考试重点：国家工程实验室（National Engineering Laboratory）如何做金属材料检测？

内燃机是机械行业中的一个重要细分领域，其已经成为汽车、农业机械、工程机械、船舶、内燃机车、地质和石油钻机、军用、通用设备、移动和备用电站等装备的主要配套动力，对我国工业、农业、交通运输和国防建设以及人民生活都有十分重大的影响。21世纪是科学技术和生产力高度发展的时代，也是充满挑战和机遇的时代，无论是我国还是世界各国工业也都面临着全球环境污染和石油资源匮乏等问题。这对内燃机的动力性能、经济性能、控制废气排放和噪声污染提出了更高的要求。

材料是内燃机设计、品质、质量及竞争力的基础，内燃机技术的发展在很大程度上取决于材料的发展。内燃机发展趋势为：高效、节能、环保，这就要求内燃机生产企业对其零部件材料进行更为严格的把控，这不仅体现在检测手段具有更高的精确度和稳定性，同时材料发展的多样化和多元化也让检测手段必须具备高效性和全面性的特点。

全球最大的独立柴油发动机生产基地以及中国产品型号最齐全的内燃机制造基地——广西玉柴机器集团有限公司始建于1951年，是中国柴油发动机行业名副其实的龙头企业，玉柴以“绿色发展、和谐共赢”为经营思想，通过不断的自主研发和创新，不断缔造着柴油发动机行业神话，同时也一次次打破欧美在柴油发动机核心领域长期垄断的地位。

卓越的产品来自于不断的自主研发创新，同时也来自于对产品每个细节的严格把控，2011年11月，代表我国内燃机行业最高水平的高效节能环保内燃机国家工程实验室（National Engineering Laboratory）正式落户玉柴集团，在其内燃机技术发展中起到了关键性作用。长期以来，实验室致力于成为国内最高标准、最高水平的研发机构，集中解决行业在节能减排、降噪、轻量化、控制技术等方面的共性关键技术，引领全行业的技术进步，提升中国内燃机整体技术水平。一直以来，实验室通过层层筛选严格把控，选购世界一流的试验及检测设备，使其具备先进智能的全面测试手段，满足我国国内目前各种发动机新产品、新技术开发流程试验要求，已经达到国际级研发中心的标准。

2019年，全球首创CMOS全谱直读光谱仪—英国阿朗科技公司 （ARUN™）ARTUS 10经过层层测试选拔，入驻玉柴内燃机国家工程实验室。汽缸体、活塞及活塞环、曲轴和连杆等关键部位的材料质量直接影响着内燃机性能，实验室对这些部位的材料质量控制十分重视， ARTUS 10 采用CMOS作为检测器，突破了传统CCD检测器的局限性，检测下限可达1PPM，在这种高端精密的金属材料检测需求上具有显著优势。

1、气缸体

气缸体作为柴油机中最重要的部件之一，材料应具有良好的综合性能，即良好的强韧性、导热性、耐磨性、耐蚀性、加工工艺性能和经济性。灰铸铁和球墨铸铁由于具有良好的铸造工艺性能和机械性能，优越的耐磨性、减振性和导热性被广泛应用于柴油机气缸体中。ARTUS 10通过先进的脉冲合成光源和高能预燃技术，让光谱仪对于铸铁材料中C元素检测具有极高的精准度（检出限接近1ppm）和稳定性（相对标准偏差<0.02%）。

2、活塞及活塞环

活塞及活塞环位于发动机的心脏，其工作质量的优劣直接影响发动机的性能，现代柴油机的活塞多采用铝合金材料，其主要优点是质量轻、导热性能好。在铝合金检测中不仅仅需要关注合金元素Mg，Cu、Si的常规测量，同时也对一些添加元素如Be、B及稀土元素提出了更高的检测需求。ARTUS 10通过大焦距双光室结构设计和高刻线光栅极好地实现了铝合金非金属（近紫外波段）元素的稳定测量，让测试结果更为可靠。

3、曲轴和连杆

曲轴和连杆是柴油机的脊梁，其各个组成部件材料具有多样性的特点，从低碳合金钢、碳钢到铜合金、镍合金，这就要求光谱仪能够同时满足不同基体材料的测量，ARTUS 10采用全新多块高分辨率CMOS作为检测器和独创的智能分析软件，能实现Fe、Al、Cu、Mg、Zn、Ni等十余种基体的快速测量。

ARTUS 10 –卓越的检测性能源自

1. 精准稳定的测试结果

数字脉冲合成光源、光室恒温系统设计以及采用先进CMOS检测器让ARTUS 10在合金元素分析、微量元素和痕量元素控制方面具有极佳的分辨率和稳定性。

完美的光学设计带来了卓越的紫外波段元素分析性能，ARTUS 10能显著提高C、N、P、S测试结果的可靠性。

2. 高效全谱测量

动态CMOS检测器的创新使用让ARTUS 10实现130nm至870nm的波长范围内全元素精准分析。

在元素选择上具有极大的灵活性，扩展灵活方便，能使操作适合未来需要。

3.人性化设计理念

一键激发按钮让激发快速准确；

独特氩气流气路设计使得氩气快速填充的同时让氩气消耗降至最低；

实时监测模块设计让操作者准确方便地监测仪器各个模块的运行状态；

丰富异形夹具设计满足线材、棒材、薄膜及各类不规则样品的高效测量；

智能分析软件和可视化界面让分析结果快速精确的同时更方便使用者的操作。

除了ARTUS 10 在测试中的优异表现之外，英国阿朗科技公司的技术背景也是玉柴内燃机国家工程实验室做出选择的一个重要因素，英国阿朗科技公司成立于20世纪80年代初，成立之初即研发发布了世界上第一台基于CCD技术的直读光谱仪，开拓了直读光谱仪全谱化、小型化、易用化的先驱。阿朗公司至今已服务于金属元素成分分析行业近40年。40年间ARUN™公司共推出10多款产品，覆盖现场及实验室金属材料的检测领域，全球用户总数量近20000家 。2018年10月，英国ARUN™全新CMOS 检测器的ARTUS 10 直读光谱仪重磅上市，创造性地采用CMOS作为检测器，检测下限可达1 ppm，突破了传统CCD检测器的局限性，实现科研级直读光谱仪的小型化，智能化，是直读光谱仪行业一个划时代的里程碑。

ARUN 产品简史

1989年发布全球第一台全谱CCD直读光谱仪（ARUN Analoy1401）,推出当年便在全世界热销上千台；

1992年发布全球第一台便携式CCD直读光谱仪（ARUN M1650）；

1995年阿朗品牌进入中国；

1999年发布里程碑式全谱CCD直读光谱仪（ARUN M2500）；

2002年发布全球第一台4光室 CCD 全谱直读光谱仪（ARUN POLY S）；

2015年发布最新一代高性能双光室CCD全谱直读光谱仪（ARTUS 8）；

2016年中国最大上市分析仪器企业聚光科技与老牌光谱仪公司英国阿朗强强联合，聚光科技入股英国阿朗科技公司；

2018年经过38个月的研发测试，发布全球第一台采用CMOS技术的直读光谱仪（ARTUS 10）；

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