2025年, 第0卷, 第1期　
刊出日期：2025-01-17

  

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  农林剩余物/无机轻质多孔材料研究进展

  谢辉, 吴昊, 帅海乐, 郑龙, 左迎峰

  . 2025, (1): 1-10. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.001

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  目的 对常见的农林剩余物和无机胶黏剂及其特性进行概述，分析农林剩余物/无机轻质多孔材料的孔结构构筑方法和界面相容性的调控等方面的研究现状与发展趋势，总结存在的问题及面临的挑战，为相关研究和生产提供理论基础。方法 从农林剩余物/无机轻质多孔材料的原材料与制作出发，介绍了孔结构物理构筑、化学构筑的成孔原理和性能对比，并提出通过农林剩余物预处理和无机胶黏剂预处理来提高两相界面相容性，进而提升复合材料的综合性能。结果 不同构筑方法对无机轻质多孔材料孔结构的形成、形态、分布等的影响不同，合理的预处理方法对无机轻质多孔材料的力学性质、耐水性能的提升有着显著效果。结论 目前对轻质复合材料制备和改性技术的研究已取得一定进展，但多局限于理论实验阶段，应加强其产业化研究与应用，以创造更多社会与经济价值。
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  不沾奶盖膜性能的影响因素探究

  盛佳, 王震业, 李洪亮, 王凤凯

  . 2025, (1): 11-17. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.002

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  目的 研究涂布量、封合工艺及常温发酵乳体系对盖膜不沾奶性能的影响，为不沾奶盖膜在液体类包装中的应用提供途径。方法 研究固含量及涂布次数对涂布量的影响。探索涂布量对盖膜密封和不沾效果的影响，同时探索封合工艺对盖膜不沾效果和密封性能的影响，以及常温发酵乳体系对盖膜不沾效果的影响。结果 涂布量的增加使盖膜不沾效果得到提高，当盖膜涂布量达到0.81 g/m²时盖膜几乎不沾奶，但是固含量≥7%时出现粉体掉落情况。当涂布量在0.62~0.81 g/m²时，盖膜具有长效不沾效果。在260 ℃、400 kPa、0.8 s、涂布量为0.62 g/m²的条件下，封盖膜密封良好，具有最佳不粘效果和最小为10%的沾奶面积。随着温度从220 ℃升高到270 ℃，盖膜的密封性能得到改善，沾奶面积从0增加到65%。在去除发酵乳中的稀奶油、淀粉、食用胶后，体系黏度从1 197 mPa/s下降到423 mPa/s;同时去掉稀奶油和淀粉，则体系黏度下降至208 mPa/s。发酵乳体系黏度与其成分密切相关，体系黏度越低，盖膜表面越不容易黏附。奶液的滑落时间从15 s下降至1 s，且较普通盖膜具有更优的不沾效果。结论 低固含量多次涂布可提高盖膜表面涂层的均匀性和不沾效果。不沾涂层的涂布量、封合温度、封合时间的增加，会降低不沾效果，但利于密封性能的提高。发酵乳体系黏度与其成分密切相关，淀粉对体系黏度的影响最大，而体系黏度越大，发酵乳越容易黏附。
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  单体及引发剂对自由基-阳离子混杂喷墨墨水的光固化行为及膜性能的影响

  刘媛, 姚露, 廖正福, 明亚强, 韩栋

  . 2025, (1): 18-27. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.003

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  目的 选用7种不同种类的丙烯酸酯及脂环族环氧单体3,4-环氧环己基甲酸-3',4'-环氧环己基甲酯(TTA-21)、光引发剂和自制色浆等原料，构建一系列自由基-阳离子混杂光固化墨水，研究丙烯酸酯种类和用量、光引发剂混合比例等因素对混杂墨水光固化行为和固化膜性能(硬度、附着力、热性能)的影响。方法 用实时红外光谱(Real-time FTIR)表征混杂光固化体系墨水的聚合动力学，用热重分析仪(TGA)表征混杂体系的耐热性能。采用百格法和铅笔硬度计测试固化膜的硬度和附着力。结果 混杂光固化体系墨水的聚合动力学与体系黏度、自由基结构等因素相关。混杂体系的黏度低，链的运动性增加，反应的动力学性能得到改善;丙烯酸酯官能度的增加提高了体系的耐热性，但体系固化膜内应力增大，膜脆性增加，附着差，硬度低。结论 双官能度的HDDA与TTA-21构建的混杂体系黏度较低，光固化速度快，双键和环氧基团转化率高，固化膜的综合性能较好，满足阻焊制程工艺要求，在喷墨阻焊中具有潜在的应用前景。
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  植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料研究进展

  魏风军, 杨雪

  . 2025, (1): 28-39. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.004

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  目的 植物纤维在增强可降解复合材料中的应用日益广泛，探讨植物纤维作为增强材料，在提升聚3-羟基丁酸-3-羟基戊酸共聚酯(PHBV)和聚对苯二甲酸-己二酸丁二醇酯(PBAT)2种可降解复合材料综合性能中的优势与潜力。方法 综述不同种类植物纤维增强PHBV和PBAT可降解高分子材料的研究进展，对各种复合材料的综合性能进行分析比较，并对其应用性能和前景进行总结与展望。结果 植物纤维作为增强材料在PHBV和PBAT可降解高分子材料中的应用具有显著的优势和潜力，通过合理的纤维选择和表面改性技术，可制备出综合性能优异的可降解复合材料，满足不同应用领域的需求。结论 未来，植物纤维增强PHBV和PBAT可降解复合材料的研究应针对抗菌抗氧化、水气阻隔、阻燃抑燃等领域展开系列研究，制备集高强度、耐水性和功能性于一体的可降解复合材料，以推动植物纤维增强可降解复合材料在更多领域的广泛应用。
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  工艺因素对植物纤维活性发泡材料发泡性能及力学性能的影响

