固体材料低温纳米压入测试仪编制说明.docx

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1、中国仪器仪表行业协会团体标准固体材料低温纳米压入测试仪编制说明（征求意见稿）2024.2.27一.工作简况1 .任务来源本团体标准根据“关于固体材料低温纳米压入测试仪等2项团体标准立项的批复（中仪协（2023）14号）”文件要求，项目名称为固体材料低温纳米压入测试仪，标准编号为T/CIMA0117,由中国仪器仪表行业协会试验仪器分会提出，由中国仪器仪表行业协会归口，由吉林大学牵头组织制定。2 .主要工作过程2023年4月25日：中国仪器仪表行业协会组织专家对固体材料低温纳米压入测试仪团体标准建议项目进行了立项评审。2023年5月16H：中国仪器仪表行业协会下达了关于固体材料低温纳米压入测试仪等

2、2项团体标准立项的批复（中仪协（2023）14号），同意固体材料低温纳米压入测试仪团体标准项目作为协会团体标准立项，列入协会团体标准制定计划。2023年6月：完成标准工作组组建（确定主笔人和成员单位），由标准牵头单位吉林大学主导成立标准起草工作组，采用线上腾讯会议召开工作组会议，进行分工，并制定了后续工作计划。起草组严格按照国家标准管理办法、GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则编写等文件的要求进行标准制定。2023年10月：起草工作组进行了广泛的资料收集和必要的咨询工作，确定了本文件的适用范围，在征求部分专家意见的基础上，形成了工作组讨论稿。2023年11

3、月：工作组组长组织召开工作会议，组织编制组成员，对讨论稿内容进行了充分的论证，对工作组讨论稿进行完善。2024年2月：起草工作组完成了团体标准固体材料低温纳米压入测试仪（征求意见稿）和本团体标准编制说明（征求意见稿），报中国仪器仪表行业协会。3 .主要参加单位和工作组成员及其所做的工作标准牵头起草单位是吉林大学，主要起草单位有中机试验装备有限公司、长春因赛图精密仪器设备有限公司。本文件主要起草人：赵宏伟、王顺博、王赵鑫、李聪，姚丙南，宗翔宇，程丽丽吉林大学作为执笔单位负责了本文件的工作组讨论稿和征求意见稿的起草和修改工作。各成员承担的主要工作：赵宏伟任起草工作组组长，全面协调标准起草工作,王顺

4、博和王赵鑫负责标准具体起草与编写工作，李聪，姚丙南，宗翔宇，程丽丽等其他成员负责收集、分析国内外相关技术文献和资料，结合实际应用经验，对标准的技术内容进行归纳、总结和验证，以及其他材料的编制。二.标准编制原则和主要内容1标准编制原则1）规范性原则：本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件规范了固体材料低温纳米压入测试仪性能及测试方法等内容。标准的主要编制原则如下：2）科学性原则：本文件在起草过程中，充分考虑了用户的实际条件，在试验程序中根据真实工况进行相应的调节，使得固体材料低温纳米压入测试仪测试方法更加科学合理。3）先进性原则：本

5、文件充分考虑了压入测试仪器向兼容低温环境等优势性能的发展需要。4）经济性原则：本文件综合考虑了检验成本和可操作性情况，在试验试样规定和试验程序以及试验评价等方面既符合实际情况又能在最大限度上满足测试要求，适应性强。2本文件主要内容的依据本文件规定了固体材料低温纳米压入测试仪的术语和定义、基本参数、一般要求、性能要求、装配质量、外观要求、试验方法、装配和外观检验方法、检验规则、包装、运输等要求。本文件适用于低温下测试材料压痕硬度和材料参数试验的固体材料低温纳米压入测试仪。第3章术语和定义参考国家标准GB/T22458仪器化纳米压入试验方法通则。第4章试验装置的主参数为试验温度、压入载荷、压入深度

6、以及试验循环时间并按此划分试验装置的规格。根据低温纳米压入测试仪的实际情况，规定了仪器的“4.1环境与工作条件”、“4.2一般要求”、“4.3压痕装置”、“4.4低温装置”、“4.5测量系统”、“4.6试验循环时间”、“4.7安全保护”、“4.8耐运输颠簸性能”、“4.9电气设备”。第5章试验装置通过可溯源的激光测微仪、电子天平、原子力显微镜、温度传感器等设备进行校准；通过电子秒表、显微镜、绝缘电阻测试仪、耐电压测试仪、水平仪、校验棒、平压头等工具/设备进行检验。检验方法根据低温纳米压入测试仪的实际实验流程，规定了“5.3一般要求的检查”、“5.4压痕装置的检验与校准”、“5.5低温装置的检验

7、与校准”、“5.6测试系统的检验”、“5.7试验循环时间的检验”。检验方法根据实际使用需要，规定了“5.8安全保护的检验”、“耐运输颠簸性能试验”、“电气设备的检验”等。第6章检验规则，包含“6.1出厂检验”、“6.2型式检验”和“6.3判定规则”技术内容。第7章标志与包装，规定了“标志”、“包装”的要求。三、主要试验验证情况工作组随机抽取1台低温压入测试仪进行了温度、压入载荷、压入深度等指标的验证，对于上述主要性能指标的验证数据如下：（压入载荷测试图）(压入载荷测试图)对该仪器测试结果如表1、表2、表3所示。表1大量程检测测试数据祛码质量值(g)祛码标准不确定度(mg)折算载荷值(mN)仪器

8、测量值(mN)误差值(mN)相对测量不确定度第一组第二组第三组平均值1.0000050.0059.809.819.789.829.800.0010.14661%2.0000280.006519.6119.6019.6219.5819.600.0090.07331%5.0000200.00849.0248.9849.1248.9549.020.0060.12222%10.0000100.0198.0498.2698.2498.1298.210.1620.05036%20.0000060.012196.09196.43196.36196.45196.4103240.01622%50.000010.

