第一篇：常規材料測試技術

常規材料測試技術

一、適用客戶：

半導體，建筑業，輕金屬業，新材料，包裝業，模具業，科研機構，高校，電鍍，化工，能源，生物制藥，光電子，顯示器。

主要實驗室

二、金相實驗室

? Leica DM/RM 光學顯微鏡

主要特性：用于金相顯微分析，可直觀檢測金屬材料的微觀組織，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脫碳層、氮化層及焊接、冷加工、鑄造、鍛造、熱處理等等不同狀態下的組織組成，從而判斷材質優劣。須進行樣品制備工作，最大放大倍數約1400倍。

? Leica 體視顯微鏡

主要特性：

1、用于觀察材料的表面低倍形貌，初步判斷材質缺陷；

2、觀察斷口的宏觀斷裂形貌，初步判斷裂紋起源。

? 熱振光模擬顯微鏡

? 圖象分析儀

? 萊卡DM/RM 顯微鏡附 CCD數碼 照相裝置

三、電子顯微鏡實驗室

? 掃描電子顯微鏡(附電子探針)(JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335)

主要特性：

1、用于斷裂分析、斷口的高倍顯微形貌分析，如解理斷裂、疲勞斷裂（疲勞輝紋）、晶間斷裂（氫脆、應力腐蝕、蠕變、高溫回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蝕形貌、侵蝕產物分析及焊縫分析。

2、附帶能譜，用于微區成分分析及較小樣品的成分分析、晶體學分析，測量點陣參數/合金相、夾雜物分析、濃度梯度測定等。

3、用于金屬、半導體、電子陶瓷、電容器的失效分析及材質檢驗、放大倍率：10X—300,000X；樣品尺寸：0.1mm—10cm；分辯率:1—50nm。

? 透射電子顯微鏡（菲利蒲 CM-20,CM-200）

主要特性：

1、需進行試樣制備為金屬薄膜，試樣厚度須<200nm。用于薄膜表面科學分析，帶能譜，可進行化學成分分析。

2、有三種衍射花樣：斑點花樣、菊池線花樣、會聚束花樣。斑點花樣用于確定第二相、孿晶、有序化、調幅結構、取向關系、成象衍射條件。菊池線花樣用于襯度分析、結構分析、相變分析以及晶體精確取向、布拉格位移矢量、電子波長測定。會聚束花樣用于測定晶體試樣厚度、強度分布、取向、點群

? XRD-Siemens500—X射線衍射儀

主要特性：

1、專用于測定粉末樣品的晶體結構（如密排六方，體心立方，面心立方等），晶型，點陣類型，晶面指數，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各組成相的含量及類型的測定。測試時間約需1小時。

2、可升溫（加熱）使用。

? XRD-Philips X’Pert MRD—X射線衍射儀

主要特性：

1、分辨率衍射儀，主要用于材料科學的研究工作，如半導體材料等，其重現性精度達萬分之一度。

2、具備物相分析（定性、定量、物相晶粒度測定；點陣參數測定），殘余應力及織構的測定；薄膜物相鑒定、薄膜厚度、粗糙度測定；非平整樣品物相分析、小角度散射分析等功能。

3、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精確度為0.1%。

4、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

5、可測尺寸由φ 10 × 10mm至φ280×120mm；最大探測深度：10μm

? XRD-Bruker—X射線衍射儀

主要特點 ：

1、有二維探測系統，用于快速測定金屬及粉末樣品的晶體結構（如密排六方、體心立方、面心立方等）、晶型、點陣類型、晶面指數、衍射角、布拉格位移矢量。

2、用于表面的殘余應力測定、相變分析、晶體織構及各組成相的含量及類型的測定。

3、測試樣品的最大尺寸為100×100×10(mm)。

? 能量散射X-射線熒光光譜儀(EDXRF)主要特點：

1、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等。

2、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

3、最大可測尺寸為：φ280×120mm

四、光子/激光光譜實驗室

? 傅里葉轉換紅外光譜儀(Perkin Elmer 1600)主要特點：

1、通過不同的紅外光譜來區分不同塑膠等聚合物材料的種類。

2、用于古董的鑒別，譬如：可以分辨翡翠等玉器的真偽。

3、樣品的尺寸范圍：φ25mm – φ0.1mm

? 紫外可見光譜儀(UV-VIS)主要特性：

1、測試物質對光線的敏感性。譬如：薄膜、電子晶片、透明塑料、化工涂料的透光性或吸光性。

2、測試液體的濃度。波長范圍：190nm—1100nm ? 拉曼光譜儀(Spex Rama Log 1403)? 拉曼顯微鏡光譜儀(T64000)

? 布里淵光譜儀(Sanderock 前后干涉計)

五、表面科學實驗室

? 原子發射光譜儀, 俄歇能譜儀(PHI Model 5802)? 原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡(Park 科技)? 高分辨率電子能量損耗能譜儀(LK技術)

? 低能量電子衍射, 原子發射光譜&紫外電子能譜儀(Micron)? 熒光光譜儀

? XPS+AES 電子表面能譜儀

主要特點：

用于表面科學10-12材料跡量，樣品表面層的化學成分分析（1μm）以內，超輕元素分析，所測成分是原子數的百分比（He及H除外）；并可分析晶界富集有害雜質原子引起的脆斷。

六、熱學分析實驗室

? 示差掃描熱量計（DSC）（Perkin Elmer DSC7,TA MDSC2910）

主要特點：

1、將樣品及標樣升高相同的溫度，通過測試熱量（吸熱及放熱）的變化，來尋找樣品相變開始及結束的溫度。

2、用于形狀記憶合金及多組分材料Tg的測量。

? 差熱分析儀DTA/DSC（Setaram Setsys DSC16/ DTA18）

主要特性：

用于熱重量分析，利用熱效應分析材料及合金的組織、狀態轉變；可用于研究合金及聚合物的熔化及凝固溫度、多型性轉變、固溶體分解、晶態與非晶態轉變、聚合物的各組份含量分析。

? 動態機械分析儀（DMA）/熱機械分析儀（TMA）

主要特點：

1、用于低溫合金和低熔點合金材料的熱力學及熱機械性能分析。

2、用于測定材料的熱膨脹系數（包括體膨脹系數和線膨脹系數）、內耗、彈性模量。材料的熱膨脹系數受到材料的化學成分，冷加工變形量，熱處理工藝等因素的影響。

七、薄膜加工實驗室

（一）物理氣相沉積(PVD)設備 ? 射頻和直流源磁控濺射系統。? 離子束沉積系統 ? 電子槍沉積系統 ? 熱蒸發沉積系統 ? 脈沖激光沉積系統

? 閉合磁場非平衡磁控濺射離子鍍

主要特性：

制備高品質的表面涂層，賦予產品新的性能(譬如：提高表面硬度，抗磨損性及抗刮擦質量，減低摩擦系數等)。在苛刻的工作環境中提高產品的使用壽命，并且改善產品的外觀。例如在工業生產涂層的種類：

1、氮化鈦膜(TiN)：常用于大多數工具的涂層，包括模具、鉆頭、沖頭、切割刀片等。

2、類金剛石涂層(DLC)---Ti+DLC涂層具有良好硬度及低摩擦系數，適用于耐磨性表面、鑄模、沖模、沖頭及電機原件；Cr+DLC涂層為不含氫的固體潤滑濺射涂層，適用于汽車部件、紡織工業、訊息儲存及潮濕環境。

