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体视形变应变

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体视形变应变相关的资讯

  • 课堂 | Leica EM TIC3X应用实例:高应变率作用下高导无氧铜(OFHC)的晶粒细化分析
    通过leica em tic3x 对样品进行离子束切割,样品ebsd mapping解析率得到明显提升,可达80%-90%以上,并且结果稳定可重复,更好地表征了晶粒的变形,以及大小角晶界的转变。实验样品高应变率作用下高导无氧铜(ofhc)实验目的通过电子背散射衍射技术(ebsd)对在高应变率、高温和大变形条件下获得的材料进行晶粒变形细化以及再结晶行为的表征,以期达到表征材料力学属性的目的。实验过程 1 原始样品的制备高速切削是一种集合高应变率、高温和大变形的一种材料变形的复杂材料変形条件,通过改变切削速度来改变上述的变形边界条件,高速切削的过程示意图如下:(图1 高速切削过程示意图)获得的切屑经过金相镶嵌和腐蚀之后的试样如图所示:(图2 经过镶嵌和腐蚀之后的切屑)从图2中可知晶粒已经严重变形,光镜已经无法分辨,而且对于晶粒到底发生了什么变化,光镜也无法做到表征的目的,因此对于材料ebsd表征十分必要。 2 实验样品的制备ebsd制样是本次实验的重中之重,本次实验较难主要体现在3个方面:一是因为经历了严重塑形变形的材料自身的晶粒内部就会存在一定的残余应力,在表征的时候有一定的难度;二是高导无氧铜是一种特别软的材料,在制样的时候非常容易带入应力,或者划伤测试面;三是经过高速切削得到的样品宽度非常细长,不是传统的块体,制样过程比较困难。目前解决方案主要有四种:机械抛光,电解抛光,振动抛光,离子抛光,这几种方法目前都有所尝试,解析率都不太高,究其原因,主要还是因为我的样品细长弯曲的原因,经过镶嵌之后,电解抛光无法满足,机械抛光很容易带入划痕,离子抛光镶嵌之后的样品效果不是十分理想,很多方法都不太适用。通过与徕卡电镜制样技术人员沟通,认为离子切割的方法能比较好的解决目前存在的问题,经过leica em tic 3x离子切割出来的样品解析率超过了80%,部分区域甚至能够达到90%以上,最重要的是这种制样方法非常稳定,实验的结果能够比较方便的被复现出来,可较好地满足我的研究需要。 3 实验观测通过ebsd测试,获得的mapping图的解析率有了较为明显的提升,更高的解析率意味着晶粒的变形,以及大小角晶界的转变也能更好的表征出来。图3 经过振动抛光之后获得的ebsd角度取向分布图图4 经过离子切割之后获得的ebsd角度取向分布图总结通过上述实验的结果可以得出结论,相比于目前主流的振动抛光、电解抛光和离子抛光,在进行一些形状比较特殊的样品的ebsd试样的制备时,离子切割方法所具备的不受样品自身形状限制,效率高,稳定性好,可重复性高等都是目前比较常用的制样方法所不具备的,因此离子切割为ebsd的制样方法做了一个十分重要的扩充!致谢:西安交通大学 机械学院 许祥关于徕卡显微系统leica microsystems 徕卡显微系统是全球显微科技与分析科学仪器之领导厂商,总部位于德国维兹拉(wetzlar, germany)。主要提供显微结构与纳米结构分析领域的研究级显微镜等专业科学仪器。自公司十九世纪成立以来,徕卡以其对光学成像的极致追求和不断进取的创新精神始终得到业界广泛认可。徕卡在复合显微镜、体视显微镜、数码显微系统、激光共聚焦扫描显微系统、电子显微镜样品制备和医疗手术显微技术等多个显微光学领域处于全球领先地位。 徕卡显微系统在全球有七大产品研发与生产基地,在二十多个国家拥有服务支持中心。徕卡在全球一百多个国家设有区域分公司或销售分支机构,并建有遍及全球的完善经销商服务网络体系。
  • 金属所纳米孪晶金属形变机制的定量电子显微学研究获进展
    纳米孪晶金属以其优异的力学性能和良好的导电性受到广泛关注,该材料的变形行为是材料学家长期关注的问题之一。作为一类大角度晶界,共格孪晶界能够强烈地阻碍位错的运动,提高材料的强度,一般来说孪晶片层厚度越小,纳米孪晶材料的强度也应该越高。然而,实验发现,当孪晶片层厚度减小到一个临界尺寸(约为15 nm)以下时,纳米孪晶材料反而出现软化现象。研究者利用分子动力学计算发现,这种软化现象是由于软化模式位错的开动所致,不过到目前为止还未定量地确定纳米孪晶金属的这一宏观力学特性与微观变形机制之间的关系。  最近,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室固体原子像研究部杜奎研究组与材料疲劳与断裂研究部卢磊研究组合作,通过原位透射电镜观察和定量应变分析,发现孪晶片层厚度对不同类型位错形核处的局部应力集中有明显影响,因此位错的主导形核机制在某一临界片层厚度(18 nm)会发生转变。这一研究揭示了块体纳米孪晶材料的微观变形机制与宏观力学性能之间的直接联系。  研究结果表明,在等轴晶纳米孪晶铜的屈服阶段,位错活动的类型主要有两种:I型(Hard mode I)位错在孪晶界上的台阶处形核并在倾斜于孪晶界的滑移面上滑移 III型 (Soft mode)位错在孪晶界/晶界交界处形核并在孪晶界上滑移。当孪晶片层厚度下降到12-37 nm时,主导位错机制从I型位错的形核和滑移为主转变为以III型位错的形核和滑移为主。由于位错形核和局部应力集中有关,所以纳米孪晶铜变形的主导位错形核机制主要取决于孪晶界台阶处和孪晶界/晶界交界处的局部应力集中程度。而局部应力集中受孪晶片层厚度的影响,在孪晶界台阶处的局部应力集中随着孪晶片层厚度的减小而缓慢减小,而孪晶界/晶界交界处的应力集中随着片层厚度的减小而显著增加。两者应力集中程度相等时对应的临界孪晶片层厚度为18nm。这一原子尺度定量应变分析的结果与宏观力学性能测试得到的临界孪晶片层厚度(15nm) 相符,这为预测进而优化具有纳米片层结构的金属材料的力学性能提供了一条新途径。  该研究得到了国家自然科学基金、科技部“973”计划项目的资助。  相关论文已于7月16日在线发表于《自然通讯》上(Nature Communications 6:7648 (2015), DOI: 10.1038/ncomms8648)。  全文链接  图1 (a-d) I型位错在孪晶界上形核并滑移穿越孪晶界的动态过程。(e-h) III型位错在孪晶界/晶界交界处形核并且在孪晶界上滑移的原位动态过程和相应的示意图。  图2 具有不同孪晶片层厚度l的纳米孪晶铜在原位形变过程中的两类位错的比例。  图3 (a) 孪晶界发射I型位错的动态过程。(b) I型位错发射前的剪切应变分布。(c) 图(b)中黑框区域内的定量分析。(d) 孪晶界/晶界交界处发射III型位错的动态过程。(e) III型位错发射前的剪切应变分布。(f) 图(e)中黑框区域内的定量分析。  图4 纳米孪晶铜中对应于不同孪晶片层厚度l的孪晶界上台阶处和孪晶界/晶界交界处的应力集中因子K。
  • Nat. Nanotechnol.:范德华磁体中应变诱发的可逆磁相变——OptiCool、Montana低温光学设备大显神通
    晶体的机械形变会对其物理性质产生深远的影响。值得注意的是,即使是化学键几何形状很小的修改也可以完全改变磁交换相互作用的大小和符号,从而改变磁基态。来自华盛顿大学的徐晓栋教授课题组通过可以连续原位施加单轴张应力的装置在低温下使二维A型层状反铁磁半导体材料CrSBr产生了高达几个百分点形变。利用该装置,研究者实现了零磁场下应变诱导的可逆反铁磁-铁磁相变,及应变调控的自旋翻转过程。该工作为二维材料的磁性和其他电子态的应变调控创造了机会。该工作于2022年1月20日发表在nature nanotechnology上。该研究中涉及到了多种原位低温光谱的测量。为这些低温光学测量提供高稳定性低温及磁场环境的正是目前光学低温设备中的代表:OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台和Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器。OptiCool-超全开放强磁场低温光学研究平台Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全干式系统全自动软件控制,一键变温变场8个光学窗口超大磁场:±7T1.7K~350K全温区控温智能触摸屏,“一键式操作”2小时快速降温(300K-4.2K)5个光学窗口震动稳定性:5 nm助力数百篇发表 ☛ 低温拉曼原位检测应变大小——基于OptiCool的低温拉曼测量研究者利用新的应变装置,通过对压电陶瓷施加电压来原位改变二维材料的单轴应变。为了估算CrSBr的应变大小,研究者比较了在应变区域和远离间隙的非应变区域的拉曼光谱。为此,该团队使用应变片异质结构校准了345 cm−1拉曼峰位(标记为P3)与压电陶瓷所加电压以及应变率之间的关系。校准得到的红移率为~4.2 cm−1每1%应变,与原理计算预测的~4.4 cm−1每1%应变相一致。图1:原位可调应变装置与拉曼测量应变率图2:应变诱导的反铁磁-铁磁相变☛ 低温PL光谱探测CrSBr磁性变化——基于Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器的PL光谱测量由于向RMCD对面外磁性比较敏感,而CrSBr是面内的A型反铁磁结构,因此用RMCD来测量磁性并不是一种好的方法,近期研究发现,激子光致发光(PL)和吸收谱对CrSBr的层间反铁磁和铁磁排列非常敏感。因此该工作中用低温PL光谱研究了CrSBr不同应变下的磁性态。图3:应变诱导的磁相变前后与磁场相关的PL光谱 ☛ 低温RMCD探测CrSBr自旋翻转过程——基于Montana定制型光学恒温器的RMCD测量在对CrSBr二维材料施加面外磁场时,自旋会逐渐翻转至面外方向。研究者发现,应变会导致自旋翻转过程发生剧烈的变化。利用低温限RMCD作为面外磁化的敏感探针,研究者测量了应力对自旋翻转的影响。图4:应变调控的面外磁翻转过程总结在此作中,研究者展示了新的技术手段以用来探测低温下原位可调的单轴应变对二维材料和异质结的影响。利用这一技术,研究者实现了对层状磁性半导体CrSBr磁性能前所未有的控制。研究结果表明利用自旋、电荷、晶格之间特的耦合作用可以用于制造二维器件,例如应力控制的磁阻开关、通过应变导致的磁性态反转对称性破缺实现调控二次谐波,或者零磁场下调控磁隧道结。利用应变的调控还可以扩展到范德瓦尔斯材料之外的其他二维材料、异质结、莫尔超晶格中,为应变调控开辟了广阔的前景。设备简介OptiCool超全开放强磁场低温光学研究平台OptiCool是Quantum Design于2018年2月新推出的超全开放强磁场低温光学研究平台,创新特的设计方案确保样品可以处于光路的关键位置。系统拥有3.8英寸超大样品腔、双锥型劈裂磁体,可在超大空间为您提供高达±7T的磁场。多达7个侧面窗口、1个部超大窗口方便光线由各个方向引入样品腔,高度集成式的设计让您的样品在拥有低温磁场的同时摆脱大型低温系统的各种束缚。OptiCool是全干式系统,启动和运行只需少量氦气。全自动软件控制实现一键变温、一键变场、部窗口90°光路张角让测量更便捷;控温技术让控温更智能;新型磁体结合了超大均匀区与超大数值孔径。OptiCool让低温光学实验无限可能。OptiCool技术特点:▪ 全干式系统:完全无液氦系统,脉管制冷机。▪ 8个光学窗口:7个侧面窗口,1个部窗口;可升底部窗口▪ 超大磁场:±7T▪ 超低震动:10 nm 峰-峰值▪ 超大空间:Φ89 mm×84 mm▪ 控温:1.7K~350K全温区控温▪ 新型磁体:同时满足超大磁场均匀区、大数值孔径的要求。▪ 近工作距离:可选3 mm工作距离窗口或集成镜头方案Montana超精细多功能无液氦低温光学恒温器全球知名光学恒温器制造商Montana Instruments多年来为低温光学、量子信息等领域提供性能的光学恒温器而广受好评。作为低温光学恒温器的旗舰产品,Montana Instruments近推出了全新型号CryoAdvance系列。该系列的目标是助力科技工作者在先进材料和量子信息领域研究研究方面更进一步。CryoAdvance 50新特色▪ 自动控制:全新智能触摸屏系统,“一键式操作”,实时显示温度、稳定性、真空度等多种指标。▪ 模块化设计:多种配置可选,快速满足各种实验需求,后续升简单。▪ 多通道设计:基本配置已包含光学窗口+直流电学+高频电学通道。▪ 稳定性设计:新设计在变温和振动稳定性上进一步优化。CryoAdvance 50主要参数▪ 自动控温:3.2K - 350K 样品台▪ 温度稳定性:10mK(峰-峰值)▪ 震动稳定性:5 nm(峰-峰值)▪ 降温时间: 300K-4.2K ~2小时▪ 样品腔空间:Φ53 mm ×100 mm▪ 光学窗口:5个光学窗口,可选光纤引入▪ 水平光路高度:140 mm▪ 窗口材料:多种材质可选▪ 基本电学通道:20条直流通道。▪ 接口面板:双RF接口+25DC接口
