長安大學(xué)采購北京北廣精儀高頻介電常數(shù)測(cè)試儀

一、采購背景：面向國家戰(zhàn)略需求的科研設(shè)備升級(jí)

長安大學(xué)材料學(xué)院近日完成一項(xiàng)關(guān)鍵科研設(shè)備采購，正式引進(jìn)北京北廣精儀儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的GDAT-A型高頻介電常數(shù)測(cè)試儀，用于支撐其在功能電介質(zhì)材料與新能源器件領(lǐng)域的前沿研究。該設(shè)備的引入，標(biāo)志著長安大學(xué)在高能量密度聚合物薄膜電容器、5G通信基板材料、電動(dòng)汽車絕緣系統(tǒng)等國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)方向的科研能力實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性躍升。

近年來，隨著新能源汽車、高速鐵路、5G基站與航天器熱防護(hù)系統(tǒng)對(duì)高性能絕緣材料需求激增，材料在高頻、高溫、高電場(chǎng)環(huán)境下的介電性能成為制約技術(shù)突破的核心瓶頸。長安大學(xué)材料學(xué)院新能源材料與器件系，依托“交通新能源材料陜西省高校工程研究中心"和“材料分析測(cè)試中心"，長期聚焦于本征型介電聚合物的極化機(jī)制與損耗調(diào)控研究。2020年，魏俊基博士團(tuán)隊(duì)在《Progress in Polymer Science》發(fā)表的綜述論文，系統(tǒng)闡明了“偶極玻璃態(tài)聚合物"在低損耗高介電常數(shù)材料中的設(shè)計(jì)路徑，引發(fā)國際同行廣泛關(guān)注。然而，該團(tuán)隊(duì)此前缺乏10kHz–160MHz頻段內(nèi)高精度介電參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)，僅能依賴電化學(xué)工作站與光譜儀進(jìn)行間接推算，數(shù)據(jù)精度與頻率覆蓋范圍嚴(yán)重受限。

此次采購的GDAT-A型設(shè)備，正是填補(bǔ)這一關(guān)鍵缺口的“科研重器"。其核心價(jià)值不僅在于替代進(jìn)口設(shè)備，更在于實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)科學(xué)儀器在高校基礎(chǔ)研究中的自主可控。

二、設(shè)備技術(shù)參數(shù)：國產(chǎn)精密儀器的性能突破

北京北廣精儀GDAT-A型高頻介電常數(shù)測(cè)試儀，是一款依據(jù)GB/T 1409-2006《測(cè)量電氣絕緣材料在工頻、音頻、高頻下電容率和介質(zhì)損耗因數(shù)的推薦方法》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)的高精度阻抗分析系統(tǒng)，其技術(shù)參數(shù)代表了當(dāng)前國產(chǎn)高頻介電測(cè)試設(shè)備的水平。

該設(shè)備采用高頻諧振法與數(shù)字頻率鎖定技術(shù)，通過自動(dòng)搜索諧振點(diǎn)、動(dòng)態(tài)補(bǔ)償系統(tǒng)殘余參數(shù)，實(shí)現(xiàn)“一鍵測(cè)量"。其創(chuàng)新的自動(dòng)Q值保持技術(shù)，使Q值分辨率可達(dá)0.1，tanδ分辨率突破0.00005，為研究聚合物在溫度梯度下的介電弛豫行為提供可靠數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

技術(shù)注釋：介電常數(shù)εr反映材料極化能力，介質(zhì)損耗tanδ反映能量耗散。在5G天線基板中，εr需穩(wěn)定在3–4，tanδ需低于0.001，否則信號(hào)衰減加劇。GDAT-A可精確捕捉材料在100MHz–10GHz頻段的微小波動(dòng)，是材料篩選的“黃金標(biāo)準(zhǔn)"。

三、科研應(yīng)用場(chǎng)景：從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化

該設(shè)備的引入，將直接賦能長安大學(xué)材料學(xué)院三大核心科研方向：

1. 高能量密度聚合物電容器研發(fā)
魏俊基團(tuán)隊(duì)正致力于開發(fā)偶極玻璃態(tài)聚合物（如PMSEMA）作為固態(tài)電容器介質(zhì)。傳統(tǒng)方法無法在100MHz以上準(zhǔn)確測(cè)量其介電響應(yīng)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)參數(shù)失真。GDAT-A可繪制εr與tanδ隨頻率、溫度的三維響應(yīng)曲線，如圖所示：

該圖揭示了材料在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）附近介電損耗的“峰谷"行為，為優(yōu)化分子鏈剛性與偶極密度提供直接依據(jù)。

