钢研纳克 全自动超大尺寸金属构件原位分析仪 OPA-1000

仪器介绍

国际上首台具有自主知识产权专利技术、全自动超大尺寸金属构件高通量原位统计分布分析表征仪器。

工作原理

      原位统计分布分析技术 (Original Statistic Distribution Position Analysis，OPA) 是对被分析对象的原始状态的化学成分和结构进行分析的一项技术。采用高稳定性连续激发火花光源激发大面积金属材料，通过对无预燃、连续扫描激发所产生的单次放电光谱信号进行直接放大和高速数据采集和数学表征模型，从而得到样品表面不同位置的原始状态下的化学成分以及表面的结构信息，进而实现样品的成分以及状态定量分析。

仪器特点

超大尺寸构件剖面各元素成分的位置定量分布表征：

              获得任意点阵坐标位置（X，Y）上，各元素的准确含量

              任意线段各元素含量的定量分布变化表征

              全域各部位各元素定量分布变化趋势和取向表征

超大尺寸构件全域（或局域）各元素的偏析度表征：

     依托各元素海量点阵数据，建立含量 - 频度统计分布的表征模型，实现大尺寸构件全域（或局域）各元素的偏析度、符合度、疏松度等各参量跨尺度统计表征解析。

  超大尺寸构件全域（或局域）夹杂物分布表征：

     依据单次放电沿夹杂物 ( 析出相 ) 边界扩散放电的理论，建立夹杂物状态分布的相关表征模型，实现大尺寸构件全域（或局域）：

               （1）夹杂物分类定量表征

               （2）夹杂物粒度分布表征

               （3）夹杂物位置分布表征

  样品加工与分析测量无缝衔接：

        采用构件自动加工、精准扫描定位、光谱定量分析三位一体系统化专有技术、实现了样品加工与分析测量无缝衔接。

  适应不同形状试样：

       采用自适应模拟匹配扫描技术，可以适应样品的不同形状全域原位统计分布分析样品尺寸小于 1000mm*510mm。

  数据及可视化：

       高速数据采集运算处理技术实现实时数据与扫描同步

      依据海量数据及专用模型，实现一系列参量（各元素含量 / 夹杂物等）的全域或局域的统计分布可视化图形表述（频度分布图，特定线段一维分布图，剖面二维视图，剖面三维视图等）

  仪器重要应用：

               超大尺寸金属构件成分偏析度表征

               金属材料构件各向异性取向表征

               材料基因组工程高通量原位统计映射表征

仪器参数

分析系统：   

• 火花频率 (Hz)：300-800   

• 光栅：  焦距 (mm)： 500，刻线密度 ( 线 /mm)：2700                          

• 线分辨率 (nm/mm)： 0.7407    

• 波长范围 (nm)：  130-800 

• 采集系统：  

          传输方式：   Ethernet

          控制方式：   COM     

          频率 (kHz)： 100 

          通道数量：   最大 64 

• 扫描：  速度 (mm/min)： 60-180，最大扫描范围：   1000mm*500 mm

• 方式：蛇形无预燃、矩形无预燃、矩形带预燃、圆形带预燃、米形带预燃、异形带预燃      

• 表征：

•      疏松：统计致密度、统计疏松度      

•     偏析：一维、二维、三维、统计      

•     夹杂：二维、三维、粒度统计   

• 夹杂通道：最大8个   

•     偏析通道：最大20个 

•     计算方式：并行运算   

•     数据量：最大 5GB/ 每个样品  

• 电源要求：   220（1±10%）VAC，50Hz  

• 整机重量：    约 9000kg

加工系统： 

• 结构形式：十字滑台

• 轴数：3轴 + 1轴

• 行程：X轴 1200mm;  Y轴 510mm;  Z轴 560mm；W轴 560mm

• 移动速度：1mm/min~24000mm/min

• 位置精度：双向定位精度(mm) X轴 0.016/0.010；Y/Z/W轴0.012/0.010            

                             双向重复定位精度（mm）X轴 0.008/0.006; Y/Z/W轴0.008/0.006

• 工作台：尺寸（mm）610*1500

• 控制系统：日本FAUNC系统

• 主轴端面至工作台面距离（mm）：152-712

• 切削进给速度（mm/min）：3-15000

• 压缩空气工作压力（MPa）：0.6

• 工件最大重量：最大承载能力（均布）900kg

• 可加工面积（mm*mm）：1200*510

• 平面度（mm）：0.04/1000

• 加工粗糙度：Ra3.2

• 扫描形式：方形、圆形、米形、扇形、异形