2024年, 第0卷, 第23期　
刊出日期：2024-12-18

  

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  化学活性胶合界面增强生物质胶黏剂的木材胶合性能

  刘同达, 杜官本, 黄腾华, 潘礼成, 杨龙

  . 2024, (23): 1-9. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.001

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  目的 开发生物质胶黏剂并将其应用于木质复合材料的制备，并深入探究化学活性胶合界面构建对胶合性能的影响。方法 对单宁进行氧化处理，同时对纤维素进行氨基功能化改造，以二者为原料设计单宁-纤维素生物质基胶黏剂，并通过3-缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷对天然木材表面接枝，构建富含环氧基团的活性木材表面。在热压过程中，活化木材表面上的环氧基团与胶黏剂中的—NH2基团发生反应，从而构建化学活性胶合界面。通过DSC、DMA以及力学性能等测试，深入探究了化学活性胶合界面构建对胶合性能的影响。结果 成功构建了超强、耐水型全生物质的木材胶合界面，胶合试件的干强度、热水强度和沸水强度分别为3.27、2.15和1.85 MPa，热水强度和沸水强度实现了从0到2.15 MPa和从0到1.85 MPa的显著提升。结论 胶黏剂与木材表面的相互作用，即胶黏剂与化学活性木材表面之间形成的化学胶合界面，显著提升了胶合产品的胶合强度和耐水性能。
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  水性丙烯酸树脂交联硅酸钠浸渍改性杉木工艺与性能研究

  李萍, 刘思羽, 张源, 周亚, 韩建超, 左迎峰

  . 2024, (23): 10-18. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.002

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  目的 提高速生杉木木材的物理力学性能、尺寸稳定性、药剂抗流失性、热稳定性等性能，满足速生杉木在家居装饰、建筑工程、包装工程等领域的应用。方法 以硅酸钠和水性丙烯酸树脂为改性剂，利用真空加法浸渍法，制得硅酸钠/丙烯酸树脂复合改性杉木。通过对其力学性能、吸水率、流失率进行测试，并借用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)对改性杉木进行表征，探究硅酸钠/丙烯酸树脂复合改性对杉木性能的影响规律。结果 当硅酸钠质量分数和水性丙烯酸树脂质量分数均为15%时，硅酸钠/丙烯酸复合改性杉木的力学性能、耐水性能和药剂抗流失效果最佳。相比于未改性杉木、硅酸钠改性杉木和丙烯酸树脂改性杉木，硅酸钠/丙烯酸复合改性杉木的力学性能、尺寸稳定性、药剂抗流失性、热稳定性都得到了提升。结论 硅酸钠/丙烯酸树脂浸渍改性，既能实现硅酸钠对杉木内部孔隙的物理填充，又能实现丙烯酸树脂对硅酸钠的化学交联，从而达到显著提高杉木各项性能的效果。
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  麦糟/PBAT/PLA复合泡沫的制备及其性能研究

  刘瑞冰, 唐秋霜, 刘加好, 涂进忠, 陈志伟, 唐振恺, 孙策, 谭海彦, 张彦华

  . 2024, (23): 19-28. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.003

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  目的 为提升聚己二酸丁二醇酯和对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)超临界二氧化碳(CO2)发泡性能，探究复合泡沫在疏水隔热可降解包装领域的应用。方法 使用硅烷偶联剂KH550对麦糟(Gr)进行改性，随后探究使用超临界CO2对不同比例的麦糟/PBAT/聚乳酸(PLA)复合材料进行发泡实验。最终通过密度测试、红外光谱、扫描电子显微镜、差示量热扫描测试、压缩回弹性能测试以及导热测试，研究了不同比例改性前后麦糟对复合泡沫发泡性能的影响。结果 经KH550改性得到的改性麦糟(KGr)与PBAT/PLA基体的相容性得到显著提升，麦糟可作为结构骨架支撑复合泡沫泡孔结构。PBAT/PLA复合泡沫放置14 d后发泡倍率减少54.4%，但麦糟/PBAT/PLA复合泡沫放置14 d后体积几乎不变。15%KGr- PBAT/PLA复合泡沫的接触角达到125.4°，明显高于PBAT/PLA复合泡沫的114.3°，15%KGr-PBAT/PLA复合泡沫抗压缩性能最佳。此外，15%KGr-PBAT/PLA复合泡沫隔热性能也优于PBAT/PLA复合泡沫。结论 麦糟可作为骨架结构支撑PBAT/PLA复合泡沫的泡孔;同时，使用KH550改性后的麦糟与PBAT/PLA基体的相容性变好，改性麦糟可显著提升麦糟/PBAT/PLA复合泡沫的发泡性能、疏水性能以及导热性能，从而应用于包装材料。
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  木基功能复合材料的研究进展及其在包装领域的应用

  姚令华, 孙德林, 王张恒, 姜夏旺

  . 2024, (23): 29-37. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.004

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  目的 旨在综述木基功能复合材料的研究进展，主要包括超疏木材、透明木材、超级木材及金属化木材等功能木材的制备方法与特性，为新型包装材料的创新设计提供借鉴。方法 通过文献研究，系统梳理木基功能复合材料的主要类型，详细阐述各类功能木材的制备工艺和独特优势，并探讨其在包装领域的潜在应用价值，进而指出木基功能复合材料研究中存在的问题和未来研究的主要方向。结果 木基功能复合材料在力学、防护、尺寸稳定、导电、导热、阻燃、电磁屏蔽等性能方面表现优异，且能满足包装材料对强度、耐久性、环保性等方面的要求。结论 得益于其独特的性能优势和广泛的应用前景，木基功能复合材料在包装领域展现出巨大的发展潜力。
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  纳米木质素/壳聚糖复合膜的制备及其光热抗菌性能研究