2. 電動(dòng)汽車絕緣薄膜性能評(píng)估
新能源汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，聚酰亞胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等薄膜需承受高頻脈沖電壓。設(shè)備可模擬車載逆變器（10–50kHz）工況，測(cè)量材料在高電場(chǎng)（>100kV/mm）下的局部放電起始電壓與損耗特性，為絕緣設(shè)計(jì)提供安全閾值。

3. 5G通信基板材料篩選
5G基站天線基板要求材料在3–6GHz頻段具有低介電常數(shù)（εr<4）與超低損耗（tanδ<0.002）。GDAT-A可快速比對(duì)陶瓷填充改性環(huán)氧樹脂、液晶聚合物（LCP）等候選材料，縮短研發(fā)周期60%以上。

科研案例：2025年，清華大學(xué)材料學(xué)院采購?fù)吞?hào)設(shè)備后，其團(tuán)隊(duì)在《Advanced Materials》發(fā)表論文，實(shí)現(xiàn)“納米空洞結(jié)構(gòu)"對(duì)聚合物介電損耗的協(xié)同調(diào)控，驗(yàn)證了該設(shè)備在機(jī)制探索中的不可替代性。

四、采購流程與行業(yè)意義：國產(chǎn)儀器的高校落地范式

本次采購?fù)ㄟ^公開招標(biāo)完成，由長安大學(xué)招標(biāo)辦公室依據(jù)《中華人民共和國政府采購法》組織實(shí)施。經(jīng)專家評(píng)審，北京北廣精儀以技術(shù)參數(shù)售后服務(wù)完備、本地化支持能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)中標(biāo)，中標(biāo)金額為人民幣186萬元。

此次采購具有三重行業(yè)意義：

1. 打破進(jìn)口壟斷：此前高校此類設(shè)備90%依賴美國Keysight、德國Rohde & Schwarz，單臺(tái)價(jià)格超300萬元，且軟件授權(quán)昂貴。GDAT-A以60%價(jià)格實(shí)現(xiàn)同等性能，推動(dòng)國產(chǎn)儀器“進(jìn)高校、上平臺(tái)"。

2. 構(gòu)建科研生態(tài)：設(shè)備將接入“長安大學(xué)材料分析測(cè)試中心"共享平臺(tái)，面向全校材料、物理、電子、土木工程等院系開放，年服務(wù)機(jī)時(shí)預(yù)計(jì)超800小時(shí)。

3. 推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)制定：北廣精儀作為GB/T 1409標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位，其設(shè)備數(shù)據(jù)可直接用于國家標(biāo)準(zhǔn)樣品比對(duì)，助力我國建立自主的介電材料測(cè)試體系。

五、未來展望：構(gòu)建高頻介電材料研究高地

長安大學(xué)計(jì)劃以該設(shè)備為核心，建設(shè)“高頻電介質(zhì)材料表征平臺(tái)"，并配套開發(fā)智能測(cè)試數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)：

l 測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)歸檔與AI分析（如介電譜模式識(shí)別）；

l 與材料基因組平臺(tái)對(duì)接，加速新材料篩選；

l 聯(lián)合寧德時(shí)代、中車集團(tuán)等企業(yè)共建“電介質(zhì)材料聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室"。

未來三年，材料學(xué)院擬依托該設(shè)備，申報(bào)國家重大科研儀器研制項(xiàng)目，開發(fā)原位高溫-高頻-力學(xué)耦合測(cè)試系統(tǒng)，進(jìn)一步拓展至航天器熱防護(hù)材料、核聚變絕緣體等環(huán)境應(yīng)用。

專家寄語（引自《中國科學(xué)報(bào)》2025年高?？蒲性O(shè)備專題）：“高校采購儀器，不應(yīng)是‘買櫝還珠’。長安大學(xué)將設(shè)備與基礎(chǔ)研究深度綁定，是國產(chǎn)儀器真正‘扎根科研’。"

六、結(jié)語：從設(shè)備采購到創(chuàng)新引擎

長安大學(xué)此次采購，不僅是一次儀器更新，更是一次科研范式的升級(jí)。它標(biāo)志著高校科研從“依賴進(jìn)口設(shè)備做實(shí)驗(yàn)"向“自主掌握核心測(cè)量能力、驅(qū)動(dòng)原創(chuàng)發(fā)現(xiàn)"轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵一步。

在“科技自立自強(qiáng)"的國家戰(zhàn)略背景下，北京北廣精儀GDAT-A型高頻介電常數(shù)測(cè)試儀的落地，不僅為長安大學(xué)材料學(xué)院注入了強(qiáng)勁動(dòng)能，也為全國高校提供了“國產(chǎn)科學(xué)儀器+基礎(chǔ)研究需求"深度融合的可復(fù)制范式。

未來，這臺(tái)儀器將不僅測(cè)量材料的介電常數(shù)，更將丈量中國材料科學(xué)自主創(chuàng)新的深度與高度。