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      我國材料測試評價的現狀和機遇

      嘉峪檢測網        2021-10-27 15:09

      測試評價貫穿材料研發、生產、應用乃至報廢后的循環利用全過程,是材料產業提質升級的基礎和關鍵環節,是質量檢驗、質量管理的基礎支撐,對相關環節的技術開發起著至關重要的作用。其重要作用具體如下:①新設備、新構件的選材,需要有關材料的性能數據,特別是設備或構件的服役性能數據,作為設計依據。②新材料、新工藝的開發,需要對材料的性能進行比較、篩選,從而確定最佳工藝方案。③工業生產中,必須對原材料的質量進行檢查,對半成品和成品的性能進行監控,以保證產品的質量和生產的穩定。④服役過程中,必須對設備和構件的安全可靠性進行評估,以確保材料的壽命。⑤設備和構件發生故障或進行失效分析時,要分析所用材料在使用條件下性能的變化及故障和失效發生的原因,從而提出改進和解決方案。

       

       

      1  材料測試評價簡介

       

      材料測試與表征的目的是要獲得材料的成分、組織結構、性能以及它們之間的關系,同時為發展新材料提供新的途徑和新技術、新方法或新流程。由此可見,材料的測試評價主要包括成分分析、組織結構分析和性能分析,涉及的主要測試分析儀器見表1。隨著現代物理學、化學、材料科學、微電子學和等離子科學的快速發展,材料測試評價向更快的分析速度、更髙的分析精度和更宏觀/微觀的分析尺度方向發展。

       

      表1  材料分析測試儀器發展情況

       

      類型

      主要檢測儀器

      組織結構分析

      光學顯微鏡、超分辨熒光顯微技術、場發射掃描電子顯微鏡、電子背散射衍射、球差矯正投射電子顯微鏡、環形明場像、原位透射電鏡

      成分分析

      復雜體系痕量元素分析

      原子熒光光譜、電感偶合等離子體發射光譜、電感偶合等離子體質譜、氣體分析儀

      大尺度分布分析

      金屬原位分析儀、微束X熒光技術、輝光放電光譜儀

      材料生產全流程控制技術

      X射線熒光光譜和直讀光譜儀、在線監測分析儀器

      性能測試

      宏觀力學性能

      拉伸、沖擊、壓縮、彎曲、扭轉、剪切試驗,疲勞斷裂,蠕變

      微觀力學性能

      納米壓痕儀、中子衍射儀、同步輻射技術

       

      2  我國材料測試評價行業發展情況

       

      2.1  材料測試評價行業快速增長

       

      近年來,我國材料測試服務業蓬勃發展,檢測機構數量和收入不斷擴大。國家市場監督管理總局、國家認監委發布的《全國檢驗檢測服務業統計報告》顯示,2016—2018年,我國檢測機構由33 235家增加到39 472家,年均增長率9.0%;檢驗檢測服務業收入由2 065.11億元增加到2810.50億元,年均增長率16.7%。同期,材料測試機構由903家增加到1 200家,年均增長率15.3%;材料測試服務業收入由41.08億元增加到57.3億元,年均增長率18.1%。材料測試服務機構數量和測試服務收入的平均增速超過檢驗檢測行業整體增速(詳細數據見表2)。

       

      表2  全國檢驗檢測和材料測試領域數據對比

       

      時間

      全國檢驗檢測

      材料測試類

      機構數量/家

      出具報告/億份

      收入/億元

      數量/家

      收入/億元

      2018年

      39472

      4.28

      2810.50

      1200

      57.3

      2017年

      36327

      3.76

      2377.47

      1080

      51.49

      2016年

      33235

      3.56

      2065.11

      903

      41.08

      2015年

      31122

      3.29

      1799.98

      2014年

      28340

      3.11

      1630.89

       

      數據來源:全國檢驗檢測服務業統計報告。

       

      2.2  材料測試評價機構規模普遍較小

       

      一方面,我國材料測試評價機構平均收入低?!度珖鴻z驗檢測服務業統計報告》顯示,2018年,我國材料測試機構數量為1 200家,占全國檢驗檢測機構3.0%;材料測試服務業收入為57.3億元,占檢驗檢測服務業收入的2.0%;材料測試機構平均收入達到477.5萬元,僅為全國檢驗檢測行業平均收入的67%。另一方面,與進入國內檢測市場的國外企業相比,國內機構在規模和綜合實力差距較大。2016年材料測試領域23家外資企業收入達到8.08億元,平均收入超過3500萬元;而國內企業的平均收入僅為375萬元,僅為外資企業平均收入的10.7%。

       

      2.3  高性能測試儀器設備不能自給

       

