原位微纳米力学测试系统.docx

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1、2016-2018钟央财政支持地方高微限专项资金项目仪器设备、软件、数据库购置预算论证报告项目名称：拟购品名:原位微纳米力学测试系统经费来源：经费预算:（万元项目负责人：（签名）_项目单位：（盖Q论证日期：福为,大专编制1.本报告仅限于福州大学2016-2018年中央财政支持地方高校发展专项资金项目经费预算论证使用，不作其它用途。2,仪器设备、软件和数据库购置预算论证是中央财政发展专项严格预算执行、提高项目竞争力和提升项目建设质量、水平和效益的重要环节，各项目单位务必严谨、认真对待。3 .论证报告分拟购理由、拟购选型、运行条件与资金筹措等方面填报、预算论证。缺一项论证，不能批准执行。4 .拟列

2、入购置预算清单的单价在人民币10万元（含）以上的仪器设备、软件和数据库（含单台件、成套或配套），均需填此表组织论证。5 .单价在人民币10万元（含）至40万元（不含）以下的仪器设备、软件和数据库，由项目自主论证。6 .单价40万元（含）以上人民币的仪器设备、软件和数据库，经设备、软件管理部门和纪委监审部门同意，可由项目所在学院教授委员会（学术委员会）自主组织论证；直属单位自主组织5或7位校内专家论证。7 .本报告是福州大学2016-2018年中央财政支持地方高校发展专项资金项目的重要支撑材料，作为项目可行性论证报告的附件上报。福州大学2016-2018年中央财政支持地方高校发展专项资金项目仪器

3、设备、软件、数据库购置预算论证报告一、仪器设备（软件、数据库等）拟购理由论证拟购品名原位微纳米力学测试系统项目预算拟购排序缓急程度：急需（J）;可缓（）;可换（）;其它二选项依据二项目用途（可多选）李这加于於2S任如【学（）;科研（）;对外服务（）；更新（）；开发（J）;其它三&项依据：原位微纳米力学测试系统，可实现微纳米压痕测试，微纳米划痕J试，微纳米摩擦磨损测试以及形貌分析观测。该仪器可广泛的应用,材料、薄膜、化工、石油、岩石、微电子、微型传感器、半导体材1、自动控制、航空航天、汽车工业及机械工具的材料研究和开发，二可以应用于工业产品的失效与可靠性的评价、质量控制及检验；也以按所有的AST

4、M和多种ISO的标准进行测量。原位微纳米力学测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划痕以:原位成像定位功能等：压痕功能可以轻松获取到材料的接触刚度、W度、弹性模量；断裂韧性；蠕变应力指数；贮存模量、损耗模量、1尼、疲劳特性等；划痕功能可以获得磨擦系数；划痕临界载荷（薄3与基底材料之间的临界结合力）；划痕硬度；定量表面形貌测量例1台阶仪功能等等。承担项目具体任务本项目主要内容是经费到位后购置一台高性能的原位微纳米力学测试系统，加强实验技术服务的硬件建设，充分利用现有条件，更好的为本实验室课题服务，同时更好的为学校的教学、科学服务。本期建设完成后，将完善我实验室的科研体系，充分发挥共享平台在材料科学

5、科研中的作用，为国内外培养合格的人才，提供我实验室以及我校的科研水平，实现我们实验室和我校的发展战略。新增加的原位微纳米力学测试系统在配置方面满足纳米材料、薄膜材料、金属涂层等等各种材料学、化学、环境科学、生物纳米技术等领域的需要，建设具有特色的大型设备，以满足学校和我实验室日益增长的教学科研的需要，购置仪器时，在满足基本分析测试条件的基础上，尽可能避免仪器的配置与福州其它高校或科研单位重复，体现出我们学校的特色和我们实验学科的优势。此次增加的是一套完整的微纳米力学测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划痕以及纳米力学显微镜等。整个测试流程都是全自动的，极大的提高各种科研测试数据的可靠性和可重复