３、含MoS2的金屬復合固體潤滑涂層—適用于銑刀、鉆頭、軸承、及極低磨擦需求的環境、如航空及航天科技的應用

（二）化學氣相沉積(CVD)設備 ? 熱絲化學氣相沉積系統

? 射頻和直流源化學氣相沉積系統 ? 金屬有機分解及熔解凝固沉積系統

? 電子回旋共振-微波等離子化學氣相沉積系統

1、等離子體化學氣相沉積是一種新型的等離子體輔助沉積技術。在一定壓力、溫度（大于500℃）及脈沖電壓作用下，在產品表面形成各種硬質膜如TiN,TiC,TiCN,(Ti、Si)CN及多層復合膜，顯微硬度高達HV2000-2500。

2、PCVD技術可實現離子滲氮、滲碳和鍍膜依次滲透復合，可提高產品表面的耐磨損、耐腐蝕及抗熱疲勞等性能。適用于鈦合金，硬質合金，不銹鋼，高速鋼及一些模具材料的表面涂層處理。

（三）PIII等離子實驗室

1、PIII等離子實驗室由一個半導體等離子注入裝置和一個多源球形等離子浸沒離子注入裝置組成，通過將高速等離子體注入工件表面，改變表面層的結構及性能，提高產品的硬度，耐蝕性，減少磨擦力以達到表面強化，延長產品的使用壽命及靈敏度的目的。

2、PIII球形等離子注入技術廣泛應用于半導體、生物、材料、航空航天關鍵組件等各個領域，是一種綜合技術，用于合成薄膜及修正強化材料的表面性能。與傳統的平面線性等離子注入技術相比，PIII技術可從內壁注入作表面強化處理，極適用于體積龐大而形狀不規則的工業產品。

八、材料加工實驗室

（一）金屬及合金加工實驗室 ? 行星球磨機

? 激光粒度分析儀(Coulter LS100)? 比表面積分析儀(NOVA1000)? 滾動磨床 ? 水銀孔隙率計 ? 交流磁化率計 ? 振動磁力計

（二）聚合物加工實驗室

? 加工成型設備（注塑模、比利時塑料擠出機、壓塑模、擠壓機）

? 性能測試設備(霍普金森壓力系統、FTIR、掃描電鏡、透射電鏡、光學顯微鏡及所有來自熱學實驗室的儀器)

（三）高級陶瓷實驗室 ? 陶瓷加工成形設備

? 微平衡系統、球磨機與等靜壓系統(ABB QIH-3)? 電子陶瓷性能測試儀器

標準精度鐵電測試系統(鐳射技術)，MTI2000 鍵盤薄膜傳感器，壓電尺，精密電阻分析儀(HP4294A)，Pico-Amp Meter，直流電壓環境。

? 超聲波測試系統

先進電子陶瓷--標準化電性能測試系統Signatone Model S106R 用于測試先進電子陶瓷材料（包括片狀樣品和薄膜樣品）的鐵電和壓電及熱釋電性能。測試不同溫度下電容、電阻的變化曲線及頻譜曲線。

九、機械性能測試實驗室

? 單一拉伸實驗機（型號為Instron 4206和5567）

主要特性：

1、拉伸試驗是最常規的塑性材料準靜載試驗。

2、用于測量各類材料（包括Cu,Al,鋼鐵，聚合物等）的屈服強度，抗拉（壓）強度，剪切強度，斷面收縮率，屈服點及制定應力—應變曲線。

3負荷由30KN—1KN。

? 金屬疲勞強度測試儀（型號為Instron 8801）? 沖擊性能測試機：

（懸臂梁式沖擊測試儀（Ceast），落錘式重力沖擊測試儀（Ceast））主要特性：

1、用于測定塑膠及電子材料的沖擊韌性σk、應力應變曲線，對材料品質、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，故常成為材質優劣的度量。

2、最大負荷為19KN，溫度變化范圍為-50℃—150 ℃，能測出百萬分之一秒內時間與力的變化。

? 蠕變測試儀（Creep Testers ESH）

主要特性：

1、用于測定高溫和持續載荷作用下金屬產生隨時間發展的塑性變形量及金屬材料在高溫下發生蠕變的強度極限。

2、試驗使用溫度與合金熔點的比值大于0.5，能精確測定微小變形量，試驗時間在幾萬小時以內。

? 維氏顯微硬度測試儀Vickers FV-700 主要特性：

1、用于測量顯微組織硬度，不同相的硬度，滲層（如氮化層，滲碳層，脫碳層等）及鍍層的硬度分布和厚度。

2、硬度—材料對外部物體給予的變形所表現出的抵抗能力的度量，與強度成正比。

十、電子封裝及組裝暨失效分析及可*性工程中心

? 失效分析（Failure Analysis）

? 掃描聲波顯微鏡（SAM）SONIX HS1000TM ? 掃描電子顯微鏡（SEM）--PHILIPSXL40 ? X-射線探測系統（SOFTEX125）? 熒光體視顯微鏡（LEICA MZFLIII）

? 傅立葉紅外分光光度計（PERKIN ELMER Spectrum One）? 可*性測試（Reliability Engineering）? 邦定測試儀（DAGE Series4000）

? 氣候:溫度/濕度模擬測試艙（Feutron Gmbh TPK3533/15）? 可焊性測試儀（METRONELEC Menisco ST50）? 熱振動測試艙（Feution Gmblt TSRK200）? 超低溫艙（ESPEC MC-810）

? 振動模擬系統（King Design Series 9363E MI）? 電子裝配（Electronics Assembly）

? BGA錫球植入器（OK Industries MP-2000Series）

? 倒裝芯片邦定機（Karl Suss FCM）

? 金線邦定機（ASM AB339）

? 高速芯片貼片機（CASIO YCM-5500V）

? 熱回流焊烤箱（BTU VIP-70N）? 半自動鋼網印刷機（HTI E ng’g HT-10NT）? SMD/BGA返工設備（A.P.E.Chipmaster SMD-1000

第二篇：現代測試技術

《現代測試技術》

課程考核論文

學院：xxxxxxxxxxxxxxxxx

姓名：XXX班級：xxxx 學號：xxxxxxxxxxxxxx

摘要：CCD，英文全稱：Charge-coupled Device，中文全稱：電荷耦合元件。可以稱為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導體器件，能夠把光學影像轉化為數字信號。CCD上植入的微小光敏物質稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把光信號轉換成電荷信號。CCD上有許多排列整齊的光電二極管，能感應光線，并將光信號轉變成電信號，經外部采樣放大及模數轉換電路轉換成數字圖像信號。關鍵字：電信號、圖像信號、相機、攝像機。

該傳感器的工作原理

構成CCD的基本單元是MOS（金屬－氧化物－半導體）結構。CCD的基本功能是電荷的存儲和電荷的轉移。工作時，需要在金屬柵極上加一定的偏壓，形成勢阱以容納電荷，電荷的多少與光強成線性關系。電荷讀出時，在一定相位關系的移位脈沖作用下，從一個位置移動到下一個位置，直到移出CCD，經過電荷ˉ電壓變換，轉換為模擬信號。由于在CCD中每個像元的勢阱所容納電荷的能力是有一定限制的，所以如果光照太強，一旦電荷填滿勢阱，電子將產生“溢出”現象。另外，在電荷讀出時，由于它是從一個位置到下一個位置的電荷轉移過程，所以存在電荷的轉移效率和轉移損失問題