      從整體上看,我國測試分析儀器集中在中低端,中高端檢測儀器與發達國家相比仍存在一定差距,尚不能自給。中國儀器儀表行業協會的數據顯示,2014—2016年,檢測分析儀器貿易逆差占儀器儀表行業的比例分別為75.91%、80.46%和78.34%。從材料測試表征儀器設備看,痕量超痕量成分測定、高端電鏡等科研用、復雜精密型儀器依賴進口,超高溫拉伸/蠕變/疲勞試驗機、拉扭復合熱機械疲勞試驗機等極端條件性能試驗設備被國外禁運,在線關鍵參數測試技術和設備缺乏,國產測試儀器的部分關鍵部件仍要進口。

       

      2.4  部分測試評價方法和認證落后

       

      從分析測試方法標準數量看,我國與國外和國家分析測試方法標準已經不存在顯著性差異;從分析測試技術應用角度看,色譜、光譜、質譜、電子顯微鏡等國際最先進的分析測試技術已經普遍應用于我國的分析測試標準;從重要領域典型標準看,我國相關標準的測試水平基本與國際一致。但新材料領域部分測試評價方法落后,存在“測不準”“測不全”甚至“測不出”問題。例如,用于先進金屬材料的精細化、系統化、更接近真實服役條件下的性能測試表征方法和手段不足,對碳纖維及復合材料質量影響較大的原材料至今沒有統一的檢測、評價方法和標準。此外,航空裝備、石油化工、海洋工程裝備和高技術船舶及其相關材料、構件的質量評價認證、安全生產認證主要掌握在國外認證機構,致使國內已產業化的材料很難進入終端應用市場。

       

      3  我國材料測試評價行業發展機遇

       

      3.1  國家政策連續出臺為材料測試評價提供了政策新機遇

       

      早在2014年,國務院“關于加快科技服務業發展的若干意見(國發〔2014〕49號)”明確提出,重點發展檢驗檢測認證等專業科技服務,加快發展第三方檢驗檢測認證服務。2017年9月,《中共中央、國務院關于開展質量提升行動的指導意見》提出,要“夯實國家質量基礎設施”。2018年4月,國家市場監督管理總局成立,統一管理計量標準、檢驗檢測、認證認可工作等。2019年1月,國家市場監管總局發布了《關于進一步推進檢驗檢測機構資質認定改革工作的意見》。這些政策的出臺從組織機構、職責分工和頂層設計上明確了檢驗檢測認證的發展,將充分激發檢驗檢測市場活力。2016年12月,在4部委聯合發布的《新材料產業發展指南》中,明確了建設“新材料測試評價及檢測認證中心”。2017年12月,工業和信息化部、財政部聯合制定了《國家新材料測試評價平臺建設方案》,確定了總體思路、發展目標、功能定位和建設內容、運行模式、保障措施。此外,科技部還設立了“國家質量基礎的共性技術研究與應用”重點專項,并與國家標準化管理委員會聯合設立了以科研課題成果為基礎研制技術標準的立項、審查、批準發布的綠色通道。

       

      3.2  新材料產業蓬勃發展為材料測試評價提供了市場新空間

       

      隨著供給側結構性改革的深化實施,我國傳統產業正在轉型升級,新興行業高速發展,不斷催生新材料的研發、產業化和應用。近年來,全球新材料產業呈現旺盛增長態勢,年均增速超過10%。我國新材料產業增速遠超世界平均增速,年均增速超過25%。當前是我國推動制造業高質量發展的關鍵時期,新一代信息技術、高端裝備制造、節能環保、新能源等領域的發展,為新材料各細分領域提供了廣闊的市場空間,特別是5G、大飛機、新能源汽車、海洋工程、生物醫藥等新技術新模式的快速發展,將推動新材料產業進入新一輪的發展期,這為我新材料測試評價認證提供了新的發展契機。

       

      4  結語

       

      當前,在新材料測試評價領域,工業和信息化部已經布局了1個主中心(國家新材料測試評價平臺主中心)、4個行業中心(鋼鐵、電子材料、先進無機非金屬、稀土新材料)、3家區域中心(浙江、四川、湖南);國家質檢總局布局了國家磁性材料產業計量測試中心、國家碳纖維產業計量測試中心以及多家檢驗檢測技術聯盟;此外,材料領域還有數量眾多的國家產品質量監督檢驗中心、地方分析測試中心、高校實驗中心等。從國際知名檢測機構發展看,其成長路徑主要為是創立之初在優勢細分領域奠定基礎,隨后通過內生發展、并購整合迅速進入新的細分領域,從而不斷提升市場占有率,強化核心競爭力。未來我國新材料測試評價機構應通過并購整合、完善上下游鏈條,實現跨領域、跨地域服務,著力打造第三方認證服務,從而逐步向綜合型、規?;l展,打造我國新材料測試評價認證行業的國際知名機構。

       

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      來源:新材料產業

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