  李纪磊, 何忠, 陆星宇, 宋万龙, 孙斌, 赵宇, 马晓军

  . 2025, (1): 40-48. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.005

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  目的 探究不同的原料配比、工艺参数对植物纤维发泡材料的发泡性能、力学性能的影响。方法 以阔叶木纤维和聚乙烯醇(PVA)为原料，利用聚醚(F127)活性发泡和常压干燥工艺制备植物纤维发泡材料。结果 随着纤维含量的提升，材料发泡倍率、孔隙率、排液率均呈现降低趋势。在纤维含量较低时，材料拥有较好的回弹性，反之，材料具有较高的抗压强度。F127的加入有效降低了体系的表面张力，材料的泡孔尺寸逐渐减小。随着F127的增加，材料的发泡倍率、孔隙率和回弹率呈现先增加后降低的趋势，抗压强度变化不明显。湿度增加则植物纤维发泡材料的回弹性增加，温度增加则其抗压强度增加。结论 当植物纤维、PVA、F127的质量分数分别为4%、3%、2%时，植物纤维发泡材料的综合性能较优异。
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  可降解塑料包装袋土埋降解性能研究

  周雅丽, 黄少云, 周振基, 邹洋, 贺嘉, 李鑫

  . 2025, (1): 49-56. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.006

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  目的 塑料污染已成为全球环境污染的一个突出问题，对新型绿色生物可降解塑料的需求不断增加。为评估不同生物可降解材料在土壤环境中的降解性能，并探讨加速材料降解的主要因素。方法 设计一系列土埋实验，模拟材料在自然环境中的土壤条件。实验使用淀粉+聚乙烯(PE)、聚乳酸(PLA)+聚己二酸-对苯二甲酸丁二酯(PBAT)+淀粉、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)+聚乳酸(PLA)+玉米基材以及高密度聚乙烯(HDPE)+细胞外基质(ECM)降解母料，并以聚乙烯(PE)作为对照组。通过改变埋土深度、土壤湿度和土壤pH值等实验条件，结合傅里叶红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)、热力学分析等技术，探究不同材料的降解速率、降解性能差异以及材料分子结构可能的变化。结果 研究表明，样品的结晶度显著影响其降解性能。尤其是PLA+PBAT+淀粉样品，由于分子间作用力增强和热触发运动性能的降低，在实验中表现出较低的最大失重速率和较高的失重峰温，表现出最高的热稳定性和最佳的降解性能。结论 样品表现出良好的热稳定性和降解性，为生物可降解塑料的开发和应用提供了科学依据，有助于解决塑料污染问题。
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  不同偶联剂改性铜尾矿对PP/EVA复合材料性能影响

  黄峰, 夏忠浩, 万仁康, 力文玉, 蔡国俊, 张继梅, 华苏东, 张亚男, 延伟康

  . 2025, (1): 57-64. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.007

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  目的 解决铜尾矿(CT)堆积对生态环境的严重影响，探索改性铜尾矿作为增强填料在PP/EVA 共混物中的高效利用。方法 使用硅烷偶联剂KH550、KH560和KH570对铜尾矿进行表面改性以改善其疏水性，评估不同偶联剂改性铜尾矿填充对复合材料力学性能和热性能的影响，并通过SEM分析改性铜尾矿在复合材料中的分散情况及与基体的界面结合情况。结果 KH570改性的铜尾矿复合材料拉伸强度达到17.23 MPa、弯曲强度达到28.06 MPa、缺口冲击强度达到15.31 kJ/m²，热稳定性显著提高，最大降解温度tmax为498 ℃，且SEM显示改性铜尾矿在复合材料中分散均匀，与树脂基体界面结合良好，应力集中现象减少。结论 研究结果为废弃铜尾矿的高效利用提供了新思路，为其在树脂基复合材料中的应用奠定了基础，实现了对铜尾矿高效利用的研究目标。
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  微晶纤维素/改性纳米水滑石/聚乙烯醇抑菌膜的制备与性能

  郑秀君, 陶煜沛, 徐丽英

  . 2025, (1): 65-72. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.008

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  目的 制备微晶纤维素(MCC)/改性纳米水滑石(SA-SDS-LDH)/聚乙烯醇(PVA)膜，并研究影响该膜性能的因素。方法 利用NaOH-NaClO法从花生壳中提取MCC，采用焙烧复原法制备山梨酸钾(SA)、十二烷基硫酸钠(SDS)插层水滑石(LDH)纳米材料(SA-SDS-LDH)，采用溶液流延法制备复合膜(MCC/SA-SDS-LDH/PVA)。通过傅里叶变换红外光谱、热重和扫描电镜对复合膜的结构、热稳定性、形貌进行表征，测试其力学性能、吸水率、溶解率和抑菌性能。结果 MCC、SA-SDS-LDH与PVA膜的相容性较好;添加SA-SDS-LDH，能够提高PVA膜的热稳定性;添加MCC、SA-SDS-LDH可以提高PVA膜的耐水性;添加(均用质量分数计)MCC(1%)、SA-SDS-LDH(4%)的复合膜，其力学性能优于纯PVA膜;在MCC、SA-SDS-LDH的添加量分别为3%、4%时，复合膜表现出最佳的抑菌效果。结论 MCC/SA-SDS-LDH/PVA膜具有较好的抑菌性、力学性能、耐水性、热稳定性，为食品包装领域提供了一种性能优良的抑菌膜。
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  增强白牛皮纸阻湿抑菌天然可降解涂层的制备及性能研究

