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嘉峪檢測網(wǎng) 2021-10-27 15:09
測試評價(jià)貫穿材料研發(fā)、生產(chǎn)、應(yīng)用乃至報(bào)廢后的循環(huán)利用全過程,是材料產(chǎn)業(yè)提質(zhì)升級的基礎(chǔ)和關(guān)鍵環(huán)節(jié),是質(zhì)量檢驗(yàn)、質(zhì)量管理的基礎(chǔ)支撐,對相關(guān)環(huán)節(jié)的技術(shù)開發(fā)起著至關(guān)重要的作用。其重要作用具體如下:①新設(shè)備、新構(gòu)件的選材,需要有關(guān)材料的性能數(shù)據(jù),特別是設(shè)備或構(gòu)件的服役性能數(shù)據(jù),作為設(shè)計(jì)依據(jù)。②新材料、新工藝的開發(fā),需要對材料的性能進(jìn)行比較、篩選,從而確定最佳工藝方案。③工業(yè)生產(chǎn)中,必須對原材料的質(zhì)量進(jìn)行檢查,對半成品和成品的性能進(jìn)行監(jiān)控,以保證產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)的穩(wěn)定。④服役過程中,必須對設(shè)備和構(gòu)件的安全可靠性進(jìn)行評估,以確保材料的壽命。⑤設(shè)備和構(gòu)件發(fā)生故障或進(jìn)行失效分析時(shí),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(fā)生的原因,從而提出改進(jìn)和解決方案。
1 材料測試評價(jià)簡介
材料測試與表征的目的是要獲得材料的成分、組織結(jié)構(gòu)、性能以及它們之間的關(guān)系,同時(shí)為發(fā)展新材料提供新的途徑和新技術(shù)、新方法或新流程。由此可見,材料的測試評價(jià)主要包括成分分析、組織結(jié)構(gòu)分析和性能分析,涉及的主要測試分析儀器見表1。隨著現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)、材料科學(xué)、微電子學(xué)和等離子科學(xué)的快速發(fā)展,材料測試評價(jià)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(fā)展。
表1 材料分析測試儀器發(fā)展情況
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類型 |
主要檢測儀器 |
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組織結(jié)構(gòu)分析 |
光學(xué)顯微鏡、超分辨熒光顯微技術(shù)、場發(fā)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(huán)形明場像、原位透射電鏡 |
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成分分析 |
復(fù)雜體系痕量元素分析 |
原子熒光光譜、電感偶合等離子體發(fā)射光譜、電感偶合等離子體質(zhì)譜、氣體分析儀 |
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大尺度分布分析 |
金屬原位分析儀、微束X熒光技術(shù)、輝光放電光譜儀 |
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材料生產(chǎn)全流程控制技術(shù) |
X射線熒光光譜和直讀光譜儀、在線監(jiān)測分析儀器 |
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性能測試 |
宏觀力學(xué)性能 |
拉伸、沖擊、壓縮、彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切試驗(yàn),疲勞斷裂,蠕變 |
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微觀力學(xué)性能 |
納米壓痕儀、中子衍射儀、同步輻射技術(shù) |
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2 我國材料測試評價(jià)行業(yè)發(fā)展情況
2.1 材料測試評價(jià)行業(yè)快速增長
近年來,我國材料測試服務(wù)業(yè)蓬勃發(fā)展,檢測機(jī)構(gòu)數(shù)量和收入不斷擴(kuò)大。國家市場監(jiān)督管理總局、國家認(rèn)監(jiān)委發(fā)布的《全國檢驗(yàn)檢測服務(wù)業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示,2016—2018年,我國檢測機(jī)構(gòu)由33 235家增加到39 472家,年均增長率9.0%;檢驗(yàn)檢測服務(wù)業(yè)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(jī)構(gòu)由903家增加到1 200家,年均增長率15.3%;材料測試服務(wù)業(yè)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(wù)機(jī)構(gòu)數(shù)量和測試服務(wù)收入的平均增速超過檢驗(yàn)檢測行業(yè)整體增速(詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2)。
