復(fù)合材料是指由兩種或兩種以上不同物質(zhì)以不同方式組合而成的材料，它可以發(fā)揮出各種材料的優(yōu)點(diǎn)，克服單一材料的缺陷，擴(kuò)大材料的應(yīng)用范圍。它具有重量輕、強(qiáng)度高、加工成型方便、彈性優(yōu)良、耐化學(xué)腐蝕和耐候性好等優(yōu)良性能，為了將這些優(yōu)良的性能用數(shù)據(jù)表達(dá)出來(lái)或者更好的監(jiān)控制備過(guò)程，必須有測(cè)試設(shè)備的幫助，那做好復(fù)合材料又需要哪些設(shè)備呢？

凝膠滲透色譜儀GPC

GPC，1964年由J.C.Moore首先研究成功。不僅可用于小分子物質(zhì)的分離和鑒定，而且可以用來(lái)分析化學(xué)性質(zhì)相同分子體積不同的高分子同系物。（聚合物在分離柱上按分子流體力學(xué)體積大小被分離開(kāi)）。主要用于測(cè)量復(fù)材中樹(shù)脂的分子量。

熔融指數(shù)儀

熔體流動(dòng)速率測(cè)定儀是在規(guī)定溫度條件下，用高溫加熱爐使被測(cè)物達(dá)到熔融狀態(tài)。這種熔融狀態(tài)的被測(cè)物，在規(guī)定的砝碼負(fù)荷重力下通過(guò)一定直徑的小孔進(jìn)行擠出試驗(yàn)。在工業(yè)企業(yè)的塑料生產(chǎn)及科研單位的研究中，經(jīng)常用“熔體（質(zhì)量）流動(dòng)速率”來(lái)表示高分子材料在熔融狀態(tài)下的流動(dòng)性、粘度等物理性能。主要用于測(cè)定復(fù)合材料的熔融狀態(tài)下流動(dòng)性。

差示掃描量熱儀

在程序控制溫度下，測(cè)量輸入到試樣和參比物的功率差（如以熱的形式）與溫度的關(guān)系。差示掃描量熱儀記錄到的曲線稱DSC曲線，它以樣品吸熱或放熱的速率，即熱流率dH/dt（單位毫焦/秒）為縱坐標(biāo)，以溫度T或時(shí)間t為橫坐標(biāo)，可以測(cè)定多種熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，例如比熱容、反應(yīng)熱、轉(zhuǎn)變熱、相圖、反應(yīng)速率、結(jié)晶速率、高聚物結(jié)晶度、樣品純度等。該法使用溫度范圍寬（-175~725℃）、分辨率高、試樣用量少。經(jīng)常用于分析復(fù)合材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，結(jié)晶度等。

熱失重分析（TGA）

熱重分析儀是一種利用熱重法檢測(cè)物質(zhì)溫度-質(zhì)量變化關(guān)系的儀器。熱重法是在程序控溫下，測(cè)量物質(zhì)的質(zhì)量隨溫度（或時(shí)間）的變化關(guān)系。當(dāng)被測(cè)物質(zhì)在加熱過(guò)程中有升華、汽化、分解出氣體或失去結(jié)晶水時(shí)，被測(cè)的物質(zhì)質(zhì)量就會(huì)發(fā)生變化。這時(shí)熱重曲線就不是直線而是有所下降。通過(guò)分析熱重曲線，就可以知道被測(cè)物質(zhì)在多少度時(shí)產(chǎn)生變化，并且根據(jù)失重量，可以計(jì)算失去了多少物質(zhì)。可以通過(guò)熱失重研究材料的熔化、蒸發(fā)、升華和吸附等物質(zhì)的物理現(xiàn)象；也有助于研究物質(zhì)的脫水、解離、氧化、還原等物質(zhì)的化學(xué)現(xiàn)象。