  武军, 沈荣波, 杨国光, 杨伟栋, 沈海生, 陈松润, 邱赞业

  . 2025, (1): 73-78. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.009

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  目的 探索涂层技术在白牛皮纸上的应用，提高白牛皮纸的阻湿和抑菌杀菌性能，拓宽其包装应用范围。方法 先筛选涂布液的原料，再调剂它们的相容性。采用刮刀对纸张进行涂布，接着在涂层面覆膜，加热吹风并辊压后揭膜，在白牛皮纸表面形成厚度均匀的涂层。干燥后测试其抑菌杀菌性、阻湿性、力学强度及光泽度等指标，并分析其市场应用及商业价值。结果 涂布后白牛皮纸的阻湿性提高了4~5倍;抑菌杀菌性能随着壳聚糖含量的提高而提高，最高可达15倍;光泽度随着明胶含量的提高而提高。结论 天然可降解涂层有效提升了白牛皮纸的抑菌杀菌性、阻湿性等，提升了纸面的光泽度和美观度等商业价值。
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  壳聚糖基保鲜膜/涂层的制备及应用

  沈永康, 朱峰, 冯雪锋, 崔钰圆, 黄明堦, 林冠烽, 黄彪, 陈燕丹

  . 2025, (1): 79-88. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.010

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  目的 解决单一组分壳聚糖成膜性能不佳，无法满足食品包装商业应用需求的问题。综述壳聚糖基保鲜膜/涂层应用于食品包装领域的可能性。方法 对现有文献进行系统梳理并综合分析，介绍壳聚糖基保鲜膜/涂层的多样化制备技术、改性策略及性能表征，并概述壳聚糖基保鲜膜/涂层在食品包装领域最新的应用研究进展。结论 通过对壳聚糖进行物理/化学改性，可以显著改善其光学、力学、阻隔和抗菌等方面的性能。最后对壳聚糖基保鲜膜/涂层在食品包装领域的应用潜力进行了展望，指出了未来研究的重点方向。
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  基于CiteSpace食品抗菌膜领域研究态势分析

  李娟, 张源, 张子桐, 王淼, 张东杰

  . 2025, (1): 89-96. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.011

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  目的 系统分析食品抗菌膜领域的发展历程以及研究动态、热点和趋势。方法 基于中国知网(CNKI)和Web of Science(WOS)数据库，采用CiteSpace可视化分析软件，对2000—2024年食品抗菌膜领域的文献进行量化统计分析。结果 国内外发文数量稳步增长，多见于食品领域高质量期刊;中国、伊朗和印度为主要发文国家，其中中国贡献最大，占比42.83%;研究主要集中在高校和科研院所，其中中国的江南大学(21篇)和伊朗的阿扎德大学(40篇)发文量居前，全球发文机构前10名中，中国占7席。该领域核心作者包括国内44位和国外37位;研究热点涵盖制备工艺、抗菌性能和应用效果，前沿领域聚焦于天然抗菌剂和抗菌性能研究。结论 全球食品抗菌膜研究呈现稳步推进态势，研究深度和广度不断扩展，热度逐年攀升;中国在全球学术影响力显著，但仍有提升空间。该领域跨团队、跨国界的学术交流与合作仍显不足，未来需进一步加强;预计抗菌机理及性能研究仍是主要方向。
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  基于紫薯花青素及明胶构建鸡肉新鲜度智能指示标签

  龙吉杨, 张文瑜, 阮长晴

  . 2025, (1): 97-105. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.012

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  目的 开发一种新型明胶基新鲜度指示标签，解决明胶基新鲜度指示膜水溶液稳定性差及天然色素迁移问题，探究二醛基纤维素的添加对指示薄膜稳定性的增益作用,以及复合指示薄膜的新鲜度指示性能。方法 以明胶(Gelatin，GE)为成膜基质，以二醛基纤维素(Dialdehyde cellulose，DAC)为交联剂，以紫薯花青素(Purple Sweet Potato Anthocyanins，PSPA)为pH敏感色素，制备了PSPA/DAC/GE复合薄膜，用于指示鸡肉新鲜度。结果 红外光谱图(FT-IR)、水溶液稳定性测试等结果表明，DAC的加入能有效降低复合膜的溶胀度和溶解性，并能更好地负载PSPA。将PSPA/DAC/GE用于鸡肉新鲜度监测，针对鸡肉变质过程中产生的氨气，复合薄膜表现出良好的响应性。其中，当PSPA的含量为GE干质量的10%时，指示膜的显色效果最明显。结论 成功地将PSPA/DAC/GE复合薄膜用于鸡肉新鲜度的监测，实现了新鲜度可视化，有效降低了消费者接触变质食品的风险，为生产者和消费者提供了更加便捷的生产消费方式。
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  杨梅果实采后品质劣变与保鲜研究进展

  胡子聪, 舒畅, 朱鸿杰, 胡超凡, 苏凤贤, 蒋巧俊

  . 2025, (1): 106-116. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.013

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  目的 为综合应用多种保鲜技术、深入研究病害防治策略和加强采后处理技术研究等提供理论参考，推动对杨梅资源的深入研究与杨梅产业的高质量发展。方法 通过文献综述的方法，讨论杨梅果实采后侵染性病害，系统梳理品质劣变的内在因素，包括水分流失、硬度变化、色泽变化、糖酸含量变化和香气成分变化等，分析各种物理和化学保鲜技术，包括低温冷藏、气调包装、减压处理、1-甲基环丙烯等化学处理方法的研究成果。结果 绿色木霉、桔青霉是导致杨梅果实出现白腐病和绿霉病等侵染性病害的重要因素，显著缩短了杨梅果实的货架期。杨梅果实采后品质劣变源于多个方面，包括果实自身的生理变化和外界环境因素的影响。通过综合应用低温冷藏、气调包装、减压处理和1-甲基环丙烯等化学处理方法，可以有效抑制果实生理代谢，调节微生物群落结构，维持果实品质，从而延长杨梅的保鲜期。结论 综合应用多种保鲜技术对提升杨梅果实品质和延长保鲜期具有重要意义。未来的研究应进一步探索杨梅病害防治策略，加强采后处理技术的研究，以实现杨梅产业的高质量发展。
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  淀粉基气凝胶的制备及其在食品包装中的研究进展