  • 体视荧光模块实现定量实验的要求
    体视荧光模块采用双色三通道设计,最多可实现3色荧光的观察需求,可选配V/B/G/Y/R在内的相关波段,配套数显屏显设计,实现定量实验的要求,对于亮度调节变得更加可控。另外扩大了通光视野范围,相比之前,与显微镜兼容匹配性更高。还可匹配各品牌伽利略光学系统体视显微镜,使普通显微镜实现荧光功能,且不改变显微镜原有光路,轻松为普通显微镜实现荧光观察功能。体视荧光模块实现定量实验的要求,使用改性沥青提升路面的耐磨耗能力和延长道路的使用寿命,已经成为我国基建的新常态。成品的改性沥青对比普通沥青优势明显,但其品质无法用肉眼观察分析,这导致很多客户在因达不到效果而与上游产生质量问题纠纷。对沥青掺杂橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂,或利用轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青结合料,就是改性沥青。性能优势:1、双色三通道结构设计,标配两个大视野荧光通道与一个明场通道;2、可根据用户需求,自由选择荧光波段、数量,波段切换稳定顺畅;3、采用LED冷光源,驱动电源、LED激发光源及荧光滤光组一体化;4、侧置通道、亮度数字化显示直观便捷;5、体视荧光模块基本可以将沥青放大到100X,对沥青的观察也十分简便。同时,它采用优异的无限远平行光路系统,LED荧光双光路照明设计。体视荧光模块应用领域:生物活体成像;线虫;果蝇;斑马鱼;胚胎;司法刑侦。体视荧光模块产品详情页:体视荧光模块 BGU-LED-ZMH
  • 《应变控制式三轴仪》等两项团体标准送审稿审查会议顺 利召开
    2022年10月14日,中国仪器仪表行业协会组织专家以视频会议形式分别对由浙江土工仪器制造有限公司牵头起草的《应变控制式三轴仪》,以及由中国农业机械化科学研究院集团有限公司牵头起草的《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》两项团体标准送审稿进行审查。两项标准均由中国仪器仪表行业协会试验仪器分会提出,由中国仪器仪表行业协会归口管理。来自中国航空发动机研究院、中国船舶科学研究中心、北京飞机强度研究所有限公司、陆军装甲兵学院、西安航天动力技术研究所、西北工业大学、中国北方车辆研究所、内蒙古工业大学、北京金轮坤天特种机械有限公司的九位专家组成评审组,中国航空发动机研究院的吴长波研究员担任组长。中国仪器仪表行业协会马雅娟主持会议。审查专家组听取了送审标准项目起草工作组的汇报,对标准内容逐条进行审查,对送审稿及相关资料提出了宝贵的修改意见和建议。最后,专家组一致同意《应变控制式三轴仪》《钛合金抗熔滴点燃性能试验方法》通过审查,并希望起草工作组尽早修改完成,报批实施。
  • 分布式光纤应变监测仪取得重要进展
    p style="text-align: justify text-indent: 2em " 由中兴通讯股份有限公司牵头的国家重点研发计划“重大科学仪器设备开发”重点专项“分布式光纤应变监测仪”项目经过近两年的努力,突破了高空间分辨率技术、超长距离测量技术和高精度布里渊信号处理等关键技术,开发出分布式光纤应变监测仪样机。近日,项目顺利通过了科技部高技术中心组织的中期检查。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "分布式光纤传感以光纤作为传感器,其测量参数包括应变和温度等,可以实现空间上的连续测量,监测点位可达百万个,测量距离可达百公里,具有传统点式传感器不可比拟的优势,是大尺度基础设施结构健康监测和大范围地质灾害监测最有效的技术手段。目前国内高性能分布式光纤传感监测仪主要依赖国外进口,国内还不能实现厘米级超高空间分辨率和百公里超长距离产品供货。该项目通过采用差分脉冲对技术和双频激光扫描技术,所开发的可工程化应用的分布式光纤应变监测仪,具有厘米级空间分辨率和百公里测量距离,已成功应用于油气管道、高速铁路、高压输电线、大型桥梁和山体滑坡监测等领域,中国公路学会组织的科技成果鉴定认为该项目整体技术达到了国际领先水平。开展分布式光纤应变监测仪的自主化研究,对于提高我国大型基础设施、大型结构装备和地质灾害的安全监测能力,提升公共安全水平,以及减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "该项目下一步将加强仪器小型化设计,提高产品的工程使用灵活性;进一步加快工程应用示范及产业化推广等工作。 /p
  • 体视显微镜的创新点及在大健康市场领域的应用
    体视显微镜显微镜有很多种,体视显微镜是其中的一种,比如还有生物显微镜、金相显微镜等。体视显微镜,又叫实体显微镜、立体显微镜或解剖镜。体视显微镜是一种常用的显微镜,具有正像立体感的目视仪器,不需要专门进行加工制作样品,可以直接放在体视显微镜镜头下进行观察,它能够通过放大和放映图像,使我们能够观察和研究微小的物体和细胞结构,从不同角度观察物体,使双眼引起立体感觉的双目显微镜,工作效率极高。体视显微镜创新点:1、双目镜筒中的左右两束光不是平行的,而是具有一定夹角的,一般为12度到15度,这个角称为体视角。因此成像会有三维立体感。观察者可以更加真实地感受到样品的立体形态,更好地理解样品的结构和特性。2、由于体视显微镜的棱镜把图像倒转过来,使观察者看到的图像是直立的,便于操作。3、虽然放大倍率不及其它光学显微镜的倍率大(如生物显微镜和金相显微镜的放大倍率可达1000倍甚至更大),但体视显微镜优点就是工作距离长,视场直径大。景深大,便于观察物体的全貌。4、体视显微镜操作简单,放大倍数一般在7X~45X、7X~63X。其他更高端科研级体视显微镜型号NSZ818,变焦倍率比达到 1:18 ,10X目镜能够实现7.5-135X的放大倍数。果蝇转基因 转基因育种体视显微镜用途上也最为广泛,主要用途如下:1、动物学、植物学、昆虫学、组织学、矿物学、考古学、地质学和皮肤病学等的研究。2、在纺织工业中,用于原料及棉毛织物的检验。3、在电子工业中,作为元器件检查,焊点检查等操作工具。4、各种材料的裂缝构成,气孔形状腐蚀情况等表面现象的检查。5、在制造小型精密零件时,用于机床工具的装置、工作过程的观察、精密零件的检查以及装配工具。MHZ-101/MHZ-201体视显微镜可将微小物体放大并形成正的立体像,具有工作距离长,成像清晰而平稳、视场宽阔、清晰度高、倍率连续可调和操作方便等特点。根据人机工程学要求设计,45度倾斜观察,长时间工作而不感觉颈肩不适。特别适用于科研、高教、农林地质、珠宝、医学卫生、公安部门作观察分析、生物解剖。近年来还广泛应用于电子工业和仪器仪表等行业作细小精密零件的检验、装配修理用。MHZ-201体视显微镜MHZ-201体视显微镜技术参数表:◆放大倍数: 标准配置:7X~63X 选配目镜及辅助物镜,连续变倍◆物镜: 标准配置:连续变倍物镜 变倍比9:1 确保像面齐焦性◆观察头: 45°倾斜,360°旋转◆目镜: 标准配置: 10X/20mm,宽视野,广角,高眼点,为佩带眼镜的观察者提供方便◆可选目镜: 10X、15X、 20X 、25X◆工作距离:标准配置110mm(有效距离)◆可选辅助物镜:0.5X工作距离165mm/1.5X/2X ◆显微镜摄像头:C接口的USB2.0和USB3.0相机可选◆荧光照明器:LED落射荧光照明器/环形荧光照明器NSZ818科研级平行光体视显微镜NSZ818科研级平行光体视显微镜在大健康市场领域的主要应用:1、用于蛋白质结晶过程和晶体的高对比度观察和成像。2、作为分子生物学、细胞生物学、神经生物学、发育生物学、胚胎学、系统生物学、结构生物学的从宏观到微观高分辨观察与成像研究工具。3、用于斑马鱼、小鼠、线虫等模式生物和各种透明样本、微观细胞组织、亚细胞结构的明场、浮雕相衬;可升级为荧光观察和成像系统。4、数码体视显微镜作文书纸币的真假判辨,大样品上的颜料残留物分析和鉴定,区分轻微的结构偏差和真实的色彩。5、广泛应用于纺织制品、化工化学、塑料制品、电子制造、机械制造、医药制造、食品加工、印刷业、高等院校、考古研究等众多领域。体视显微镜NSZ818技术参数:◆光学系统:平行光(伽利略型)复消色差光学系统◆变倍比:1:18,变倍范围0.75-13.5X◆物镜:PLAN APO 1X(NA 0.15, WD 60mm)◆放大率:7.5-135X◆目镜(F.O.V.mm):三目 20°固定倾角镜筒 可变倾角三目镜筒,范围为 0-30°◆可选目镜:10X(23) 10X(22)15X(16) 20X(12)◆底座:LED 立体照明底座(OIC 内置照明器)◆支持观察方式:明场,荧光,斜照明,简易偏光,暗场
  • 金属所柔性应变传感器的手势识别应用研究取得进展