電荷耦合攝像器件（CCD）的突出特點是以電荷為信號載體。它的功能是接受存儲模擬電荷信號，并將它逐級轉移（并存儲）輸送到輸出端。其基本工作過程主要是信號電荷的產生、存儲、轉移和檢測，因此實際上相當于一個模擬移位存儲器。主要有信息處理用延遲線、存儲器和光電攝像器件三個方向應用

CCD有表面（溝道）CCD（SCCD）和埋溝CCD（BCCD）兩種基本類型。作為圖像傳感器用攝像器件還另外具有光敏元陣列和轉移柵，以進行光電轉移，并將光電轉換的信號電荷轉移到CCD轉移電極下。

該傳感器的的測量的物理量及范圍

線型CCD即CCD的感光元件排列在一條直線上。它成像方式是CCD在光學系統成像所在的焦平面上垂直掃過，地到一幅完整的影像。傳統的掃描儀都使用這種類型的CCD，因此我們又稱它為掃描型CCD。線性CCD的這種工作方式決定了

2它得到一幅完整的影像需要很長的時間，即嚗光時間很長。自然它就無法用于拍攝動態的物體，另外在嚗光過程中需要一致的光線環境，它也不支持閃光拍攝。雖然有如此重大的缺陷，但線性CCD的感光元件可以做到很高的線密度，這樣用線性CCD可以得到極高像素數量的影像，因此它仍然被用于數碼相機，拍攝需要超高分辨率的靜物影像。典型的例子是Agfa的StudioCam相機，它用三條線性CCD分別感應紅藍綠三色光，每條3648像素，色彩灰度為12位，可得到1640萬像素分辨率高達4500*3648的圖象，最終的影像容量高達50-100MB。其預掃描時間需要12秒，每一線依精度需要1/15-1/200秒。

面型CCD 又稱全幅式CCD,陣列型CCD。面型CCD的嚗光方式有以下三種。1．單CCD芯片三次嚗光：即通過三色濾鏡輪盤分別將紅藍綠三色光投射在CCD上，三次采集后合成得到影像。這種方式得到的影像質量很高，但三次嚗光，不能用于拍攝動態影像。

2．三CCD一次嚗光：三個CCD芯片，分別感應紅綠藍三色光（或其中兩片感應綠色光，另一片感應紅藍光），自然光通過分光棱鏡系統將三色光分別投影在CCD上，一次嚗光得到完整影像。這種方式得到的影像質量和單芯片三次嚗光一樣，而一次嚗光可拍攝動態影像.缺點是三CCD的成本很高，分光棱鏡的制作技術難度也很大。

3.單CCD芯片一次嚗光：CCD上組合排列感應三種色光的像素，一次嚗光后得到影像，由于人眼對綠色最為敏感，通常CCD上的感綠色像素最多。這種方式的影像質量最低，但受成本的限制和對動態影像的拍攝要求，市面上主流產品大都采用單CCD芯片一次嚗光。

CCD-CCD原理

說到CCD的尺寸，其實是說感光器件的面積大小，這里就包括了CCD和CMOS。感光器件的面積大小，CCD/CMOS面積越大，捕獲的光子越多，感光性能越好，信噪比越低。CCD/CMOS是數碼相機用來感光成像的部件，相當于光學傳統相機中的膠卷。

CCD上感光組件的表面具有儲存電荷的能力，并以矩陣的方式排列。當其表面感受到光線時，會將電荷反應在組件上，整個CCD上的所有感光組件所產生的信號，就構成了一個完整的畫面

該傳感器的對測量某一物理量的具體應用

CCD圖像傳感器可直接將光學信號轉換為模擬電流信號，電流信號經過放大和模數轉換，實現圖像的獲取、存儲、傳輸、處理和復現。CCD一般可分為線陣CCD和面陣CCD兩大類。線陣CCD將CCD內部電極分成數組，并施加同樣的時鐘脈沖，以滿足不同場合的應用。面陣CCD較線陣CCD結構更為復雜，由很多光敏區排列成一個方陣并以一定的形式連接成一個器件，以獲取大量信息，完成復雜圖像的處理。

一般考察CCD質量性能，可以對其不同參數進行考慮。包括CCD的光譜靈敏度、暗電流與噪聲、轉移效率和轉移損失率、時鐘頻率的上、下限、動態范圍、非均勻性、非線性度、時間常數、CCD芯片像素缺陷等。

CCD圖像傳感器一般體積較小，功耗也較低，因此適應于各類電子產品而不會占用太大空間。同時CCD靈敏度高、噪聲低、動態范圍大、響應速度快、像素集成度高、尺寸精確等，都讓它的應用得到普及。

含格狀排列像素的CCD應用于數碼相機、光學掃瞄儀與攝影機的感光元件。經冷凍的CCD亦廣泛應用于天文攝影與各種夜視裝置，而各大型天文臺亦不斷研發高像數CCD以拍攝極高解像之天體照片。CCD能使固定式的望遠鏡發揮有如帶追蹤望遠鏡的功能，讓CCD上電荷讀取和移動的方向與天體運行方向一致，速度也同步，以CCD導星不僅能使望遠鏡有效糾正追蹤誤差，還能使望遠鏡記錄到比原來更大的視場。一般的CCD大多能感應紅外線，所以衍生出紅外線影像、夜視裝置、零照度（或趨近零照度）攝影機/照相機等

該傳感器的技術指標及參考價格、可能的生產廠家 1.光譜靈敏度

CCD的光譜靈敏度取決于量子效率、波長、積分時間等參數。量子效率表征CCD芯片對不同波長光信號的光電轉換本領。不同工藝制成的CCD芯片，其量子效率不同。靈敏度還與光照方式有關，背照CCD的量子效率高，光譜響應曲線無起伏，正照CCD由于反射和吸收損失，光譜響應曲線上存在若干個峰和谷。

2.CCD的暗電流與噪聲

CCD暗電流是內部熱激勵載流子造成的。CCD在低幀頻工作時，可以幾秒或幾千秒的累積（曝光）時間來采集低亮度圖像，如果曝光時間較長，暗電流會在

4光電子形成之前將勢阱填滿熱電子。由于晶格點陣的缺陷，不同像素的暗電流可能差別很大。在曝光時間較長的圖像上，會產生一個星空狀的固定噪聲圖案。這種效應是因為少數像素具有反常的較大暗電流，一般可在記錄后從圖像中減去，除非暗電流已使勢阱中的電子達到飽和。

晶格點陣的缺陷產生不能收集光電子的死像素。由于電荷在移出芯片的途中要穿過像素，一個死像素就會導致一整列中的全部或部分像素無效；過渡曝光會使過剩的光電子蔓延到相鄰像素，導致圖像擴散性模糊。

3.轉移效率和轉移損失率

電荷包從一個勢阱向另一個勢阱轉移時，需要一個過程。像素中的電荷在離開芯片之前要在勢阱間移動上千次或更多，這要求電荷轉移效率極其高，否則光電子的有效數目會在讀出過程中損失嚴重。