  叶志雄, 余静, 邓超, 谭嘉雯, 庄子晨, 赖坤杰, 刘涛

  . 2024, (23): 38-46. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.005

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  目的 研究纳米木质素对壳聚糖基薄膜性能和抗菌效果的影响，旨在推动功能生物基薄膜的发展应用。方法 以植酸改性酶解木质素为纳米功能相，羧甲基壳聚糖(CMCh)为成膜基材，通过静电作用制备不同浓度纳米木质素的复合薄膜，并测试复合薄膜的微观结构、机械性能、抗氧化性能、光学性能、热性能和光热杀菌性能。结果 木质素纳米颗粒在CMCh膜中均匀分布。随着纳米木质素添加量的增加，复合薄膜的断裂伸长率和拉伸强度先升高后降低，当纳米木质素质量分数为10%时，复合薄膜的拉伸强度提高约145%，断裂伸长率提高约30%。此外，纳米木质素的引入赋予复合薄膜优异的抗紫外(UV)、抗氧化和光热抗菌性能。结论 该纳米复合薄膜表现出优异的机械性能和光热抗菌性能，为开发功能型生物基塑料包装材料及抗菌食品包装提供了新思路。
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  食品用软木基包装材料的阻湿和保冷性能研究

  马炜袁, 仲翌京, 李旺, 翟文翔, 魏新莉, 苏利江

  . 2024, (23): 47-53. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.006

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  目的 通过分析国产软木和葡萄牙产软木2种软木的阻湿性能和保冷性能，探究软木基材料在食品用包装材料领域的应用。方法 以国产栓皮栎软木和葡萄牙产栓皮槠软木为研究对象，通过分析材料的平衡含水率、吸水率、体积湿涨率、静态水接触角和导热系数、热分布测试等参数，研究2种软木阻隔气态水、液态水及热量流动的机理。结果 当环境温度为20 ℃、相对湿度为60%时，栓皮栎软木和栓皮槠软木的平衡含水率分别为6.53%和8.39%;完全浸泡水中30 d后的吸水率分别为24.45%和94.33%，体积湿涨率分别为11.12%和16.88%;静态接触角分别为135°和127°;导热系数分别为0.038 W/(m.K)和0.043 W/(m.K)。结论 作为天然材料，国产栓皮栎软木较葡萄牙产栓皮槠软木具有更优异的阻湿性能和保冷性能，为新型绿色食品接触用包装材料的开发提供了新的可能，也为软木的高值化利用乃至栎类天然林的综合利用等研究提供了新的思路。
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  含纳米银粒子的壳聚糖季铵盐复合膜在圣女果保鲜中的应用

  杨颖, 朱增科, 郭秀兰, 袁腾

  . 2024, (23): 54-63. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.007

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  目的 将紫薯花青素-银纳米颗粒(PSPA-AgNPs)作为抑菌剂，制备具有抗氧化和抗菌性的可降解复合膜，并探讨其对圣女果的保鲜效果。方法 采用水热法制备PSPA-AgNPs，将其作为抗菌剂加入壳聚糖季铵盐等基质中制备全生物基可降解复合膜;通过复合膜力学性能、阻隔性能、光学特性、抗氧化和抗菌性等指标测定，研究PSPA-AgNPs对复合膜的影响;并以圣女果失重率、硬度、总可溶性固形物含量、可滴定酸含量和维生素C含量为指标，考察复合膜的保鲜效果。结果 PSPA-AgNPs的添加，使得复合膜的阻隔性能、抗氧化性和抗菌性得到明显改善。其中，当PSPA-AgNPs添加量(质量分数)为10%时，复合膜的阻隔性能最佳;当PSPA-AgNPs添加量达到30%时，复合膜抑菌率达99%，增加了1倍;抗氧化活性从29.87%增至50.27%，提高了68.30%。此外，复合膜的保鲜效果可与PE保鲜膜相媲美，能有效减缓圣女果质量、硬度以及营养成分含量下降的速率。结论 Q/S/H-AgNPs复合膜有效提高了圣女果的贮藏品质，延长保质期，具备制备全生物基可降解活性包装材料的潜力。
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  功能性纳米纤维素水凝胶的制备及性能研究

  万鹏星, 吕闪闪

  . 2024, (23): 64-71. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.008

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  目的 制备具有抗菌、抗氧化性能的物理化学双交联水凝胶包装材料，研究纳米纤维素及单宁酸对水凝胶性能的影响。方法 以纳米纤维素(CNF)、单宁酸(TA)、丙烯酸(AA)和丙烯酰胺(AM)为原料，通过“一锅法”制备具有物理和化学双交联结构的功能性纳米纤维素水凝胶，研究水凝胶的力学性能、保水性、抗氧化性、抗菌性和缓释性能。结果 AA和AM在交联剂的作用下发生自由基共聚形成聚(丙烯酸-丙烯酰胺)(P(AA-AM))共聚物，构成三维交联网络体系，聚合物分子链与CNF和TA又通过氢键作用形成物理交联网络，双交联网络使水凝胶的保水性提高;加入CNF后，在85%压缩应变下，水凝胶的压缩强度提升了83.7%;所制备的水凝胶具有优异的抗菌性能，且对革兰氏阳性菌的抑制性较优;水凝胶中的TA能够在70 h内逐渐释放到缓冲溶液中，表现出较好的缓释性能。结论 通过构建双交联网络形成的水凝胶具有较好的保水性及抗菌、抗氧化性，有望在食品包装领域得到广泛应用。
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  电磁波吸收超材料的研究进展

