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材料檢測設備與技術大全

2017-09-12 10:24:54 作者：本網整理來源：江西科越科技分享至：

現代材料科學的發展很大程度上依賴于人們對于材料宏觀性能與其成分和微觀組織結構關系的理解。昨天小編推送了材料領域常用表征方法匯總，今天作為下篇總結一下儀器檢測設備與技術。因此，測試技術是材料科學發展不可分割的重要組成部分。隨著新材料新工藝的不斷出現和發展，對測試技術提出了越來越高的要求。

現代材料檢測技術到底有哪些？小編為大家總結了常用材料檢測技術與設備。文末附有物理性能檢測設備的介紹。限于篇幅，若是您有想了解的其他儀器設備介紹，歡迎在下方留言，呼聲較高的，小編會盡快整理推送哦~

1. 化學分析儀器及設備

2. 光學儀器及設備

3. 物性測試儀器及設備

4. 測量/計量儀器

常見物理性能測試儀器設備介紹：

1、材料抗拉伸——拉力試驗機

儀器簡介

拉力試驗機

拉力試驗機又名萬能材料試驗機。萬能試驗機是用來針對各種材料進行儀器設備靜載、拉伸、壓縮、彎曲、剪切、撕裂、剝離等力學性能試驗用的機械加力的試驗機，適用于塑料板材、管材、異型材，塑料薄膜及橡膠、電線電纜、鋼材、玻纖維等材料的各種物理機械性能測試為材料開發，為物性試驗、教學研究、質量控制等不可缺少的檢測設備，拉力機夾具作為儀器的重要組成部分，不同的材料需要不同的夾具，也是試驗能否順利進行及試驗結果準確度高低的一個重要因素。

中文名：拉力試驗機

應用：金屬及非金屬材料的測試

別稱：萬能材料試驗機

精度等級：1級/0.5級

適用于：塑料板材、管材、異型材等

型號：FR-103C

測試對象

伺服拉力機主要適用于金屬及非金屬材料的測試，如橡膠、塑料、電線電纜、光纖光纜、安全帶、保險帶、皮革皮帶復合材料、塑料型材、防水卷材、鋼管、銅材、型材、彈簧鋼、軸承鋼、不銹鋼（以及其它高硬度鋼）、鑄件、鋼板、鋼帶、有色金屬金屬線材的拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離、撕裂、兩點延伸（需另配引伸計）等多種試驗。

測量原理

1、拉力試驗機力值的測量是經過測力傳感器、擴大器和數據處置系統來完成測量。從資料力學上得知，在小變形前提下，一個彈性元件某一點的應變ε與彈性元件所受的力成正比，也與彈性的變構成正比。以S型試驗機傳感器為例，當傳感器遭到拉力P的效果時，因為彈性元件外表粘貼有應變片，由于彈性元件的應變與外力P的巨細成正比例，故此將應變片接入測量電路中，即可經過測出其輸出電壓，然后測出力的巨細。

2、形變的測量經過形變測量安裝來測量，它是用來測量試樣在實驗進程中發生的形變。該安裝上有兩個夾頭，經由一系傳記念頭構與裝在測量安裝頂部的光電編碼器連在一同，當兩夾頭間的間隔發作轉變時，帶動光電編碼器的軸扭轉，光電編碼器就會有脈沖旌旗燈號輸出。再由處置器對此旌旗燈號進行處置，就可以得出試樣的變形量。

3、橫梁位移的測量其道理同變形測量大致一樣，都是經過測量光電編碼器的輸出脈沖數來取得橫梁的位移量。

精度校正

1）主體的初步校正

2）拉力試驗機精度校正

地腳螺母澆固后，在水泥未干燥前，不準緊固地腳螺母和開動試驗機。（水泥干燥時間一般不少于10－15天）待水泥完全干燥后，緊固好運腳螺母，對試驗機的安裝精度進行復查，是否與找正精度相符合。如不符合應重新找正。

拉力試驗機在使用過程中，由于試驗時的震動容易產生松動現象，所以拉力試驗機使用一段時間后，應將有關零件加以緊固。

2、萬能試驗機

萬能試驗機，集拉伸、彎曲、壓縮、剪切等功能于一體的材料試驗機，主要用于金屬、非金屬材料力學性能試驗，是工礦企業、科研單位、大專院校、工程質量監督站等部門的理想檢測設備。

