國外材料計量的研究現(xiàn)狀
發(fā)布時間: 2021-03-13
世界上開展計量最早、計量服務(wù)社會最發(fā)達的計量院分別來自美國、英國和德國。目前這三個國家計量院是世界上最先進的,其計量思想和開展的計量活動在世界范圍內(nèi)具有引領(lǐng)作用。
美國標準與技術(shù)研究院(NIST)是美國國家計量院,在NIST網(wǎng)頁首頁就有其核心思想:測量、創(chuàng)新、引領(lǐng),與工業(yè)界和科學(xué)界同仁一起激發(fā)創(chuàng)新和提高生活質(zhì)量。NIST專門設(shè)有材料計量(測量)科學(xué)實驗室,主要任務(wù)是開展工業(yè)材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能及生產(chǎn)過程的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,通過研制和傳遞包括有證標準物質(zhì)、參考測量程序、評估過的數(shù)據(jù)及操作指南來確保測量質(zhì)量。英國物理實驗室(NPL)是英國的國家計量校準院,在NPL網(wǎng)頁的首頁上寫著其任務(wù)是為商業(yè)和政府提供世界領(lǐng)導(dǎo)地位的關(guān)鍵測量解決方案,聚焦于研發(fā)和創(chuàng)新、提升生活質(zhì)量和促進貿(mào)易。德國物理技術(shù)研究院(PTB)和德國聯(lián)邦材料研究院(BAM)是德國的兩個國家計量校準院,前者趨向物理參數(shù)計量,后者趨向化學(xué)和材料參數(shù)計量。BAM在其網(wǎng)頁上這樣描述自己的責任和角色:BAM代表德國和全球市場化學(xué)和技術(shù)安全的高標準,是進一步提升德國制造質(zhì)量文化精髓的技術(shù)基礎(chǔ),主要開展材料和器件的物理和化學(xué)相關(guān)測試和評估,為聯(lián)邦政府、企業(yè)以及材料領(lǐng)域國內(nèi)和國際組織提供建議。
以美國NIST材料計量校準實驗室為例,在其實驗室網(wǎng)頁上,明確寫著材料計量的任務(wù)是]:確保和提升測量科學(xué)的準確可靠。材料計量科學(xué)實驗室通過以下四方面支撐國家材料科學(xué)的發(fā)展:
1)測量各種材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能;
2)計量成果包括標準物質(zhì)、科學(xué)的標準的參考數(shù)據(jù)、紙質(zhì)標準以及證明已有方法有效性和實現(xiàn)新技術(shù)的其他方法和材料;
3)最前沿的設(shè)備、方法、模型和軟件在一定尺寸和時間范圍內(nèi)精確及準確測量材料;
4)基礎(chǔ)測量科學(xué)研究支持核心能力和孕育創(chuàng)新。
先進國家計量院非常重視與材料計量相關(guān)的國際組織。比如國際計量局(BIPM)的國際計量委員會(CIPM)的物質(zhì)的量咨詢委員會(CCQM)的主席就由NIST專家擔任,該組織與材料計量密切相關(guān)。2004年在CCQM框架下成立了表面與微/納分析工作組(SAWG),其為開展材料科學(xué)研究的國際組織,其工作職責主要包括:開展表面化學(xué)計量國際關(guān)鍵比對、評估國家計量院表面化學(xué)計量基標準的校準與測量能力(CMCs),開展國際合作、提升國家計量院的表面化學(xué)測量溯源能力等。2019年SAWG的主席由NPL的專家換為日本計量院(NMIJ)的專家;亞太計量組織(APMP)材料計量技術(shù)委員會(TCMM)的前任主席來自澳大利亞計量院;納米技術(shù)標準化委員會(ISO/TC229/JWG2)的納米測量與表征工作組的召集人為NMIJ專家,需補充說明的是這個工作組的各國注冊代表主要來自NIST、NPL、BAM,、NRC(加拿大計量院)、NMIJ、KRISS(韓國計量院)以及NIM(中國計量院)等國。
先進材料與標準化凡爾賽組織(VAMAS)是由發(fā)達國家G7集團政府在法國凡爾賽簽訂協(xié)議成立的,其宗旨是通過國際比對項目合作,為新材料測量/檢驗結(jié)果的一致性提供規(guī)范、標準等技術(shù)基礎(chǔ),支撐國際貿(mào)易。VAMAS秘書處常設(shè)NIST和NPL,代表主要來自各國國家計量院,是材料應(yīng)用與工業(yè)計量校準的一個國際合作平臺。中國政府由中國計量科學(xué)研究院作為代表于2013年正式加入VAMAS。在國外,特別是在發(fā)達國家計量概念深入人心,無論基礎(chǔ)研究領(lǐng)域還是產(chǎn)業(yè)界都深刻理解計量校準的重要作用,企業(yè)會主動到國家計量校準院尋求合作來完成產(chǎn)品升級換代和質(zhì)量控制。
先進國家設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)與本國國家計量院合作,在世界范圍研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各類材料表征測量設(shè)備。例如德國布魯克公司與德國計量院PTB合作生產(chǎn)制造原子力顯微鏡(AFM),并且AFM計量標準建立在PTB;BAM也為企業(yè)提供玻璃高溫熔融和淬火的技術(shù)服務(wù);美國VLSI公司與美國計量校準院NIST合作,對全世界銷售溯源至NIST的標準樣品和標準器。