  吴金津, 戴忠晨, 方振卫, 鲁万彪, 侯洪波, 孟凡彬

  . 2024, (23): 72-90. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.009

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  目的 随着材料科学的飞速发展，各类超材料以其独特的物理和化学性质，在众多科技前沿领域展现出巨大潜力。特别是具备电磁调控能力的超材料，在电磁吸波领域的应用尤为引人注目。文章旨在从不同材料体系出发，深入探讨碳基、磁性、金属基、陶瓷基及水基等电磁吸波超材料的最新研究进展，分析其独特的设计思路与应用特性。方法 首先，阐述碳基、磁性、金属基、陶瓷基及水基吸波超材料的结构与特性。接着，归纳并总结这些材料在电磁吸波超材料设计中的具体应用实例，包括结构设计、复合方式、性能优化等方面的方法与策略。通过对比分析了不同结构超材料在制备工艺和吸波性能方面的差异。结论 总结了当前电磁吸波超材料在材料选择、设计原理及实际应用中面临的主要挑战与问题。针对这些问题，提出了未来研究应重点关注的方向，包括新型吸波材料的开发、多材料复合与协同作用机制的研究，以及高性能低成本制备技术的探索等。这些研究方向将为电磁吸波超材料的持续创新与发展提供有力支撑，推动其在无线通信、电磁防护等领域的广泛应用。
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  耐温磁性吸波涂层的界面活化-接枝及其性能增强

  江源源, 赵素玲, 王孟奇, 马会茹, 李维, 陈志宏

  . 2024, (23): 91-101. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.010

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  目的 采用过氧化氢(H2O2)溶液和乙烯基三甲氧基硅烷(A171)对片状磁性金属吸波剂粒子进行活化和小分子接枝，改性后的吸波剂与有机硅树脂复合，在吸波剂-基体界面形成化学键结合，探究具有高填充、高附着力和高磁导率的耐温吸波涂层。方法 通过改变温度和反应时间，探究H2O2溶液活化吸波剂的最佳条件，利用A171的乙烯基与有机硅树脂发生硅氢加成反应，在吸波剂与基体间形成化学键连接。结果 吸波剂粒子在未处理和H2O2活化后，分别经质量分数3%、7%的A171接枝改性，获得了最佳润湿性，表明表面活化可有效增强接枝效果。随着A171接枝量的增加，涂层的密度增加，附着力提高，磁导率上升。当A171的接枝量(用质量分数表示)为7%时，涂层密度由(2.05±0.04) g/cm³提高到(2.27±0.03) g/cm³;附着力由(5.63±0.11) MPa提高到(8.59±0.13) MPa，提高了52.6%。1 mm涂层的反射率峰值由起始的−5.01 dB升至−6.12 dB。在300 ℃下热处理20 h后，1 mm涂层的反射率依然为−5.98 dB，保持了良好的耐温性。结论 采用H2O2溶液对片状吸波剂进行活化处理，能够增加吸波剂表面A171的接枝含量，可显著提高吸波剂在有机硅树脂基体的填充能力，提高了耐温吸波涂层的附着力、磁导率和吸波性能。
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  基于有机频率选择表面的柔性宽带超材料吸波器

  汪涛, 陈巩华, 钱鹏健, 闫玉伦, 宣晓峰

  . 2024, (23): 102-109. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.011

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  目的 针对2~18 GHz频带的电磁隐身，设计一款柔性宽带超材料吸波器。方法 通过等效电路和全波仿真结合的分析方法，分析了该吸波器的阻抗匹配、吸波机理和极化敏感等特性，用导电墨水在有机材料上制备频率选择表面并测试验证了该吸波器。结果 该吸波器的总厚度为14.6 mm，在1.97~18.15 GHz的吸收率>90%，相对带宽达到160.8%，覆盖了整个S、C、X、Ku波段。经分析，该吸波器还具有极化不敏感、易与隐身目标适形、雷达散射截面缩减等优异电磁隐身性能。结论 场路结合法分析结果和实验结果吻合较好，该吸波器在2~18 GHz频带的电磁隐身方面具有重要应用潜力。
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  电沉积法制备FeNiCo片状粒子及其涡流抑制和磁导率增强

  余本潮, 李维, 刘星, 王峰, 陈方蓉, 陈志宏, 官建国

  . 2024, (23): 110-119. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.012

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  目的 研发具有大宽厚比、高磁导率和低介电常数特性的片状微波吸收剂。方法 采用电沉积法制备高磁导率薄膜，经破碎，获得大宽厚比片状FeNiCo粒子，采用改进的溶胶凝胶法在其表面包覆完整致密的SiO2层。结果 基于大宽厚比及表面致密的包覆层，在较低填充量下即可获得高磁导率及较低的介电常数。在填充量(用质量分数表示)为50%时，能在1.3 GHz下实现−11.5 dB的强反射损耗(RL)和1.5 GHz的有效吸收带宽(RL<−5 dB)。结论 经包覆后吸收剂的磁导率不仅未降低，还得到显著提高。其原因是FeNiCo表面SiO2绝缘包覆壳层切断了粒子之间的导电网络，抑制了粒子之间的涡流效应。本研究为制备大宽厚比片状吸收剂及磁导率的提升提供了有效方法，为未来发展新型吸波材料提供了新的思路。
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  石英纤维增强环氧树脂基复合材料的微波吸收设计

