國(guó)外材料計(jì)量的研究現(xiàn)狀
發(fā)布時(shí)間: 2021-03-13
世界上開(kāi)展計(jì)量最早、計(jì)量服務(wù)社會(huì)最發(fā)達(dá)的計(jì)量院分別來(lái)自美國(guó)、英國(guó)和德國(guó)。目前這三個(gè)國(guó)家計(jì)量院是世界上最先進(jìn)的,其計(jì)量思想和開(kāi)展的計(jì)量活動(dòng)在世界范圍內(nèi)具有引領(lǐng)作用。
美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院(NIST)是美國(guó)國(guó)家計(jì)量院,在NIST網(wǎng)頁(yè)首頁(yè)就有其核心思想:測(cè)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(mén)設(shè)有材料計(jì)量(測(cè)量)科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,主要任務(wù)是開(kāi)展工業(yè)材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能及生產(chǎn)過(guò)程的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究,通過(guò)研制和傳遞包括有證標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、參考測(cè)量程序、評(píng)估過(guò)的數(shù)據(jù)及操作指南來(lái)確保測(cè)量質(zhì)量。英國(guó)物理實(shí)驗(yàn)室(NPL)是英國(guó)的國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)院,在NPL網(wǎng)頁(yè)的首頁(yè)上寫(xiě)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(cè)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(jìn)貿(mào)易。德國(guó)物理技術(shù)研究院(PTB)和德國(guó)聯(lián)邦材料研究院(BAM)是德國(guó)的兩個(gè)國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)院,前者趨向物理參數(shù)計(jì)量,后者趨向化學(xué)和材料參數(shù)計(jì)量。BAM在其網(wǎng)頁(yè)上這樣描述自己的責(zé)任和角色:BAM代表德國(guó)和全球市場(chǎng)化學(xué)和技術(shù)安全的高標(biāo)準(zhǔn),是進(jìn)一步提升德國(guó)制造質(zhì)量文化精髓的技術(shù)基礎(chǔ),主要開(kāi)展材料和器件的物理和化學(xué)相關(guān)測(cè)試和評(píng)估,為聯(lián)邦政府、企業(yè)以及材料領(lǐng)域國(guó)內(nèi)和國(guó)際組織提供建議。
以美國(guó)NIST材料計(jì)量校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室為例,在其實(shí)驗(yàn)室網(wǎng)頁(yè)上,明確寫(xiě)著材料計(jì)量的任務(wù)是]:確保和提升測(cè)量科學(xué)的準(zhǔn)確可靠。材料計(jì)量科學(xué)實(shí)驗(yàn)室通過(guò)以下四方面支撐國(guó)家材料科學(xué)的發(fā)展:
1)測(cè)量各種材料的組成、結(jié)構(gòu)和性能;
2)計(jì)量成果包括標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)、科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)的參考數(shù)據(jù)、紙質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)以及證明已有方法有效性和實(shí)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(shí)間范圍內(nèi)精確及準(zhǔn)確測(cè)量材料;
4)基礎(chǔ)測(cè)量科學(xué)研究支持核心能力和孕育創(chuàng)新。
先進(jìn)國(guó)家計(jì)量院非常重視與材料計(jì)量相關(guān)的國(guó)際組織。比如國(guó)際計(jì)量局(BIPM)的國(guó)際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)的物質(zhì)的量咨詢委員會(huì)(CCQM)的主席就由NIST專家擔(dān)任,該組織與材料計(jì)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(kāi)展材料科學(xué)研究的國(guó)際組織,其工作職責(zé)主要包括:開(kāi)展表面化學(xué)計(jì)量國(guó)際關(guān)鍵比對(duì)、評(píng)估國(guó)家計(jì)量院表面化學(xué)計(jì)量基標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)與測(cè)量能力(CMCs),開(kāi)展國(guó)際合作、提升國(guó)家計(jì)量院的表面化學(xué)測(cè)量溯源能力等。2019年SAWG的主席由NPL的專家換為日本計(jì)量院(NMIJ)的專家;亞太計(jì)量組織(APMP)材料計(jì)量技術(shù)委員會(huì)(TCMM)的前任主席來(lái)自澳大利亞計(jì)量院;納米技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(ISO/TC229/JWG2)的納米測(cè)量與表征工作組的召集人為NMIJ專家,需補(bǔ)充說(shuō)明的是這個(gè)工作組的各國(guó)注冊(cè)代表主要來(lái)自NIST、NPL、BAM,、NRC(加拿大計(jì)量院)、NMIJ、KRISS(韓國(guó)計(jì)量院)以及NIM(中國(guó)計(jì)量院)等國(guó)。
先進(jìn)材料與標(biāo)準(zhǔn)化凡爾賽組織(VAMAS)是由發(fā)達(dá)國(guó)家G7集團(tuán)政府在法國(guó)凡爾賽簽訂協(xié)議成立的,其宗旨是通過(guò)國(guó)際比對(duì)項(xiàng)目合作,為新材料測(cè)量/檢驗(yàn)結(jié)果的一致性提供規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)基礎(chǔ),支撐國(guó)際貿(mào)易。VAMAS秘書(shū)處常設(shè)NIST和NPL,代表主要來(lái)自各國(guó)國(guó)家計(jì)量院,是材料應(yīng)用與工業(yè)計(jì)量校準(zhǔn)的一個(gè)國(guó)際合作平臺(tái)。中國(guó)政府由中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院作為代表于2013年正式加入VAMAS。在國(guó)外,特別是在發(fā)達(dá)國(guó)家計(jì)量概念深入人心,無(wú)論基礎(chǔ)研究領(lǐng)域還是產(chǎn)業(yè)界都深刻理解計(jì)量校準(zhǔn)的重要作用,企業(yè)會(huì)主動(dòng)到國(guó)家計(jì)量校準(zhǔn)院尋求合作來(lái)完成產(chǎn)品升級(jí)換代和質(zhì)量控制。
先進(jìn)國(guó)家設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)與本國(guó)國(guó)家計(jì)量院合作,在世界范圍研發(fā)、生產(chǎn)、銷售各類材料表征測(cè)量設(shè)備。例如德國(guó)布魯克公司與德國(guó)計(jì)量院PTB合作生產(chǎn)制造原子力顯微鏡(AFM),并且AFM計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)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(guó)VLSI公司與美國(guó)計(jì)量校準(zhǔn)院NIST合作,對(duì)全世界銷售溯源至NIST的標(biāo)準(zhǔn)樣品和標(biāo)準(zhǔn)器。