9、015490.22490.76490.70490.85490.770.5470.01079%100.000060.025980.45980.86980.96980.82980.880.4330.00504%200.000150.151960.891960.761960.401960.821960.660.2340.00754%注：测量出A点重力加速度值为9.804468ms2表2压入深度测试数据测第一次第二次第三次误差测量压入深度激光干压入深度激光干压入深度激光干不确试测试单元涉仪测试单元涉仪测试单元涉仪值定度点测量值标准值测量值标准值测量值标准值nmnmZ)mnm)JnmDmnmDsnmDm

10、nmZ)Jnm(右2)1-0.890.85-0.230.76-0.580.121.140.6925.884.144.455.674.94.221.211.4739.1210.899.4310.210.79.781.151.36450.8949.249.7750.5850.349.651.051.255100.4599.56100.8899.1100.2299.781.040.676500.88499.1250033499.9500.47500.690.801.177999.11000.89999.451000.31000.72999.581.261.4785000.855000.144999.

11、335000.94999.475000.761.191.20910000.459999.5510000.899999.210000.39999.71.060.551050000.8850000.149999.250000.750000.4549999.890.951.311199999.5100000.499999.89100000.7100000.299999.30.871.10表3温度控制系统检测测试数据测第一组第二组第三组试标准值传感器示值标准值传感器示值标准值传感器示值点/120.00220.00119.99920.0219.99820.00025.9996.0026.0036.001

12、5.9986.0013-5.501-5.499-5.499-5.501-5.498-5.5014-17.000-17.003-17.001-17.001-17.002-16.9995-28.503-28.502-28.498-28.501-28.502-28.4986-39.998-40.002-40.002-40.004-39.998-40.0037-51.498-51.503-51.500-51.502-51.498-51.5028-63.004-63.002-62.999-63.001-62.998-63.0029-74.502-74.498-74.503-74.498-74.498-7

13、4.50210-86.003-86.001-85.998-86.003-86.003-86.00211-97.502-97.499-97.499-97.501-97.501-97.50412-108.999-109.002-109.004-109.002-108.999-109.00313-120.503-120.499-120.497-120.501-120.498-120.49814-131.999-132.001-132.001-132.004-131.997-131.99815-143.501-143.498-143.497-143.501-143.502-143.49916-155.

14、002-154.998-155.001-155.003-154.998-154.999最大测量误差：0.005结果显示，压入载荷测量范围为IomN2000mN,测量不确定度优于0.15%,压入载荷测量范围为0m100m,测量不确定度优于L47nm,温度范围为-15520,最大温控误差0.005C。四、涉及专利情况本文件不涉及专利问题。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况固体材料低温纳米压入测试仪综合运用低温技术、纳米压入力学性能测试技术，可直接、准确、快速的给出材料的低温压入力学性能，是一种实用的固体材料低温纳米压入力学性能测试技术。使用固体材料低温纳米压入测试仪可对航天工业、极地科

15、考、超导工程等关键核心领域的核心零部件材料力学性能进行测试。我国对低温纳米力学测试产业给予了相当的重视，开发低温纳米压入测试仪己列入了国家国防科技工业局技术基础科研项目并已获批立项，在开发和研制低温纳米压入测试仪系列产品的同期制定固体材料低温纳米压入测试仪是实施国防科技工业局技术基础科研项目的重要工作内容之一。该标准符合国家中长期科技发展规划纲要的战略需求，符合“十四五”推动高质量发展的国家标准体系建设规划中重点领域一制造业高端化一材料一复合材料、超导材料等标准研制内容。据统计，国内外目前每年对固体材料低温纳米压入测试仪的需求量在100台套左右，按照平均价格200万人民币计算，市场总需求在2亿

16、人民币左右。固体材料低温纳米压入测试仪的研发实现高端试验装备核心部件的国产替代进口，解决“卡脖子”难题。六、与国际、国外标准的对比情况目前还没有与本文件一致的国际标准和国外先进标准。需要制定相关行业标准，规范固体材料低温纳米压入测试仪的生产制造标准，提高固体材料低温纳米压入测试仪的产品质量。国内相关标准：GB/T21838.12019金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第1部分：试验方法和GB/T22458仪器化纳米压入试验方法通则适用于室温I(Ter35C条件下金属材料仪器化压入试验使用要求；GB/T21838.22022金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第2部分：试验机的检验和校准和

17、GB/T21838.32022金属材料硬度和材料参数的仪器化压痕试验第3部分：标准块的标定适用于室温下金属材料仪器化压入试验机的检验和校准使用要求。以上国内相关标准的内容均仅对室温环境下材料纳米压入测试的相关技术作出规范。本项标准立足机械行业试验机测试领域，对上述标准所未涉及的固体材料低温压入力学性能测试技术作出规范，制定该项标准可填补我国机械行业中试验机测试领域固体材料低温纳米压入测试仪通用标准的空白，并有力规范我国各类型固体材料低温纳米压入测试仪器设备的研制、生产、检测等工作。七、与现行相关法律、法规和强制性国家标准关系本文件与有关的现行法律、法规和强制性国家标准协调一致。八、重大分歧意见的处理经过和依据本文件无重大意见分歧。九、标准性质的建议说明建议本文件的性质为推荐性标准。十、贯彻标准的要求和措施建议建议本文件发布六个月后实施。十一、废止现行相关标准的建议无。十二、其他应予以说明的事项