  李学山, 礼嵩明, 李勇峰, 黄浩, 鹿海军

  . 2024, (23): 120-130. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.013

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  目的 实现石英纤维增强环氧树脂基复合材料在低厚度(2~4 mm)下的宽频微波吸收，拓展有效吸收带宽(Effective Absorption Bandgap，EAB)。方法 基于阻抗匹配与衰减特性设计出石英纤维增强环氧树脂基功能层及其微波吸收复合材料，并利用超表面的电磁谐振增强作用进一步提升EAB。结果 F1功能层具有良好的阻抗匹配特性与高频谐振特性，F2功能层具有强损耗与低频谐振特性;以F1与F2分别为阻抗匹配层与损耗层，设计出的厚度为2.04 mm的微波吸收复合材料在8.80~16.95 GHz具有≤–10 dB的反射率(Reflection，R)，EAB为8.15 GHz，厚度分别为3.06 mm与4.08 mm的微波吸收复合材料也具有良好的宽带吸收性能;超表面的引入能够改善宽频范围内的阻抗匹配，增强微波吸收复合材料的电磁谐振损耗，从而拓展复合材料的EAB，厚度为3.06 mm的复合材料的实测EAB由5.69 GHz拓展到10.34 GHz，且实测反射率变化趋势与设计结果具有一致性，加载超表面后复合材料的力学强度保持率>96%。结论 传统材料的微波吸收机制与超表面的阻抗匹配改善与谐振增强机制相结合可以进一步提升复合材料的微波吸收性能，为后续复合材料的高效微波吸收设计提供一定的参考。
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  复杂服役环境下雷达吸波涂层研究进展

  王彦淇, 邹如荣, 胡晓洪, 程明, 龙昌, 李志仁, 肖琳

  . 2024, (23): 131-144. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.014

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  目的 概述现有复杂环境下雷达吸波涂层的研究进展，展望复杂环境下各类雷达吸波涂层的优势、瓶颈及发展方向。方法 以低频宽带、行波抑制、耐高温、耐腐蚀、厘米波-毫米波兼容等复杂电磁环境和复杂服役环境应用的雷达吸波涂层为主体，概述了上述涂层的基本设计原理，介绍了多频段电磁探测环境与复杂服役环境下雷达吸波涂层研究现状。结论 随着装备从防御为主转为攻防结合，多频段探测、高速、高温、腐蚀等复杂战场环境对装备的作战能力提出了更高的要求。复杂环境雷达吸波涂层的研究和应用能有效提高装备的生存、突防能力和作战效能，为实现复杂环境的雷达吸波涂层应用需求，研制集多功能于一身的新型高性能吸波涂层是隐身材料领域的重要研究方向。
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  透明类金属网栅导电薄膜研究进展

  田野, 黄友奇, 彭佳良, 张凡, 李艳

  . 2024, (23): 145-159. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.015

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  目的 概述金属网栅透明导电膜层在雷达波测量防护和抗电磁干扰领域的应用，指出其在日常生活中的重要性。同时，指出研究的重点在于提高材料的透明度、隐身能力和屏蔽性能。方法 通过介绍金属网栅透明导电膜层的结构，分析了其不同结构的优势和不足。此外，还讨论了多种制造方法，并对未来透明隐身领域的发展方向进行了探讨。结论 金属网栅透明导电膜层因其在雷达波测量防护和抗电磁干扰方面的应用潜力而受到广泛关注。通过对其结构和制造方法的深入研究，可推动这一领域技术的发展，为未来的相关应用提供更有效的解决方案。
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  天然胶乳改性植物纤维发泡缓冲材料的制备

  孙斌, 朱磊, 胡军, 李冬娜, 戴全胜, 马晓军, 何忠

  . 2024, (23): 160-167. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.016

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  目的 提高植物纤维发泡材料的缓冲性能和疏水性，并探究天然胶乳的改性对其性能的影响。 方法 以天然胶乳(NRL)和植物纤维为基体，以聚醚(F127)为发泡剂，以聚乙烯醇(PVA)和丙三醇为增塑剂，采用机械发泡法制备一种新型NRL改性的植物纤维发泡复合材料。研究NRL的添加量对发泡复合材料的微观结构、水接触角、压缩性能、隔热性、热稳定性的影响。结果 在NRL与PVA的质量比为2∶1时，植物纤维发泡材料的综合性能最优，其疏水角高达121.4°，压缩强度(应变80%)为1 102.8 kPa，回弹性(应变50%，10次循环)达到76.38%，静态缓冲系数低至0.04，且在80 ℃下加热60 min后，其表面温度仅上升了4.5 ℃。结论 经NRL改性后植物纤维发泡材料具有良好的疏水、缓冲、隔热等性能。
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  刺激响应型多色荧光材料的合成及应用于商标防伪

  李颖, 向娟娟, 肖述章, 耿鹏

  . 2024, (23): 168-173. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.017

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  目的 研制具有多重刺激响应、颜色变化丰富的有机荧光材料，设计一类柔性结构的聚集诱导荧光增强型有机荧光染料。方法 以共轭丙二腈单元为吸电子基团，以烷氧基芳醚为给电子基团，设计合成基于吡喃结构的有机D-π-A化合物，测试其光物理性质及刺激响应行为，研究其响应机理。结果 所合成吡喃结构衍生物在聚集时荧光增强，具有固态发光特性;在机械力的作用下，由橙色荧光转变为红色荧光，加热可变为绿色光，表现出三色变化的刺激响应性质;机理研究结果表明，该化合物3种不同颜色的发光，源于3种不同的堆积状态。结论 利用机械力、热作用下不同荧光颜色变化，实现三色的刺激响应行为，它在商标等标识防伪领域具有潜在的应用前景。
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  基于静态压缩的葫芦膜单元承载压力的实验分析

  杜兴丹, 顾晓杰, 杨立颖

  . 2024, (23): 174-179. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.018

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  目的 研究葫芦膜泡径、厚度、充气量、材料降解性对缓冲包装单元承载压力的影响。方法 针对不同规格的葫芦膜进行静态压缩实验，测定其单元承载压力-变形特性，分析静态压缩速度、充气速度、泡径、厚度、材料降解性对其单元承载压力的影响。结果 在一定范围内，静态压缩速度和充气速度对其单元承载压力的影响不显著;超出这一范围后，静态压缩速度越大，充气速度越慢，则相同压缩形变条件下葫芦膜的单元承载压力越大;葫芦膜的泡径越小，薄膜厚度越大，在相同压缩形变条件下单元承载压力越大;在尺寸规格相同的情况下，降解材质的葫芦膜的单元承压性能远低于非降解材质的葫芦膜。结论 研究结果对葫芦膜包装材料的选择和使用有一定的指导意义。
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  PLLA/PBAT共混包装膜对红树莓保鲜效果的影响

