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广皓天联合中科院,利用柔性屏抗折弯试验机攻克材料动态弯折失效关键技术

点击次数:45 更新时间:2025-08-04

近日,广东皓天检测仪器有限公司与中国科学携手,借助自主研发的柔性屏抗折弯试验机,成功攻克材料动态弯折失效关键技术难题,为柔性电子、新能源等多领域的材料创新与产品可靠性提升带来重大突破。

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此次合作聚焦于材料在复杂动态弯折过程中的失效机制研究。传统测试手段仅能获取材料宏观力学参数,难以捕捉微观结构变化,导致对材料弯折失效的理解存在局限。广皓天凭借在试验设备研发领域 15 年的深厚积累,与中科院材料科学研究的实力相结合,对柔性屏抗折弯试验机进行深度改造。

联合团队在试验机上创新性地集成了原位透射电子显微镜(TEM)接口。这一举措使得设备能够在模拟柔性屏 170° 极限弯折与 100mm 错动的复合运动时,实时观测材料纳米级微观结构变化。通过同步采集精度达 ±0.5% FS 的力值曲线与微观图像,研究团队成功建立起 “宏观力学响应 - 微观损伤机制" 的关联模型。以柔性屏常用的 PI 基板材料为例,研究发现其在第 3.2 万次弯折时,会出现 50nm 级别的微裂纹,这一关键阈值的明确,为材料寿命预测与性能优化提供了关键依据。

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从技术突破层面来看,合作成果显著。其一,开发出动态力学 - 显微观测同步系统,有效解决了运动状态下高分辨率成像难题,时间分辨率达 1ms,确保微观结构变化清晰可辨;其二,构建多场耦合数据库,涵盖 12 类柔性材料在 - 40℃~80℃不同温度、10%~90% RH 湿度条件下的弯折失效数据,为材料在复杂环境下的性能评估提供全面参考;其三,提出 “预损伤因子" 评估方法,基于机器学习算法预测材料弯折寿命,误差率控制在 3% 以内,极大提升了预测精准度。

中科院项目负责人表示,借助改装后的柔性屏抗折弯试验机,团队成功捕捉到固态电池电解质膜在 “弯折 + 错动" 复合应力下的晶界滑移现象,为耐弯折固态电解质的研发提供了直接实验依据。该试验机的多维参数调节能力,如 0 - 180° 可调的弯折角度、0.1 - 10mm/s 可变的错动速率,高度复现了材料在实际服役中的动态受力场景,动态弯折失效机理研究的设备空白。

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广皓天总经理透露,基于此次联合研究成果,双方共同开发出 3 套针对不同材料的动态弯折测试标准方案,其中柔性屏材料测试方案已被纳入《柔性电子产业标准体系建设指南》。目前,升级后的柔性屏抗折弯试验机已在中科院宁波材料所、上海微系统所等科研机构投入使用,助力相关团队突破了 5 项关键材料技术瓶颈。
业内专家指出,广皓天与中科院的此次产学研合作,开创了 “设备研发 - 机理研究 - 产业应用" 的协同创新模式。柔性屏抗折弯试验机作为核心研究平台,不仅推动了材料动态失效理论的创新发展,更将加速柔性电子、新能源等领域的技术产业化进程,为我国在材料测试装备领域抢占国际制高点提供有力支撑。随着该技术成果的持续推广应用,有望进一步提升我国相关产业的核心竞争力,推动行业迈向新的发展阶段。