6、性。同时配置的连续刚度测量专利技术可以轻松解决长久以来困扰薄膜和涂层材料的力学测量中的基底效应问题，这个测量技术同理可以解决复合材料中不同相的力学性能测量中周边效应问题，该技术已被列入中国的纳米压痕测试的国家标准（GB/T22458-2008）o同时该系统将来可以为全校的师生开展样品测试和检测服务。工作量预测1小时/人次X5人次/天X6天/周X45周/年二1350小时每年教学周以40周计，平均每周开机时长为33.75小时预期效益可有助于申请有关混凝土性能研究方面的国家自然科学基金和相应的省级基金，还可以有助于申请有关环保新材料设计方面的省级重大项目。共享方案福州大学其他学科预计使用500小时/

7、年；（预计开机每次20机时*5人次*5次其他学科需求二500小时）。福建省其他高校预计使用500小时/年。（预计开机每次20机时*5人次*5次其他高校需求=500小时）。风险分析其它拟购原因附件二、仪器设备（软件、数据库等）拟购选型论证项目对设备/软件的要求主要配置原位微纳米力学测试系统主要性能原位微纳米力学测试系统，其功能包括了纳米压痕、纳米划痕以及原位成像定位功能等：压痕功能可以轻松获取到材料的接触刚度、硬度、弹性模量；断裂韧性；蠕变应力指数；贮存模量、损耗模量、阻尼、疲劳特性等；划痕功能可以获得磨擦系数；划痕临界载荷（薄膜与基底材料之间的临界结合力）：划痕硬度；定量表面形貌测量例如台阶仪

8、功能等等。主要指标1纳米压痕测试*所加载荷能满足大载荷的力学要求，同时兼顾低载荷时的加载精度要求，如果提供高载+低载的解决方案，要求软件直接切换，无需手动更换硬件1.1标准压痕系统：a）压头总的位移范围31.5mmb）最大压痕深度350Onlmc）位移分辨率0率2nmd）最大载荷3500mNf）载荷分辨率5OnN1.2大载荷加载模式a）最大载荷3IONb）载荷分辨率50nN1.3连续刚度测量模式a）简谐力频率范围：IHzto300Hzb）简谐力振幅范围：100nNto4.5mNc）最大加载载荷：3500mN1.4纳米冲击和疲劳测试a）纳米冲击模式：压头往返振动；b）最大振动频率：200Hz；c

9、）最大振幅：幅Unld）最大静态载荷：500mNe）能够获得2D和3D冲击深度扫描图像1.5其它压痕功能a）断裂韧性测试功能；b）蠕变性能测试功能；c）应力应变测试功能2纳米划痕功能：a）用于定量测试膜基结合强度（临界载荷）、表面抗划擦能力。可以测试划痕深度、划痕宽度、凸起高度以及材料的粘弹性恢复等力学性能，b）需要保证划痕过程中法向力垂直于样品表面，不会侧移，对试样表面起伏带来的法向力的变化可以通过反馈进行实时校正，可以追踪试样形貌精准划痕，具备前扫描、后扫描模式，往复磨损模式和连续景深成像和全景成像模式C）最大划痕长度2100mmd）最大划痕力（Z方向）2500mNC）最大划擦深度3500

10、mm3摩擦磨损模式：a）可以任意方向磨损实验b）最大磨损力3500mNc）最大磨损面积33OnIm*3Onlm4原位扫描成像模式a）设备必须能够使用同一个压头既能实现纳米压痕测试，又能用它进行原位扫描成像，获得试样表面压痕前后的三维图像。b） X和Y扫描范围3500mmx500mmc） Z方向扫描范围：3500mmd） Z方向分辨率0.02nme） X-Y方向成像分辨率最大为31024X1024像素5光学成像系统a）屏幕上最高放大倍率310OOXb）LED光源系统方便观察样品位置和工作面6XT样品定位台a） X方向移动范围320Ommb） Y方向移动范围320Omm可选附件：5.5变温湿度控制