儀器簡介

微機顯示萬能試驗機

萬能試驗機也叫萬能材料試驗機，或拉力機，雙絲桿系列，控制、測量、操作一體化結構，融當代先進技術于一體，具有精度高、調速范圍寬、結構緊湊、操作方便、性能穩定等優點。電子萬能試驗機滿足GB/T1040、1041、8804、9341、9647、ISO7500-1、GB16491、GB/T17200、ISO5893、ASTM D638、695、790和塑料管材等標準的要求。適用于塑料、防水材料、紡織品、紙制品和橡膠等材料試樣及制品的拉伸、壓縮、彎曲、蠕變試驗并配有大壓盤可直接進行管材扁平壓縮（壓縮復原）、環剛度（抗外負荷）、蠕變比率、環抗拉強度等試驗。

儀器組成

萬能材料試驗機是由測量系統、驅動系統、控制系統及電腦（電腦系統型拉力試驗機）等結構組成。

儀器分類

如果將現市面上的萬能試驗機按照用途分類，可劃屬為測定機械性能的試驗機。按照試驗機的用途可將所有試驗機分為兩類：

1、測定機械性能的試驗機

2、工藝試驗用試驗機

操作規程

⒈使總開關接通電源。

⒉根據試樣，選用測量范圍，在擺桿上掛上或取下擺鉈并調整緩沖閥手柄，對準標線。

⒊根據試樣形狀及尺寸把相應的夾頭裝入上下鉗口座內。

⒋在描繪器的轉筒上，卷壓好記錄紙（方格紙），此項只是需要時才進行。

⒌開動油泵電動機，擰開送油閥使試臺上升紙10毫米，然后關閉油閥，如果試臺已在升起位置時則不必先開油泵送油，僅將送油閥關好即可。

⒍將試樣一端夾于上鉗口中。

⒎開動油泵調整指針對準度盤零點。

⒏開動下鉗口電動機，將下鉗口升降到適當高度，將試樣另一端夾在下鉗口中，須注意使試樣垂直。

⒐將推桿上的描繪筆放下進入描繪準備狀態（需描繪時才進行）。

⒑按試驗要求的加荷速度，緩慢地擰開送油閥進行加荷試驗。

⒒試樣斷裂后關閉油閥，并停止油泵電動機。

⒓記錄需要數值并將描繪。

⒔打開回油閥，卸荷后被動針撥回零點。

⒕取下斷裂后的試樣。

⒖壓縮及彎曲等試驗可參照上述各項進行操作。

3、納米壓痕儀——微納米尺度薄膜材料的測試

納米壓痕儀主要用于微納米尺度薄膜材料的硬度與楊氏模量測試，測試結果通過力與壓入深度的曲線計算得出，無需通過顯微鏡觀察壓痕面積。

儀器簡介

納米壓痕儀

納米壓痕儀主要用于測量納米尺度的硬度與彈性模量，可以用于研究或測試薄膜等納米材料的接觸剛度、蠕變、彈性功、塑性功、斷裂韌性、應力-應變曲線、疲勞、存儲模量及損耗模量等特性。可適用于有機或無機、軟質或硬質材料的檢測分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩繪釉漆，光學薄膜，微電子鍍膜，保護性薄膜，裝飾性薄膜等等。基體可以為軟質或硬質材料，包括金屬、合金、半導體、玻璃、礦物和有機材料等。

中文名：納米壓痕儀

測量：薄膜材料的硬度與楊氏模量測試

參量：彈性功、塑性功、斷裂韌性

包括：PVD、CVD、PECVD

主要應用

半導體技術（鈍化層、鍍金屬、Bond Pads）；存儲材料（磁盤的保護層、磁盤基底上的磁性涂層、CD的保護層）；光學組件（接觸鏡頭、光纖、光學刮擦保護層）；金屬蒸鍍層；防磨損涂層（TiN, TiC, DLC, 切割工具）；藥理學（藥片、植入材料、生物組織）；工程學（油漆涂料、橡膠、觸摸屏、MEMS）等行業。