  王景晨, 孙琍, 韩苗苗

  . 2025, (1): 117-129. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.014

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  目的 对现阶段淀粉基气凝胶的制备、影响因素及其在食品包装领域的应用进行总结，以期为开发低成本高性能的淀粉基食品包装材料提供参考。方法 首先通过综述前体水凝胶的形成及干燥的方法介绍淀粉基气凝胶的主要制备方式，其次讨论了淀粉基气凝胶制备过程中的主要影响因素，最后对淀粉基气凝胶在食品包装中的应用进行了总结。结果 淀粉基气凝胶的制备主要遵循形成溶胶、凝胶后干燥成为固体的流程。淀粉种类、浓度、凝胶形成条件、干燥方式均会对气凝胶的实用特性产生影响。淀粉基气凝胶具有低密度、优异的机械特性和阻隔特性，可作为食品有效且稳定的保护屏障。高比表面积和孔隙率使其可以负载活性化合物，为食品提供抗菌、抗氧化的环境，延长食品保质期。结论 制备过程中综合考虑各项影响因素可以开发出成本更低、功能特性更强的淀粉基气凝胶。未来需进一步优化淀粉基气凝胶的构建，降低生产成本，同时应多加考虑淀粉基活性包装的安全性，以此推动淀粉基气凝胶食品包装材料的工业化生产进程。
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  食品接触木质餐具制品中9种重金属含量和迁移量的测定

  董帅, 雷婧, 刘金鹏, 仇凯, 殷磊

  . 2025, (1): 130-136. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.015

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  目的 采用电感耦合等离子体质谱技术，同步检测砷、镉、钴、铬、铜、镍、铅、硒、锑等9种重金属元素，对不同木质餐具中的重金属含量和迁移量进行测定。方法 选择HNO3-H2O2为消解液，采用微波消解进行含量测定;选择体积分数为4%的乙酸及体积分数分别为10%、50%、95%的乙醇等4种模拟物，采用浸泡迁移的前处理方式对样品进行迁移量的测定。选择⁷²Ge、²⁰⁹Bi、¹¹⁵In、⁴⁵Sc作为内标元素来监控和校正信号的差异，采用四级杆碰撞反应池技术消除质谱干预，优化仪器工作条件。结果 含量测定线性相关系数r²≥0.999 9，检出限范围为0.002~0.2 μg/L，加标回收率范围为92.3%~103.1%;迁移量测定线性相关系数r²≥0.999 1，检出限范围为0.002~3.0 μg/L，加标回收率范围为91.7%~107.4%。结论 此方法具有快速、简便、准确度高等特点，适用于测定木质餐具的含量和迁移量。
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  基于光栅干涉的信息隐藏及多彩色显示研究与印刷实现

  杨琛, 刘国栋, 郭凌华, 孟卿君, 李志健

  . 2025, (1): 137-144. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.016

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  目的 针对现有信息隐藏技术存在隐藏信息内容和色彩显示单调性方面的不足，提出一种基于光栅干涉的信息隐藏和多彩色显示技术。方法 从莫尔条纹干涉的物理现象出发，将彩色隐藏信息加载在特定设计的点状载体光栅图像上，分析并构建了含隐藏信息的载体光栅与解码光栅相互干涉产生的莫尔图案灰度变化函数关系，根据隐藏信息的像素分布规律，对载体光栅不同颜色通道的灰度变换，实现信息的隐藏及多种彩色显示。考虑到隐藏信息的边缘效应，使用多阶调的点状光栅为信息隐藏载体，优化多彩色显示技术的隐藏效果。结果 经过通道灰度变换的隐藏图像与原始载体图像的结构相似度指数SSIM均>0.90，解码显示图像与原始隐藏信息的SSIM值均>0.85，调节解码光栅的相位可实现隐藏信息的多彩色显示。在此基础上，进行了数码印刷实验验证，以实现印刷品信息隐藏和多彩色显示。结论 提出的信息隐藏和多彩色显示技术可通过印刷方式进行隐藏图像的输出，且达到较好的隐藏和显示效果，证明该方法在印刷包装产品运用的可行性。
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  基于改进YOLOv8的药片泡罩包装缺陷检测算法

  杨明旭, 张俊宁, 张志强, 刘佳

  . 2025, (1): 145-154. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.017

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  目的 针对目前药片泡罩包装缺陷检测算法中缺陷类型单一、检测精度低、实时性能差等问题，提出了一种基于改进YOLOv8的药片泡罩包装缺陷检测算法UACSS-YOLO(UNetV2-ADown-ContextAggregation- Slim-Neck-SAttention-YOLO)。方法 该算法首先设计了主干网络UNetV2捕捉多尺度特征，采用轻量化下采样卷积层ADown降低训练成本，接着引入注意力机制ContextAggregation聚合上下文信息，提升复杂背景下的检测能力，最后将原颈部网络和检测头分别替换为Slim-Neck和SAttention，以减少参数量并提高检测速度。结果 UACSS-YOLO较YOLOv8在精确度P上提升了6.6%，在召回率R上提升了5.2%，在PmA@0.5上提升了4.8%，同时浮点运算数只有11.9 G。结论 相比其他算法，UACSS-YOLO满足低算力兼顾高精度的部署需求，为药片制造过程中的实时缺陷检测提供了一种高效的技术解决方案。
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  基于纸张本构模型的瓦楞纸板边压强度仿真分析

