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廣皓天中科院聯(lián)合發(fā)力，借 U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)，攻堅(jiān)材料動(dòng)態(tài)彎折失效難題

更新時(shí)間：2025-07-23

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近日，廣皓天公司與中科院材料研究所宣布達(dá)成深度合作，雙方依托 U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)搭建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，針對(duì)柔性電子、固態(tài)電池等領(lǐng)域的材料動(dòng)態(tài)彎折失效難題開展攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了材料在 10 萬次循環(huán)彎折中的微觀損傷演化全程追蹤，相關(guān)成果已應(yīng)用于 8.5 代線柔性屏量產(chǎn)測(cè)試。

廣皓天中科院聯(lián)合發(fā)力，借 U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)，攻堅(jiān)材料動(dòng)態(tài)彎折失效難題

此次合作聚焦材料動(dòng)態(tài)彎折失效的核心痛點(diǎn) —— 傳統(tǒng)設(shè)備僅能記錄宏觀力學(xué)參數(shù)，無法捕捉微觀結(jié)構(gòu)演變規(guī)律。聯(lián)合團(tuán)隊(duì)對(duì) U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行專項(xiàng)升級(jí)，集成了原位透射電子顯微鏡（TEM）接口，可在 170° 彎折與 100mm 錯(cuò)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)中，實(shí)時(shí)觀測(cè)材料納米級(jí)結(jié)構(gòu)變化。通過同步采集力值曲線（精度 ±0.5% FS）與微觀圖像，建立了 “宏觀力學(xué)響應(yīng) - 微觀損傷機(jī)制" 關(guān)聯(lián)模型，明確了柔性屏 PI 基板在第 3.2 萬次彎折時(shí)會(huì)出現(xiàn) 50nm 級(jí)微裂紋的關(guān)鍵閾值。

技術(shù)突破體現(xiàn)在三方面：一是開發(fā)動(dòng)態(tài)力學(xué) - 顯微觀測(cè)同步系統(tǒng)，解決了運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的高分辨率成像難題，時(shí)間分辨率達(dá) 1ms；二是建立多場(chǎng)耦合數(shù)據(jù)庫，包含 12 類柔性材料在不同溫度（-40℃~80℃）、濕度（10%~90% RH）條件下的彎折失效數(shù)據(jù)；三是提出 “預(yù)損傷因子" 評(píng)估方法，通過機(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)。

中科院項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，合作團(tuán)隊(duì)利用改裝后的 U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)，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，為研發(fā)耐彎折固態(tài)電解質(zhì)提供了直接實(shí)驗(yàn)依據(jù)。該設(shè)備的多維參數(shù)調(diào)節(jié)能力（彎折角度 0-180°、錯(cuò)動(dòng)速率 0.1-10mm/s 可調(diào)），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，基于聯(lián)合研究成果，雙方已共同開發(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 U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)已在中科院寧波材料所、上海微系統(tǒng)所等機(jī)構(gòu)投入使用，助力研發(fā)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，此次產(chǎn)學(xué)研合作開創(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，U 型錯(cuò)動(dòng)彎折試驗(yàn)機(jī)作為核心研究平臺(tái)，不僅推動(dòng)了材料動(dòng)態(tài)失效理論的突破，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，為我國在材料測(cè)試裝備領(lǐng)域搶占制高點(diǎn)提供支撐。

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