材料检测设备与技术大全

2017-09-12 10:24:54 作者：本网整理来源：江西科越科技分享至：

现代材料科学的发展很大程度上依赖于人们对于材料宏观性能与其成分和微观组织结构关系的理解。昨天小编推送了材料领域常用表征方法汇总，今天作为下篇总结一下仪器检测设备与技术。因此，测试技术是材料科学发展不可分割的重要组成部分。随着新材料新工艺的不断出现和发展，对测试技术提出了越来越高的要求。

现代材料检测技术到底有哪些？小编为大家总结了常用材料检测技术与设备。文末附有物理性能检测设备的介绍。限于篇幅，若是您有想了解的其他仪器设备介绍，欢迎在下方留言，呼声较高的，小编会尽快整理推送哦~

1. 化学分析仪器及设备

2. 光学仪器及设备

3. 物性测试仪器及设备

4. 测量/计量仪器

常见物理性能测试仪器设备介绍：

1、材料抗拉伸——拉力试验机

仪器简介

拉力试验机

拉力试验机又名万能材料试验机。万能试验机是用来针对各种材料进行仪器设备静载、拉伸、压缩、弯曲、剪切、撕裂、剥离等力学性能试验用的机械加力的试验机，适用于塑料板材、管材、异型材，塑料薄膜及橡胶、电线电缆、钢材、玻纤维等材料的各种物理机械性能测试为材料开发，为物性试验、教学研究、质量控制等不可缺少的检测设备，拉力机夹具作为仪器的重要组成部分，不同的材料需要不同的夹具，也是试验能否顺利进行及试验结果准确度高低的一个重要因素。

中文名：拉力试验机

应用：金属及非金属材料的测试

别称：万能材料试验机

精度等级：1级/0.5级

适用于：塑料板材、管材、异型材等

型号：FR-103C

测试对象

伺服拉力机主要适用于金属及非金属材料的测试，如橡胶、塑料、电线电缆、光纤光缆、安全带、保险带、皮革皮带复合材料、塑料型材、防水卷材、钢管、铜材、型材、弹簧钢、轴承钢、不锈钢（以及其它高硬度钢）、铸件、钢板、钢带、有色金属金属线材的拉伸、压缩、弯曲、剪切、剥离、撕裂、两点延伸（需另配引伸计）等多种试验。

测量原理

1、拉力试验机力值的测量是经过测力传感器、扩大器和数据处置系统来完成测量。从资料力学上得知，在小变形前提下，一个弹性元件某一点的应变ε与弹性元件所受的力成正比，也与弹性的变构成正比。以S型试验机传感器为例，当传感器遭到拉力P的效果时，因为弹性元件外表粘贴有应变片，由于弹性元件的应变与外力P的巨细成正比例，故此将应变片接入测量电路中，即可经过测出其输出电压，然后测出力的巨细。

2、形变的测量经过形变测量安装来测量，它是用来测量试样在实验进程中发生的形变。该安装上有两个夹头，经由一系传记念头构与装在测量安装顶部的光电编码器连在一同，当两夹头间的间隔发作转变时，带动光电编码器的轴扭转，光电编码器就会有脉冲旌旗灯号输出。再由处置器对此旌旗灯号进行处置，就可以得出试样的变形量。

3、横梁位移的测量其道理同变形测量大致一样，都是经过测量光电编码器的输出脉冲数来取得横梁的位移量。

精度校正

1）主体的初步校正

2）拉力试验机精度校正

地脚螺母浇固后，在水泥未干燥前，不准紧固地脚螺母和开动试验机。（水泥干燥时间一般不少于10－15天）待水泥完全干燥后，紧固好运脚螺母，对试验机的安装精度进行复查，是否与找正精度相符合。如不符合应重新找正。

拉力试验机在使用过程中，由于试验时的震动容易产生松动现象，所以拉力试验机使用一段时间后，应将有关零件加以紧固。

2、万能试验机

万能试验机，集拉伸、弯曲、压缩、剪切等功能于一体的材料试验机，主要用于金属、非金属材料力学性能试验，是工矿企业、科研单位、大专院校、工程质量监督站等部门的理想检测设备。