11、单元5.5.1高温测量模块采用infrareddiodelaser对样品直接加温，操作简单，热漂小。a）加温范围:室温到500。Cb）变温精度：0.1度c）加温速率：最快25度/秒d）加热台带有样品在惰性气体下保护的设计5.5.2低温测量模块a）提供灵活的加温制冷装置：-40oCto+200oC.b）加热功能：max.200Cc）制冷功能：max.-40oCd）变温稳定性：+/-0.01oCe）传感器：externalPt100,bui11intothesamplestageinternalPt100,builtintothebathf）温控器：selfoptimizingPIDloopg）管

12、长：2meter附属配套电脑其它要求无合目求市产比交符项要的场品率制造产家美国安捷伦香港德祥北京恒远产品品名原位微纳米力学测试系统原位微纳米力学测试系统原位微纳米力学测试系统技术先进程度1.1标准压痕系统：a）压头总的位移范围1.5mmb）最大压痕深度500mc）位移分辨率0.02nmd）最大载荷500mNf）载荷分辨率50nN最大载荷21OmN最大位移（压针）,5m位移分辨率0,006nm位移噪音背景V0.2nm热漂移（在室温条件下）0.05nms最小接触载荷70nN最大压痕深度：250nm位移分辨率：0.001nm位移热漂移速度：0.004nm/sec加载模式：高精度永磁体电磁驱动加载位移

13、测量：电容位移传感器最大载荷：500mN载荷分辨率：30nN1.4纳米冲击和疲劳测试a）纳米冲击模式：压头往返振动：b）最大振动频率：200Hz；c）最大振幅：10Unld）最大静态载荷：500mNC）能够获得2D和3D冲击深度扫描图像无标准纳米冲击模式：摆锤脉冲和样品往复振动样品往复振动：压电驱动样品最大振动频率：300Hz样品振幅：5m摆锤脉冲：可以控制频率、振幅和加速度质量可靠程度TIJ场占有率最高的厂家，国内90%用户知名的原位微纳米力学测试系统的厂家之知名的原位微纳米力学测试系统的厂家之选择。-k一适用范围适用于材料，生物，能源，常规化学等多学科应用适用于材料，生物，能源，常规化学等

14、多学科应用适用于材料，生物，能源，常规化学等多学科应用经济合理性性价比高价格偏贵价格略高售后服务售后服务好，工程师专业售后服务还行，有专业的工程师团队售后服务一般产商家信誉度在国内有自己的办事机构在国内有办事机构在国内有办事机构项目适用性其它方面项目拟预算购置的意向产家产品J一家：美国安捷伦公司（国内代理：是德科技）附件三、仪器设备（软件、数据库等）运行条件和预算购置资金筹措使用论证目设的行件求项对备运条要环境条件所需空间测算、安装场地落实安装在福州大学土木工程学院水、电、气、通风、承重能力等工作条件设计和安全使用措施现有的供电能力足够满足需求，不需要另外建设供电设施。可能产生的废弃物、污染、放射物等妥善处理预案该设备使用过程中不会产生废弃物、不会产生污染各项辅助设施的安全、完备程度辅助设施齐全完备管理条件实验室与设备管理使用规范、注意事项和责任规定的制定土木工程学院派试验室专职老师负责该套系统安装后的日常保管工作，做到用前需申请，使用有记录。技术责任、维护维修、保管和使用等人员的落实、管理、使用能力培训供应商提供上门安装和培训工作，软件培训将在安装完成后，由供应商负责进行，与培训有关的内容将写进软件购置合同中。管理、设备运行条件保障等福州大学土木工程学院所购置的仪器设备一率进行专人统一管理，由专人负责使用安全监管和日常维护。对重要设备仪器的使用均采用“先申请再使用