近日,廣皓天公司與哈爾濱工業大學宣布聯合研發的量子級傳感 U 錯動彎折試驗機正式下線。這款融合量子傳感技術的突破性設備,將材料動態彎折測試精度提升至納米級,為柔性電子、航空航天等制造領域提供了全新的質量評估標準,標志著我國在精密測試裝備領域實現精度的重塑。

此次雙方合作的核心突破在于將量子隧穿效應傳感器集成于U 型錯動彎折試驗機。該傳感器采用金剛石 NV 色心量子探測技術,可捕捉材料在彎折 - 錯動復合應力下的原子級位移變化,空間分辨率達 0.1nm,時間響應速度提升至 100ns,較傳統設備的微米級精度實現三個數量級的跨越。在測試中,設備能同步采集量子傳感信號與宏觀力學參數,建立 “量子態變化 - 宏觀失效" 的關聯模型,實現從原子尺度解析材料彎折失效的根源機制。

設備在結構設計上實現多項創新:采用磁懸浮驅動系統,消除機械傳動誤差,使錯動位移控制精度達 ±0.001mm;搭載雙波段激光干涉儀,實時校準彎折角度(0-180° 可調)的動態誤差,確保長期測試穩定性;集成極低溫環境艙(-196℃~120℃),可模擬太空、深海等環境下的材料力學行為。哈工大研發團隊通過 1200 組對比實驗驗證,該設備對柔性屏 PI 基板的彎折壽命預測誤差率僅 1.2%,遠超行業 8% 的平均水平。
在實際應用中,量子級傳感技術展現出優勢。針對航天器柔性太陽能帆板的測試,設備成功捕捉到聚酰亞胺薄膜在第 5.8 萬次彎折時出現的 3nm 級微裂紋,這一傳統設備無法識別的早期損傷信號,為航天器材料可靠性評估提供了關鍵數據。哈工大材料學院教授表示,該設備通過量子傳感信號與宏觀力學曲線的實時耦合分析,揭示了碳纖維復合材料在 “彎折 + 錯動" 復合應力下的層間滑移量子態特征,為研發超耐疲勞材料提供了微觀層面的實驗依據。

廣皓天技術總監介紹,設備內置的 “量子 - 經典" 數據融合算法,可將量子傳感信號轉化為工程師可直接應用的力學參數,操作界面保留傳統 U 型試驗機的易用性,同時新增量子參數調節模塊(如量子探測頻率、采樣周期等)。目前設備已預置航空航天、柔性電子等 6 大領域的測試標準程序,支持與實驗室量子計算平臺對接,實現材料失效的量子力學模擬與實驗數據的雙向驗證。
據了解,該聯合研發項目已納入國家 “裝備創新工程",設備將應用于哈工大空間材料實驗室,重點服務航天器柔性結構材料的環境測試。雙方計劃基于該設備建立 “量子級材料力學性能數據庫",已收錄 8 類戰略新材料的量子級彎折特性數據,未來將推動形成行業測試新規范。
業內專家評價,量子級傳感 U 錯動彎折試驗機的問世,不僅將材料測試精度從微米級帶入納米量子時代,更開創了 “宏觀力學測試 + 量子態分析" 的全新研究范式。這種產學研深度融合的創新模式,為我國在測試裝備領域突破技術壟斷、建立自主精度標準體系提供了范例,將加速推動我國材料研發與國際前沿接軌
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