表2 全國檢驗(yàn)檢測和材料測試領(lǐng)域數(shù)據(jù)對比
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時(shí)間 |
全國檢驗(yàn)檢測 |
材料測試類 |
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機(jī)構(gòu)數(shù)量/家 |
出具報(bào)告/億份 |
收入/億元 |
數(shù)量/家 |
收入/億元 |
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2018年 |
39472 |
4.28 |
2810.50 |
1200 |
57.3 |
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2017年 |
36327 |
3.76 |
2377.47 |
1080 |
51.49 |
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2016年 |
33235 |
3.56 |
2065.11 |
903 |
41.08 |
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2015年 |
31122 |
3.29 |
1799.98 |
— |
— |
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2014年 |
28340 |
3.11 |
1630.89 |
— |
— |
數(shù)據(jù)來源:全國檢驗(yàn)檢測服務(wù)業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)告。
2.2 材料測試評價(jià)機(jī)構(gòu)規(guī)模普遍較小
一方面,我國材料測試評價(jià)機(jī)構(gòu)平均收入低。《全國檢驗(yàn)檢測服務(wù)業(yè)統(tǒng)計(jì)報(bào)告》顯示,2018年,我國材料測試機(jī)構(gòu)數(shù)量為1 200家,占全國檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)3.0%;材料測試服務(wù)業(yè)收入為57.3億元,占檢驗(yàn)檢測服務(wù)業(yè)收入的2.0%;材料測試機(jī)構(gòu)平均收入達(dá)到477.5萬元,僅為全國檢驗(yàn)檢測行業(yè)平均收入的67%。另一方面,與進(jìn)入國內(nèi)檢測市場的國外企業(yè)相比,國內(nèi)機(jī)構(gòu)在規(guī)模和綜合實(shí)力差距較大。2016年材料測試領(lǐng)域23家外資企業(yè)收入達(dá)到8.08億元,平均收入超過3500萬元;而國內(nèi)企業(yè)的平均收入僅為375萬元,僅為外資企業(yè)平均收入的10.7%。
2.3 高性能測試儀器設(shè)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(fā)達(dá)國家相比仍存在一定差距,尚不能自給。中國儀器儀表行業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示,2014—2016年,檢測分析儀器貿(mào)易逆差占儀器儀表行業(yè)的比例分別為75.91%、80.46%和78.34%。從材料測試表征儀器設(shè)備看,痕量超痕量成分測定、高端電鏡等科研用、復(fù)雜精密型儀器依賴進(jìn)口,超高溫拉伸/蠕變/疲勞試驗(yàn)機(jī)、拉扭復(fù)合熱機(jī)械疲勞試驗(yàn)機(jī)等極端條件性能試驗(yàn)設(shè)備被國外禁運(yùn),在線關(guān)鍵參數(shù)測試技術(shù)和設(shè)備缺乏,國產(chǎn)測試儀器的部分關(guān)鍵部件仍要進(jìn)口。
2.4 部分測試評價(jià)方法和認(rèn)證落后
從分析測試方法標(biāo)準(zhǔn)數(shù)量看,我國與國外和國家分析測試方法標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不存在顯著性差異;從分析測試技術(shù)應(yīng)用角度看,色譜、光譜、質(zhì)譜、電子顯微鏡等國際最先進(jìn)的分析測試技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于我國的分析測試標(biāo)準(zhǔn);從重要領(lǐng)域典型標(biāo)準(zhǔn)看,我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的測試水平基本與國際一致。但新材料領(lǐng)域部分測試評價(jià)方法落后,存在“測不準(zhǔn)”“測不全”甚至“測不出”問題。例如,用于先進(jìn)金屬材料的精細(xì)化、系統(tǒng)化、更接近真實(shí)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(fù)合材料質(zhì)量影響較大的原材料至今沒有統(tǒng)一的檢測、評價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)。此外,航空裝備、石油化工、海洋工程裝備和高技術(shù)船舶及其相關(guān)材料、構(gòu)件的質(zhì)量評價(jià)認(rèn)證、安全生產(chǎn)認(rèn)證主要掌握在國外認(rèn)證機(jī)構(gòu),致使國內(nèi)已產(chǎn)業(yè)化的材料很難進(jìn)入終端應(yīng)用市場。
3 我國材料測試評價(jià)行業(yè)發(fā)展機(jī)遇