    基于手势识别技术的可穿戴柔性电子设备在医疗健康、机器人技术、人机交互和人工智能等领域颇具应用前景。研制性能优异的柔性应变传感器是实现高性能可穿戴设备应用的重要基础。感器的灵敏度决定可穿戴设备的感知精度,而在过载、瞬时冲击、多次循环弯曲/扭折等条件下的机械鲁棒性将影响可穿戴设备实际应用环境条件下的长期可靠服役。截至目前,采用简单方法制备兼具高灵敏度和机械鲁棒性的柔性应变传感材料颇具挑战性。如何将基础研究所获得的高性能柔性应变传感器推广应用到人机交互系统等实际应用场景中,将会为此类器件的研发提供全新思路。   近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心薄膜与微尺度材料及力学性能研究团队,在前期柔性基体金属薄膜力学行为研究的基础上,基于柔性器件传感的力学原理,提出将裂纹类传感器的传感机制引入高机械鲁棒性蛇形曲流结构中,通过对传感层进行巧妙的高/低电阻区调控实现高灵敏度传感的学术思想,研制出灵敏度与裂纹类传感器相当(GF 1000)且机械鲁棒性优异的柔性应变传感器。该传感器在过载、冲击、水下浸泡、高/低温等严苛环境条件的作用下表现出优异的循环稳定性,稳定响应周次达10000周。同时,该传感器具有响应和回复时间快( 58 ms)、滞后性低等优势。   该团队将传感器进一步集成到自主设计的无线可穿戴人机交互系统中,结合机器学习、用户界面设计等技术实现了实时手语翻译功能。传感器的高灵敏度和响应速度赋予了该系统及时准确的感知能力,同时高机械鲁棒性则赋予该系统在实际应用场景中长期可靠服役的能力。该系统利用机器学习分类算法实现了对15种单一手势手语的识别和6种组合手势手语的识别(识别准确率分别达98.2%和98.9%)。系统整体的响应时间小于1s。成本低廉、质轻便携且操作简便的系统既可将手语实时翻译成语音播放,又可通过定制的用户界面实现信号曲线和翻译结果的可视化。后期可通过优化电路设计、扩展机器学习的手势或手语数据库,将该手势识别技术进一步应用于人机交互、虚拟现实、手势认证、智能传感、医疗健康等关键场景。该研究为实现柔性条件下的稳定增敏机制提供了新思路,有望促进可穿戴人机交互系统的应用和产业化发展。此外,该团队基于微小尺度材料和纳米金属层状复合材料力学行为基础研究工作的长期积累,研制出微机电系统(MEMS)用超长服役寿命的纳米复合材料,有望应用于航天、通讯、导航和新能源等领域的射频MEMS上。   上述柔性应变传感手语识别系统的研究成果,以Ultra-Robust and Sensitive Flexible Strain Sensor for Real-Time and Wearable Sign Language Translation为题,在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金、金属所“引进优秀学者”项目、沈阳材料科学国家研究中心青年人才和基础前沿及共性关键技术创新项目的支持。东北大学科研人员参与研究。图1.柔性应变传感器的设计和制备。a、蛇形曲流结构的传感机制;b、传感单元在表面切应力作用下的位移云图;c、传感单元在不同表面切应力作用下相邻曲流条纹的间隙沿传感器宽度方向分布曲线;d、相邻曲流条纹的接触区域长度随应变的变化曲线;e、传感器制备流程示意图。图2.柔性应变传感器的传感性能。a、高/低电阻区调控前的响应曲线;b、高/低电阻区调控后的响应曲线;c、在不同峰值应变下的循环响应曲线,极限检测应变;d、响应和回复时间。图3.柔性应变传感器的机械鲁棒性。a、循环稳定性;b、最大可承受应变;c-e:对严苛环境的耐受力。图4.可穿戴手语翻译系统。a、应用场景示意图;b、系统框架;c、手语手套;d、无线电路板;e、用户界面。图5.手语识别验证。a、6种由复合手势组成的手语;b、手语翻译系统对6种手语的识别准确率;e、手语翻译系统的各项性能汇总。
  • CSTM《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》团体标准征求意见
    p style="text-align: justify text-indent: 2em "日前,中国材料与试验标准平台发布了关于对strong《金属材料强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法》/strong团体标准征求意见的函。span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong内容如下:/strong/span/pp style="text-align: justify text-indent: 2em " 各有关单位:/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "由中国材料与试验团体标准委员会材料试验标委会字[2019]128号文件strong《关于CSTM标准〈金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定〉的立项公告》/strong,由CSTM/FC53/TC04航空材料领域材料检测与评价技术委员会组织制定的CSTM标准strong《金属材料 圆环试验 强度、应力应变关系的测定》/strong(计划编号为CSTM LX 5304 00278-2019),已由西南交通大学为牵头单位的起草小组完成了征求意见稿,现开始征求意见。请于strong2020年3月27日/strong前,将strong《CSTM团体标准征求意见表》/strong反馈给CSTM航空材料领域委员会材料检测与评价技术委员会秘书处。/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "联系人:刘世英/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电子邮箱:neulsy@163.com/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "电话:010-62496241/17813261935/pp style="text-align: justify text-indent: 2em "strong附件:/strong/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934301.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "征求意见函-金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934303.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-征求意见稿.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934304.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "金属材料 强度、应力应变关系的圆环压缩试验方法-编制说明.pdf/span/a/pp style="line-height: 16px "a href="https://www.instrument.com.cn/download/shtml/934306.shtml" target="_self" style="text-decoration: underline font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "span style="font-size: 14px color: rgb(0, 112, 192) "附件1:中国材料与试验团体标准征求意见表.doc/span/a/pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ef7c1265-c9c2-4ef3-a112-283a2aa38b0f.jpg" title="1.PNG" alt="1.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/ba66dc07-fb49-4191-8033-e5c3e5fc9c1b.jpg" title="2.PNG" alt="2.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a0bb5606-4168-48e5-a101-2bdbcdc0c3d1.jpg" title="3.PNG" alt="3.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/5fac8e1a-4476-4509-a19f-d421dd182683.jpg" title="4.PNG" alt="4.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/a6e5cabc-1fd3-4fc7-a9e2-3ec3b3265ad6.jpg" title="5.PNG" alt="5.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/0c4d0644-7c71-4593-9449-e56a1ded411b.jpg" title="6.PNG" alt="6.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/150117b4-2ad7-42f0-b3ba-534c96fd53fb.jpg" title="7.PNG" alt="7.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/77dccf55-ac88-46f8-9186-91f1f2214ef7.jpg" title="8.PNG" alt="8.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/37defebf-9f9d-4a2f-9431-ecfc52b51830.jpg" title="9.PNG" alt="9.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/856010ec-10f4-4228-8b8f-afcdf5784253.jpg" title="10.PNG" alt="10.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/761162ba-a36a-425e-bd39-e0f242f4b509.jpg" title="11.PNG" alt="11.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/431abf31-a944-43a5-b99e-16434b49f3ac.jpg" title="12.PNG" alt="12.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/2d74d514-897a-451c-af90-435d452e6fb7.jpg" title="12.PNG" alt="12.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/363863f0-4b70-4665-b1a8-cdb5ec1e5e71.jpg" title="13.PNG" alt="13.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/1684e527-d32c-4e47-96b9-ef6a25bff050.jpg" title="14.PNG" alt="14.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/d39c2c32-7d75-4252-9592-a73051f1ab20.jpg" title="15.PNG" alt="15.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c2eff1b4-3237-4b20-b7a0-96622aafcb4e.jpg" title="16.PNG" alt="16.