  孙德强, 李想, 郝乾崇, 马毅, 李欣怡, 宋雅玲, 叶润杰, 高雪蒙

  . 2025, (1): 155-162. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.018

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  目的 采用LS-DYNA软件中的MAT274纸张本构模型，研究瓦楞纸板边压强度有限元仿真计算问题，并结合理论和试验结果验证模型的可靠性。方法 参照瓦楞纸板边压强度测试试验标准，使用ANSYS和LS-PREPOST软件建立与此标准相吻合的瓦楞纸板边压强度计算的有限元模型;采用边压强度试验及Li的简化公式和Garbowski的改进经验公式，分别得到瓦楞纸板的边压强度;对相关结果进行对比分析，以验证瓦楞纸板边压强度仿真计算模型的可靠性。结果 针对B型、C型2种瓦楞纸板，采用以上方法得到其压缩过程及压缩曲线或边压强度的试验、理论和有限元计算结果。结论 试验和仿真得到压缩过程中样品的变形模式和压缩曲线，以及边压强度理论、试验和仿真值结果的吻合性，证明了有限元模型的可靠性。这为瓦楞纸板设计应用提供了重要的参考和指导。
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  基于旋流强度散粮气力旋流输送特性研究

  宗向东, 魏文姬, 张汉山, 尚坤, 徐雪萌, 王龙

  . 2025, (1): 163-170. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.019

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  目的 研究散粮旋流输送流场特性，为散粮高效输送提供依据。方法 首先提出用旋流强度揭示旋流场的强弱，并给出定义和推导计算公式，论述旋流强度的离散及实现。然后基于旋流强度研究螺旋导流叶片起旋装置产生的旋流场特性，依据Realizable k-ε湍流模型，通过计算流体力学-离散元(CFD-DEM)耦合数值模拟计算。结果 散粮颗粒以一定的入口速度进入管道，在导流叶片起旋装置引导下开始螺旋运动，粮食颗粒的轴向速度沿径向对称分布，切向速度沿管道轴线对称分布。结论 通过旋流参数的对比分析，得出旋流场的最佳边界条件，入口轴向速度为20 m/s、叶片数量为6时，旋流使散粮颗粒能够充分起旋、不沉降，输送状态最佳。
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  主动声学黑洞振动控制研究综述

  陈羽泉, 杜艳平, 孙兆永, 窦水海, 吴鸣, 杨军

  . 2025, (1): 171-183. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.020

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  目的 综述主动声学黑洞在振动控制领域的研究进展，为机械设备中的梁板结构振动问题提供技术参考。方法 使用文献调研法，对学术领域中有关主被动声学黑洞振动控制的最新研究进行总结和分类，包括主动前馈声学黑洞、主动反馈声学黑洞、一维被动声学黑洞和二维被动声学黑洞，分析各类声学黑洞在振动控制方面的优势与弊端，并对主动声学黑洞未来的研究方向进行展望。结果 当前主动声学黑洞在振动控制领域的研究正处于初步发展阶段，尚未有研究将其应用至机械设备的振动控制中，总结和讨论主动声学黑洞这一新兴振动控制技术的研究进展，有助于机械设备中梁板结构的振动控制问题的解决。结论 主动声学黑洞在振动控制方面拥有独特的优势，具有较高的学术研究价值和广泛的工业应用前景，为机械设备的振动控制提供了新途径。
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  基于DEM模拟振动对颗粒堆积行为的影响

  刘占斌, 高翠芝, 张东升, 裴农, 张瑞凤

  . 2025, (1): 184-192. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.021

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  目的 颗粒的堆积高度反映了包装袋的填充密度，堆积高度越大，则填充密度越小;反之，填充密度越大。探究不同振动参数(振动时间、振动频率、振动幅度和振动方向)对颗粒堆积高度的影响规律，以提高包装袋的填充密度。方法 基于DEM(Discrete Element Method)，利用EDEM数值模拟软件建立PET颗粒堆积模型，并通过Matlab图像处理技术与实验相结合验证模型的准确性;在此模型基础上，仿真模拟颗粒在静止和振动状态下的堆积行为。结论 竖直方向的振动更能降低颗粒的堆积高度，增大填充密度;随着振动时间的延长，颗粒的堆积高度逐渐降低，随后趋于平稳，最大可降低约17.70%;随着振动频率的增加，颗粒的堆积高度显著降低，最大可降低约16.67%;随着振动幅度的减小，颗粒的堆积高度逐渐降低，最大可降低约18.59%。结果 通过改变振动皮带机的振动参数，可以有效提升包装袋的颗粒填充密度。
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  基于块合并策略的三维装箱多目标优化算法

  杨欣, 李明

  . 2025, (1): 193-202. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.022

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  目的 针对货车三维装箱的多目标优化问题，旨在提升货车货物的装载效率，降低装载成本，并确保货物在运输过程中的安全性。方法 结合货物在运输转弯过程中的力学分析，求解货物重心的安全区域，构建货车三维装箱多目标优化模型;提出一种基于块合并的策略，以减少决策空间;设计一种基于强化学习、Q-Learning算法的双种群约束多目标优化框架，以提高算法的收敛性和解的多样性;利用公共数据集和实例数据进行验证。结果 在满足转弯重心约束及其他约束的基础上，所提算法的平均空间利用率为92.07%，显著高于其他算法。结论 本文所提的多目标优化算法能有效提高三维装箱问题的空间利用率和载重利用率，为工程实践中的三维装箱问题提供了有效的解决方案和参考。此外，该算法在保障货物运输安全性的前提下，显著提升了装箱规划的效率。
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  考虑客户需求重要度的快递包裹配送车辆路径问题