仪器简介

微机显示万能试验机

万能试验机也叫万能材料试验机，或拉力机，双丝杆系列，控制、测量、操作一体化结构，融当代先进技术于一体，具有精度高、调速范围宽、结构紧凑、操作方便、性能稳定等优点。电子万能试验机满足GB/T1040、1041、8804、9341、9647、ISO7500-1、GB16491、GB/T17200、ISO5893、ASTM D638、695、790和塑料管材等标准的要求。适用于塑料、防水材料、纺织品、纸制品和橡胶等材料试样及制品的拉伸、压缩、弯曲、蠕变试验并配有大压盘可直接进行管材扁平压缩（压缩复原）、环刚度（抗外负荷）、蠕变比率、环抗拉强度等试验。

仪器组成

万能材料试验机是由测量系统、驱动系统、控制系统及电脑（电脑系统型拉力试验机）等结构组成。

仪器分类

如果将现市面上的万能试验机按照用途分类，可划属为测定机械性能的试验机。按照试验机的用途可将所有试验机分为两类：

1、测定机械性能的试验机

2、工艺试验用试验机

操作规程

⒈使总开关接通电源。

⒉根据试样，选用测量范围，在摆杆上挂上或取下摆铊并调整缓冲阀手柄，对准标线。

⒊根据试样形状及尺寸把相应的夹头装入上下钳口座内。

⒋在描绘器的转筒上，卷压好记录纸（方格纸），此项只是需要时才进行。

⒌开动油泵电动机，拧开送油阀使试台上升纸10毫米，然后关闭油阀，如果试台已在升起位置时则不必先开油泵送油，仅将送油阀关好即可。

⒍将试样一端夹于上钳口中。

⒎开动油泵调整指针对准度盘零点。

⒏开动下钳口电动机，将下钳口升降到适当高度，将试样另一端夹在下钳口中，须注意使试样垂直。

⒐将推杆上的描绘笔放下进入描绘准备状态（需描绘时才进行）。

⒑按试验要求的加荷速度，缓慢地拧开送油阀进行加荷试验。

⒒试样断裂后关闭油阀，并停止油泵电动机。

⒓记录需要数值并将描绘。

⒔打开回油阀，卸荷后被动针拨回零点。

⒕取下断裂后的试样。

⒖压缩及弯曲等试验可参照上述各项进行操作。

3、纳米压痕仪——微纳米尺度薄膜材料的测试

纳米压痕仪主要用于微纳米尺度薄膜材料的硬度与杨氏模量测试，测试结果通过力与压入深度的曲线计算得出，无需通过显微镜观察压痕面积。

仪器简介

纳米压痕仪

纳米压痕仪主要用于测量纳米尺度的硬度与弹性模量，可以用于研究或测试薄膜等纳米材料的接触刚度、蠕变、弹性功、塑性功、断裂韧性、应力-应变曲线、疲劳、存储模量及损耗模量等特性。可适用于有机或无机、软质或硬质材料的检测分析，包括PVD、CVD、PECVD薄膜，感光薄膜，彩绘釉漆，光学薄膜，微电子镀膜，保护性薄膜，装饰性薄膜等等。基体可以为软质或硬质材料，包括金属、合金、半导体、玻璃、矿物和有机材料等。

中文名：纳米压痕仪

测量：薄膜材料的硬度与杨氏模量测试

参量：弹性功、塑性功、断裂韧性

包括：PVD、CVD、PECVD

主要应用

半导体技术（钝化层、镀金属、Bond Pads）；存储材料（磁盘的保护层、磁盘基底上的磁性涂层、CD的保护层）；光学组件（接触镜头、光纤、光学刮擦保护层）；金属蒸镀层；防磨损涂层（TiN, TiC, DLC, 切割工具）；药理学（药片、植入材料、生物组织）；工程学（油漆涂料、橡胶、触摸屏、MEMS）等行业。