  王博宇, 朱祝毓, 王亚东, 马淑芳, 成培芳

  . 2024, (23): 180-188. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.019

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  目的 开发一种兼具优异力学性能和良好气体透过性，并适用于红树莓保鲜的自发气调包装膜。方法 以聚(L-乳酸)为基膜材料，通过添加不同比例的具有良好柔韧性的聚己二酸-共对苯二甲酸丁二醇酯(PBAT)，采用熔融共混法制备聚乳酸/聚己二酸-共对苯二甲酸丁二醇酯共混膜(PLLA/PBAT)。测定共混膜的力学性能、气体透过性和水蒸气透过性，并研究在4 ℃ 贮藏条件下共混膜对红树莓的保鲜效果。结果 当PBAT的添加比例(质量分数)为10%、30%时，PLLA的断裂伸长率分别提高了87倍和77倍，氧气透过率分别降低了19%、7%。采用不同包装膜的红树莓在冷藏条件下贮藏7 d， PLLA/PBAT(10%)共混膜能够保持红树莓包装袋内O2的体积分数为5%、CO2的体积分数为12%的气体环境，呼吸强度比PE、CK组分别降低了27.1%、18.6%，质量损失率相较于CK组降低了65.8%，红树莓保持了良好的外观，延长了保鲜期。结论 PLLA/PBAT共混膜形成的气体环境，有利于红树莓低温贮藏保鲜，包装内部的5% O2和12% CO2的气氛环境能够降低红树莓的质量损失，同时还可延缓红树莓的衰老速度，将红树莓的低温保鲜期延长至7 d。
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  改性壳聚糖/百里香精油复合涂膜对荔枝保鲜效果的影响

  张映杭, 刘运浩, 周闯, 侯佳佳, 杨子明, 王超, 何祖宇, 李普旺

  . 2024, (23): 189-196. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.020

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  目的 对壳聚糖进行接枝改性，并与百里香精油复合，探究复合涂膜在荔枝贮藏期间的保鲜效果。方法 在活化剂的作用下，对壳聚糖接枝季磷盐和山梨酸，提高其水溶性和抗菌活性，然后与纳米纤维素、百里香精油制备复合膜液，将复合膜液用于荔枝的常温保鲜，对荔枝的pH、质量损失率、维生素C含量、总酚含量、可滴定酸含量、可溶固形物含量等指标进行测试分析，并与超纯水、咪鲜胺、壳聚糖等对照组进行对比，探究复合涂膜对荔枝贮藏品质的影响。结果 与对照处理组相比，改性壳聚糖/百里香精油复合涂膜具有较好的阻隔性能，能有效减少荔枝的质量损失，减少水分和营养物质的流失量，抑制霉菌的生长与褐变。结论 改性壳聚糖/百里香精油复合涂膜具有保持荔枝质量、延长贮藏货架期的能力，并且涂膜液来源经济，有较高的实用推广性和发展前景，能够实现经济、绿色、高效、持久的保鲜效果。
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  花生芽苗菜贮藏品质变化及货架期预测模型

  尚佳硕, 周倩, 赵泽军, 刘佳, 王华

  . 2024, (23): 197-206. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.021

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  目的 探究化学保鲜技术和低温保鲜技术对花生芽苗菜采后贮藏品质和生理特性的影响，建立其货架期预测模型。方法 对比不同壳聚糖浓度下花生芽苗菜的感官品质，在此基础上分析不同贮藏温度下花生芽苗菜的果胶含量、纤维素含量、叶绿素含量、质构(硬度、脆度、咀嚼性)的变化情况;将果胶含量和纤维素含量作为特征指标，采用Arrhenius方程和化学动力学方程，建立花生芽苗菜货架期的动力学模型。结果 经过质量分数为0.12%的壳聚糖溶液处理后的花生芽苗菜，在0 ℃下贮藏保鲜12 d后，其果胶含量为(5.13±0.02) mg/L，纤维素含量为(1.09±0.06)%，硬度为(141.34±18.19) N，脆度为(141.34±18.19) N，咀嚼性值为(29.28±1.47) N，均显著高于其他温度处理组(P<0.05)，且仍具有食用品质。之后在低温与化学保鲜复合技术的基础上，建立相应的货架期预测模型。结论 花生芽苗菜果胶货架期和纤维素货架期整体平均误差(9.75%、2.88%)较低，花生芽苗菜预测模型整体准确度较高。利用所建立的预测模型，对花生芽苗菜的货架期进行预测，与实际货架时间之间的误差为±10%，该模型可用于预测0~25 ℃贮藏条件下花生芽苗的保鲜效果，对指导生产实践具有重要意义。
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  食品国际化创新应用型人才培养研究与实践

  范金波, 周素珍, 周红, 吕欣然, 李学鹏

  . 2024, (23): 207-211. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.022

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  目的 经济全球化进程不断加快、文化多元化态势不断加剧，这势必使国际化教育面临新的挑战，对创新应用型人才培养提出新的要求。面向未来、产业需求，食品国际化创新应用型人才培养研究与实践将拓展国际化教育发展途径。方法 以渤海大学与布隆迪大学共建“中文+食品”应用型人才培养机制为例，阐述了项目合作基础、人才培养存在的困难以及策略与实践。结果 从落实立德树人根本任务、推进“中文+食品”标准体系建设、构建双师双语师资队伍、推进课程体系建设等方面，阐明了“中文+食品”创新应用型人才培养的对策。结论 渤海大学的“中文+食品”创新应用型人才培养体系已初步形成，这将为地方高校食品专业、包装工程专业等工科专业国际化创新应用型人才培养提供新思路。
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  考虑车辆轴荷比与弯矩极值的三维负载分布图构建方法