  王勇, 赵小琴, 苟梦圆, 谢红霞

  . 2025, (1): 203-213. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.023

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  目的 针对客户在配送服务方面的个性化和高质量要求，在快递包裹配送过程中考虑客户需求重要度的差异以提高客户服务质量，并降低物流网络的运营总成本。方法 首先，考虑客户需求重要度对违反服务时间窗惩罚成本的影响，构建物流运营总成本最小化的数学模型;其次，设计基于Clarke-Wright节约算法的粒子群优化(CW-PSO)算法求解模型，并在算法中引入自适应更新机制，以提高算法的全局搜索能力和求解质量;然后，将CW-PSO算法与遗传-蚁群优化算法、蚁群优化算法和头脑风暴优化算法进行对比分析，验证CW-PSO算法的有效性;最后，以重庆市某快递包裹配送网络为例，比较分析优化前后各项运营指标变化，并进行基于客户需求重要度的敏感度分析。结果 优化后车辆使用数减少了38.9%，物流运营总成本降低了43.1%，将客户划分为5类需求重要度等级得到的优化结果具有优越性。结论 本研究所提出的优化模型、求解算法和考虑客户需求重要度可有效提高快递包裹配送网络的服务效率并降低物流运营总成本，进而为物流企业的快递包裹配送问题提供理论参考和决策支持。
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  带时间窗约束的逆向物流路径优化研究

  杜丹丰, 王晓倩, 张凤梅

  . 2025, (1): 214-221. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.024

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  目的 研究退货逆向物流的路径优化，以降低企业成本，促进退货逆向物流的发展。方法 聚焦于退货逆向物流的路径优化，充分考虑了运输成本和时间窗违规的惩罚因素，构建了一个旨在最小化回收成本的车辆路径优化模型。为了克服平衡优化器(Equilibrium Optimizer，EO)算法容易陷入局部最优的限制，将其与变量邻域下降法结合起来加以改进，并将改进后的EO算法与模拟退火(Simulated Annealing，SA)算法进行比较分析，同时也将原来的EO算法与变量邻域下降法进行比较分析。结果 优化后的EO算法相比于SA算法配送时间减少8.82%，总成本减少4.63%;相比于优化前的EO算法配送时间减少1.40%，总成本减少3.55%。结论 改进后的EO算法在求解车辆路径优化模型上有更好的适应性和收敛性，可以有效减少成本，缩短路径和时间。
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  基于折衷规划的周转铝箱多工况轻量化设计

  卞翔, 余洋怿, 陈雨婷, 王刚

  . 2025, (1): 222-228. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.025

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  目的 通过拓扑优化和尺寸优化方法对周转铝箱进行轻量化设计，以解决结构强度设计过剩及多工况性能不均衡的问题。方法 利用Hyperworks软件对周转铝箱的堆垛工况、运输冲击工况、吊装工况进行有限元分析，对各工况分析结果进行评价。建立基于折衷规划法的多工况拓扑优化数学模型，通过Optistruct软件进行优化求解，获得最优载荷传递路径，并根据拓扑优化结果进行二次设计及有限元分析。最后将新结构的管材壁厚分为7个独立设计变量，通过尺寸优化方法进一步优化管材壁厚。结果 有限元分析结果表明基于经验设计的箱体结构安全余量较大，且各工况下的力学性能不够均衡。通过折衷规划拓扑优化设计了新的箱体结构，在同等壁厚下，箱体质量降低10.15%，且提高了横向刚度，使各工况的力学性能更加均衡。结论 根据折衷规划模型的拓扑优化方案，使周转铝箱在各工况下的性能得到协同优化，且轻量化设计后的箱体满足多种典型工况的使用要求，说明综合运用折衷规划拓扑优化和尺寸优化的方案是可行的，为金属包装箱的轻量化设计提供了理论依据。
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  回收HDPE碎片中半挥发性污染物筛查及半定量分析

  苏启枝, 李丹, 钟怀宁, 董犇, 王小慧

  . 2025, (1): 229-239. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.026

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  目的 对25种不同来源的回收高密度聚乙烯碎片(rHDPE)中的半挥发性污染物进行定性定量分析，探究rHDPE中的潜在风险物质。方法 采用二氯甲烷对样品中的半挥发性有机物进行提取的前处理方法，使用气相质谱联用仪结合NIST20质谱库和保留指数进行定性分析，采用基于分子描述符和随机森林算法计算的化学结构相似度选择半定量物质，并进行半定量分析。结果 通过对25种不同来源的rHDPE碎片样品进行分析，共检出114种物质，每个样品检出的物质数量为42~89种，含量中位数为34~97 mg/kg。频率较高的物质主要有聚烯烃中常见的烷烯烃、抗氧剂、爽滑剂及其转化产物。在高关注物质中，邻苯二甲酸二异丁酯和壬基酚的检出率均超过50%，其平均含量均大于8 mg/kg。尽管1-十四烯未被列为高关注物质，但它在食品接触材料中的特定迁移限量仅为0.05 mg/kg，而其平均含量为59 mg/kg，存在潜在的迁移风险。结论 在rHDPE碎片中存在一些高关注污染物，其再生用作包装材料可能对消费者的安全构成潜在风险。
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  止裂层约束下陶瓷板低速冲击损伤行为