技术特点

1、完全符合ISO14577、ASTME2546

2、光学显微镜自动观察

3、独特的热漂移控制技术

4、可硬度、刚度、弹性模量、断裂刚度、失效点、应力－应变、蠕变性能等力学数据。

5、适时测量载荷大小

6、采用独立的载荷加载系统与高分辨率的电容深度传感器

7、快速的压电陶瓷驱动的载荷反馈系统

8、双标准校正：熔融石英与蓝宝石

4、金属表面特性分析与化学吸附仪

化学吸附仪是评估催化剂表征的有力工具，是研究金属表面特性的分析设备之一。该仪器广泛应用于石油化工、化学化工、能源、生物、食品、医药卫生、表面金属及纳米材料、汽车尾气、化工废气的转化与处理等方面的研究。

全自动程序升温化学吸附仪

产品应用领域

（1）可测定催化剂材料的金属分散度、活性金属表面积、活性粒子，表面酸度；

（2）研究金属的氧化、还原特性，确定酸性中心及脱附性能；

（3）显示吸附、脱附全过程；

（4）应用于高温高压气体吸附研究，超临界气体性能研究，微孔材料吸附研究，储氢材料性能研究，煤层气研究，石油勘探等；典型应用包括催化剂、分子筛、活性炭、碳纳米管和各种储氢材料；

产品原理

动态分析技术（程序升温技术）作为一种原味表征技术，可以在反应或接近反应的条件下有效的研究催化过程，而化学吸附仪是一款用于动态程序升温研究的重要仪器，它能够对新鲜催化剂进行程序升温脱附（TPD），程序升温还原（TPR）、程序升温硫化（TPS）、程序升温表面反应（TPSR）、和单点BET等研究也可对失活催化剂、干燥催化剂进行程序升温氧化（TPO）研究。对催化剂的酸度、酸分布、活性金属分散度、金属与载体的相互应用等进行研究。化学吸附仪可以分为常压和高压两种类型，其中高压化学吸附仪可以更加精确的反映实际的反应条件，而常压化学吸附仪则具有维护简单，操作简便、耗时短等优点。使用该方法可以实现很多情况的表征，是催化剂表征的一种常用手段。

5、物理吸附仪与材料比表面和孔体积

物理吸附仪/比表面及孔径分析仪是对多孔和粉体材料的比表面、孔体积、孔分布进行测定分析的设备，广泛适用于高校及科研院所材料研究和粉体材料生产企业产品质量监控。

物理吸附仪

应用领域

（1）采用氮气等为吸附质，对多孔和粉体材料的比表面、孔体积、孔分布进行测定分析；

（2）可进行水蒸气吸附及乙醇、苯和其它有机液体的蒸汽吸附分析；

（3）应用于吸附剂（如活性碳，硅胶，活性氧化铝等）；陶瓷原材料（如氧化铝，氧化锆，硅酸盐等）；橡塑材料补强剂（如炭黑，白碳黑，纳米碳酸钙等）；电池材料（如钴酸锂，锰酸锂，锌粉等）；金属氧化物（如氧化锌，氧化钙等）；磁性粉末材料（如四氧化三铁，铁氧体，氧化亚铁等）；纳米金属材料（如纳米银粉，铁粉，铜粉等）；稀土超细纤维，多孔织物，复合材料等粉体和颗粒材料的比表面积及孔径的检测分析；

工作原理

氮吸附法假定粉体的表面吸附了一层氮分子，已经知道每个氮分子所占的横截面积为0.162nm2，则粉体的比表面积（Sg）可由下式求出：Sg = 4.36Vm / W ,式中Vm为重量为W的粉体材料表面氮的单层吸附量。

6、泡沫特性与泡沫分析仪

泡沫分析仪

泡沫分析仪是首台能用于实验室测试和质量控制的仪器，实现了客观的、可再现的测试和泡沫动能学的对比。它可自动测量表面活性的水性溶液如个人护理产品、肥皂和去污剂的泡沫特性。通过温度变化、样品量和其它参数设定，真实地模拟产品实际使用情况。

产品介绍

泡沫分析仪是用于实验室测试和质量控制的仪器，实现了客观的、可再现的测试和泡沫动能学的对比。它可自动测量表面活性的水性溶液如个人护理产品、肥皂和去污剂的泡沫特性。通过温度变化、样品量和其它参数设定，真实地模拟产品实际使用情况。