  闫军, 漆荣刚, 吕炜东, 王皓冬

  . 2024, (23): 212-219. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.023

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  目的 探究货车装载平衡问题中货物质量分配的精确量化方法，旨在为实际装车提供指导。方法 针对在标准载重下的某品牌货车，通过力学分析建立平衡方程，建立以最佳轴荷分配和最小化车厢弯矩为优化目标的数学模型，并纳入车厢允许弯矩、载荷转移比(LTR)及货物平均密度等约束条件。采用改进的模拟退火算法进行迭代优化，寻找最优装载布局，并利用Matlab软件进行三维负载分布图的绘制。结果 根据三维负载分布图，对某装车平台生成的装车方案进行优化，优化方案轴荷比为0.387 3，较原方案更加接近理想轴荷比，同时车厢弯矩峰值也降到4 579。总体表现为货物总重心分布更合理，弯矩和剪力图更平滑，表明车辆负载状态得到明显改善。结论 考虑轴荷比与弯矩极值的三维负载分布图构建方法，能够解决具体货车装车场景下货物质量精确分配的难题，优化了车辆的载重平衡，减少了安全隐患。实例验证表明，可依据该方法生成装车指导图并调整装载布局，对实际装车作业具有指导价值。
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  基于可信标识的皮棉生产质量追溯方法研究

  吴雪, 孙文磊, 郎双曼, 王丽雯, 常赛科, 路程

  . 2024, (23): 220-231. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.024

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  目的 通过分析当前棉花加工行业存在的信息链断裂、质量信息追溯难、各环节信息孤岛等问题，实现皮棉生产全过程质量信息管理。方法 提出了一种基于标识解析的皮棉生产全过程质量信息追溯方法。首先，按照生产顺序将皮棉生产的环节进行划分，分析各环节中对质量存在危害的影响因素;其次，运用模糊层次分析法计算各环节的权重值，对皮棉生产车间的可靠性进行了分配;然后，通过对各环节中的人、机、料、法、环、测等信息进行分析，融合标识解析技术和可拓物元理论，探讨了一种基于物元可拓的全要素信息标识模型，以实现对皮棉生产信息的高效管理;最后，在信息标识的基础上，提出了一种结合有向无环图(DAG)的质量信息追溯方法。结果 采用IntelliJ IDEA编程软件和MySQL数据库搭建了皮棉生产全过程质量信息追溯系统，实现了对皮棉生产全过程质量信息的溯源。结论 通过对机采棉加工关键质量信息追溯进行验证，测得了系统平均查询时间为73.964 ms，能够满足皮棉生产质量信息追溯的需求。本研究可为棉花生产全过程质量信息追溯提供一定的参考与借鉴。
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  基于改进Faster R-CNN的零食包装盒表面缺陷检测

  巩雪, 孙雪刚, 褚洋洋, 崔功卓, 李欣妍

  . 2024, (23): 232-240. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.025

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  目的 针对现有食品包装盒表面缺陷检测方法存在的复杂背景下小目标缺陷检测难、漏检率高、检测精度低等问题，选择生活中常见的绿豆糕零食包装盒作为检测对象，提出一种基于改进Faster R-CNN的绿豆糕包装盒表面缺陷检测方法。方法 以Faster R-CNN算法架构为基础，以Swin Transformer V2-T为特征提取主干，初步提高算法对包装盒缺陷特征的提取能力;结合加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network，BiFPN)自适应调节每个尺度特征图的权重并对不同尺寸的特征进行多尺度融合，以提高识别的准确率;通过ROIAlign结合ECA注意力机制替换ROIPooling，去除2次量化误差并进一步优化算法对包装盒缺陷的检测能力。结果 本检测方法可准确提取目标缺陷，绿豆糕包装盒表面的4种缺陷的检测平均精确率(Average Precision，AP)较改进前分别提高19.66、12.96、14.56、18.86百分点，同时平均精确率均值(mean Average Precision，mAP)在IoU为0.5上较改进前提高了15.76百分点。结论 改进后的模型为Faster R-CNN在食品包装盒智能化生产上的应用了提供有益的参考和经验。
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  基于T-history方法的蓄冷材料物性改进测量方法研究

  王云涛, 陈爱强, 顾亚龙, 胡晶晶

  . 2024, (23): 241-249. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.026

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  目的 提出一种改进后的蓄冷材料物性参数简易测试方法，服务于冰袋等性能测试。方法 考虑相变起始点和结束点温度不同带来的显热影响，对相变潜热和固态比热计算公式进行改进。采用曲线拐点的切线和曲线一阶导函数极小值点所对应温度点切线的交点作为相变结束点进行计算。以去离子水作为无机相变蓄冷材料代表、洛卡伯爵蓄冷剂作为复合相变蓄冷材料代表进行实验验证。结果 测定去离子水和洛卡伯爵蓄冷剂的液态比热、相变潜热和固态比热等参数与理论值相差在8.1%以内。相比原有测定方法，液态比热和固态比热测定精度不变，相变潜热值精确度提高了2%。结论 该改进方法用于相关蓄冷剂物性参数测定是准确和可行的。
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  塑料瓶吹灌封一体机合模机构设计及有限元优化分析