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9a24eb4b-f88d-455f-9a85-5d9253890e94.jpg" title="17.PNG" alt="17.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/4e31d11d-5877-417c-8e0a-9c6e57c4632b.jpg" title="18.PNG" alt="18.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f9371f7f-d27c-4726-b10e-2652053a0c0e.jpg" title="19.PNG" alt="19.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/9e9f571c-e3b8-4d77-ba03-dbb2023c56da.jpg" title="20.PNG" alt="20.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf750142-eab3-4226-925a-a29400ebc8c3.jpg" title="21.PNG" alt="21.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/38a937ed-04d5-4f4d-9e5c-4225d8b4226b.jpg" title="22.PNG" alt="22.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/8821bf3e-f80b-41e1-84a5-2bcdcf7d0fd1.jpg" title="23.PNG" alt="23.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/f0fcf386-4066-48b8-9c7d-373f69ae164a.jpg" title="24.PNG" alt="24.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c13000c4-b78d-4ff3-aceb-70e2236fe38d.jpg" title="25.PNG" alt="25.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/cdfc2bad-cd05-405d-b38b-b810c0ba53f2.jpg" title="26.PNG" alt="26.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/c8899f62-096a-4166-bd16-40710e3d9274.jpg" title="27.PNG" alt="27.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/52969a1b-9a3f-46fe-af34-fd1da3b6de6a.jpg" title="28.PNG" alt="28.PNG"//ppimg style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/35f2f4ee-668d-4ee0-b93f-0fe0c7887487.jpg" title="29.PNG" alt="29.PNG"//pp style="text-align: center "img style="max-width:100% max-height:100% " src="https://img1.17img.cn/17img/images/202003/uepic/bf6bc651-8ca7-4fc2-93cf-c3f22b36d576.jpg" title="30.PNG" alt="30.PNG"//p
  • 双应变-温度传感器性能研究取得进展
    近日,广东省科学院化工研究所研究员曾炜团队在国家自然科学基金项目等的资助下,在双应变-温度传感器性能研究方面取得新进展。相关研究发表于Composites Part A。张静斐为该论文第一作者,曾炜为通讯作者。   在目前的双应变-温度传感器研究中,一般是将应变/温度敏感的导电材料,如金纳米粒子、氧化石墨烯和碳纳米管等引入弹性体或水凝胶来实现的。由于弹性体的伸展性差和导电材料的不透明性限制了其在大应变和可视化设备中的应用。而离子导电水凝胶具有透明度高、柔韧性好的优点,可以实现基于三维网络离子传输的同时,利用其电导率随应变和温度的变化而实现应变-温度双重传感,为传感器的多功能化提供了广阔应用前景。   研究人员通过自由基聚合,在氯化锂和甘油的存在下,制备了具有良好应变和温度敏感性的可拉伸离子导电性水凝胶。氯化锂的强离子水化作用和水分子、甘油形成强氢键协同作用从而抑制了冰晶的生成,使水凝胶具有优异的抗冻能力,能在-30 ℃~ 80 ℃的较宽温度范围内检测温度的变化。该水凝胶在36.5~40 ℃范围内的温度灵敏度为5.51 %/℃,检测限为0.2 ℃,并具有良好的升温-降温循环稳定性。   此外,水凝胶传感器在2000%的宽应变范围内具有良好的线性,可以达到17.3的高灵敏度,并具有低至1%的检测下限。利用该方法制备的应变-温度双重刺激响应水凝胶,在人体运动监测、发热检测等可穿戴设备中具有很大的应用潜力。
  • 百若仪器:慢应变速率应力腐蚀试验机的研发成绩斐然
    2014年,上海百若持续创新,研发再上新台阶。YYF-50系列慢应变速率应力腐蚀试验机产品的研发,填补了国内在材料应力腐蚀敏感性研究领域的空白,产品处于国内领先,可完全替代同类的进口产品。该产品已在高温高压的超临界水介质环境、高温铅铋液态介质环境、高温盐溶液介质环境、高温高压H2S介质环境、海水环境等腐蚀介质应用领域成功使用,可进行慢应变速率腐蚀拉伸、应力腐蚀、腐蚀疲劳、腐蚀裂纹扩展测量、精确裂纹预置、低周疲劳等试验。在腐蚀介质环境下进行材料的腐蚀裂纹扩展测量存在较大技术困难,传统的COD法已不能实现测量应用,DCPD方法是腐蚀介质环境下测量裂纹扩展普遍推崇的方案,上海百若耗时多年进行研发和测试,完成了腐蚀介质环境下通过DCPD法精确测量材料裂纹扩展及扩展速率计算。该技术已成功在设备上安装使用,获得了用户的高度评价和认可。不断地研发投入和全面的科学测试,上海百若在应力腐蚀试验设备的销售推广取得了骄人的成绩,在诸多领域提供了试验设备:1. 高温高压超临界水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。2. 高温铅铋溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。3. 高温盐溶液,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳。4. 高温高压H2S,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。5. 常温常压海水,慢应变速率拉伸。6. 微高温海水,慢应变速率拉伸,腐蚀疲劳,腐蚀裂纹扩展测量。7. 硫氰酸溶液,慢应变速率拉伸,氢脆敏感试验。2014年,加氧测量与控制水化学系统完成了设计和组建,并成功运行,系统得到了用户肯定和赞许。用于测试金属在高温高压水环境下腐蚀速率的静态高压釜,在运行期间水化学一直变化,水中的溶解氧逐渐降低,溶解氢浓度逐渐升高,溶解进入的金属离子使水的电导率逐渐升高。这样,静态高压釜一次实验的时间越长,测得的实验结果偏差越大。给高压釜系统添加一套水化学回路对于保证高压釜内的水质稳定非常重要。该系统能够在线监测溶解氧、电导率、pH值,并实现控制调节。上海百若是慢应变速率应力腐蚀试验机的国内唯一专业性研发公司,在诸多技术难点方面取得了成功突破,并在设备安全和长期稳定性方面做了大量的研究和测试,此类设备运行时间从1周到1、2年不等,运行时间长,设备的安全、可靠是首要考虑因素,我们在设备的各个方面设计了安全监测与保护,保障操作者、设备和试验的安全。在设备的研发过程中,我们与高校和研究院合作,得到了上海交通大学、中国科学院、中国原子能科学研究院、上海应用物理研究所、厦门大学等单位的大力支持和帮助,使得设备的研发取得突破性进展。慢应变速率应力腐蚀试验机应用范围广泛,主要研究材料在腐蚀介质环境下的腐蚀敏感特性,这些应用领域有:核电的一回路、二回路材料,热电材料,石化行业,海洋行业,汽轮机,及其它腐蚀性介质应用领域。
  • 【定制产品】上海百若——超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF
    p style="text-align: center "/pp style="text-align: center"img style="width: 345px height: 500px " src="http://img1.17img.cn/17img/images/201710/insimg/fed9f818-9b0d-4cf1-87d7-33b2037e3c09.jpg" title="1.jpg" height="500" hspace="0" border="0" vspace="0" width="345"//pp style="text-align: center "strong超纯水介质慢应变速率应力腐蚀试验机YYF/strongbr//pp strong 1.生产厂商/strong/pp  上海百若试验仪器有限公司/pp strong 2.采购单位/strong/pp  原子能科学研究院/pp strong 3.主要功能/strong/pp  阻尼器、助力器耐久性能测试 /pp  加载波形正弦运动规律,编程循环嵌套不低于3层 /pp  对阻尼器、助力器进行力——位移功量图绘制,力——位移——时间曲线图绘制 /pp  产品具有轴向疲劳加载、侧向同时加载的功能 /pp strong 4.产品技术特点/strong/pp  1) 采用高集成度、强大的控制、数据处理能力、高可靠性控制测量系统。/pp  2) 采用基于神经元自适应PID算法的全数字、三闭环(力、变形、位移)控制系统,实现力、变形、位移全数字三闭环控制,各控制环间可自动切换,并在各方式间切换时实现无冲击平滑过渡。/pp  3) 可进行定位移、定速度、定应变、定应变速率、定负荷、定负荷速率等多闭环控制模式。/pp  4) 高精准24Bit数据采集系统,高分辨率,可扩展至8路AD采集。/pp  5) 试验过程中实时显示滞回环曲线。/pp  6) 试验过程中显示负荷、位移峰值谷值变化情况。/pp  7) 试验过程中显示动态波形加载曲线。/pp  8) 采用DCPD(直流电位法)在腐蚀介质系统中测量裂纹长度,进一步提供金属材料在腐蚀介质中的裂纹扩展速率指标。/pp strong 5.产品技术参数/strong/pp  最大试验力:50kN/pp  试验力测量范围:1%~100%/pp  加载头移动速度:10mm/s~1x10-6/s/pp  疲劳加载波形:正弦波,三角波/pp  工作最大压力:20MPa/pp  试验釜内温度:350℃/pp  加载头位移分辨率:0.05μm/pp strong 6.产品应用介绍/strong/pp  采用YYF-50客户进行金属材料在环境诱导下的腐蚀、应力腐蚀、腐蚀疲劳失效的检测及评价。在整个核电材料领域,材料服役性能的评价、表征等贯穿于核电站设计、建设和运行的整个阶段。基于材料服役性能评价,明确材料应力腐蚀、环境疲劳等失效规律,预测材料的服役性能,评价关键部件的服役安全性,制订关键材料的服役、失效的预防与缓解提供了重要的技术测试平台。采用YYF-50慢应变速率应力腐蚀试验机,客户根据服役的条件,在水化学回路系统上调节PH值,溶解氧DO,电导率等参数,并设置应变或应力控制模式,加载波形及加载频率等参数,试验机即可按规定参数进行试验加载,水化学回路循环,高压釜加热等工作,最终检测出材料在腐蚀环境下的裂纹扩展速率等参数。客户在使用这台设备期间,完成了相关材料的应力腐蚀及腐蚀疲劳的评价。/p