引起電荷轉移不完全的主要原因是表面態對電子的俘獲，轉移損失造成信號退化。采用“胖零”技術可減少這種損耗。

4.時鐘頻率的上、下限

下限取決于非平衡載流子的平均壽命，上限取決于電荷包轉移的損失率，即電荷包的轉移要有足夠的時間。

5.動態范圍

表征同一幅圖像中最強但未飽和點與最弱點強度的比值。數字圖像一般用DN表示。

6.非均勻性

表征CCD芯片全部像素對同一波長、同一強度信號響應能力的不一致性。

7.非線性度

表征CCD芯片對于同一波長的輸入信號，其輸出信號強度與輸入信號強度比例變化的不一致性。

8.時間常數

表征探測器響應速度，也表示探測器響應的調制輻射能力。時間常數與光導和光伏探測器中的自由載流子壽命有關。

9.CCD芯片像素缺陷

a.像素缺陷：對于在50%線性范圍的照明，若像素響應與其相鄰像素偏差超過30%，則為像素缺陷。

b.簇缺陷：在3*3像素的范圍內，缺陷數超過5個像素。

c.列缺陷：在1*12的范圍內，列的缺陷超過8個像素。

d.行缺陷：在一組水平像素內，行的缺陷超過8個像素

價格：600~800元之間

生產廠家：索尼、尼康

優缺點

優點：CCD制造工藝較復雜，成像通透性、明銳度都很好，色彩還原、曝光可以保證基本準確一般是顏色好，缺點：費電，曝光時間長的時候溫升大，噪點相對嚴重，最重要的是大規格的成品率低，成本高

針對缺點有何改進措施

1)圍繞空間CCD相機的設計技術要求,本文在相機的結構設計過程中完成了以下工作:(a)通過對星載空間相機常用材料的性能分析比較,合理地完成部件結構的材料選擇,為達到輕量化的設計要求奠定基礎;(b)應用有限元分析方法,對相機關鍵部件——主鏡筒和支架進行了優化設計;2)在該相機精確CAD模型的基礎上,對CCD相機進行了簡化造型。利用簡化后的模型建立了整機的有限元模型,完成了該相機結構動態特性分析計算

參考文獻

[1].曾光奇.工程測試技術基礎.武漢：華中科技大學出版社.2002.36

第三篇：測試技術論文

虛擬儀器技術就是利用高性能的模塊化硬件，結合高效靈活的軟件來完成各種測試、測量和自動化的應用。靈活高效的軟件能幫助您創建完全自定義的用戶界面，模塊化的硬件能方便地提供全方位的系統集成，標準的軟硬件平臺能滿足對同步和定時應用的需求。這也正是NI近30年來始終引領測試測量行業發展趨勢的原因所在。只有同時擁有高效的軟件、模塊化I/O硬件和用于集成的軟硬件平臺這三大組成部分，才能充分發揮虛擬儀器技術性能高、擴展性強、開發時間少，以及出色的集成這四大優勢。

虛擬儀器技術的三大組成部分：

1．高效的軟件

軟件是虛擬儀器技術中最重要的部份。使用正確的軟件工具并通過設計或調用特定的程序模塊，工程師和科學家們可以高效地創建自己的應用以及友好的人機交互界面。提供的行業標準圖形化編程軟件——LabVIEW，不僅能輕松方便地完成與各種軟硬件的連接，更能提供強大的后續數據處理能力，設置數據處理、轉換、存儲的方式，并將結果顯示給用戶。此外，還提供了更多交互式的測量工具和更高層的系統管理軟件工具，例如連接設計與測試的交互式軟件SignalExpress、用于傳統C語言的LabWindows/CVI、針對微軟Visual Studio的Measurement Studio等等，均可滿足客戶對高性能應用的需求。

有了功能強大的軟件，您就可以在儀器中創建智能性和決策功能，從而發揮虛擬儀器技術在測試應用中的強大優勢。

2．模塊化的I/O硬件

面對如今日益復雜的測試測量應用，已經提供了全方位的軟硬件的解決方案。無論您是使用PCI, PXI, PCMCIA, USB或者是1394總線，都能提供相應的模塊化的硬件產品，產品種類從數據采集、信號條理、聲音和振動測量、視覺、運動、儀器控制、分布式I/O到CAN接口等工業通訊，應有盡有。高性能的硬件產品結合靈活的開發軟件，可以為負責測試和設計工作的工程師們創建完全自定義的測量系統，滿足各種獨特的應用要求。

3．用于集成的軟硬件平臺

專為測試任務設計的PXI硬件平臺，已經成為當今測試、測量和自動化應用的標準平臺，它的開放式構架、靈活性和PC技術的成本優勢為測量和自動化行業帶來了一場翻天覆地的改革。

PXI作為一種專為工業數據采集與自動化應用度身定制的模塊化儀器平臺，內建有高端的定時和觸發總線，再配以各類模塊化的I/O硬件和相應的測試測量開發軟件，您就可以建立完全自定義的測試測量解決方案。無論是面對簡單的數據采集應用，還是高端的混合信號同步采集，借助PXI高性能的硬件平臺，您都能應付自如。這就是虛擬儀器技術帶給您的無可比擬的優勢。

虛擬儀器技術的四大優勢：

性能高

虛擬儀器技術是在PC技術的基礎上發展起來的，所以完全“繼承”了以現成即用的PC技術為主導的最新商業技術的優點，包括功能超卓的處理器和文件I/O，使您在數據高速導入磁盤的同時就能實時地進行復雜的分析。此外，不斷發展的因特網和越來越快的計算機網絡使得虛擬儀器技術展現其更強大的優勢。

擴展性強

這些軟硬件工具使得工程師和科學家們不再圈囿于當前的技術中。得益于軟件的靈活性，只需更新您的計算機或測量硬件，就能以最少的硬件投資和極少的、甚至無需軟件上的升級即可改進您的整個系統。在利用最新科技的時候，您可以把它們集成到現有的測量設備，最終以較少的成本加速產品上市的時間。

開發時間少

在驅動和應用兩個層面上，NI高效的軟件構架能與計算機、儀器儀表和通訊方面的最新技術結合在一起。設計這一軟件構架的初衷就是為了方便用戶的操作，同時還提供了靈活性和強大的功能，使您輕松地配置、創建、發布、維護和修改高性能、低成本的測量和控制解決方案。

無縫集成虛擬儀器技術從本質上說是一個集成的軟硬件概念。隨著產品在功能上不斷地趨于復雜，工程師們通常需要集成多個測量設備來滿足完整的測試需求，而連接和集成這些不同設備總是要耗費大量的時間。虛擬儀器軟件平臺為所有的I/O設備提供了標準的接口，幫助用戶輕松地將多個測量設備集成到單個系統，減少了任務的復雜性。

應用實例

阿爾卡特美國公司是全球領先的世界上電信設備制造商領導者之一。位于加州佩塔盧馬的接入部，開發Litespan接入平臺一種光纖數字環路載波（DLC）。DLC能夠將電話公司中心機房普通銅線上的電話業務傳遞到更遠的地方。通過LabVIEW，在相對短的時間內開發了一個全面測試方案。同時測試對每個信道單元的16個ANSI要求的環路和4條ISDN線路的一個信道單元進行測試時，每項測試所花費的時間為12分鐘。由于一些信道單元需要測試某個溫度范圍內的狀況，因而整個測試需要幾天的時間。

Allen Klein美國阿爾卡特公司Litespan硬件質量部的一位工程師，在程序中增加了一項功能，使得測試可以全天進行，甚至在周末也行。這項功能極大地擴展豐富了測試平臺，提高了測試效率。