  丁小锋, 周利军, 李治伟, 黄利军, 王东, 李乐村, 卢永群, 许斌, 王长朋

  . 2024, (23): 250-257. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.027

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  目的 研发设计塑料瓶吹灌封一体机最关键的合模机构，通过有限元数值仿真方法，分析验证合模机构设计的合理性，为持续进行高强度的合模作业提供保障。方法 通过对合模机构进行结构设计，使其具备吹、灌、封一体化功能;采用有限元数值仿真方法，对设计的合模机构组件的力学强度及运行过程的位移进行分析。结果 合模机构的支撑轴接触部位应力过大，通过将材料2Cr13变更为3Cr13，可提高支撑轴的强度;同时优化合模支撑轴的结构改善接触部位的应力分布。有限元数值仿真结果显示，支撑轴接触部位最大等效应力为394.13 MPa，比原模型最大等效应力下降36.95%，满足结构强度要求。结论 合模机构中部合模支撑轴与中间定位板横向接触位置应力集中，是结构设计的薄弱环节;采用有限元数值仿真方法可快速准确地分析合模机构的结构强度，并通过迭代优化设计，确保合模机构作业的可靠性与稳定性;设计的合模机构精度高、运行稳定，满足设计要求。
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  基于数字孪生的装配技术现状及发展展望

  庄明, 刘正涛, 黄安畏, 杨九州, 刘博, 付扬帆, 周富, 詹青青, 吴厦

  . 2024, (23): 258-267. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.028

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  目的 综述国内外基于数字孪生的装配技术的发展现状，并结合制造业发展趋势及装配技术的发展脉络，对基于数字孪生的装配技术发展前景进行展望。方法 梳理了数字化装配历经的基于虚拟现实的数字化装配、基于增强现实的数字化装配、基于数字孪生的数字化装配3个发展阶段及其各自的特点，重点综述了国内外在数字孪生模型构建、孪生体仿真精度预测与控制、数字孪生装配系统开发等方面的研究进展，并对未来装配技术的发展前景进行了展望。结论 明确指出基于数字孪生的装配技术在数据准确性和完整性、时效性和系统集成与兼容性等方面还面临问题和挑战，并提出了相应的解决思路。
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  湿热耦合作用对聚脲静动态拉伸力学性能的影响规律

  程瑜, 宋睿, 郭辉, 陈玉

  . 2024, (23): 268-275. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.029

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  目的 聚脲作为新型的绿色环保防护材料，具有力学性能良好、施工便捷、适应性广及防渗、抗冲磨能力强等优良特性。以聚脲材料为研究对象，分析湿热处理后聚脲材料的力学特性。方法 本文拟使用100%湿度下不同温度处理后的聚脲材料，利用GL-028型万能试验机对其做准静态拉伸试验，利用分离式霍普金森拉杆(SHTB)对其做动态拉伸实验，得到了不同应变率下聚脲材料应力-应变曲线。结果 聚脲试件经过30、40、50和60 ℃湿热耦合作用后与20 ℃湿热耦合相比，在准静态拉伸作用下分别降低0.11%、0.21%、0.26%和0.31%，应力-应变曲线表现出明显的非线性特性:初始线弹性阶段、高弹性阶段和密实阶段;在动态拉伸作用下减少3.5%、10.6%、12.5%和16.6%。因为应力波在传播过程中能量不断减少，聚脲的应变硬化率与准静态不同，呈现递减硬化的特性，形成应力波弥散现象。结论 实验结果表明，该聚脲材料防护性能优异，随温度升高，其力学性能下降幅度小，具有良好的耐湿热性。
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  不同因素下砾石层消波性能数值模拟研究

  原奇, 王震, 谢兴博, 朱熠, 尚晓伟

  . 2024, (23): 276-285. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.030

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  目的 为探究砾石颗粒介质的消波机理及其影响因素，采用数值模拟方法对爆炸冲击波在砾石颗粒层中的传播和衰减进行研究。方法 基于Python语言、细观建模等方法编写了颗粒的分布算法，并研究颗粒介质对冲击波衰减的影响趋势及其机制。结果 建立了考虑颗粒分布随机和孔径大小随机的颗粒层二维几何模型，然后基于映射网格算法和孔隙度的控制算法得到了相应的有限元模型。基于细观模型开展了冲击波在砾石颗粒层中传播衰减的数值模拟，系统分析了冲击波衰减机理。结论 颗粒间的多次复杂反射影响了冲击波的传播路径，是降低超压峰值和延长冲击波作用时间的主要原因;颗粒的运动对冲击波衰减的影响较小，而颗粒材料及摩擦对冲击波衰减的影响可以忽略;通过改变颗粒层孔隙度，可改变冲击波传播路径，进一步影响冲击波的衰减。
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  船舶锅炉内/外壳材料的本构模型参数获取及抗侵彻性能分析

  李志豪, 高玉波, 孙文彩, 喻明让, 肖新科, 王坤玄, 史刘彤

  . 2024, (23): 286-295. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.031

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  目的 获取船舶动力系统设备中增压锅炉内/外壳材料的动态本构模型参数，分析结构在遭受爆炸破片冲击下的抗侵彻性能。方法 通过对锅炉外壳材料和内壳材料的力学性能测试，获得了材料的Modified Johnson-Cook(MJC)强度模型参数与Cockcroft-Latham(CL)断裂准则参数;对比试验和有限元模拟结果，在验证材料本构模型有效性的基础上，开展了锅炉内/外壳材料的抗侵彻性能研究。结果 得到了破片模拟弹(FSP)侵彻该锅炉外壳和内/外壳的弹道极限，发现FSP垂直侵彻锅炉内/外壳靶板过程中发生了剪切冲塞与延性扩孔，弹头发生磨蚀，靶板正面弹孔边缘翻起唇边，背面有一定凸起;在高速撞击下，FSP的45°斜侵彻基本不受弹头初始侵彻时刻不同的接触作用部位的影响，斜侵彻弹丸发生了更为严重的磨蚀。结论 获取的本构模型参数可以用于船舶锅炉抗侵彻有限元仿真，仿真结果对于评估船舶动力系统在破片下的损伤有一定的参考价值。
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  钨合金破片对Q235钢靶侵彻规律研究