技術特點

1、完全符合ISO14577、ASTME2546

2、光學顯微鏡自動觀察

3、獨特的熱漂移控制技術

4、可硬度、剛度、彈性模量、斷裂剛度、失效點、應力－應變、蠕變性能等力學數據。

5、適時測量載荷大小

6、采用獨立的載荷加載系統與高分辨率的電容深度傳感器

7、快速的壓電陶瓷驅動的載荷反饋系統

8、雙標準校正：熔融石英與藍寶石

4、金屬表面特性分析與化學吸附儀

化學吸附儀是評估催化劑表征的有力工具，是研究金屬表面特性的分析設備之一。該儀器廣泛應用于石油化工、化學化工、能源、生物、食品、醫藥衛生、表面金屬及納米材料、汽車尾氣、化工廢氣的轉化與處理等方面的研究。

全自動程序升溫化學吸附儀

產品應用領域

（1）可測定催化劑材料的金屬分散度、活性金屬表面積、活性粒子，表面酸度；

（2）研究金屬的氧化、還原特性，確定酸性中心及脫附性能；

（3）顯示吸附、脫附全過程；

（4）應用于高溫高壓氣體吸附研究，超臨界氣體性能研究，微孔材料吸附研究，儲氫材料性能研究，煤層氣研究，石油勘探等；典型應用包括催化劑、分子篩、活性炭、碳納米管和各種儲氫材料；

產品原理

動態分析技術（程序升溫技術）作為一種原味表征技術，可以在反應或接近反應的條件下有效的研究催化過程，而化學吸附儀是一款用于動態程序升溫研究的重要儀器，它能夠對新鮮催化劑進行程序升溫脫附（TPD），程序升溫還原（TPR）、程序升溫硫化（TPS）、程序升溫表面反應（TPSR）、和單點BET等研究也可對失活催化劑、干燥催化劑進行程序升溫氧化（TPO）研究。對催化劑的酸度、酸分布、活性金屬分散度、金屬與載體的相互應用等進行研究。化學吸附儀可以分為常壓和高壓兩種類型，其中高壓化學吸附儀可以更加精確的反映實際的反應條件，而常壓化學吸附儀則具有維護簡單，操作簡便、耗時短等優點。使用該方法可以實現很多情況的表征，是催化劑表征的一種常用手段。

5、物理吸附儀與材料比表面和孔體積

物理吸附儀/比表面及孔徑分析儀是對多孔和粉體材料的比表面、孔體積、孔分布進行測定分析的設備，廣泛適用于高校及科研院所材料研究和粉體材料生產企業產品質量監控。

物理吸附儀

應用領域

（1）采用氮氣等為吸附質，對多孔和粉體材料的比表面、孔體積、孔分布進行測定分析；

（2）可進行水蒸氣吸附及乙醇、苯和其它有機液體的蒸汽吸附分析；

（3）應用于吸附劑（如活性碳，硅膠，活性氧化鋁等）；陶瓷原材料（如氧化鋁，氧化鋯，硅酸鹽等）；橡塑材料補強劑（如炭黑，白碳黑，納米碳酸鈣等）；電池材料（如鈷酸鋰，錳酸鋰，鋅粉等）；金屬氧化物（如氧化鋅，氧化鈣等）；磁性粉末材料（如四氧化三鐵，鐵氧體，氧化亞鐵等）；納米金屬材料（如納米銀粉，鐵粉，銅粉等）；稀土超細纖維，多孔織物，復合材料等粉體和顆粒材料的比表面積及孔徑的檢測分析；

工作原理

氮吸附法假定粉體的表面吸附了一層氮分子，已經知道每個氮分子所占的橫截面積為0.162nm2，則粉體的比表面積（Sg）可由下式求出：Sg = 4.36Vm / W ,式中Vm為重量為W的粉體材料表面氮的單層吸附量。

6、泡沫特性與泡沫分析儀

泡沫分析儀

泡沫分析儀是首臺能用于實驗室測試和質量控制的儀器，實現了客觀的、可再現的測試和泡沫動能學的對比。它可自動測量表面活性的水性溶液如個人護理產品、肥皂和去污劑的泡沫特性。通過溫度變化、樣品量和其它參數設定，真實地模擬產品實際使用情況。