虛擬儀器技術是測試技術和計算機技術相結合的產物，是兩門學科最新技術的結晶，融合了測試理論、儀器原理和技術、計算機接口技術、高速總線技術以及圖形軟件編程技術于一體。

虛擬儀器是由計算機硬件資源和用于數字分析與處理、過程通訊以及圖形界面的軟件組成的測控系統，它把儀器生產廠家定義儀器功能的方式轉變為由用戶自己定義儀器功能，也就是說傳統測試中使用廠家生產的儀器，儀器的性能及功能在出廠時已被廠家定義，用戶只能根據自己的要求和需要選擇和使用；而虛擬儀器是在一定的硬件基礎上，用戶可根據測試的需求，編寫軟件定義自己的儀器功能。同樣的硬件配置可開發出不同的儀器，例如在儀器面板上顯示采集信號在時域的波形，那么該儀器為虛擬示波器；如果在程序中對采集信號進行FFT變換，那么該儀器就是虛擬頻譜分析儀。筆者則用LabWindows／CVI來開發虛擬經紗張力測試儀，用來測試織機在工作時經紗張力的變化情況。經紗張力傳感器

織機在織造過程中，經紗動態張力對織造的，順利進行有著很大的影響，張力過大，易引起斷頭，影響織造效率；張力不足易造成梭口不清，形成三跳疵點，使布面及紋路不夠清晰。當經紗穿過軸時，經紗對兩側傳力桿有壓力，通過傳力桿將壓力傳給彈性梁，使之產生應變，利用應變片將其應變轉化為電阻的變化，然后再通過轉化電路將電阻的變化轉化為電壓的變化，測量出電壓值，根據傳感器的標定就可求出相應的經紗張力。虛擬經紗張力測試儀系統

2．1 系統結構

虛擬經紗張力測試儀的測試系統由傳感器、數據采集卡、接口總線、硬件驅動程序和開發的測試軟件構成，數據采集卡采用6024E，LabWindows／CVI平臺開發測試軟件，在Windows98操作系統下運行。

2.2 信號采集

由于要測出經紗張力與主軸轉角的關系，所以用了3個傳感器。傳感器1是經紗張力傳

感器，把經紗張力物理信號轉化為電信號；傳感器2是光電脈沖傳感器，用來測量主軸轉角；傳感器3是霍爾傳感器，將霍爾電壓作為測量觸發信號。各個傳感器輸出的信號都要經過一個信號調理電路對信號進行處理(如濾波、放大等)，從混合信號中取出待測的有用信號，送人數據采集卡，并要適合數據采集卡的電壓范圍，通過總線結構送進計算機進行處理。數據采集借助軟件來控制整個DAQ系統，包括采集原始數據、分析數據等，調理后的信號經多路開關在軟件設定采樣率的控制下，巡回采集并放大，再經采樣與保持及A／D轉換器單元被量化成數字信號，成為計算機可以處理的信號，由虛擬儀器軟件對測試信號進行計算、分析、顯示，并儲存結果。虛擬經紗張力測試儀的設計

3．1 經紗張力測試儀的面板結構

虛擬經紗張力測試儀的面板右邊的七個文本框輸入內容，是用戶根據實際測量的需求以及與采集卡的連接通道在開始測試前設定的。測量時，打開測試儀器開關，儀器就可以工作；按下采集數據，稍等幾秒，面板上就會顯示出經紗張力的波形圖。保存數據就是對測量的原始數據、信號處理后的數據以及需要提供給用戶的數據存取；讀數據是讀取事先已經測量的數據，然后在儀器面板上繪出曲線，這有利于事后分析；關閉儀器則退出測試狀態。

3．2 虛擬經紗張力測試儀的軟件

面板上的數據采集、關閉儀器、保存數據等命令按鈕通過回調函數來實現各自的功能，整個源代碼中數據采集的回調函數caiji是程序的關鍵。虛擬經紗張力測試儀的應用

用所設計的虛擬經紗張力測試儀系統對YC—425型噴氣織機測試，織機主軸每轉一轉，經紗張力周期變化一次，在0°附近，經紗張力最大，有利于打緯，最小張力出現在280°附近。在理論上來講，下一個最大值出現在開口滿開的位置，且一般只有兩個峰值，在曲線上除了打緯點外，還有兩個峰值，這說明在后梁裝有張力緩解機構。最小張力也就是經紗的上機張力曲線的重復性不很好，說明織機工作狀況不夠穩定。結束語

虛擬儀器是今后儀器儀表、測試控制研究與發展的方向，用NI公司的LabWindows／CVI作為平臺，比常用的面向對象軟件編程難度大大降低，使得軟件開發效率高，界面友好，功能強大，且擴展性好，對采集到的數據可用于高級分析庫進行信號處理，也可以為了使所得測試曲線符合實際情況，進行擬合處理。總之，虛擬儀器有強大的功能，它強調“軟件就是儀器”，用軟件代替硬件，易開發、易調試，可有效節約資金。

第四篇：測試技術心得體會

燕 山 大 學

測試技術三級項目

學 院： 機械工程學院 年級專業： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 李明

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測試技術心得體會

一、新穎的教學模式—課堂小組教學

本學期我們學了測試技術這門課程，它是一門綜合應用相關課程的知識和內容來解決科研、生產、國防建設乃至人類生活所面臨的測試問題的課程。測試技術是測量和實驗的技術，涉及到測試方法的分類和選擇，傳感器的選擇、標定、安裝及信號獲取，信號調理、變換、信號分析和特征識別、診斷等。

剛開始接觸這門課程的時候，由于它涉及了很多理論知識以及一些我以前從未接觸過的領域，我對這門課程并沒有太大的興趣。后來任課老師根據班級的情況，“因地制宜”地給我們分配了學習小組。每個小組有5—6個成員，課上進行小組討論，課下互幫互助，共同學習。

我覺得課堂小組教學在課堂學習方面給予了我很大的幫助和動力，課上的時候，老師提問，小組進行討論，不僅能夠帶動課堂的學習氣氛，也使我們在一個活躍輕松的環境下掌握了知識，除此之外，還加深了同學之間的感情，這不僅促使我們在學習上共同進步，也讓我們在生活上成了很好的朋友。

課堂小組教學的模式也對我們的學習起到了一定的監督作用，在課堂出勤記錄、作業完成情況方面有一定的促進作用。除此之外，老師會在每節課開始之前，給每個小組發一張白紙，讓每個小組將一節課的重要知識點及小組的討論內容記錄在紙上。這使我們及時有效地掌握了每節課的重要知識，也養成了做筆記的好習慣。

課堂學習小組打破了傳統的教學模式，使我們能夠在一個輕松活躍

燕山大學三級項目 的課堂環境下高效的學習。

二、實驗輔助教學

實驗是課堂知識的實踐，鞏固加深課堂知識方面有著至關重要的作用。剛開始做實驗的時候，由于自己的理論知識基礎不好，在實驗過程遇到了許多的難題，也使我感到理論知識的重要性。但是我并沒有就此放棄，在實驗中發現問題，自己看書，獨立思考，最終解決問題，從而也就加深我對課本理論知識的理解。