  • 国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动
    p  近日,由哈尔滨工业大学董永康教授牵头作为项目负责人的国家重大科学仪器设备开发专项“分布式光纤应变监测仪”项目启动暨实施方案论证会顺利召开。/pp  作为国家重大科学仪器设备开发专项之一,该项目旨在开发具有自主知识产权、高精度、高可靠性与环境适应度、核心部件国产化的分布式光纤应变监测仪,充分利用云计算与大数据系统架构与技术,实现大型基础设施、地质灾害等远程实时安全监测,实现工程化开发、应用示范并进行产业化推广。项目由我校董永康教授牵头作为项目负责人,中兴通讯股份有限公司作为产业化牵头单位,联合中铁大桥科学研究院有限公司、中交公路规划设计院有限公司、中交第一公路勘察设计研究院有限公司和中国科学院武汉岩土力学研究所共同申报。该项目对于改善我国在大型基础设施、大型结构装备、地质灾害等安全监测水平,提升公共安全水平,减小经济损失和社会影响具有重要意义。/pp  在启动会上,项目负责人董永康教授作了项目总体情况汇报,6个项目课题负责人分别进行了课题实施方案汇报。项目专家组对项目的研究目标、研究内容及研究方案的可行性给予充分的肯定,并针对项目和各课题后续工作的具体实施、拟解决的关键科学和技术问题等提出了建设性的意见和建议。/pp  中国工程院院士杜彦良教授主持启动会,项目组专家及委员共30余位参加本次了会议。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201801/insimg/c8ed9c9b-8ffd-4d71-983f-a71c9483e324.jpg" title="LKsd-fyqtwzv2273554.jpg" style="width: 500px height: 333px " width="500" vspace="0" hspace="0" height="333" border="0"//pp style="text-align: center "与会专家合影/p
  • 我国实现3000℃极端环境下的超高温应变场测量
    记者9日从北京航空航天大学李宜彬教授团队获悉,该团队首次利用自主研发的紫外-数字图像(UV-DIC)系统在超高温极端环境应变场测量领域实现了3000℃环境下的成功测量。相关研究成果近日发表于国际无损检测领域的权威杂志《无损检测与评价国际》上。25℃-3000℃散斑图:(a)T=25℃;(b)T=1100℃;(c)T=1500℃;(d)T=1900℃;(e)T=2100℃;(f)T=2300℃;(g)T=2500℃;(h)T=2700℃;(i)T=2900℃;(j)T=3000℃;(k)在加热至3000℃后冷却至25℃的散斑此前,在超高温极端环境应变场测量领域一直缺乏有效测量表征手段,主要难点包括:一是超高温热辐射导致测量图像过度曝光,无法表征;二是使用中性密度、蓝光、偏振等多组滤光片,导致测量步骤繁琐,表征成像效果欠佳;三是作为变形信息载体的散斑在超高温中容易脱落,导致测量失败,无法表征。典型温度下应变场云图:(a)1100℃;(b)2100℃;(c)2500℃;(d)2700℃;(e)2900℃;(f)3000℃该文章通讯作者、北京航空航天大学、天目山实验室助理研究员董亚丽表示,研究人员利用紫外-数字图像(UV-DIC)系统,仅用单个紫外滤光片就有效抑制了3000℃热辐射,同时开发了以碳化铪粉末为散斑材料的超高温散斑制备工艺,最终在3000℃环境下成功测量了石墨热膨胀系数,并清晰记录了被测对象从室温到3000℃的高质量图像。该成果由北京航空航天大学、天目山实验室联合研发。“以上难点在紫外-数字图像相关的应变场测量方法中均被很好地解决,该测量方法能够有效、准确测量热端部件在超高温极端热力耦合条件下的热变形,对于助力我国航空航天技术发展具有积极意义。”李宜彬说。
  • 北大杨林团队等人在Nature发文:首次揭示非均匀应变下声子谱扩展对导热的反常抑制现象
    纳米材料具备优异的力学特性,能够承受远超块体材料的应变,从而调节其物理/化学性能(如电子、光学、磁性、声子和催化活性)。基于力学应变工程,过去的研究优化设计了一系列前所未有的先进功能材料和器件,包括高迁移率芯片、高灵敏度光电探测器、高温超导体、和高性能太阳能电池以及电催化剂等等。尽管对基于应变调控电子输运性能和能带结构等方面进行了广泛研究,但由于单一施加应变梯度而不引入其他混淆因素(例如界面和缺陷)的困难,以及将纳米尺度热输运测量与原子尺度局域声子谱表征相结合的挑战,非均匀应变下的导热机制仍未被系统研究。这尤其令人沮丧,因为精确热管理被视为制约先进芯片和高端设备效率和寿命的关键瓶颈。针对这些挑战,北京大学工学院杨林研究员与北京大学物理学院高鹏教授、杜进隆高级工程师及西安交通大学岳圣瀛教授等人提出了实验探究非均匀应力对导热调控的新策略,他们揭示了均匀应力下不存在的,由应变梯度导致的独特声子谱扩展效应及其对导热的反常抑制现象。通过在自制的悬空微器件上弯曲单个硅纳米带(SiNRs)来诱发非均匀应变场,并利用具有亚纳米分辨率的基于扫描透射电子显微镜的电子能量损失谱(STEM-EELS)技术表征局域晶格振动谱,他们的研究结果显示,0.112%/nm应变梯度将导致热导率(κ)显著降低34±5%,这是先前文献中均匀应变下热导率调制结果的3倍以上(图1)。相关工作以“Suppressed thermal transport in silicon nanoribbons by inhomogeneous strain”为题发表于Nature。图1. 非均匀应力对硅纳米带导热的显著抑制现象。(a)实验测得的(实心符号)和理论模拟的(空心符号)结果表明,在均匀应变下,块体硅和硅纳米线的热导率基本保持不变,而弯曲硅纳米带的测量结果随着应变的增加急剧上升(半填充)。(b)基于悬空热桥微器件的热导率测试原理示意图。(c)高分辨透射电子显微镜显示弯曲硅纳米带的单晶特性。(d)实验测得的弯曲硅纳米带相较于无应力样品的热导率降低百分比为了揭示应变对声子传输的影响,直接测量弯曲硅纳米带的局域声子谱,并表征沿应变梯度声子模式的演变现象是非常必要的。与先前文献中观察到的在异质界面或缺陷周围的EELS峰移不同,运用同时具备亚纳米级空间分辨率和毫电子伏特(meV)能量分辨率的STEM-EELS技术,该工作首次表征了完全受非均匀应变调控的声子模式,揭示了应变梯度下奇特的声子谱扩展效应(图2)。图2. 表征受应变调控的局域声子谱。(a)基于STEM-EELS的局域声子谱表征技术示意图。带有弯折的弯曲硅纳米带HAADF图像(b)和EELS测量区域的放大视图(c)。(d)在不同位置(P1至P5)沿应变梯度测得的TA和TO声子模式的EELS谱。(e)弯曲硅纳米带的HAADF图像。(f)沿电子束移方向TA和TO声子模式的振动谱图。(g)在e中标记的区域沿应变梯度测得的EELS谱线与均匀应变下每个声子支具有的特定单一线条色散关系不同,不均匀应变的存在导致了在给定波矢处的声子频率分布区间(图3)。这种奇特的声子谱扩展效应增加了声子频率的多样性,以满足声子-声子散射的能量守恒约束,因此加速了声子-声子散射率并缩短了声子寿命,引发了一种均匀应变不存在的全新声子散射机制。图3. 声子谱扩展增强声子散射率。(a)受应变梯度调制的声子色散示意图。(b)左侧,硅在不同弹性应变下的声子色散。右侧,应变梯度为0.118% /nm下声子谱扩展引发的声子散射率,τsg−1通过开发跨微米-原子尺度的实验表征技术,并结合第一性原理的理论模拟,该工作为长期以来有关非均匀应变对声子传输影响的难题提供了关键线索。因此,这项研究不仅清楚地揭示了非均匀应变对固体导热的调制机理,而且为基于应变工程的功能性器件的创新设计提供了重要思路。例如,基于应变梯度引起的晶格热导率降低,与此前已证明的载流子迁移率增强之间的协同作用,为开发高性能的热电转换器件提供一种新颖策略。此外,基于非均匀应变调制热导率可实现功能性热开关器件,用于动态控制热通量。杨林和岳圣瀛是该论文的共同第一作者,杨林、高鹏、杜进隆是共同通讯作者。合作者包括东南大学陈云飞课题组、北京大学戴兆贺课题组、北京大学宋柏课题组和美国范德堡大学Deyu Li课题组。北京大学杨林课题组主要研究方向为功能性热材料和器件,包括先进微纳结构设计制造,极端尺度导热微观机理表征与调控,超高温储热技术研发,高性能热功能器件制备。研究成果以第一作者或通讯作者发表于Nature、Nature Nanotechnology、 Science Advances、Nature Communications、Nano Letters等国际顶级期刊。杨林曾入选2021年国家高层次海外青年人才计划,获得2019Nanoscale 年度精选热门文章、2020PCCP年度 精选热门文章等奖项。
  • 纳米压痕仪NHT³ | 焊接的应力应变研究
