本成果通过集成不同传感器、控制、数据采集功能,实现加载方式灵活可控的刮擦划痕实验,可针对不同高分子材料、产品表面特性,不仅能在实验完成后进行对比分析,又能实时观测记录重要划痕数据的高分子材料表面刮擦划痕评测实验平台。此成果填补了国内相关实验设备和检测手段的空白,解决了高分子材料表面刮擦划痕研究从无到有的问题,为高分子材料工业领域提供了必要的技术支撑。此成果自开发以来,研发了3代共4款刮擦划痕评测设备,如图1所示,并在搭建测试设备平台基础上开展了大量工程常用高分子材料表面刮擦划痕实验研究,得到业界认可,四川大学高分子材料工程国家重点实验室等已引入该评测实验平台。
图1 刮擦划痕评测设备
此成果技术自开发以来,共获得多项省级、校级大赛奖励列表如下(图2):2017年获第三届四川省“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖;2017年获西南交通大学第十二届“萌芽杯”创新创业大赛一等奖;2017年获西南交通大学第九届大学生课外创新实验竞赛活动金奖;2018年获“创青春”四川省大学生创新创业大赛银奖。
应用领域与已推广使用情况:本成果适用于高分子材料表面性能测试领域。在研究期间,依靠此成果进行了大量高分子表面刮擦划痕研究,发表相关SCI文章7篇,并通过全国力学大会、实验力学大会、国际摩擦学大会等国内外重要学术会议进行交流推广。同时,清华大学、北京理工大学、四川大学、北京化工研究院、德州仪器公司、金发科技有限公司等院校、企业单位依靠所开发评测实验平台进行了大量的实验、测试工作,此成果得到了各大高校和企业的认可。
知识产权情况:此成果获批四项国家发明专利,如图3所示:发明专利(图3):ZL201610184676.X 《一种带有二向力测量功能的刮擦试验仪刮头》;ZL201610188725.7 《一种用于划痕试验仪器的二向力测量装置》;ZL201610186186.3 《一种用于划痕试验仪器的自平衡可替换式刮头》;ZL201610318135.1 《一种用于划痕试验仪器的三向力测量装置》。
技术水平:目前面对国内庞大的材料表面测试需求,国内产品、表面刮擦划痕测试、研究极为落后、缺乏,且国内没有想过实验设备可进行测试工作。本成果技术水平在国内领先,并打破了国外对于此项实验技术、设备的垄断,为国内材料表面划痕研究打下了基础。
技术成熟度:本成果处于成熟转化阶段。目前面向各大高校、研究机构、企业公司可提供成熟可靠的表面刮擦划痕测试分析服务。
团队简介:本成果研究团队为PMP高分子材料力学性能课题组(图4)。团队成员共有15人,带头人为蒋晗教授,其中博士生共有5人,硕士生共有9人,主要从事研究方向为高分子材料刮擦实验设备和刮擦机理分析研究、高分子材料力学性能和本构关系研究、非线性材料性能分析、软材料力学行为分析等。