我們做了金屬箔式應變片：單臂、半橋、全橋比較, 回轉機構振動測量及譜分析, 懸臂梁一階固有頻率及阻尼系數測試三個實驗

實驗中我學會了單臂單橋、半橋、全橋的性能的驗證；用振動測試的方法，識別一小阻尼結構的（懸臂梁）一階固有頻率和阻尼系數；掌握壓電加速度傳感器的性能與使用方法；了解并掌握機械振動信號測量的基本方法；掌握測試信號的頻率域分析方法；還有了解虛擬儀器的使用方法等等。實驗過程中培養了我在實踐中研究問題，分析問題和解決問題的能力以及培養了良好的工程素質和科學道德，例如團隊精神、交流能力、獨立思考、測試前沿信息的捕獲能力等；提高了自己動手能力，培養理論聯系實際的作風，增強創新意識。

在實驗的過程中我們要培養自己的獨立分析問題和解決問題的能力。在這學期的實驗中，在收獲知識的同時，還收獲了閱歷，收獲了成熟。在此過程中，我們通過查找大量資料，請教老師，以及不懈的努力，不僅培養了獨立思考、動手操作的能力，在各種其它能力上也都有了提高。更重要的是，在實驗課上，我們學會了很多學習的方法。而這是日后最實用的，真的是受益匪淺。要面對社會的挑戰，只有不斷的學習、實踐，再學習、再實踐。

三、測試技術應用實例

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測試技術與科學研究、工程實踐密切相關。在各種現代裝備系統的設計和制造工作中，測量工作已占首位，它是保證現代工程裝備正常工作的重要手段，是其先進性能及實用水平的重要標志。科學技術與生產水平的高度發達，要求以更先進的測試技術與儀器為基礎。現如今測試技術是試驗技術的主要組成部分，提高試驗技術水平首先要改善測試技術。除了先進的實驗設備之外，測試手段及測試技術也是試驗研究中的決定性因素之一。在在我們身邊有許多測試技術應用的實例。

1、超聲波在混凝土結構無損檢測中的應用

超聲法測強采用單一聲速參數推定混凝土強度。當影響因素控制不嚴時，精度不如多因素綜合法，但在某些無法測量回彈值及其他參數的結構或構件（鋼管混凝土等）中，超聲法仍有其特殊的適應性。

聲波的指向性比較好，其頻率越高，指向性越好。超聲波傳播能量大，對各種材料的穿透力較強。超聲波的聲速、衰減、阻抗和散射等特性，為超聲波的應用提供了豐富的信息。超聲檢測具有適應性強、檢測靈敏度高、對人體無害、設備輕巧、成本低廉，可即時得到探傷結果，適合在實驗室及野外等各種環境下工作，并能對正在運行的裝置和設備實行在線檢查。超聲法檢測過程無損于材料、結構的組織和使用性能；直接在構筑物上測試驗并推定其實際的強度；重復或復核檢測方便，重復性良好[1]；超聲法具有檢測混凝土質地均勻性的功能，有利于測強測缺的結合，保證檢測混凝土強度建立在無缺陷、均勻的基礎上合理地評定混凝土的強度。

應用超聲來進行無損檢測也有其相應的缺點。對于平面狀的缺陷，例如裂紋，只要波束與裂紋平面垂直，就可以獲得很高的缺陷回波信號。但是對于球面狀的缺陷，例如空洞，假如空洞不是很大或分布不是較密集的話，就難以得到足夠的回波信號或是其時間變化不明顯；另外，對于各向非同性的材料，例如混凝土，相應會存在材料的離析，使得材料

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密度不均勻，這使得人們把離析誤判為是內部的空洞而導致決策上的失誤；對于表面缺陷的檢測，超聲波法的靈敏度要低得多，但超聲無損檢測方法可以較為精確的確定混凝土表面的裂縫深度。

房屋和橋梁等建筑物的質量無論是對人民的生命財產，還是對國民經濟來說，都是十分重要的。對建筑物的所有要求中，安全性是第一位的。近年來，一系列災難性的橋梁倒塌事故主要也是由于在設計施工中出了問題，加上對成橋的維修保養不力，出現了諸如混凝土內部空洞、離析，鋼筋銹蝕，預應力鋼筋失效，梁體受力部位開裂等病害，無損檢測是防止這類惡性事件發生的重要手段。另一方面，對現有舊建筑物的維修和保養要耗費大量資金。無損檢測技術的應用可使維修保養大大減少盲目性，從而可大大節約這項開支。土木工程無損檢測技術有助于評估新舊建筑物的穩定性和整體性，能夠對新舊建筑物整體或部分作質量狀態監視，能夠用來估計建筑材料和結構的性質和性能。

2、元素成分分析在現實中的應用

物質都是由各種元素組成的，要知道一個樣品是由哪些元素組成，最重要的分析手段就是原子光譜分析。它是利用原子(包括離子)所發射的輻射或原子(或與射的相互作用而進行樣品分析的一類測試技原子熒光光譜法(AFS)和X射線熒光光譜法(XFS)。前三種方法涉及的是原子(或離子)外層電子的能級躍遷過程中的輻射發射、吸收和熒光的產生。火焰發光譜法、原子吸收光譜法和原子熒光光譜法最簡單的工作原理示意圖。三種原子光譜法的關鍵都是使試樣產生原子(游離態氣體原子或離子)及激光等，其中火焰是最簡單和廣泛使用的原子蒸汽源。

在原子發射光譜法，試樣的氣態原子蒸汽進一步受熱激發，使原子(或離子)外層電子由最低能態(稱基態)激發到較高能態(稱激發態)，當其返回低能態或基態時，便發射出在紫外和可見光區域內的特征輻射，這就是發射光譜。根據原子結構理論，由于原子的電子能級高低和分布是

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每一種元素所特有的，因此元素都有各自的特征光譜.而譜線的強度與其元素的含量成正比。在原子吸收光譜法，輻射源輻射出待測元素的特征輻射通過樣品的原子蒸汽時，被蒸氣中待測元素的的地方基態原子所吸收。由輻射強度的減弱程度即可以求出待測元素的含量。在原子熒光光譜法，當樣品的原子蒸汽受一次輻射源照射，待測元素基態原子吸收輻射后躍遷到較高能態(激發態)，激發態原子再以輻射躍遷形式過渡到基態。由此而獲 得的輻射光譜稱為原子榮光光譜。熒光光譜的觀測方向與一次輻射方法直接成90°角。通過測量待測元素的原子蒸汽可以非常靈敏地測量元素的含量。三種原子光譜分析儀除上述各自的特點外，度的檢測和記錄是三種儀器所共同的。X射線熒光光譜法涉及的是原子內層電子能級的躍遷。當用X射線轟擊試樣中的原子時，一個電子從原子的內層(例如K層)被襲擊，此時較高能級電子層(例如L層)的一個電子會立即填補空位，同時多余的能量被釋放出來。如果這種能量以輻射形式釋放，則產生次級X射線，也稱為X熒光，各種元素所發射的X熒光的波長決定于它們的原子序數，原子序數越高，X熒光的波長越短。所以根據X射線熒光的波長可以對元素進行定性分析.同樣.根據譜線的強度可以定量分析。

3、分子結構與含量分析的應用

對分子的結構分析和定量測定是分析化學中最繁重的任務。隨著現代科學的發展，特別是生命科學和環境科學的發展，人們不僅要知道一個生物大分子的一級結構，還要知道它的二級、三級甚至更高級的構造。從量的角度來說，現代分析化學早已從常量、微量分析發展到痕、超痕量分析，甚至發展到單個分子的測定。它是研究分子結構和定量分析中最常：用的方法，包括可見收；分子熒光等方法。分子對輻射能吸收比單個原子對輻射能的吸收要復雜得多。因為對于分子的能級躍遷而言，除了分子外層價電子躍遷所引起的電子能態的變化外，還有分子中原子

