长安大学采购北京北广精仪高频介电常数测试仪

一、采购背景：面向国家战略需求的科研设备升级

长安大学材料学院近日完成一项关键科研设备采购，正式引进北京北广精仪仪器设备有限公司生产的GDAT-A型高频介电常数测试仪，用于支撑其在功能电介质材料与新能源器件领域的前沿研究。该设备的引入，标志着长安大学在高能量密度聚合物薄膜电容器、5G通信基板材料、电动汽车绝缘系统等国家战略性新兴产业方向的科研能力实现系统性跃升。

近年来，随着新能源汽车、高速铁路、5G基站与航天器热防护系统对高性能绝缘材料需求激增，材料在高频、高温、高电场环境下的介电性能成为制约技术突破的核心瓶颈。长安大学材料学院新能源材料与器件系，依托“交通新能源材料陕西省高校工程研究中心"和“材料分析测试中心"，长期聚焦于本征型介电聚合物的极化机制与损耗调控研究。2020年，魏俊基博士团队在《Progress in Polymer Science》发表的综述论文，系统阐明了“偶极玻璃态聚合物"在低损耗高介电常数材料中的设计路径，引发国际同行广泛关注。然而，该团队此前缺乏10kHz–160MHz频段内高精度介电参数测量系统，仅能依赖电化学工作站与光谱仪进行间接推算，数据精度与频率覆盖范围严重受限。

此次采购的GDAT-A型设备，正是填补这一关键缺口的“科研重器"。其核心价值不仅在于替代进口设备，更在于实现国产科学仪器在高校基础研究中的自主可控。

二、设备技术参数：国产精密仪器的性能突破

北京北广精仪GDAT-A型高频介电常数测试仪，是一款依据GB/T 1409-2006《测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗因数的推荐方法》标准设计的高精度阻抗分析系统，其技术参数代表了当前国产高频介电测试设备的水平。

该设备采用高频谐振法与数字频率锁定技术，通过自动搜索谐振点、动态补偿系统残余参数，实现“一键测量"。其创新的自动Q值保持技术，使Q值分辨率可达0.1，tanδ分辨率突破0.00005，为研究聚合物在温度梯度下的介电弛豫行为提供可靠数据基础。

技术注释：介电常数εr反映材料极化能力，介质损耗tanδ反映能量耗散。在5G天线基板中，εr需稳定在3–4，tanδ需低于0.001，否则信号衰减加剧。GDAT-A可精确捕捉材料在100MHz–10GHz频段的微小波动，是材料筛选的“黄金标准"。

三、科研应用场景：从基础研究到产业转化

该设备的引入，将直接赋能长安大学材料学院三大核心科研方向：

1. 高能量密度聚合物电容器研发
魏俊基团队正致力于开发偶极玻璃态聚合物（如PMSEMA）作为固态电容器介质。传统方法无法在100MHz以上准确测量其介电响应，导致设计参数失真。GDAT-A可绘制εr与tanδ随频率、温度的三维响应曲线，如图所示：

该图揭示了材料在玻璃化转变温度（Tg）附近介电损耗的“峰谷"行为，为优化分子链刚性与偶极密度提供直接依据。

2. 电动汽车绝缘薄膜性能评估
新能源汽车驱动系统中，聚酰亚胺（PI）、聚醚醚酮（PEEK）等薄膜需承受高频脉冲电压。设备可模拟车载逆变器（10–50kHz）工况，测量材料在高电场（>100kV/mm）下的局部放电起始电压与损耗特性，为绝缘设计提供安全阈值。

3. 5G通信基板材料筛选
5G基站天线基板要求材料在3–6GHz频段具有低介电常数（εr<4）与超低损耗（tanδ<0.002）。GDAT-A可快速比对陶瓷填充改性环氧树脂、液晶聚合物（LCP）等候选材料，缩短研发周期60%以上。

科研案例：2025年，清华大学材料学院采购同型号设备后，其团队在《Advanced Materials》发表论文，实现“纳米空洞结构"对聚合物介电损耗的协同调控，验证了该设备在机制探索中的不可替代性。

四、采购流程与行业意义：国产仪器的高校落地范式

本次采购通过公开招标完成，由长安大学招标办公室依据《中华人民共和国政府采购法》组织实施。经专家评审，北京北广精仪以技术参数售后服务完备、本地化支持能力强等优势中标，中标金额为人民币186万元。

此次采购具有三重行业意义：

1. 打破进口垄断：此前高校此类设备90%依赖美国Keysight、德国Rohde & Schwarz，单台价格超300万元，且软件授权昂贵。GDAT-A以60%价格实现同等性能，推动国产仪器“进高校、上平台"。

2. 构建科研生态：设备将接入“长安大学材料分析测试中心"共享平台，面向全校材料、物理、电子、土木工程等院系开放，年服务机时预计超800小时。

3. 推动标准制定：北广精仪作为GB/T 1409标准主要起草单位，其设备数据可直接用于国家标准样品比对，助力我国建立自主的介电材料测试体系。

五、未来展望：构建高频介电材料研究高地

长安大学计划以该设备为核心，建设“高频电介质材料表征平台"，并配套开发智能测试数据库，实现：

l 测试数据自动归档与AI分析（如介电谱模式识别）；

l 与材料基因组平台对接，加速新材料筛选；

l 联合宁德时代、中车集团等企业共建“电介质材料联合实验室"。

未来三年，材料学院拟依托该设备，申报国家重大科研仪器研制项目，开发原位高温-高频-力学耦合测试系统，进一步拓展至航天器热防护材料、核聚变绝缘体等环境应用。

专家寄语（引自《中国科学报》2025年高校科研设备专题）：“高校采购仪器，不应是‘买椟还珠’。长安大学将设备与基础研究深度绑定，是国产仪器真正‘扎根科研’。"

六、结语：从设备采购到创新引擎

长安大学此次采购，不仅是一次仪器更新，更是一次科研范式的升级。它标志着高校科研从“依赖进口设备做实验"向“自主掌握核心测量能力、驱动原创发现"转型的关键一步。

在“科技自立自强"的国家战略背景下，北京北广精仪GDAT-A型高频介电常数测试仪的落地，不仅为长安大学材料学院注入了强劲动能，也为全国高校提供了“国产科学仪器+基础研究需求"深度融合的可复制范式。

未来，这台仪器将不仅测量材料的介电常数，更将丈量中国材料科学自主创新的深度与高度。