    焊接质量一般是通过焊缝质量好坏来做评定,而焊缝质量取决于所焊接的物体、焊接填充物以及所选用的焊接工艺及参数。为了更好地去优化和改善焊接工艺,对于焊缝及其热影响区进行力学性能表征是极其有意义的。对局部弹塑性特性的兴趣导致了一种新检测技术的发展,该技术使用球形压头对焊缝及其热影响区进行局部应力应变性能表征,加载期间使用振动的压痕允许非常局部地确定试验材料的代表性应力-应变曲线。简单的应力应变分析在Anton-Paar压痕软件中实现。该方法可适用于焊缝及其附近不同区域的局部力学性能的表征。01焊缝裂纹尖端附近的弹塑性行为研究纳米压痕仪 NHT3通过展示仪器化纳米压痕测试方法获得低合金钢焊缝中裂纹尖端附近区域和远离裂纹尖端区域的应力应变行为。焊缝出现裂纹通常是由焊接过程中焊缝快速凝固产生的热应力引起的,或由内部显微结构的发生改变所引起的,导致硬度和屈服强度增加,但抗断裂性降低。为了了解局部区域的应力应变行为,仪器化纳米压痕法是能够提供此信息的少数方法之一,局部应力应变测量的目的是帮助理解焊缝开裂的原因。图1 : 靠近或远离焊缝裂纹尖端局部区域的仪器化压痕测试使用Anton-Paar纳米压痕仪NHT3搭载半径为20 µm球型针尖对两个已经存在焊缝裂纹的样品进行测试,以获得局部的应力应变行为;与传统的静态测试方法不同的是,在这次的应用案例中将采用在加载过程增加正弦波加载方式的动态测试方法 (Sinus),选取最大载荷为500 mN,加载卸载速率为1000 mN/min,动态加载振幅为50 mN,频率为5 Hz。图2:载荷位移曲线图3:应力应变曲线图2和图3显示了动态加载测试下获得的压痕曲线,以及从两个区域的压痕曲线中获得的应力应变曲线。可以看出裂纹尖端附近区域的屈服强度远高于远离裂纹尖端的区域。屈服强度的增加通常与延展性的降低有关,这可能对焊缝的抗断裂韧性产生至关重要影响。在外部荷载作用下,靠近裂纹尖端的材料屈服强度增加,往往会出现比基材更早断裂的情况,因此在整个结构中是个力学薄弱点。焊缝中的断裂会导致整个部件失效,因此应该去调整焊接参数,使裂纹尖端附近的材料具有较低的屈服应力和较高的抗断裂性。02焊接铝合金的应力应变行为研究仪器化纳米压痕测试方法中应力应变分析的另一个经典应用是研究金属焊缝周围的弹塑性,尤其是软金属,例如铝合金。铝合金比钢对高温更敏感,因此,研究铝合金的焊接热效应尤为更重要。在本应用所提及的研究中,在加载过程中使用正弦波动态加载模式,利用球形纳米压痕针尖的特性对两种不同的铝合金焊缝附近的弹塑性行为进行局部表征。球形纳米压痕针尖用于确定靠近焊缝(区域A)且距离焊缝约2mm(区域B)的应力应变特性。图4:对比距离焊缝近的区域A和距离焊缝2mm处区域B的应力应变行为使用NHT3纳米压痕仪搭载半径20µm球型针尖作为表征手段,选取的最大载荷为300 mN、加载卸载速率为600 mN/min。在加载过程中采用正弦波的动态加载模式,振幅为30 mN,频率为5 Hz。图4展示了区域A和区域B的应力应变曲线的比较。两个区域表现出相类似的弹塑性行为,屈服应力约为0.3 GPa。这表明焊接过程中加热和冷却对材料的弹塑性性能的影响可以忽略不计。然而,并非所有情况下都是如此,焊接区域的局部应力应变行为仍然是优化焊接参数的重要信息。03搅拌摩擦焊接铝合金的应力应变研究搅拌摩擦焊(FSW)通常是铝合金焊接工艺更好地选择,而传统电弧焊由于铝的高导热性而容易产生较大的热影响区。FSW中的焊接温度远低于中心接触点,因此热效应的传导不如弧焊中明显。在这种情况下,将两种不同的铝合金AA6111-T4(T4)和AA6061-T6(T6)焊接在一起,并在距离熔核中心位置的1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm处研究硬度、弹性模量和屈服应力。以下参数用于压痕:最大载荷300 mN,加载速率600 mN/min,动态加载模式下选取振幅30 mN,频率5 Hz。图5的结果表明随着距熔核距离的增加,所表现出的应力应变行为大致一样,仅存在微小差异。在所有的三个区域的屈服应力大约为0.33 GPa(两种基材中的屈服应力大约为0.27 GPa,图中未显示)。母材的硬度为0.8 GPa(T4合金)和1.1 GPa(T6合金)。所有三个区域(距焊缝熔核1.1 mm、2.2 mm和3.3 mm)的硬度均为1.1 GPa,这证实焊缝附近的弹塑性能并没有发生显著变化。图5:距熔核不同位置的应力应变曲线Aoton-Paar自研自产的纳米压痕仪能非常好地去胜任微观局部的应力应变分析,新一代的检测手段的开发有助于焊接行业的进一步发展。安东帕中国总部销售热线:+86 4008202259售后热线:+86 4008203230官网:www.anton-paar.cn在线商城:shop.anton-paar.cn
  • 丹迪发布数字图像相关DIC应变测量仪新品
    仪器简介:DIC(Digital Image Correlation)数字图像相关技术是一种非接触式测量材料全场应变、位移的光学测量技术,该技术几乎适用于任何材料且测试面积广、结果精确。Dantec DIC Q-400丹迪公司研发生产的一款测量材料表面位移与应变的标准DIC设备,该设备不与被测物体表面发生接触,通过追踪物体表面的散斑图像,实现变形过程中物体表面三维坐标、位移场和应变场的测量。该设备几乎适用于任何材料且测量范围广、测量精度高。技术参数:测量维度:二维、三维测量区域:1mm×1mm—1m×1m(该区间外也可测量,但测量精度会相应下降)测量精度:位移(1μm),应变(0.01%)主要特点:精度高、测量范围广、无接触、方便使用创新点:1、新型的光学测量仪器,无接触测量材料的位移和应变2、测量结果准确,每个结果均含有一个置信区间3、测量时间短,系统操作简单、标定程序简单
  • Lynx EVO无目镜体视显微镜荣获2016年度Microscopy Today创新大奖
    Vision Engineering生产的 Lynx EVO无目镜体视显微镜以其独有的领先技术、独家专利人机工学设计以及卓越的立体成像技术,荣获由美国显微镜协会主办杂志《Microscopy Today》的2016年度创新大奖。 这款Lynx EVO无目镜体视显微镜展示了Vision Engineering长期以来的不懈投入,只为创造可以大大提高用户产能的无目镜体视显微镜。Lynx EVO无目镜体视显微镜代表了在体视显微镜的人机工学设计上全力钻研可获得的最高成就。同样,这种设计使其更易于操作使用。独家专利无目镜光学技术使得传统显微镜的目镜被摒弃,让操作者获得更好的人机工学体验,免于忍受在使用传统双目镜显微镜时造成的身体不适,比如:颈部及背部的僵硬酸痛、眼睛疲劳等人机工学优势Lynx EVO是一款杰出的光学体视显微镜。通过其人机工学无目镜观察头体,您可以看到拥有极佳分辨率的真彩光学图像。同时头部还可以自由活动。操作者甚至可以在使用其进行观察操作时佩带眼镜或护目镜。拥有绝佳的3D立体视图和光学性能,10:1变倍比,最高240倍得放大倍率。全新Lynx EVO无目镜体视显微镜可使用于多种应用,满足快速、精确、高效的生产要求。提高您的产能Vision Engineering国际产品经理,Stephen Sanderson,这样介绍:“通过提高人机工学性能,Lynx EVO让使用者可以在长时间的工作中更加快速有效,并保持高精确率。同时使用者获得良好舒适的工作体验,企业单位则获得更好的产品质量及产能。”了解更多有关Lynx EVO的详细内容
  • 250万!湛江湾实验室细胞生物学共享平台正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目
    项目编号:CLZ0122ZJ01ZC40项目名称:湛江湾实验室细胞生物学共享平台(一期)正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目采购方式:公开招标预算金额:2,500,000.00元采购需求:合同包1(湛江湾实验室细胞生物学共享平台(一期)正置荧光显微镜、体视荧光显微镜等设备采购项目):合同包预算金额:2,500,000.00元品目号品目名称采购标的数量(单位)技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1显微镜正置荧光显微镜1(台)详见采购文件600,000.00-1-2显微镜体视荧光显微镜1(台)详见采购文件450,000.00-1-3显微镜全自动三维立体显微系统1(套)详见采购文件500,000.00-1-4显微镜倒置荧光显微镜1(台)详见采购文件350,000.00-1-5显微镜显微操作系统1(套)详见采购文件600,000.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限:进口设备自合同签订之日起180天内(国产设备自合同签订之日起60天内)完成设备的交货、安装、调试、试运行以及验收合格,交付并投入正常使用。
  • 北京师范大学珠海校区预算139.5万元购买双目体视显微镜等多台仪器
    近日,北京师范大学珠海校区公开招标购买双目体视显微镜、三目体视显微镜等多台仪器,预算139.5万元。  项目编号:XHTC-HW-2021-0472  项目名称:北京师范大学珠海校区显微镜采购项目  预算金额:139.5000000 万元(人民币)  采购需求:  采购项目的名称:北京师范大学珠海校区显微镜采购项目简要规格描述或项目基本概况介绍数量预算金额(万元)是否接受进口产品采购内容包含:双目体视显微镜、三目体视显微镜、三目偏光显微镜等,具体需求详见采购需求。1批139.5是  合同履行期限:自合同签订生效后开始至双方合同义务完全履行后截止。  本项目( 不接受 )联合体投标。  开标时间:2021年05月17日 09点30分(北京时间)采购需求0472.pdf
  • 标准解读 |《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》
    10月26日,中国汽车工程学会正式发布由泛亚汽车技术中心有限公司联合中国汽车技术研究中心有限公司、清华大学苏州汽车研究院、中国飞机强度研究所、ITW集团英斯特朗公司、道姆光学科技(上海)有限公司、东风汽车集团有限公司等单位联合起草的CSAE标准《汽车用金属材料圆棒室温高应变速率拉伸试验方法》(T/CSAE 233-2021)。本标准提出的金属材料圆棒高应变速率拉伸试验方法适用于汽车底盘用的铸造、锻件类零件材料的高应变速率拉伸测试。本标准在GB/T 228.1-2010及GB/T 30069.2-2016基础上,对金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的规定,以确保棒材高应变速率拉伸测试的准确性。当前,汽车底盘用的铸造类零件如Knuckle和Mount等零件的材料高速拉伸曲线是CAE碰撞分析中重点关注技术参数,为了建立CAE分析用高速拉伸所需数据库,提高碰撞安全分析的准确性,需要借助高速拉伸机、三维光学测试(Digital Image Correlation, DIC)技术获取金属棒材的应力、应变场数据。目前对于铸铁、铸铝的圆棒试样的高速拉伸测试还没有相应的国际、国内标准,各整车企业及总成制造商对铸件材料的高应变率拉伸试验方法未见详细说明,测试结果也存在在较大差异,由此带来该对底盘类铸件材料性能和可靠性的评价存在诸多差异。起草工作组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。编制组在充分总结和比较了国内外金属材料高应变速率拉伸测试方法标准、调研了国内外对车用铸、锻方法制造的零件用的金属材料棒材的试验方法的基础上,参考了《GB/T 30069 金属材料 高应变速率拉伸试验》和《ISO 26203 金属材料高应变率拉伸试验》,并确定板材的测试与棒材的测试有明显不同。通过金属材料棒材在不同高应变速率下拉伸时,对试样的夹具,应力测试方法,样件尺寸及装夹,应变测试等方面作了较详细的研究和试验。高应变速率拉伸测试系统是由高速拉伸机,高速相机,光源,数据采集及分析系统,同步器,夹具,散斑制备装置,应变片粘贴设备等部分组成。试验时,确保设备的连接可靠,经过静态速率试验确认力、速度、对中性及相机、数据采集均正常的情况下开始正式测试。编制组基于国内外行业研究现状,通过正交矩阵进行试验方案设计,共48组试验,每组数据需要完成3根样条。随后又增加汽车底盘锻压零件最小壁厚3毫米小直径样条的测试。合格的样条必须断在标距内。所有测试结果不需过滤处理,直接反映整个系统的测试状态和结果。经过一系列试验,为标准的制定奠定可靠的基础。首先是确定试验夹具,根据不同的拉伸设备,可以设计不同的设备连接方式,考虑到试样是圆形截面,推荐使用螺纹接头连接试样,螺纹的长度也进行了优化试验,选择大于2倍平行段长度。而且在夹具上做出平面以粘贴应变片。对夹具的选材上也做了研究,选用常用的45钢和钛合金进行比对。通过图1的试验结果,推荐使用钛合金材料,硬度28~38HRC,以减少夹具的固有震荡信号。