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或原子團在它們的平衡位置上作相對振動產生的振動能態的變化以及整個分子旋轉產生的轉動能態的變化。通常在分子每個電子能態下，都有若干個可能的振動能態，而在每個振動能態下又有若干個轉動能態。換言之，分子的電子能態的變化所需酌能量比振動能態的變化大，振動能態的變化所需的能量比轉動能的大。分子的外層電子躍遷所需的能量通常對應于紫外、可見輻射，而振動。

紫外和可見吸收光譜法。紫外和可見吸收光譜法研究被測物質對可見和紫外區域輻射吸收。當分子吸收了此區域內的輻射，分子的價電子發生躍遷，所以也稱為電子不廉。因為分子電子能級改變的同時也伴隨著振動能級和轉動能級的變化，因此，分子的電子光譜。可見和紫外吸收光譜是應用范圍十分廣泛的分析方法。在現代分析化學中差不多有60％左右的分析任務是由該方法完成的。該方法利用化合物的吸收過程波長的變化可以對許多的有機化合物，特別是具有共軛體系的有機化合物進行定性分析，而利用被測物對某一波長的輻射的吸收程度(稱吸光度)進行定量分析。

紅外吸收光譜法。利用物質分子受紅外輻射照射后，分子吸收部分紅外輻射使分子的振動能級和轉動能級躍遷而產生的吸收光譜。紅外吸收光譜與分子結構有著密切的關系。因為分子結構的微小變化，都會引起分子振動能級的改變，所以，除了光學異構體外，凡是具有結構不同的兩個化合物其紅外吸收光譜必然不同。通常，紅外吸收帶的波長和吸收譜帶的強度反映了分子結構的特性，可以用于鑒定未知物的結構或確定某些基團。同時，吸收譜帶的吸收強度與分子組成或其化學基團的含量。

分子熒光光譜法。利用許多化合物分子吸收紫外可見區域的輻射后，會再發射出波長相同或不同的特征輻射，即分子熒光，通過測量其熒光強度，對痕量化合物進行定性定量分析。分子熒光光譜法的最大特

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點是具有很高的靈敏度和非常好的選擇性，比可見吸收光譜的靈敏度高2～3個數量級，因此，它在生命科學中有著重要的應用。

第五篇：半導體材料測試技術

常規材料測試技術

一、適用客戶：

半導體，建筑業，輕金屬業，新材料，包裝業，模具業，科研機構，高校，電鍍，化工，能源，生物制藥，光電子，顯示器。

二、金相實驗室

? Leica DM/RM 光學顯微鏡

主要特性：用于金相顯微分析，可直觀檢測金屬材料的微觀組織，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脫碳層、氮化層及焊接、冷加工、鑄造、鍛造、熱處理等等不同狀態下的組織組成，從而判斷材質優劣。須進行樣品制備工作，最大放大倍數約1400倍。

? Leica 體視顯微鏡

主要特性：

1、用于觀察材料的表面低倍形貌，初步判斷材質缺陷；

2、觀察斷口的宏觀斷裂形貌，初步判斷裂紋起源。

? 熱振光模擬顯微鏡

? 圖象分析儀

? 萊卡DM/RM 顯微鏡附 CCD數碼 照相裝置

三、電子顯微鏡實驗室

? 掃描電子顯微鏡(附電子探針)(JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335)

主要特性：

1、用于斷裂分析、斷口的高倍顯微形貌分析，如解理斷裂、疲勞斷裂（疲勞輝紋）、晶間斷裂（氫脆、應力腐蝕、蠕變、高溫回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蝕形貌、侵蝕產物分析及焊縫分析。

2、附帶能譜，用于微區成分分析及較小樣品的成分分析、晶體學分析，測量點陣參數/合金相、夾雜物分析、濃度梯度測定等。

3、用于金屬、半導體、電子陶瓷、電容器的失效分析及材質檢驗、放大倍率：10X—300,000X；樣品尺寸：0.1mm—10cm；分辯率:1—50nm。

? 透射電子顯微鏡（菲利蒲 CM-20,CM-200）

主要特性：

1、需進行試樣制備為金屬薄膜，試樣厚度須<200nm。用于薄膜表面科學分析，帶能譜，可進行化學成分分析。

2、有三種衍射花樣：斑點花樣、菊池線花樣、會聚束花樣。斑點花樣用于確定第二相、孿晶、有序化、調幅結構、取向關系、成象衍射條件。菊池線花樣用于襯度分析、結構分析、相變分析以及晶體精確取向、布拉格位移矢量、電子波長測定。會聚束花樣用于測定晶體試樣厚度、強度分布、取向、點群

? XRD-Siemens500—X射線衍射儀

主要特性：

1、專用于測定粉末樣品的晶體結構（如密排六方，體心立方，面心立方等），晶型，點陣類型，晶面指數，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各組成相的含量及類型的測定。測試時間約需1小時。

2、可升溫（加熱）使用。

? XRD-Philips X’Pert MRD—X射線衍射儀

主要特性：

1、分辨率衍射儀，主要用于材料科學的研究工作，如半導體材料等，其重現性精度達萬分之一度。

2、具備物相分析（定性、定量、物相晶粒度測定；點陣參數測定），殘余應力及織構的測定；薄膜物相鑒定、薄膜厚度、粗糙度測定；非平整樣品物相分析、小角度散射分析等功能。

3、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精確度為0.1%。

4、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

5、可測尺寸由φ 10 × 10mm至φ280×120mm；最大探測深度：10μm

? XRD-Bruker—X射線衍射儀

主要特點 ：

1、有二維探測系統，用于快速測定金屬及粉末樣品的晶體結構（如密排六方、體心立方、面心立方等）、晶型、點陣類型、晶面指數、衍射角、布拉格位移矢量。

2、用于表面的殘余應力測定、相變分析、晶體織構及各組成相的含量及類型的測定。

3、測試樣品的最大尺寸為100×100×10(mm)。

? 能量散射X-射線熒光光譜儀(EDXRF)主要特點：

1、用于快速定性定量測定各類材料（包括金屬、陶瓷、半導體材料）的化學成分組成及元素含量。如：Si、P、S、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等。

2、同時可觀察樣品的顯微形貌，進行顯微選區成分分析。

3、最大可測尺寸為：φ280×120mm

四、光子/激光光譜實驗室

? 傅里葉轉換紅外光譜儀(Perkin Elmer 1600)主要特點：

1、通過不同的紅外光譜來區分不同塑膠等聚合物材料的種類。

2、用于古董的鑒別，譬如：可以分辨翡翠等玉器的真偽。

3、樣品的尺寸范圍：φ25mm – φ0.1mm

? 紫外可見光譜儀(UV-VIS)主要特性：

1、測試物質對光線的敏感性。譬如：薄膜、電子晶片、透明塑料、化工涂料的透光性或吸光性。

2、測試液體的濃度。波長范圍：190nm—1100nm ? 拉曼光譜儀(Spex Rama Log 1403)

? 拉曼顯微鏡光譜儀(T64000)

? 布里淵光譜儀(Sanderock 前后干涉計)