掃描探針顯微鏡SPM

SPM作為新型的顯微工具與以往的各種顯微鏡和分析儀器相比有著其明顯的優(yōu)勢(shì)：

首先，SPM具有極高的分辨率。它可以輕易的“看到”原子，這是一般顯微鏡甚至電子顯微鏡所難以達(dá)到的。

其次，SPM得到的是實(shí)時(shí)的、真實(shí)的樣品表面的高分辨率圖像。而不同于某些分析儀器是通過(guò)間接的或計(jì)算的方法來(lái)推算樣品的表面結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，SPM是真正看到了原子。

再次，SPM的使用環(huán)境寬松。電子顯微鏡等儀器對(duì)工作環(huán)境要求比較苛刻，樣品必須安放在高真空條件下才能進(jìn)行測(cè)試。而SPM既可以在真空中工作，又可以在大氣中、低溫、常溫、高溫，甚至在溶液中使用。因此SPM適用于各種工作環(huán)境下的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在復(fù)合材料上可用于觀察纖維的紋理。

場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（FESEM）

該儀器具有超高分辨率，能做各種固態(tài)樣品表面形貌的二次電子象、反射電子象觀察及圖像處理。具有高性能x射-線能譜儀，能同時(shí)進(jìn)行樣品表層的微區(qū)點(diǎn)線面元素的定性、半定量及定量分析，具有形貌、化學(xué)組分綜合分析能力。分辨率可以到10納米左右，主要用于觀察復(fù)合材料的微觀形貌。

傅立葉變換紅外光譜（FT-IR Spectrometer，F(xiàn)TIR）

FTIR乃利用紅外線光譜經(jīng)傅里葉變換進(jìn)而分析雜質(zhì)濃度的光譜分析儀器。傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜 （FTIR）是一種用來(lái)獲得吸收，射出光電導(dǎo)性或固體， 液體或氣體的拉曼散射的紅外光光譜技術(shù)。傅里葉變換紅外光譜儀的核心部分是邁克爾遜干涉儀，把樣品放在檢測(cè)器前，由于樣品對(duì)某些頻率的紅外光產(chǎn)生吸收，使檢測(cè)器接受到的干涉光強(qiáng)度發(fā)生變化，從而得到各種不同樣品的干涉圖。這種干涉圖是光隨動(dòng)鏡移動(dòng)距離的變化曲線，借助傅里葉變換函數(shù)可得到光強(qiáng)隨頻率變化的頻域圖。這一過(guò)程可由計(jì)算機(jī)完成。主要用于測(cè)定材料里面的官能團(tuán)，以確定成分。

激光拉曼光譜儀

拉曼光譜法是研究化合物分子受光照射后所產(chǎn)生的散射，散射光與入射光能級(jí)差和化合物振動(dòng)頻率、轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的關(guān)系的分析方法。一定波長(zhǎng)的電磁波作用于被研究物質(zhì)的分子，引起分子相應(yīng)能級(jí)的躍遷，產(chǎn)生分子吸收光譜。引起分子電子能級(jí)躍遷的光譜稱電子吸收光譜，其波長(zhǎng)位于紫外～可見(jiàn)光區(qū)，故稱紫外－可見(jiàn)光譜。電子能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有振動(dòng)能級(jí)和轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。引起分子振動(dòng)能級(jí)躍遷的光譜稱振動(dòng)光譜，振動(dòng)能級(jí)躍遷的同時(shí)伴有轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷。拉曼散射光譜是分子的振動(dòng)－轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。用遠(yuǎn)紅外光波照射分子時(shí)，只會(huì)引起分子中轉(zhuǎn)動(dòng)能級(jí)的躍遷，得到純轉(zhuǎn)動(dòng)光譜。主要檢測(cè)材料里面特殊的官能團(tuán)以確定成分。

X射線熒光光譜儀XRF

受激發(fā)的樣品中的每一種元素會(huì)放射出二次X射線，并且不同的元素所放射出的二次X射線具有特定的能量特性或波長(zhǎng)特性。探測(cè)系統(tǒng)測(cè)量這些放射出來(lái)的二次X射線的能量及數(shù)量。然后，儀器軟件將探測(cè)系統(tǒng)所收集到的信息轉(zhuǎn)換成樣品中各種元素的種類及含量。X熒光光譜儀根據(jù)各元素的特征X射線的強(qiáng)度，可以測(cè)定元素含量。