產品介紹

泡沫分析儀是用于實驗室測試和質量控制的儀器，實現了客觀的、可再現的測試和泡沫動能學的對比。它可自動測量表面活性的水性溶液如個人護理產品、肥皂和去污劑的泡沫特性。通過溫度變化、樣品量和其它參數設定，真實地模擬產品實際使用情況。

應用領域

（1）測量泡沫最重要的參數：泡沫穩定性和泡沫壽命；

（2）監測泡沫分散性的變化；

（3）生成不同分散性的泡沫和監測分散性對泡沫排水和壽命/穩定性的影響；

（4）單獨研究泡沫排水性和泡沫穩定性；

（5）應用于產泡領域：護膚品、滅火劑、食品行業、泡沫清洗、高分子泡沫、絮凝劑開發等；消泡領域：去泡劑、洗滌劑、油漆油墨、生物行業等；

7、顆粒大小與激光粒度分析儀

激光粒度儀是專指通過顆粒的衍射或散射光的空間分布（散射譜）來分析顆粒大小的儀器。

根據能譜穩定與否分為靜態光散射粒度儀和動態光散射激光粒度儀。

激光粒度分析儀

儀器分類

靜態激光

能譜是穩定的空間分布。主要適用于微米級顆粒的測試，經過改進也可將測量下限擴展到幾十納米。

動態激光

根據顆粒布朗運動的快慢，通過檢測某一個或二個散射角的動態光散射信號分析納米顆粒大小，能譜是隨時間高速變化。動態光散射原理的粒度儀僅適用于納米級顆粒的測試。

光透沉降

通常所說激光粒度分析儀是指衍射和散射原理的粒度儀，光透沉降儀，依據的原理是斯托克斯沉降定律而不是激光衍射/散射原理，因此這類儀器不能稱作激光粒度儀。

技術參數

光學系統：UIS光學系統（無限遠校正系統）

照明裝置：內置透射光柯勒照明，6V30W鹵素燈 100-120V/220-240Vg0.85/0.45A 50/60Hz

調焦系統：載物臺垂直運動由滾柱（齒條—小齒輪）機構導向，采用粗微同軸旋鈕，粗調行程每一圈為36.8mm，總行程為25mm，微調行程為每圈0.2mm，具備粗調限位器和張力調整環

物鏡轉盤：向內側傾斜的固定4孔物鏡轉盤

觀察筒：⒈雙目觀察筒⒉三目觀察筒⒊人機工程學可傾斜雙目觀察筒

載物臺：尺寸為188mm × 134mm，活動范圍為X軸向76mm × Y軸向50mm，雙片標本夾，標配橡膠帽

聚光鏡：阿貝聚光鏡，內置日光濾色片，數值孔徑1.25（浸油時），內裝式孔徑光闌

目鏡：平常寬視野目鏡 10X（F.N.20） 15X（F.N.12）

可選附件

⒈雙人共纜⒉相差附件（標準相差附件及簡易相差附件，CX41用） ⒊落射熒光附件⒋繪圖儀⒌痛風偏光裝置/簡易偏光附件（CX41用） ⒍暗視野聚光鏡⒎簡易暗視野片⒏測微尺⒐指針器⒑數碼成像裝置

應用領域

教學、臨床、一般病理檢查

8、納米顆粒粒度測試與納米粒度儀

納米粒度儀是用物理的方法測試固體顆粒的大小和分布的一種儀器，采用數字相關器的納米激光粒度儀，其采用高速數字相關器和高性能光電倍增管作為核心器件，具有操作簡便、測試快捷、高分辨、高重復及測試準確等特點，是納米顆粒粒度測試的首選產品。

儀器簡介

動態光散射納米激光粒度儀

中文名：納米粒度儀

作用：測試固體顆粒的大小和分布

核心器件：高速數字相關器高性能光電倍增管

采用技術：數字相關器

性能特點

先進的測試原理：本儀器采用動態光散射原理和光子相關光譜技術，根據顆粒在液體中布朗運動的速度測定顆粒大小。具有原理先進、精度極高的特點，從而保證了測試結果的真實性和有效性。

高靈敏度與信噪比：本儀器的探測器采用專業級高性能光電倍增管（PMT），對光子信號具有極高的靈敏度和信噪比，從而保證了測試結果的準確度。

極高的分辨能力：使用PCS技術測定納米級顆粒大小，必須能夠分辨納秒級信號起伏。本儀器的核心部件采用微納公司研制的CR140數字相關器，具有識別8ns的極高分辨能力和極高的信號處理速度，因此可以得到準確的測定結果。