  雷晋伟, 宋佳琪

  . 2024, (23): 296-304. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.032

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  目的 以典型质量8 g钨合金破片为研究对象，分析其对15 mm Q235钢靶的弹道极限(V50)的影响规律。方法 首先通过弹道枪试验，验证仿真模型准确性，然后采用数值模拟方法，研究不同形状、质量和着靶角等因素对15 mm Q235钢靶侵彻规律的影响。结果 方形破片和球形破片的V50均随着破片质量的增大而降低;侵彻15 mm Q235钢靶板，方形破片V50低于球形破片，随着破片质量的增加，2种破片的V50差距逐渐减小;在此基础上，通过量纲分析，获得了钨合金方形破片侵彻靶板的破片直径与穿靶能量的关系，公式计算值与仿真值误差在6%以内。结论 得出了8 g钨合金破片对15 mm Q235钢靶的V50的影响规律，研究结果对破片选型具有一定的参考意义。
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  铁路35 t敞顶箱裸包装大板玻璃集装运输架设计及仿真分析

  王建国, 潘帅, 袁舜

  . 2024, (23): 305-310. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.033

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  目的 针对铁路大板玻璃木箱包装存在受潮易变形、耐用性差、无法循环使用等问题，设计一款安全可靠、可循环使用、拆解回送、实现重去重回的铁路35 t敞顶箱裸包装大板玻璃集装运输架。方法 首先按照《钢结构设计规范》及敞顶箱内部结构，设计集装架;接着根据《铁路货物装载加固规则》，确定不利工况下的装载加固方案，计算作用在集装架上的力值;最后利用SolidWorks和ANSYS协同仿真技术，建立玻璃集装架CAE模型，进行动载工况有限元分析。结果 集装架纵向、垂向、横向限位组件最薄弱部分应力分别是186.44、184.82、168.98 MPa，变形量分别是1.30、0.36、0.75 mm，均符合规定。结论 结果表明，大板玻璃集装运输架安全可靠，可有效降低玻璃破损率，符合铁路货物安全运输需求，可为同类型铁路板状货物集装运输架设计提供有力参考。
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  放射性物品运输容器屏蔽性能评价方法及实践

  王智鹏, 荣誉, 王鹏毅, 王长武, 孙谦, 张煜航, 郝嘉欣, 李俊, 孙树堂

  . 2024, (23): 311-317. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.034

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  目的 为放射性物品运输容器的屏蔽性能评价工作提供参考和建议。方法 以1种典型大容量厚屏蔽放射源运输容器作为研究对象，使用辐射防护领域常用的3种屏蔽评价方法(公式计算、蒙特卡洛软件计算、屏蔽试验)对其进行屏蔽性能评价，给出相同活度的⁶⁰Co放射源在运输容器外部指定位置产生的辐射水平。使用⁶⁰Co放射源(12 000 Ci)和辐射测量仪器对研究对象直接开展屏蔽性能检测试验，并通过换算给出在装载指定活度⁶⁰Co放射源时的外部辐射水平，并将实测结果与计算结果进行对比分析。结果 使用3种不同方法得到了同一运输容器在装载相同内容物时其外部指定位置的辐射水平。使用公式计算最为方便快捷;使用蒙特卡洛软件计算得到的结果和实测结果更为接近;使用放射源直接开展测量获得的结果最为直观和可信，但受测量环境和仪器影响较大。结论 3种计算方法和实测结果在数值上略有不同，但均位于同一数量级，均可用于放射性物品运输容器的屏蔽性能评价。
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  高温气冷堆新燃料运输容器辐射安全分析

  田英男, 赵秋娟, 陈宗欢, 王炳衡, 谢思洋, 胡小利

  . 2024, (23): 318-324. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.035

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  目的 基于高温气冷堆新燃料特征，通过辐射安全分析使高温气冷堆新燃料运输容器设计满足GB 11806—2019《放射性物品安全运输规程》的相关规定要求。并根据分析结果和我国核电厂运输容器作业运行经验，进行运输容器作业的职业照射分析，确保人员辐射安全。方法 对新燃料的主要放射性核素进行梳理分析，使用核数据确定新燃料的光子和中子能谱，利用蒙特卡洛方法程序建立运输容器三维模型，并进行辐射屏蔽分析。利用辐射屏蔽分析的外部剂量率进行运输容器作业人员剂量评估。结果 装载UO2燃料的运输容器在例行运输工况下表面最大剂量率小于规定的0.5 mSv/h限值，运输指数为0.05，满足II级(黄)货包的要求。PuO2和MOX燃料元件的辐射水平比UO2燃料元件高了6个数量级，为使运输容器仍符合II级(黄)货包的要求，外部屏蔽需要采用20 cm铅和20 cm含硼环氧树脂。结论 由于UO2燃料辐射水平较低，因此装载UO2燃料的运输容器在例行运输工况和正常运输试验条件下均满足标准要求。由于钚产品中含有放射性次锕系元素和裂变产物导致PuO2和MOX燃料辐射水平远高于UO2燃料的，用于装载UO2燃料元件的运输容器不再适用，因此其运输容器外必须增设光子和中子屏蔽。
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  基于商业卫星批量运输的包装箱测控系统设计

  马基贤, 许宁, 张鹏, 陈建华, 石亚慧

  . 2024, (23): 325-333. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.23.036

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  目的 设计一种适应单次多星多箱批量运输模式的新型包装箱测控系统。方法 通过改进组网形式、升级监控模式、优化测控软件，实现适应公路、铁路、海运、空运等多种运输方式批量运输的包装箱测控系统。结果 经功能试验、环境试验、全程模拟试验验证，实现了多台设备同时监控、全过程运输数据不间断采集、快速生成监控数据报告功能，满足使用要求。结论 新型包装箱测控系统能够提供多用户同时在线、多设备统一管理、远程移动端监测等服务，可靠保障卫星由研制基地至发射基地的批量转场运输。