应用领域

（1）测量泡沫最重要的参数：泡沫稳定性和泡沫寿命；

（2）监测泡沫分散性的变化；

（3）生成不同分散性的泡沫和监测分散性对泡沫排水和寿命/稳定性的影响；

（4）单独研究泡沫排水性和泡沫稳定性；

（5）应用于产泡领域：护肤品、灭火剂、食品行业、泡沫清洗、高分子泡沫、絮凝剂开发等；消泡领域：去泡剂、洗涤剂、油漆油墨、生物行业等；

7、颗粒大小与激光粒度分析仪

激光粒度仪是专指通过颗粒的衍射或散射光的空间分布（散射谱）来分析颗粒大小的仪器。

根据能谱稳定与否分为静态光散射粒度仪和动态光散射激光粒度仪。

激光粒度分析仪

仪器分类

静态激光

能谱是稳定的空间分布。主要适用于微米级颗粒的测试，经过改进也可将测量下限扩展到几十纳米。

动态激光

根据颗粒布朗运动的快慢，通过检测某一个或二个散射角的动态光散射信号分析纳米颗粒大小，能谱是随时间高速变化。动态光散射原理的粒度仪仅适用于纳米级颗粒的测试。

光透沉降

通常所说激光粒度分析仪是指衍射和散射原理的粒度仪，光透沉降仪，依据的原理是斯托克斯沉降定律而不是激光衍射/散射原理，因此这类仪器不能称作激光粒度仪。

技术参数

光学系统：UIS光学系统（无限远校正系统）

照明装置：内置透射光柯勒照明，6V30W卤素灯 100-120V/220-240Vg0.85/0.45A 50/60Hz

调焦系统：载物台垂直运动由滚柱（齿条—小齿轮）机构导向，采用粗微同轴旋钮，粗调行程每一圈为36.8mm，总行程为25mm，微调行程为每圈0.2mm，具备粗调限位器和张力调整环

物镜转盘：向内侧倾斜的固定4孔物镜转盘

观察筒：⒈双目观察筒⒉三目观察筒⒊人机工程学可倾斜双目观察筒

载物台：尺寸为188mm × 134mm，活动范围为X轴向76mm × Y轴向50mm，双片标本夹，标配橡胶帽

聚光镜：阿贝聚光镜，内置日光滤色片，数值孔径1.25（浸油时），内装式孔径光阑

目镜：平常宽视野目镜 10X（F.N.20） 15X（F.N.12）

可选附件

⒈双人共缆⒉相差附件（标准相差附件及简易相差附件，CX41用） ⒊落射荧光附件⒋绘图仪⒌痛风偏光装置/简易偏光附件（CX41用） ⒍暗视野聚光镜⒎简易暗视野片⒏测微尺⒐指针器⒑数码成像装置

应用领域

教学、临床、一般病理检查

8、纳米颗粒粒度测试与纳米粒度仪

纳米粒度仪是用物理的方法测试固体颗粒的大小和分布的一种仪器，采用数字相关器的纳米激光粒度仪，其采用高速数字相关器和高性能光电倍增管作为核心器件，具有操作简便、测试快捷、高分辨、高重复及测试准确等特点，是纳米颗粒粒度测试的首选产品。

仪器简介

动态光散射纳米激光粒度仪

中文名：纳米粒度仪

作用：测试固体颗粒的大小和分布

核心器件：高速数字相关器高性能光电倍增管

采用技术：数字相关器

性能特点

先进的测试原理：本仪器采用动态光散射原理和光子相关光谱技术，根据颗粒在液体中布朗运动的速度测定颗粒大小。具有原理先进、精度极高的特点，从而保证了测试结果的真实性和有效性。

高灵敏度与信噪比：本仪器的探测器采用专业级高性能光电倍增管（PMT），对光子信号具有极高的灵敏度和信噪比，从而保证了测试结果的准确度。

极高的分辨能力：使用PCS技术测定纳米级颗粒大小，必须能够分辨纳秒级信号起伏。本仪器的核心部件采用微纳公司研制的CR140数字相关器，具有识别8ns的极高分辨能力和极高的信号处理速度，因此可以得到准确的测定结果。