超強的運算功能：本儀器采用自行研制的高速數字相關器CR140進行數據采集與實時相關運算，其數據處理速度高達125M，從而實時有效地反映顆粒的動態光散射信息。

穩定的光路系統：采用短波長LD泵浦激光光源和光纖技術搭建而成的光路系統，使光子相關譜探測系統不僅體積小，而且具有很強的抗干擾能力，從而保證了測試的穩定性

適用范圍

各種納米級、亞微米級固體顆粒與乳液。

9、流動性物質和篩分儀

篩分儀是為必須保證在兩維水平面篩分流動性物質，及相關行業標準而設計的，是生產質量控制和實驗室研發的理想選擇。對于許多生產和研發領域，面對需要分級和篩分物料是纖維狀、扁平狀或長形粒狀，如，小麥、谷子、纖維、煙草、植物、扁平晶體物質等，準確的對這類物質進行分級及粒徑分析，應采用水平運動的篩分儀器。

篩分儀

技術參數

應用領域：纖維狀、扁平狀、長形粒狀物質的料徑分析、物料分離和分級

篩分原理：分析篩在水平面做規則的，或非規則的圓周運動，以實現對纖維狀、扁平狀、長形粒狀物質的快速準確的分級、粒徑分布分析和分離

非規則圓周運動可調節范圍：0-30mm

測量范圍：20um-125mm

篩分級數：8級

運動頻率：270次/分

時間設置：1-99分鐘可設定

安裝方式：快速舒適篩網夾具

篩網尺寸：200mm，210mm，300mm，或8“，214mm

篩子標準：符合ISO3310-1、DINEN10204.21、ASTME11標準

儀器尺寸：長x寬x高=474mmx603mmx604mm

液晶數字顯示和控制篩分時間、可靠的篩分結果

耐磨金屬材料、防腐蝕烤漆表面，堅固耐用，易于清潔

可選擇分析篩材料：不銹鋼（拋光）、黃銅、聚合物材料等

工作原理

電機驅動一個可以安裝最大直徑為300mm的分析篩的平面，做規則或非規則的水平圓周運動。根據不同行業的標準和應用需要，可將篩子固定在該平面上做規則的圓周運動，或讓篩子放置于可調節0-30mm空隙的運動平面上，使其篩子在水平運動的過程中，受到來自四個水平方向的柔和碰撞，從而輕微改變圓周運動的方向，使得分析篩中被篩分的物料能在水平面上不斷改變運動方向，將物料分散開來，加速篩分的過程。

10、顆粒雜質與粒子計數器

He2Ne激光粒子計數器，可分析氣體中011μm粒徑的顆粒雜質；Ar2Kr激光粒子計數器可分析0105μm粒徑顆粒雜質，目前已有可檢測超高純氣中01005μm的粒子計數器。凝聚核粒子計數器可以測量納微米的粒子。粒子計數器測量器具銷售時具需按JJF1190-2008《塵埃粒子計數器校準規范》的要求出具法定校準證書。

儀器簡介

粒子計數器

中文名：粒子計數器

外文名：Particle Counter

類別：激光顆粒計數器凝聚核粒子計數器

分析：氣體中011μm粒徑

用途：測試空氣塵埃粒子顆粒

儀器用途

粒子計數器是測試空氣塵埃粒子顆粒的粒徑及其分布的專用儀器，由顯微鏡發展而來，經歷了顯微鏡、沉降管、沉降儀、離心沉降儀、顆粒計數器、激光空氣粒子計數器、凝結核粒子計數器、多通道多功能粒子計數器等過程，目前廣泛應用于為各省市藥檢所、血液中心、防疫站、疾控中心、質量監督所等權威機構、電子行業、制藥車間、半導體、光學或精密機械加工、塑膠、噴漆、醫院、環保、檢驗所等生產企業和科研部門。

