廣皓天聯(lián)合中科院,利用柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī)攻克材料動(dòng)態(tài)彎折失效關(guān)鍵技術(shù)
點(diǎn)擊次數(shù):131 更新時(shí)間:2025-08-04
近日,廣東皓天檢測(cè)儀器有限公司與中國(guó)科學(xué)攜手,借助自主研發(fā)的柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī),成功攻克材料動(dòng)態(tài)彎折失效關(guān)鍵技術(shù)難題,為柔性電子、新能源等多領(lǐng)域的材料創(chuàng)新與產(chǎn)品可靠性提升帶來(lái)重大突破。

此次合作聚焦于材料在復(fù)雜動(dòng)態(tài)彎折過(guò)程中的失效機(jī)制研究。傳統(tǒng)測(cè)試手段僅能獲取材料宏觀力學(xué)參數(shù),難以捕捉微觀結(jié)構(gòu)變化,導(dǎo)致對(duì)材料彎折失效的理解存在局限。廣皓天憑借在試驗(yàn)設(shè)備研發(fā)領(lǐng)域 15 年的深厚積累,與中科院材料科學(xué)研究的實(shí)力相結(jié)合,對(duì)柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行深度改造。 聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在試驗(yàn)機(jī)上創(chuàng)新性地集成了原位透射電子顯微鏡(TEM)接口。這一舉措使得設(shè)備能夠在模擬柔性屏 170° 極限彎折與 100mm 錯(cuò)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)時(shí),實(shí)時(shí)觀測(cè)材料納米級(jí)微觀結(jié)構(gòu)變化。通過(guò)同步采集精度達(dá) ±0.5% FS 的力值曲線與微觀圖像,研究團(tuán)隊(duì)成功建立起 “宏觀力學(xué)響應(yīng) - 微觀損傷機(jī)制" 的關(guān)聯(lián)模型。以柔性屏常用的 PI 基板材料為例,研究發(fā)現(xiàn)其在第 3.2 萬(wàn)次彎折時(shí),會(huì)出現(xiàn) 50nm 級(jí)別的微裂紋,這一關(guān)鍵閾值的明確,為材料壽命預(yù)測(cè)與性能優(yōu)化提供了關(guān)鍵依據(jù)。

從技術(shù)突破層面來(lái)看,合作成果顯著。其一,開(kāi)發(fā)出動(dòng)態(tài)力學(xué) - 顯微觀測(cè)同步系統(tǒng),有效解決了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下高分辨率成像難題,時(shí)間分辨率達(dá) 1ms,確保微觀結(jié)構(gòu)變化清晰可辨;其二,構(gòu)建多場(chǎng)耦合數(shù)據(jù)庫(kù),涵蓋 12 類柔性材料在 - 40℃~80℃不同溫度、10%~90% RH 濕度條件下的彎折失效數(shù)據(jù),為材料在復(fù)雜環(huán)境下的性能評(píng)估提供全面參考;其三,提出 “預(yù)損傷因子" 評(píng)估方法,基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法預(yù)測(cè)材料彎折壽命,誤差率控制在 3% 以內(nèi),極大提升了預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度。
中科院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示,借助改裝后的柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī),團(tuán)隊(duì)成功捕捉到固態(tài)電池電解質(zhì)膜在 “彎折 + 錯(cuò)動(dòng)" 復(fù)合應(yīng)力下的晶界滑移現(xiàn)象,為耐彎折固態(tài)電解質(zhì)的研發(fā)提供了直接實(shí)驗(yàn)依據(jù)。該試驗(yàn)機(jī)的多維參數(shù)調(diào)節(jié)能力,如 0 - 180° 可調(diào)的彎折角度、0.1 - 10mm/s 可變的錯(cuò)動(dòng)速率,高度復(fù)現(xiàn)了材料在實(shí)際服役中的動(dòng)態(tài)受力場(chǎng)景,動(dòng)態(tài)彎折失效機(jī)理研究的設(shè)備空白。

廣皓天總經(jīng)理透露,基于此次聯(lián)合研究成果,雙方共同開(kāi)發(fā)出 3 套針對(duì)不同材料的動(dòng)態(tài)彎折測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)方案,其中柔性屏材料測(cè)試方案已被納入《柔性電子產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南》。目前,升級(jí)后的柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī)已在中科院寧波材料所、上海微系統(tǒng)所等科研機(jī)構(gòu)投入使用,助力相關(guān)團(tuán)隊(duì)突破了 5 項(xiàng)關(guān)鍵材料技術(shù)瓶頸。
業(yè)內(nèi)專家指出,廣皓天與中科院的此次產(chǎn)學(xué)研合作,開(kāi)創(chuàng)了 “設(shè)備研發(fā) - 機(jī)理研究 - 產(chǎn)業(yè)應(yīng)用" 的協(xié)同創(chuàng)新模式。柔性屏抗折彎試驗(yàn)機(jī)作為核心研究平臺(tái),不僅推動(dòng)了材料動(dòng)態(tài)失效理論的創(chuàng)新發(fā)展,更將加速柔性電子、新能源等領(lǐng)域的技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程,為我國(guó)在材料測(cè)試裝備領(lǐng)域搶占國(guó)際制高點(diǎn)提供有力支撐。隨著該技術(shù)成果的持續(xù)推廣應(yīng)用,有望進(jìn)一步提升我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力,推動(dòng)行業(yè)邁向新的發(fā)展階段。