图1 钛合金和45#钢夹具及分别在100-1s时的拉伸曲线在应变片的粘贴和标定方面做了详细的试验,在本标准中给出了具体阐述,尤其指明标定的系数R2≥0.999。设备状态的确认中,如果测试力的同时还需要测试应变,设备需要连接额外的数据线,试验前需检查所有的连线是否牢固连接,尤其是信号触发线。每次测试前先在静态试验机上低应变速率拉伸,然后在高速试验机上以同样的速率拉伸同一批次的试样检验设备。静态试验根据 GB/T 228.1-2010规定进行。为了验证验证圆棒试样的应变是否需要三维测试,分别用单台和两台相机试验,发现当使用单台相机时,大截面尺寸(5毫米直径棒材)会出现由于散斑扭曲导致跟踪不了散斑变化产生测量误差或试验失效,因此当出现散斑测试的应变变化跟不上力值变化时,应使用两台相机测试。如图2、3所示。铸铝(左) 铸铁(右)图2 一台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线铸铝(左) 铸铁(右)图3 两台相机照片-铸铁及铸铝的应变-时间&应力-时间的曲线标准起草组对于数据采集频率也做了研究,图像拍照及采集系统的采样频率应考虑试样断裂时间。当应变速率≤100s-1时,所取得的应变有效数据大于力值的采样数据,而且一般会大于400。当应变速率100s-1时,应变的有效数据会急剧下降,应调整应变的采集频率和拍摄参数,最终应变的有效采集不低于100个点。否则不能有效测出弹性模量及剪切模量。对于拉伸速度偏差认可的确认,各测试单位做了详细讨论,考虑到高应变率速度的影响因素复杂,因此给出按照最大力对应的应变划分不同平均速度的限制要求。即当最大力对应的应变率大于5%时,实际应变速率的平均值推荐在目标应变速率的±5%以内,当最大力对应的应变率小于5%时,记录实际应变速率到报告中。试样尺寸也是本标准重点考虑的内容,较短的测试长度有助于获得高的应变速率,但测量长度不能过小,否则不能保证反映材料的性能。因此参考静态的标准及高应变速率拉伸的现有标准,制作了4种不同的试样并测试。试样的装夹方式,尺寸及夹具材料在标准中得到具体描述。优化后的的试样如图4,并给出推荐尺寸。 图4 典型的试样尺寸说明:(1)尺寸公差为0.05mm,平行段工作部分粗糙度0.32,同轴度为0.01毫米。(2)推荐区域直径为5mm,=10mm,=15mm,R=16mm,=5mm,=35mm,D=12mm,或者区域直径为3mm,=10mm,=15mm,R=12mm,=5mm,=35mm,D=6mm。综上所述,该标准围绕车用金属材料的使用工况,对3毫米直径以上的哑铃型拉伸试样进行充分的试验,给出了从夹具,散斑制作,相机标定,系统试验前验证,试样尺寸与装夹,力的测试,数据采集及处理等方面系统的说明,试验准确性高,试验失效率低,同时避免不同试验员试验结果差异等问题。本标准充分考虑了汽车行业用到的铸件和锻件零件,具有普遍适用性,可以为CAE仿真高效地提供更加准确可靠的材料数据。与目前使用的GB/T 30069 《金属材料 高应变速率拉伸试验》和ISO 26203 《金属材料高应变率拉伸试验》中的方法协调统一,互不交叉,提供了标准外的常用形状试样的高应变速率下的详细试验方法,对现有标准起到补充作用。
  • 天津大学新技术提高光纤应变传感器灵敏度
    天津大学精密仪器与光电子技术学院教授李恩邦研究发现一种新技术构成的光纤应变传感器,具有灵敏度高且对温度变化不敏感等特点。  光纤应变传感器是世界上应用广泛的传感器类型,具有许多电传感器不可比拟的优点,对于保障大型设施安全、防止恶性和灾难性事故发生具有非常重要的意义。  李恩邦的研究成果已发表在《应用物理快报》上,英国物理学会官方网站optics.org和美国《激光世界》杂志也对此进行了报道。
  • 宁波材料所在柔性应变-温度双模态传感器研究方面取得进展
    人体活动所产生的包括应变和温度等生理信号是医疗健康、运动监测的重要数据来源,利用柔性可穿戴设备实现应变和温度的感知意义重大。柔性传感器是柔性可穿戴设备的核心部件,其发展趋势是集成化和多功能化。发展柔性应变-温度双模态传感器,实现应变和温度等信号的监测以及区分,同时兼具高的分辨率仍是一个难点。   Co基磁性非晶丝具有优异的软磁性能和巨磁阻抗效应(GMI),可以实现对磁场的高灵敏探测,是发展柔性多功能传感器的理想材料之一。前期,中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员李润伟、刘宜伟基于磁性非晶丝设计与发展了仿生触觉传感器与自供电弹性应变传感器,并在机器人假肢的触觉感知、运动捕捉的智能服装方面实现应用(Science Robotics. 2018, 3, eaat0429;Nano Energy, 2022, 92, 106754)。在此基础上,研究人员以磁性非晶丝为敏感材料,通过设计具有管状异质结构的双模态传感器实现了单一传感器对应变和温度的灵敏监测和实时区分。   该传感器具有独立的应变和温度感知机制。一方面,结合磁弹性体的磁弹效性和Co基非晶丝的巨磁阻抗效应可以实现应变灵敏探测;另一方面,用于阻抗输出的热电偶线圈具有显著的塞贝克效应,可以同时实现温度的检测。基于独立的感应机制,温度和应变信号之间不存在相互耦合,后续通过信号读取电路可实现温度和应变信号的实时区分和输出。   该研究中双模态传感器的应变-磁转换单元中具有磁弹效应的磁弹性体提供随应变而变化的磁场,通过内置的Co基磁性非晶丝,能够灵敏感知微小变化的磁场,从而输出变化的阻抗,实现应变的感知。此外,该工作设计了具有双功能的Cu-CuNi热电偶线圈,不仅可以实现阻抗的输出,而且本身具有的塞贝克效应可以实现对温度的感知。   进一步地,通过调控应变-磁转换单元的不同区域的相对模量,即磁弹性管和非磁性弹性管的相对模量,可以控制磁场变化快慢,从而能够实现应变灵敏度的可调。该传感器可实现0.05%的应变和0.1℃的低探测极限,5.29和54.9μV/℃的较高应变和温度感知灵敏度。   此外,该研究也从模拟和实验上对该双模传感器的应变-温度信号输出的耦合和相互干扰进行了验证。研究人员分别测试了双模传感器在不同应变下的温度输出信号和不同温度下的应变输出信号,发现该传感器具有的管状异质结构能够有效避免应变对温度的干扰,且磁性非晶丝和磁粉的磁性能在低于居里温度下具有良好的温度稳定性,可以确保温度对应变感知几乎没有影响。   该研究将所设计的管状线型双模传感器与织物集成,可以同时用于人体微小应变的探测,比如呼吸和吞咽等检测,也可用于膝盖弯曲等较大应变的探测,同时能实现体温或环境温度的实时监测,在健康监测、智慧医疗以及人机交互领域具有良好的应用前景。   相关成果近期以Dual mode strain-temperature sensor with high stimuli discriminability and resolution for smart wearables为题在线发表在Advanced Functional Materials上。研究工作得到国家自然科学基金重大仪器研制项目、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金委中德交流项目、中科院国际合作重点项目、浙江省自然科学基金等项目的支持。图1(a)双模传感器的感应机制,(b)具有管状异质结构的双模传感器传感器制备流程,(c)应变-磁转换单元中磁弹性管的微观形貌,(d-i)具有磁弹效应的磁弹性管不同磁化方向磁化具有不同的磁性能,(j-m)双模传感器外观和柔性展示图2 双模传感器的应变感知性能
  • 山西大学激光光谱团队制作出基于三维竖直石墨烯应变传感器
    近日,山西大学激光光谱研究所陈旭远教授和王梅教授等人在《ACS Applied Materials & Interfaces》上发表文章《Vertical Graphene Canal Mesh for Strain Sensing with a Supereminent Resolution》,报导了一种基于三维竖直石墨烯(Vertical Graphene, VG)的超低检测限应变传感器。   微应变传感器的发展为微型机器人、智能人机交互、健康监测和医疗康复等众多领域提供了广阔的前景。高分辨率的柔性应变传感器可广泛应用于多种柔性可穿戴电子设备中,有助于提升设备探测灵敏度并保证亲肤性。目前,已有诸多活性材料在柔性传感器中展示了良好的应用效果,如碳纳米管、银纳米线、MXene等。但是具有极高分辨率的柔性应变传感器仍然是应变传感器研究中的一项挑战。   作者通过设计三维石墨烯微观和宏观结构制作了网状结构的应变传感器(VGCM),使其在0-4%的总应变范围内实现了低至0.1‰的应变精确响应,获得了极高的分辨率。同时通过实验验证及理论模拟揭示了VG在应变过程中微裂纹的演化规律和电阻变化机理。 图1 基于VGCM的应变传感器制备过程及VGCM的SEM图像   此工作以铜网为模板,利用等离子化学增强气相沉积法在铜网上生长了VG。利用化学刻蚀去除铜网后获得中空网状VGCM结构。这种网状结构使得拉伸应力集中,增强了应变过程中的电阻变化,实现了对低至0.1‰的微小应变的高分辨响应。 图2 拉伸过程中的应力分布示意图   有限元模拟展示了VGCM在拉伸过程中的应力分布。结果显示VGCM的中空管道结构使得应力集中分布在管状VGCM的顶端和底部。同时,三维石墨烯竖直结构也会导致应力在竖直结构之间形成集中。 图3 VGCM传感器传感原理图;VGCM应变中的SEM图像;VG和2D石墨烯应力分布模拟图   进一步通过实验验证了在拉伸情况下,应力集中产生裂纹且主要分布在中空管道顶端和底部。裂纹的产生加速了电阻的增加,从而提高了VGCM的灵敏度和分辨率,与模拟结果完全吻合。VGCM传感器利用了三维石墨烯的微观结构和网状的宏观结构的协同作用,使得应力集中,增大了电阻在拉伸过程中的变化,赋予了VGCM传感器卓越的分辨率和良好的应用前景。
  • 一场应变测量的革命 --英斯特朗推出新视频引伸计AVE.2.0
    英斯特朗是全球领先的力学性能测试设备供应商,产品广泛应用于评价材料和部件机械(力学)性能。英斯特朗最新推出先进的视频引伸计AVE 2.0,这款视频引伸计可以充分满足各项严苛的测试标准要求,例如ISO527,ASTM d3039 ,ASTM D638等。这款第二代视频引伸计,也是当今市场上采用专利的,先进的视频引伸计技术中最快速,最准确的非接触式应变测量装置。AVE2.0一体化装置非常容易安装,可以适用于各种条件下的试验室环境,也适用市场上任何±10伏模拟输入的试验装置(测试表现则与各款试验机本身条件有关)。该产品设计自动降低了试验室测试中受热和照明变化产生的误差,同时AVE 2.0 也是目前市场上唯一具有实时490赫兹数据采集率并实现1微米精度的视频引伸计。AVE2.0出色性能使得用户可在各种试验环境条件下进行应变测试,与数字图像相关技术相结合(DIC)。还可以测量任何材料的模量和失效时的应变,包括塑料,金属,纺织,薄膜,复合材料,生物材料及更多。 关于英斯特朗:英斯特朗(INSTRON )是全球领先的材料和构件物性测试试验机制造商,美国五百强公司ITW集团旗下品牌,从基本的软组织到先进的高强度合金材料,其产品被广泛运用于测试各种材料,组件和结构在不同环境下的力学性能和特性。 自1946年英斯特朗成立并研制了世界上第一台闭环控制的电子万能材料试验机和第一个应变片式载荷传感器以来,英斯特朗以成为公认的力学性能测试设备世界领导者为使命,通过提供最高品质的产品,专业的技术支持和世界水平的服务,从而使用户获得拥有英斯特朗产品的最佳体验。 了解更多信息请访问英斯特朗官方网站: www.instron.cn用手机扫一扫,关注英斯特朗微信账号,获取更多英斯特朗的产品信息和测试tips