超强的运算功能：本仪器采用自行研制的高速数字相关器CR140进行数据采集与实时相关运算，其数据处理速度高达125M，从而实时有效地反映颗粒的动态光散射信息。

稳定的光路系统：采用短波长LD泵浦激光光源和光纤技术搭建而成的光路系统，使光子相关谱探测系统不仅体积小，而且具有很强的抗干扰能力，从而保证了测试的稳定性

适用范围

各种纳米级、亚微米级固体颗粒与乳液。

9、流动性物质和筛分仪

筛分仪是为必须保证在两维水平面筛分流动性物质，及相关行业标准而设计的，是生产质量控制和实验室研发的理想选择。对于许多生产和研发领域，面对需要分级和筛分物料是纤维状、扁平状或长形粒状，如，小麦、谷子、纤维、烟草、植物、扁平晶体物质等，准确的对这类物质进行分级及粒径分析，应采用水平运动的筛分仪器。

筛分仪

技术参数

应用领域：纤维状、扁平状、长形粒状物质的料径分析、物料分离和分级

筛分原理：分析筛在水平面做规则的，或非规则的圆周运动，以实现对纤维状、扁平状、长形粒状物质的快速准确的分级、粒径分布分析和分离

非规则圆周运动可调节范围：0-30mm

测量范围：20um-125mm

筛分级数：8级

运动频率：270次/分

时间设置：1-99分钟可设定

安装方式：快速舒适筛网夹具

筛网尺寸：200mm，210mm，300mm，或8“，214mm

筛子标准：符合ISO3310-1、DINEN10204.21、ASTME11标准

仪器尺寸：长x宽x高=474mmx603mmx604mm

液晶数字显示和控制筛分时间、可靠的筛分结果

耐磨金属材料、防腐蚀烤漆表面，坚固耐用，易于清洁

可选择分析筛材料：不锈钢（抛光）、黄铜、聚合物材料等

工作原理

电机驱动一个可以安装最大直径为300mm的分析筛的平面，做规则或非规则的水平圆周运动。根据不同行业的标准和应用需要，可将筛子固定在该平面上做规则的圆周运动，或让筛子放置于可调节0-30mm空隙的运动平面上，使其筛子在水平运动的过程中，受到来自四个水平方向的柔和碰撞，从而轻微改变圆周运动的方向，使得分析筛中被筛分的物料能在水平面上不断改变运动方向，将物料分散开来，加速筛分的过程。

10、颗粒杂质与粒子计数器

He2Ne激光粒子计数器，可分析气体中011μm粒径的颗粒杂质；Ar2Kr激光粒子计数器可分析0105μm粒径颗粒杂质，目前已有可检测超高纯气中01005μm的粒子计数器。凝聚核粒子计数器可以测量纳微米的粒子。粒子计数器测量器具销售时具需按JJF1190-2008《尘埃粒子计数器校准规范》的要求出具法定校准证书。

仪器简介

粒子计数器

中文名：粒子计数器

外文名：Particle Counter

类别：激光颗粒计数器凝聚核粒子计数器

分析：气体中011μm粒径

用途：测试空气尘埃粒子颗粒

仪器用途

粒子计数器是测试空气尘埃粒子颗粒的粒径及其分布的专用仪器，由显微镜发展而来，经历了显微镜、沉降管、沉降仪、离心沉降仪、颗粒计数器、激光空气粒子计数器、凝结核粒子计数器、多通道多功能粒子计数器等过程，目前广泛应用于为各省市药检所、血液中心、防疫站、疾控中心、质量监督所等权威机构、电子行业、制药车间、半导体、光学或精密机械加工、塑胶、喷漆、医院、环保、检验所等生产企业和科研部门。