  郑泽森, 杨阳, 贺璨, 曹勇, 董方栋, 刘靖宇

  . 2025, (1): 240-248. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.027

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  目的 探讨覆盖凯夫拉纤维止裂层后氮化硅陶瓷板在弹片冲击下的抗弹性能及其损伤机制。方法 通过金属弹片对覆盖止裂层的陶瓷板进行冲击实验，测定不同冲击速度下的弹片剩余速度。建立冲击损伤的有限元计算模型，分析了止裂层的存在、厚度及其与陶瓷板界面强度对抗弹性能的影响规律。结果 陶瓷板表面覆盖止裂层后，冲击中心区域的径向与周向裂纹更加密集，使陶瓷板在局部区域碎裂更加充分，从而吸收了更多的冲击能量，降低了弹片的剩余速度。对止裂层与陶瓷板之间的界面强度进行调控也可以影响其抗弹性能，当界面强度为0 MPa时，弹片的剩余速度较大，抗弹性能差;当界面强度>0 MPa时，弹片的剩余速度较低且趋于一恒值，不随界面强度变化，此时界面强度的具体数值对其抗弹性能影响小。结论 具有一定界面强度的止裂层可降低弹片冲击后的剩余速度，并可限制陶瓷板损伤后的裂纹扩展，促进局部弹靶间的相互作用，增大冲击弹道上的陶瓷损伤，从而提升其抗弹性能。界面强度的有无对弹片剩余速度影响大，而其数值大小对弹片剩余速度的影响小。本研究为陶瓷防护装甲的结构设计提供了重要的理论依据和参考，具有实际应用价值。
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  推进剂包装结构设计与力学性能仿真分析

  郭思硕, 西轩业, 赵荣, 王斌, 田淑宝, 韩二朋, 李哲, 于瑞恩

  . 2025, (1): 249-256. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.028

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  目的 解决固体推进剂包装在防护、材料选择和结构设计方面存在的问题，提高包装的标准化和自动化水平，并进行包装仿真设计，以满足现代包装需求。方法 首先分析推进剂的产品特性，设计为内外包装的方案;然后利用SolidWorks进行三维建模，实现标准化、自动化适应性设计;最后利用LS-DYNA和ANSYS Workbench进行静态堆码和跌落瞬态仿真分析。结果 设计的包装箱在静态堆码和跌落测试中表现出良好的力学性能和安全性能，推进剂和包装箱的应力均未超出材料的屈服强度，确保了推进剂在运输过程中的安全性。结论 推进剂包装箱标准化设计提升了其兼容性和安全性，自动化适应性设计提高了其操作效率，仿真模拟分析优化了其包装性能，满足了现代科技对推进剂包装的高标准要求。
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  乏燃料转运容器厂房内跌落完整性评估

  彭星铭, 龙波, 盛锋

  . 2025, (1): 257-263. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.029

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  目的 乏燃料转运容器在厂房内吊装时可能高空跌落，致使包容边界破损;由于存在楼板被跌穿引发二次跌落的风险，其完整性评估需合理考虑一次跌落的累计塑性应变和剩余动能的影响，为此开展乏燃料转运容器厂房内跌落完整性评估研究。方法 以核电厂燃料厂房吊装跌落事故为例，通过ANSYS/LS-DYNA 构建有限元模型，考虑靶面楼板钢筋混凝土损伤，进行一次跌落动力学仿真，并将一次跌落累计塑性应变和剩余动能作为二次跌落初始条件开展仿真，最后根据二次跌落结果设计减振层，并完成仿真和评估。结果 一次跌落包容边界完整，但楼板被跌穿;二次跌落因剩余动能大，在二次跌落靶面楼板设置垫木减振后，包容边界才满足完整性要求。结论 此研究可验证乏燃料转运容器厂房内跌落的完整性，为相关安全审查和类似设备跌落事故分析提供参考。
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  乏燃料干法贮存技术应用及老化管理重点

  孙谦, 白聚莹, 焦力敏, 陈磊, 王长武, 张煜航, 庄大杰, 孙洪超

  . 2025, (1): 264-272. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.030

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  目的 总结不同乏燃料贮存方式的技术特点和应用情况，探究干法贮存技术方式开展老化管理的重点。方法 结合干法贮存技术应用实例，分析重要结构部件的技术特点，以及安全功能的实现方式，总结重要安全部件和材料的老化机制。结果 干法贮存是实现乏燃料中间贮存的成熟技术方式，在工程实践中应制定专门的老化管理计划(AMP)，通过老化预防、老化缓解、老化影响检测、安全性能监测等减轻老化影响。结论 建议增加乏燃料干法贮存技术产品创新，研制适用于我国核电发展需要的贮存设施或容器产品，并通过开展老化机理研究积累数据，为我国老化管理工作提供技术支持。
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  乏燃料干法贮存密封贮存罐设计及关键技术分析

  张白茹, 李馨楠, 姚琳

  . 2025, (1): 273-278. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.031

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  目的 乏燃料干法贮存是解决我国目前部分核电站乏燃料无法外运的有效途径，密封贮存罐是乏燃料干法贮存系统的关键设备，用于离堆贮存乏燃料组件。为此开展乏燃料干法贮存密封贮存罐设计及关键技术分析。方法 对干法贮存系统的工艺和安全功能需求进行分析，从接口功能要求开展设计，论述了乏燃料组件支撑结构和包容边界的设计方案;通过对临界安全设计关键技术的分析，从对乏燃料组件间距的控制到对中子材料的选择和布局逐一剖析，确定了可维持乏燃料组件次临界状态的临界安全结构;通过传热方式分析、传热介质比选、传热结构布局，设计了非能动散热的传热结构，并提出了全新拼插形式的结构设计方案。结果 提出了干法贮存系统设计的关键技术，确定了密封贮存罐的设计准则，并根据相应准则提出了密封贮存罐设计关键技术解决方案，最终完成了密封贮存罐整体结构的设计。结论 密封贮存罐的设计及关键技术分析为解决我国乏燃料干法贮存提供了切实可用的技术支撑。
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  基于LS-DYNA的复合材料包装容器旋转跌落数值模拟分析