  • 三思纵横上海分公司成功研发专用扩展型应力应变测试仪
    为了解决客户在试验机使用过程中不方便使用引伸计而必须粘贴应变电阻片(应变计)进行应变测试的问题,近日,三思纵横上海公司成功研发了DSCC-5000K专用扩展型应力应变测试仪。  应力应变测试仪DSCC-5000K是与试验机配套的高速静态应变数据采集仪,同步采样频率60Hz,最小应变分辨率0.1&mu m,广泛应用于拉伸、压缩或弯曲等试验,能够精确测量材料变形,绘制力-变形、变形-时间、变形-变形等曲线。  该设备既可用于液压试验机,也可用于电子试验机,并可满足多通道应变采集与试验机加载力值采集同步。  三思纵横上海分公司研制成功的应力应变测试仪已经成功地应用于多家建筑工程质检公司。  更多新品资讯,请咨询三思纵横驻各地办事处销售人员或服务热线:400-882-3499。
  • 清华大学新成果:同时实现深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像
    近日,清华大学材料学院于荣教授课题组与李千副教授课题组在晶体取向成像方法和位错三维结构研究中取得进展。该研究基于课题组近期发展的自适应传播因子叠层成像方法,在自支撑钛酸锶薄膜中同时实现了深亚埃分辨的原子结构成像和亚纳米分辨的晶体取向成像,并揭示了钛酸锶中位错芯在电子束方向的结构变化。晶格缺陷是材料中的重要组成部分。相对于完美基体,缺陷处的对称性、原子构型、电子结构都发生变化,在调节材料整体的力学、电学、发光和磁性行为方面发挥着关键作用。然而,缺陷处的对称破缺和原子的复杂构型也给缺陷结构的精确测量带来障碍。比如,位错附近不可避免存在局域应变和晶体取向变化,但是用高分辨电子显微学表征晶体中的原子构型又要求晶带轴平行于电子束,否则分辨率会显著降低。这个矛盾一直是位错原子结构的实验分析中难以克服的困难。研究组通过自适应传播因子多片层叠层成像技术研究了钛酸锶中位错芯的原子结构。如图1所示,研究成功地将晶体倾转从原子结构成像中分离出来,同时实现了达到深亚埃分辨率的原子结构成像和亚纳米分辨率的晶体取向成像。图1. SrTiO3中位错的结构像和取向分布。a、叠层成像的重构相位。b、图a中相位图的衍射图,黄色虚线表示0.3Å的信息极限。c、叠加相位图的晶体倾转分布,白色箭头表示[001]方向在平面内的投影,黄色箭头表示位错核的横向移动。d、晶体在[100]和[010]方向的倾转的分布。标尺长1nm在图1中,位错芯看起来范围很小,只有一两个单胞。这种衬度在位错的高分辨成像中很普遍,人们通常认为这样的位错是沿着电子束方向的直线。然而,应用多片层叠层成像的深度分辨能力,可以看出该位错并不是一根直线,而是随着样品深度发生横向位移,形成位错扭折,如图2所示。图2. 刃位错的三维可视化。a、刃位错的相位图;标尺长5Å。b、图a中用A-B标记的分裂原子柱相位强度的深度变化。c、Sr、TiO和O原子柱的相位强度的深度分布。d、深度分别为2.4nm、6.4nm和12.0nm的相位图;标尺长5Å。e、图d中标记的原子柱的相位随样品深度的变化。f、位错扭折示意图该研究还比较了叠层成像和iCOM技术(其简化版即常见的iDPC技术),结果显示叠层成像在横向和深度方向的分辨率都显著优于iCOM和iDPC,如图3所示。图3.多片层叠层成像和系列欠焦iCOM的深度切片。a、多片层叠层成像和iCOM的深度切片;从上到下,切片深度分别为1nm、4nm和11nm;标尺长5Å。b、沿着位错扭折的势函数和相位图的横截面;从左到右分别是用于生成模拟数据集的势函数、多片层叠层重构的相位和系列欠焦iCOM相位;可以看出,iCOM的模糊效应显著大于叠层成像。c、图b中所示的原子柱的相位随样品深度的变化。黑色垂直虚线表示沿原子柱的转折点的真实位置(与图b中白色虚线所示位置相同);可以看出,iCOM在深度方向的模糊效应也大于叠层成像研究总结了多个位错芯的深度依赖结构与晶体取向分布,揭示了位错移动与薄膜形变方式的相互关系。如图4所示,当薄膜绕位错的滑移面法线方向扭转时,位错滑移;当薄膜绕位错的滑移面法线方向弯曲时,位错攀移。图4. SrTiO3中多个位错的晶体倾转分布。a、包含三个位错的区域的相位图。b、对应图a中区域的晶体倾转分布,其上叠加了相位图;黄色箭头表示位错的横向移动方向。图a和b中的标尺为15Å。c、晶体倾转与位错横向位移的相互关系;晶格矢量c由于倾斜矢量t变为c’,即c’=c+t;黑色方块用于说明应变状态;左边为扭转,右边为弯曲;在两种形变模式中,薄膜上部和下部的应变都是反向的,对应位错向相反方向的横向移动。图b中左上角的位错和图2中的位错对应于扭转模式;图b的中心和右上方的位错对应于两种模式的混合研究结果以“晶体取向的亚纳米尺度分布和钛酸锶位错芯的深度依赖结构”(Sub-nanometer-scale mapping of crystal orientation and depth-dependent structure of dislocation cores in SrTiO3)为题于1月11日发表在学术期刊《自然通讯》(Nature Communications)上。清华大学材料学院2018级博士生沙浩治、2022级博士生马云鹏、物质科学实验中心工程师曹国平博士、2019级博士生崔吉哲为共同第一作者,于荣教授与李千副教授为共同通讯作者。物质科学实验中心程志英高级工程师在实验数据采集中提供了重要帮助。该研究获得国家自然科学基金基础科学中心项目的支持。
  • 仲恺农业工程学院预算139.54万元采购电动体视荧光显微镜、凝胶成像系统等仪器
    3月26日,仲恺农业工程学院现代种业创新研究院公开招标,购买电动体视荧光显微镜、梯度PCR仪等设备,预算139.54万元。  项目编号:GDJY21111201HG001  项目名称:现代种业创新研究院分子育种平台实验仪器采购项目  采购需求:  合同包1(现代种业创新研究院分子育种平台实验仪器采购项目):品目号品目名称采购标的数量(单位)技术规格、参数及要求1-1设施农业设备电动体视荧光显微镜1(台)详见采购文件1-2设施农业设备倒置荧光显微镜1(台)详见采购文件1-3设施农业设备凝胶成像系统1(台)详见采购文件1-4设施农业设备小型途冷冻离心机2(台)详见采购文件1-5设施农业设备高速多用途冷冻离心机1(台)详见采购文件1-6设施农业设备梯度PCR仪2(台)详见采购文件1-7设施农业设备快速组织破碎仪1(台)详见采购文件1-8设施农业设备恒温金属浴-带热盖1(台)详见采购文件1-9设施农业设备水浴锅2(台)详见采购文件1-10设施农业设备万分之一天平1(台)详见采购文件1-11设施农业设备百人之一天平2(台)详见采购文件1-12设施农业设备灭菌器1(台)详见采购文件1-13设施农业设备电热鼓风干燥箱2(台)详见采购文件1-14设施农业设备台式酸度计1(台)详见采购文件1-15设施农业设备超净工作台2(台)详见采购文件1-16设施农业设备台式摇床1(台)详见采购文件1-17设施农业设备超低温冰箱1(台)详见采购文件1-18设施农业设备全能型植物图像分析仪系统1(台)详见采购文件1-19设施农业设备自动考种分析及千粒重仪1(台)详见采购文件1-20设施农业设备相机1(台)详见采购文件1-21设施农业设备微距镜头1(台)详见采购文件1-22设施农业设备琼脂糖水平电泳槽1(台)详见采购文件1-23设施农业设备电泳仪1(台)详见采购文件  本合同包不接受联合体投标  合同履行期限:本合同在双方盖章后生效,设备使用期终身有效。  开标时间:2021年04月16日 09时30分00秒(北京时间)
  • 125万!哈尔滨师范大学体式荧光显微镜等采购项目
    项目编号:[230001]CYGL[CS]20220014项目名称:科研仪器体式荧光显微镜等采购方式:竞争性磋商预算金额:1,253,100.00元采购需求:合同包1(科研仪器体式荧光显微镜等):合同包预算金额:1,253,100.00元品目号品目名称采购标的数量(单位)技术规格、参数及要求品目预算(元)最高限价(元)1-1其他仪器仪表体式荧光显微镜等1(个)详见采购文件1,253,100.00-本合同包不接受联合体投标合同履行期限:合同签订后90个日历日内交货
  • 检验检测湘军面对面丨尹小波:检验检测助推现代化产业体系建设
    检验检测是现代产业体系的重要技术基础,是充分赋能制造业高端化、智能化、绿色化发展的关键抓手。近年来,湖南省智能检测装备产业发展持续向好,产业链供应链韧性和安全水平不断提升,为加快建设制造强省、质量强省提供了有力支撑。  聚焦建设现代化产业体系,推进新兴产业培育壮大,近日,央视网记者专访了湖南省检验检测学会会长、中大智能科技股份有限公司(以下简称“中大科技”)董事长尹小波。在这次专访中,尹小波对检验检测在推进产业发展、保障社会民生、服务市场监管等方面的重要作用进行了深入解读。  当好质量强国建设“把关员”  国务院发布的《质量强国建设纲要》(以下简称“纲要”)中提出“到2025年,质量整体水平进一步全面提高”的目标,其中涉及“加强检验检测技术与装备研发”。  “想要推进整体目标实现,我认为还是要从检验检测的手段和方法以及相关检验检测设备软件和硬件的融合入手。”谈及质量整体水平提升,尹小波提出了自己的见解。  2023年杭州亚运会期间,千岛湖赛区自行车赛事经过的桥梁运用的正是融合性的监测技术。通过中大科技提供的系统和硬件,工作人员可对应变、振动、梁端位移、V型墩位移等参数进行实时监测,从而达到了确保桥梁结构健康的结果。  “这三项融合中,其中最重要的还是高端检测设备,因为行业的趋势是在往设备方向发展。”尹小波表示,为实现“纲要”中提出的目标,中大科技正加快研发拥有自主知识产权的、抗干扰能力强的高精度检测设备。  以技术创新引领行业发展  有创新突破,才能有前进动能。近年来,中大科技通过巨额研发投入和长期技术储备,已在检测装备各领域取得一系列成果。  “比如我们的雷达产品——地基微形变雷达在工程检验检测行业,属于自主研发监测雷达第一梯队。”尹小波介绍,地基微形变雷达功能强大,可以用于应急救援、建设、交通、矿山等众多领域。  国家战略需求也是检验检测行业确定研发方向的一个重要考量因素。党的二十大报告提出要加快形成西部大开发新格局,推动西部地区高质量发展,中大科技对此进行了积极响应。  新疆稀有金属矿产资源发达,但对于镓、锗、铼这些伴生矿面临着矿石指标检测不准和检测不出来等问题。“我们与中南大学、新疆维吾尔自治区政府成立新疆有色金属检测实验室,共同针对稀有金属有没有、量多少、是否达到高精度标准方面进行相关设备的研发。”尹小波表示,目前,针对新疆维吾尔自治区绿色矿业产业链发展,中大科技已研发出便携式现场检测设备和实验室定量精准检测设备。  截至2022年底,全国检验检测机构达到5.2万家,我国认可的检验检测机构数量已经占到全球认可总数的1/7,已经成为全球增长最快、最具潜力的检验检测市场。  “我们更希望能作为先锋表率,与行业企业携手,向数字化、智能化、国际化发展,让更多检测企业走出湖南、走向全国、走向世界。”尹小波说。
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