仪器原理

粒子计数器是一种利用光的散射原理进行尘粒计数的仪器。光散射和微粒大小、光波波长、微粒折射率及微粒对光的吸收特性等因素有关。但是就散射光强度和微粒大小而言，有一个基本规律，就是微粒散射光的强度随微粒的表面积增加而增大。这样一定流量的含尘气体通过一束强光，使粒子发射出散射光，经过聚光透镜投射到光电倍增管上，将光脉冲变为电脉冲，由脉冲数求得颗粒数。根据粒子散射光的强度与粒径的函数关系得出粒子直径。这样只要测定散射光的强度就可推知微粒的大小，就是光散射式粒子计数器的基本原理。

仪器分类

1、按测试原理：光散射法测试（白光、激光）、显微镜法测试、称重法测试、DMA法测试（粒径分析仪）、惯性法测试、扩散法测试、凝聚核法测试（CNC）等。

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

3、按形状、体积大小：手持式、台式

4、按测试通道：单通道（只测某一种粒子径）；双通道（测试某两种粒子径）；多通道（测试多种粒子径）

11、粉末的动力学性质与粉末流动测试仪

粉末流动测试仪，利用专利的粉末均匀化预处理，通过测量粉末的动力学性质，剪切性质和包含压缩性、透气性和密度在内的粉末整体特性，给出粉末高重复性的流动性质的定量数据。除此以外，一些与加工过程有关的变量，如贮存时间、静电、结团、颗粒偏析、颗粒破碎或湿法制粒时的含水量等也都可以由仪器获得评估，真正实现了粉末在实际应用环境中的定量表征。

仪器简介

粉末流动测试仪

中文名：粉末流动测试仪

外文名：Powder flow tester

粉末流动测试仪，用于测量粉末的流动性质，剪切性质和包含压缩性、透气性和密度在内的粉末整体特性。因为粉末在不同加工处理过程和实际应用中所处的不同环境，所以，该仪器能够实现在实际测量粉末时模拟这些不同的环境，并表征粉末针对不同特定环境的反应。粉末流动测试仪已经横跨英国、欧陆、美国、日本等世界各地，广泛的被采用在制药、化学、食品、化妆品、墨粉、塑料、陶瓷、金属、粉末涂料等工业领域。应用范围从优化新配方、提升生产效率到对原料、半成品以及最终产品实现质量控管。2011年六月起由大昌华嘉（DKSH）正式引进到包含台湾、泰国、新加坡、马来西亚、澳洲等亚洲地区国家。

测试方法及应用

动力学流动

基本流动性

用来测试如下因素的影响：

流动助剂

湿粒制粒终点

含湿度

颗粒破碎/颗粒偏析

物理性质（颗粒尺寸，形状，表面结构）

静电

充气性质

用来测试：

内聚强度

低应力，重力引导流动

定量配料 / 质量均匀度

雾化给药 / 干粉吸入剂

流态化行为

混料

颗粒偏析可能性

粉末固结

用于理解以下因素的影响：

运输

储存

加工

结块

剪切性质

剪切盒

无约束屈服强度

流动函数

内聚强度

1ml剪切盒

料斗设计

壁面摩擦

测量粉末与材料表面间的摩擦-料斗，中型散装容器，冲头

壁面摩擦角，用于料斗设计

粉末整体性质

压缩性

用于研究以下因素引起的密度变化：

运输

存储（料斗，小桶）

加工（直接压片，碾压，螺旋输送）

透气性

适用于如下环境下的粉末行为：

雾化给药 / 干粉吸入I

料斗流动

压片

气动传输

12、分散系界面电性与微电泳仪

微电泳仪可用于测定分散体系颗粒物的固－液界面电性（ζ电位），也可用于测量乳状液液滴的界面电性，也可用于测定等电点、研究界面反应过程的机理。通过测定粉体的Zeta电位，从pH－Zeta电位关系图上求出等电点，是认识粉体表面电性的重要方法，在粉体表面处理中也是重要的手段。与国内外其它同类型仪器相比，它具有显著的优越性。可广泛应用于化妆品、选矿、造纸、医疗卫生、建筑材料、超细材料、环境保护、海洋化学等行业，也是化学、化工、医学、建材等专业的重要教学仪器之一。

仪器简介