儀器原理

粒子計數器是一種利用光的散射原理進行塵粒計數的儀器。光散射和微粒大小、光波波長、微粒折射率及微粒對光的吸收特性等因素有關。但是就散射光強度和微粒大小而言，有一個基本規律，就是微粒散射光的強度隨微粒的表面積增加而增大。這樣一定流量的含塵氣體通過一束強光，使粒子發射出散射光，經過聚光透鏡投射到光電倍增管上，將光脈沖變為電脈沖，由脈沖數求得顆粒數。根據粒子散射光的強度與粒徑的函數關系得出粒子直徑。這樣只要測定散射光的強度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子計數器的基本原理。

儀器分類

1、按測試原理：光散射法測試（白光、激光）、顯微鏡法測試、稱重法測試、DMA法測試（粒徑分析儀）、慣性法測試、擴散法測試、凝聚核法測試（CNC）等。

2、按流量：小流量 0.1cfm（2.83L/min）大流量 1cfm（28.3L/min）

3、按形狀、體積大小：手持式、臺式

4、按測試通道：單通道（只測某一種粒子徑）；雙通道（測試某兩種粒子徑）；多通道（測試多種粒子徑）

11、粉末的動力學性質與粉末流動測試儀

粉末流動測試儀，利用專利的粉末均勻化預處理，通過測量粉末的動力學性質，剪切性質和包含壓縮性、透氣性和密度在內的粉末整體特性，給出粉末高重復性的流動性質的定量數據。除此以外，一些與加工過程有關的變量，如貯存時間、靜電、結團、顆粒偏析、顆粒破碎或濕法制粒時的含水量等也都可以由儀器獲得評估，真正實現了粉末在實際應用環境中的定量表征。

儀器簡介

粉末流動測試儀

中文名：粉末流動測試儀

外文名：Powder flow tester

粉末流動測試儀，用于測量粉末的流動性質，剪切性質和包含壓縮性、透氣性和密度在內的粉末整體特性。因為粉末在不同加工處理過程和實際應用中所處的不同環境，所以，該儀器能夠實現在實際測量粉末時模擬這些不同的環境，并表征粉末針對不同特定環境的反應。粉末流動測試儀已經橫跨英國、歐陸、美國、日本等世界各地，廣泛的被采用在制藥、化學、食品、化妝品、墨粉、塑料、陶瓷、金屬、粉末涂料等工業領域。應用范圍從優化新配方、提升生產效率到對原料、半成品以及最終產品實現質量控管。2011年六月起由大昌華嘉（DKSH）正式引進到包含臺灣、泰國、新加坡、馬來西亞、澳洲等亞洲地區國家。

測試方法及應用

動力學流動

基本流動性

用來測試如下因素的影響：

流動助劑

濕粒制粒終點

含濕度

顆粒破碎/顆粒偏析

物理性質（顆粒尺寸，形狀，表面結構）

靜電

充氣性質

用來測試：

內聚強度

低應力，重力引導流動

定量配料 / 質量均勻度

霧化給藥 / 干粉吸入劑

流態化行為

混料

顆粒偏析可能性

粉末固結

用于理解以下因素的影響：

運輸

儲存

加工

結塊

剪切性質

剪切盒

無約束屈服強度

流動函數

內聚強度

1ml剪切盒

料斗設計

壁面摩擦

測量粉末與材料表面間的摩擦-料斗，中型散裝容器，沖頭

壁面摩擦角，用于料斗設計

粉末整體性質

壓縮性

用于研究以下因素引起的密度變化：

運輸

存儲（料斗，小桶）

加工（直接壓片，碾壓，螺旋輸送）

透氣性

適用于如下環境下的粉末行為：

霧化給藥 / 干粉吸入I

料斗流動

壓片

氣動傳輸

12、分散系界面電性與微電泳儀

微電泳儀可用于測定分散體系顆粒物的固－液界面電性（ζ電位），也可用于測量乳狀液液滴的界面電性，也可用于測定等電點、研究界面反應過程的機理。通過測定粉體的Zeta電位，從pH－Zeta電位關系圖上求出等電點，是認識粉體表面電性的重要方法，在粉體表面處理中也是重要的手段。與國內外其它同類型儀器相比，它具有顯著的優越性。可廣泛應用于化妝品、選礦、造紙、醫療衛生、建筑材料、超細材料、環境保護、海洋化學等行業，也是化學、化工、醫學、建材等專業的重要教學儀器之一。

儀器簡介