完成这一任务。”