  郭佳龙, 王虎, 周懿欣, 刘奇龙, 滑广军

  . 2025, (1): 279-285. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.032

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  目的 以超大型复合材料包装容器为研究对象，利用ANSYS显示动力学分析，探究复合材料包装箱旋转跌落数值模拟技术。方法 基于能量守恒定理，将旋转跌落高度参数转化为旋转跌落角速度参数，作为旋转跌落强度指标;利用ANSYS的LS-DYNA模块，建立基于数值仿真分析方法的复合材料包装容器旋转跌落模型，并对多个旋转跌落工况进行仿真分析。结果 研究表明，复合材料包装容器无法承受直接的旋转跌落冲击，需进行缓冲保护;在冲击部位施加硬质橡胶缓冲衬垫，使冲击部位的应力大幅度减小，小于材料本身的许用应力。结论 旋转跌落是大型包装容器最容易受到的冲击方式之一，在冲击部位对复合材料容器添加缓冲防护，可实现包装容器旋转棱向跌落和旋转角向跌落的安全。
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  基于灰关联熵的蜂窝纸板抗弯性能影响研究

  黄欣洁, 王冬梅

  . 2025, (1): 286-292. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.033

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  目的 探究结构因素对蜂窝纸板抗弯性能的影响，以及各结构因素对蜂窝纸板抗弯性能的影响程度排序，优化蜂窝纸板结构设计方法。方法 通过三点弯曲试验得到蜂窝纸板的位移-载荷曲线，结合三点弯曲试验结果及蜂窝纸板结构参数计算蜂窝纸板的弯曲强度和弯曲弹性模量，并通过灰关联熵分析方法进一步分析面纸厚度、芯层厚度和厚跨比对蜂窝纸板抗弯性能的影响。结果 随着面纸厚度和厚跨比的增加，蜂窝纸板极限弯曲载荷、弯曲强度和弯曲弹性模量均会增加;随着芯层厚度的增加，蜂窝纸板极限弯曲载荷增加，但弯曲强度和弯曲弹性模量减小。结论 面纸厚度对蜂窝纸板的极限弯曲载荷影响最大，厚跨比对蜂窝纸板的弯曲强度和弯曲弹性模量影响最大。
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  基于金属微柱阵列T/R组件的多热源散热网络结构优化设计分析

  黄兆岭, 黄彩萍, 冯时, 于江龙, 陈永雍, 韦启钦, 胡鹏飞

  . 2025, (1): 293-304. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.034

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  目的 基于多层生瓷片低温烧结而成的新型LTCC陶瓷基板，以提高T/R组件液冷散热性能为目的，设计一种基于金属微柱阵列结构的微通道散热器，形成热源、梯度界面层、内嵌微柱阵列以及液冷流道的散热网络结构，解决T/R组件中高密度芯片阵列的高效热管控问题。方法 采用分步有限元仿真方法模拟微通道散热器的传热传质过程，通过参数控制变量法研究金属微柱阵列的尺寸大小以及梯度界面层对T/R组件中散热性能的影响，优化金属微柱阵列结构尺寸和银铜合金梯度界面层涂层结构。结果 基于多热源散热网络理论优化的金属导热微柱阵列结构，能使液冷散热微通道界面热源最高温度从126.96 ℃降至58.89 ℃;基于整齐排列策略的微柱阵列结构，温度降低至52.478 ℃，降幅为10.88%;金属导热微柱阵列银SSP铜合金梯度界面层温升降低到53.211 ℃，热应变降低1.3%，热应力降低幅度为3.7%。结论 通过多热源散热网络结构优化设计分析，金属导热微柱阵列微通道散热网络能力得到极大的提高，T/R组件的换热性能更优。
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  一种新燃料运输容器结构设计与验证

  包博宇, 王子龄, 姚琳

  . 2025, (1): 305-311. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.035

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  目的 为厂外安全运输我国自主研发的三代核电机组“华龙一号”堆型所使用的新燃料组件(CF系列新燃料组件)，设计了一种新燃料运输容器。方法 从结构安全性及使用便利性2方面对容器结构设计进行阐述，通过计算分析论证此新燃料运输容器的结构安全性，并结合容器力学试验及耐热试验对计算分析结果进行验证。结果 经过试验验证，此新燃料运输容器试验结果与计算分析结果相吻合。结论 结果证明此新燃料运输容器结构安全、临界安全、热工安全、屏蔽安全及包容安全性能能够满足GB 11806—2019和IAEA SSR-6对AF型Ⅱ级(黄)货包的要求，能够保证华龙一号新燃料组件的安全运输。
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  乏燃料运输容器延寿评价方法研究

  霍嘉杰, 包博宇, 姚琳, 郝慧杰

  . 2025, (1): 312-318. https://doi.org/10.19554/j.cnki.1001-3563.2025.01.036

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  目的 国内首批制造的乏燃料运输容器已到寿期，而此前国内没有对该类容器进行延寿审批的先例，为确保延寿的容器仍满足法规标准要求，给出了研究乏燃料运输容器延寿的评价方法和实例。方法 容器设计寿命延长评价分为针对该型号容器的评价和针对每台容器的评价，上述2方面均满足要求时，证明延寿的容器能保证安全。结果 经试验和评价，此批容器满足要求，容器寿命延长安全可行。另外，为本次容器延寿设计了力学试验，并对此进行理论分析，分析结果与试验结果相吻合。结论 提供了行之有效的对小型乏燃料运输容器进行延寿评价的方法，以本研究提供的方法为主线，加上对大型容器特有功能材料和重要结构的寿命评价，可为大型商用核电站乏燃料运输容器延寿评价提供重要参考。