近年來(lái)，X熒光光譜分析在各行業(yè)應(yīng)用范圍不斷拓展，已成為一種廣泛應(yīng)用于冶金、地質(zhì)、有色、建材、商檢、環(huán)保、衛(wèi)生等各個(gè)領(lǐng)域，特別是在RoHS檢測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用得最多也最廣泛。

大多數(shù)分析元素均可用其進(jìn)行分析，可分析固體、粉末、熔珠、液體等樣品，分析范圍為Be到U。并且具有分析速度快、測(cè)量范圍寬、干擾小的特點(diǎn)。

X光電子能譜儀

X-射線光電子能譜儀，是一種表面分析技術(shù)，主要用來(lái)表征材料表面元素及其化學(xué)狀態(tài)。其基本原理是使用X-射線，如Al Ka =1486.6eV，與樣品表面相互作用，利用光電效應(yīng)，激發(fā)樣品表面發(fā)射光電子，利用能量分析器，測(cè)量光電子動(dòng)能（K.E），根據(jù)B.E=hv-K.E-W.F，進(jìn)而得到激發(fā)電子的結(jié)合能（B.E）。

表面定性與定量分析。 可得到小於10um空間分辨率的X射線光電子能譜的全譜資訊。

維持10um以下的空間分辨率元素成分包括化學(xué)態(tài)的深度分析（角分辨方式，氬離子或團(tuán)簇離子刻蝕方式）

線掃瞄或面掃瞄以得到線或面上的元素或化學(xué)態(tài)分布。

成像功能。

可進(jìn)行樣品的原位處理 AES:1.可進(jìn)行樣品表面的微區(qū)選點(diǎn)分析（包括點(diǎn)分析，線分析和面分析） 2.可進(jìn)行深度分析適合： 納米薄膜材料，微電子材料，催化劑，摩擦化學(xué)，高分子材料的表面和界面研究。

核磁共振儀（NMR）

對(duì)經(jīng)光源激發(fā)后產(chǎn)生熒光的物質(zhì)或經(jīng)化學(xué)處理后產(chǎn)生熒光的物質(zhì)成份分析，可應(yīng)用于生物化學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)主要用途：

可進(jìn)行1H、13C等常規(guī)測(cè)量，并可檢測(cè)31P，15N，29Sz等多換譜

可進(jìn)行各類如DEPT、HSQC、馳豫測(cè)量

可進(jìn)行活性肽，多肽類蛋白的溶液結(jié)構(gòu)研究

可進(jìn)行化合物的結(jié)構(gòu)、組分的鑒定

可進(jìn)行多維梯度實(shí)驗(yàn)。

經(jīng)常用于復(fù)合材料的分子結(jié)構(gòu)分析。

原子力顯微鏡（AFM）

原子力顯微鏡是以掃描隧道顯微鏡基本原理發(fā)展起來(lái)的掃描探針顯微鏡。原子力顯微鏡的出現(xiàn)無(wú)疑為納米科技的發(fā)展起到了推動(dòng)作用。以原子力顯微鏡為代表的掃描探針顯微鏡是利用一種小探針在樣品表面上掃描，從而提供高放大倍率觀察的一系列顯微鏡的總稱。原子力顯微鏡掃描能提供各種類型樣品的表面狀態(tài)信息。與常規(guī)顯微鏡比較，原子力顯微鏡的優(yōu)點(diǎn)是在大氣條件下，以高倍率觀察樣品表面，可用于幾乎所有樣品（對(duì)表面光潔度有一定要求），而不需要進(jìn)行其他制樣處理，就可以得到樣品表面的三維形貌圖象。并可對(duì)掃描所得的三維形貌圖象進(jìn)行粗糙度計(jì)算、厚度、步寬、方框圖或顆粒度分析。可用于復(fù)合材料表面納米形貌分析。