五、表面科學實驗室

? 原子發射光譜儀, 俄歇能譜儀(PHI Model 5802)? 原子力顯微鏡，掃描隧道顯微鏡(Park 科技)? 高分辨率電子能量損耗能譜儀(LK技術)

? 低能量電子衍射, 原子發射光譜&紫外電子能譜儀(Micron)? 熒光光譜儀

? XPS+AES 電子表面能譜儀

主要特點：

用于表面科學10-12材料跡量，樣品表面層的化學成分分析（1μm）以內，超輕元素分析，所測成分是原子數的百分比（He及H除外）；并可分析晶界富集有害雜質原子引起的脆斷。

六、熱學分析實驗室

? 示差掃描熱量計（DSC）（Perkin Elmer DSC7,TA MDSC2910）

主要特點：

1、將樣品及標樣升高相同的溫度，通過測試熱量（吸熱及放熱）的變化，來尋找樣品相變開始及結束的溫度。

2、用于形狀記憶合金及多組分材料Tg的測量。

? 差熱分析儀DTA/DSC（Setaram Setsys DSC16/ DTA18）

主要特性：

用于熱重量分析，利用熱效應分析材料及合金的組織、狀態轉變；可用于研究合金及聚合物的熔化及凝固溫度、多型性轉變、固溶體分解、晶態與非晶態轉變、聚合物的各組份含量分析。

? 動態機械分析儀（DMA）/熱機械分析儀（TMA）

主要特點：

1、用于低溫合金和低熔點合金材料的熱力學及熱機械性能分析。

2、用于測定材料的熱膨脹系數（包括體膨脹系數和線膨脹系數）、內耗、彈性模量。材料的熱膨脹系數受到材料的化學成分，冷加工變形量，熱處理工藝等因素的影響。

七、薄膜加工實驗室

（一）物理氣相沉積(PVD)設備 ? 射頻和直流源磁控濺射系統。? 離子束沉積系統

? 電子槍沉積系統 ? 熱蒸發沉積系統 ? 脈沖激光沉積系統

? 閉合磁場非平衡磁控濺射離子鍍

主要特性：

制備高品質的表面涂層，賦予產品新的性能(譬如：提高表面硬度，抗磨損性及抗刮擦質量，減低摩擦系數等)。在苛刻的工作環境中提高產品的使用壽命，并且改善產品的外觀。例如在工業生產涂層的種類：

1、氮化鈦膜(TiN)：常用于大多數工具的涂層，包括模具、鉆頭、沖頭、切割刀片等。

2、類金剛石涂層(DLC)---Ti+DLC涂層具有良好硬度及低摩擦系數，適用于耐磨性表面、鑄模、沖模、沖頭及電機原件；Cr+DLC涂層為不含氫的固體潤滑濺射涂層，適用于汽車部件、紡織工業、訊息儲存及潮濕環境。

３、含MoS2的金屬復合固體潤滑涂層—適用于銑刀、鉆頭、軸承、及極低磨擦需求的環境、如航空及航天科技的應用

（二）化學氣相沉積(CVD)設備 ? 熱絲化學氣相沉積系統

? 射頻和直流源化學氣相沉積系統 ? 金屬有機分解及熔解凝固沉積系統

? 電子回旋共振-微波等離子化學氣相沉積系統

1、等離子體化學氣相沉積是一種新型的等離子體輔助沉積技術。在一定壓力、溫度（大于500℃）及脈沖電壓作用下，在產品表面形成各種硬質膜如TiN,TiC,TiCN,(Ti、Si)CN及多層復合膜，顯微硬度高達HV2000-2500。

2、PCVD技術可實現離子滲氮、滲碳和鍍膜依次滲透復合，可提高產品表面的耐磨損、耐腐蝕及抗熱疲勞等性能。適用于鈦合金，硬質合金，不銹鋼，高速鋼及一些模具材料的表面涂層處理。

（三）PIII等離子實驗室

1、PIII等離子實驗室由一個半導體等離子注入裝置和一個多源球形等離子浸沒離子注入裝置組成，通過將高速等離子體注入工件表面，改變表面層的結構及性能，提高產品的硬度，耐蝕性，減少磨擦力以達到表面強化，延長產品的使用壽命及靈敏度的目的。

2、PIII球形等離子注入技術廣泛應用于半導體、生物、材料、航空航天關鍵組件等各個領域，是一種綜合技術，用于合成薄膜及修正強化材料的表面性能。與傳統的平面線性等離子注入技術相比，PIII技術可從內壁注入作表面強化處理，極適用于體積龐大而形狀不規則的工業產品。

八、材料加工實驗室

（一）金屬及合金加工實驗室 ? 行星球磨機

? 激光粒度分析儀(Coulter LS100)

? 比表面積分析儀(NOVA1000)? 滾動磨床 ? 水銀孔隙率計 ? 交流磁化率計 ? 振動磁力計

（二）聚合物加工實驗室

? 加工成型設備（注塑模、比利時塑料擠出機、壓塑模、擠壓機）

? 性能測試設備(霍普金森壓力系統、FTIR、掃描電鏡、透射電鏡、光學顯微鏡及所有來自熱學實驗室的儀器)

（三）高級陶瓷實驗室 ? 陶瓷加工成形設備

? 微平衡系統、球磨機與等靜壓系統(ABB QIH-3)? 電子陶瓷性能測試儀器

標準精度鐵電測試系統(鐳射技術)，MTI2000 鍵盤薄膜傳感器，壓電尺，精密電阻分析儀(HP4294A)，Pico-Amp Meter，直流電壓環境。

? 超聲波測試系統

先進電子陶瓷--標準化電性能測試系統Signatone Model S106R 用于測試先進電子陶瓷材料（包括片狀樣品和薄膜樣品）的鐵電和壓電及熱釋電性能。測試不同溫度下電容、電阻的變化曲線及頻譜曲線。

九、機械性能測試實驗室

? 單一拉伸實驗機（型號為Instron 4206和5567）

主要特性：

1、拉伸試驗是最常規的塑性材料準靜載試驗。

2、用于測量各類材料（包括Cu,Al,鋼鐵，聚合物等）的屈服強度，抗拉（壓）強度，剪切強度，斷面收縮率，屈服點及制定應力—應變曲線。

3負荷由30KN—1KN。

? 金屬疲勞強度測試儀（型號為Instron 8801）? 沖擊性能測試機：

（懸臂梁式沖擊測試儀（Ceast），落錘式重力沖擊測試儀（Ceast））

主要特性：

1、用于測定塑膠及電子材料的沖擊韌性σk、應力應變曲線，對材料品質、宏觀缺陷、顯微組織十分敏感，故常成為材質優劣的度量。

2、最大負荷為19KN，溫度變化范圍為-50℃—150 ℃，能測出百萬分之一秒內時間與力的變化。

? 蠕變測試儀（Creep Testers ESH）

主要特性：

1、用于測定高溫和持續載荷作用下金屬產生隨時間發展的塑性變形量及金屬材料在高溫下發生蠕變的強度極限。

2、試驗使用溫度與合金熔點的比值大于0.5，能精確測定微小變形量，試驗時間在幾萬小時以內。

? 維氏顯微硬度測試儀Vickers FV-700 主要特性：

1、用于測量顯微組織硬度，不同相的硬度，滲層（如氮化層，滲碳層，脫碳層等）及鍍層的硬度分布和厚度。

2、硬度—材料對外部物體給予的變形所表現出的抵抗能力的度量，與強度成正比。