3.1 國家政策連續(xù)出臺為材料測試評價(jià)提供了政策新機(jī)遇
早在2014年,國務(wù)院“關(guān)于加快科技服務(wù)業(yè)發(fā)展的若干意見(國發(fā)〔2014〕49號)”明確提出,重點(diǎn)發(fā)展檢驗(yàn)檢測認(rèn)證等專業(yè)科技服務(wù),加快發(fā)展第三方檢驗(yàn)檢測認(rèn)證服務(wù)。2017年9月,《中共中央、國務(wù)院關(guān)于開展質(zhì)量提升行動(dòng)的指導(dǎo)意見》提出,要“夯實(shí)國家質(zhì)量基礎(chǔ)設(shè)施”。2018年4月,國家市場監(jiān)督管理總局成立,統(tǒng)一管理計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)檢測、認(rèn)證認(rèn)可工作等。2019年1月,國家市場監(jiān)管總局發(fā)布了《關(guān)于進(jìn)一步推進(jìn)檢驗(yàn)檢測機(jī)構(gòu)資質(zhì)認(rèn)定改革工作的意見》。這些政策的出臺從組織機(jī)構(gòu)、職責(zé)分工和頂層設(shè)計(jì)上明確了檢驗(yàn)檢測認(rèn)證的發(fā)展,將充分激發(fā)檢驗(yàn)檢測市場活力。2016年12月,在4部委聯(lián)合發(fā)布的《新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展指南》中,明確了建設(shè)“新材料測試評價(jià)及檢測認(rèn)證中心”。2017年12月,工業(yè)和信息化部、財(cái)政部聯(lián)合制定了《國家新材料測試評價(jià)平臺建設(shè)方案》,確定了總體思路、發(fā)展目標(biāo)、功能定位和建設(shè)內(nèi)容、運(yùn)行模式、保障措施。此外,科技部還設(shè)立了“國家質(zhì)量基礎(chǔ)的共性技術(shù)研究與應(yīng)用”重點(diǎn)專項(xiàng),并與國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會聯(lián)合設(shè)立了以科研課題成果為基礎(chǔ)研制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)、審查、批準(zhǔn)發(fā)布的綠色通道。
3.2 新材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展為材料測試評價(jià)提供了市場新空間
隨著供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的深化實(shí)施,我國傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正在轉(zhuǎn)型升級,新興行業(yè)高速發(fā)展,不斷催生新材料的研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用。近年來,全球新材料產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)旺盛增長態(tài)勢,年均增速超過10%。我國新材料產(chǎn)業(yè)增速遠(yuǎn)超世界平均增速,年均增速超過25%。當(dāng)前是我國推動(dòng)制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期,新一代信息技術(shù)、高端裝備制造、節(jié)能環(huán)保、新能源等領(lǐng)域的發(fā)展,為新材料各細(xì)分領(lǐng)域提供了廣闊的市場空間,特別是5G、大飛機(jī)、新能源汽車、海洋工程、生物醫(yī)藥等新技術(shù)新模式的快速發(fā)展,將推動(dòng)新材料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入新一輪的發(fā)展期,這為我新材料測試評價(jià)認(rèn)證提供了新的發(fā)展契機(jī)。
4 結(jié)語
當(dāng)前,在新材料測試評價(jià)領(lǐng)域,工業(yè)和信息化部已經(jīng)布局了1個(gè)主中心(國家新材料測試評價(jià)平臺主中心)、4個(gè)行業(yè)中心(鋼鐵、電子材料、先進(jìn)無機(jī)非金屬、稀土新材料)、3家區(qū)域中心(浙江、四川、湖南);國家質(zhì)檢總局布局了國家磁性材料產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心、國家碳纖維產(chǎn)業(yè)計(jì)量測試中心以及多家檢驗(yàn)檢測技術(shù)聯(lián)盟;此外,材料領(lǐng)域還有數(shù)量眾多的國家產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心、地方分析測試中心、高校實(shí)驗(yàn)中心等。從國際知名檢測機(jī)構(gòu)發(fā)展看,其成長路徑主要為是創(chuàng)立之初在優(yōu)勢細(xì)分領(lǐng)域奠定基礎(chǔ),隨后通過內(nèi)生發(fā)展、并購整合迅速進(jìn)入新的細(xì)分領(lǐng)域,從而不斷提升市場占有率,強(qiáng)化核心競爭力。未來我國新材料測試評價(jià)機(jī)構(gòu)應(yīng)通過并購整合、完善上下游鏈條,實(shí)現(xiàn)跨領(lǐng)域、跨地域服務(wù),著力打造第三方認(rèn)證服務(wù),從而逐步向綜合型、規(guī)模化發(fā)展,打造我國新材料測試評價(jià)認(rèn)證行業(yè)的國際知名機(jī)構(gòu)。

來源:新材料產(chǎn)業(yè)