透射電子電鏡（TEM）

TEM可以看到在光學(xué)顯微鏡下無(wú)法看清的小于0.2um的細(xì)微結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)稱為亞顯微結(jié)構(gòu)或超微結(jié)構(gòu)。要想看清這些結(jié)構(gòu)，就必須選擇波長(zhǎng)更短的光源，以提高顯微鏡的分辨率。1932年Ruska發(fā)明了以電子束為光源的透射電子顯微鏡，電子束的波長(zhǎng)要比可見(jiàn)光和紫外光短得多，并且電子束的波長(zhǎng)與發(fā)射電子束的電壓平方根成反比，也就是說(shuō)電壓越高波長(zhǎng)越短。目前TEM的分辨力可達(dá)0.2nm。主要用于觀察纖維絲束的大小和均勻性。

密度梯度儀

聚合物的密度是聚合物的重要參數(shù)，測(cè)定密度的方法有很多種，而密度梯度法是測(cè)定聚合物材料密度的方法之一，用此種方法測(cè)定密度既簡(jiǎn)單易行又較為準(zhǔn)確。

光學(xué)顯微鏡

光學(xué)顯微鏡（Optical Microscope，簡(jiǎn)寫OM）是利用光學(xué)原理，把人眼所不能分辨的微小物體放大成像，以供人們提取微細(xì)結(jié)構(gòu)信息的光學(xué)儀器。簡(jiǎn)單方便，價(jià)格便宜，主要用來(lái)觀察纖維布的細(xì)節(jié)。

萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)

萬(wàn)能材料試驗(yàn)是現(xiàn)代電子技術(shù)與機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是充分發(fā)揮了機(jī)電各自特長(zhǎng)而構(gòu)成的大型精密測(cè)試儀器，可對(duì)各種材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剝離、剪切等多項(xiàng)性能試驗(yàn)，且有測(cè)量范圍寬、精度高、響應(yīng)快等特點(diǎn)。工作可靠，效率高，可對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示記錄、打印。可用于測(cè)試復(fù)合的拉伸、彎曲強(qiáng)度和模量。

簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)

簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)機(jī)用于測(cè)定硬質(zhì)塑料、纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、尼龍 、玻璃鋼、陶瓷、鑄石、塑料電器絕緣材料等非金屬材料的沖擊韌性。

轉(zhuǎn)矩流變儀

轉(zhuǎn)矩流變儀是研究材料的流動(dòng)、塑化、熱、剪切穩(wěn)定性的理想設(shè)備，該流變儀提供了更接近于實(shí)際加工的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，可以在類似實(shí)際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對(duì)材料的流變性能進(jìn)行測(cè)定，如多組份物料的混合、熱固性樹(shù)脂的交聯(lián)固化、彈性體的硫化，材料的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性以及螺桿轉(zhuǎn)速對(duì)體系加工性能的影響等。

動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（DMA）

動(dòng)態(tài)力學(xué)行為是指材料在振動(dòng)條件下，即在交變應(yīng)力（交變應(yīng)變）作用下做出的力學(xué)響應(yīng)，即力學(xué)性能（模量、內(nèi)耗）與溫度、頻率的關(guān)系。測(cè)定材料在一定溫度范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)力學(xué)性能的變化就是動(dòng)態(tài)力學(xué)熱分析（簡(jiǎn)稱DMTA）或動(dòng)態(tài)力學(xué)分析（簡(jiǎn)稱DMA）。可用于復(fù)合材料的Tg，耐熱性，耐寒性，耐環(huán)境老化性能的測(cè)試。

紅外硫碳分析儀

紅外硫碳分析儀是一種儀器，核心部件為貴金屬微型紅外光源及金屬反射鏡。主要用于測(cè)量黑色金屬、有色金屬、礦石、稀土、無(wú)機(jī)物、碳化物以及各種固體原材料中的碳硫含量分析。

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責(zé)任編輯：殷鵬飛

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