不确定度和稳定度达10-18量级的钙离子光频标

主要回顾了中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在液氮低温钙离子光频标的物理系统设计、不确定度评估与稳定度的优化与测量等方面的工作。液氮低温系统为钙离子创造了液氮的温度环境（~ 80 K）,极大降低了钙离子光频标的黑体辐射频移,使钙离子光频标的系统不确定度降至3.0 × 10^-18,成为第五种不确定度进入10^-18的原子/离子光频标体系。为了优化钙离子光频标的稳定度,将钟激光频率参考在Ramsey条纹上,并引入了参考条纹判定算法及自动寻峰算法,使钙离子光频标可长期稳定运行,长期稳定度达到6.3 × 10^-18@524 000 s。     

稀土镁合金热变形行为和组织演变研究

目的 通过热模拟试验研究Mg-3.94Gd-2.0Y-0.78Zn-0.56Mn(质量分数)合金的高温变形特性,建立合金的本构方程,并分析变形条件对显微组织的影响。方法 在Gleeble3500热模拟机上进行单向压缩试验,变形温度为350~500 ℃,变形速率为0.0005~0.5 s^?1,变形量为60%。结果 流变应力受到应变速率与变形温度的共同影响,计算得到了合金的本构方程。当变形速率一定时,随着变形温度的升高,动态再结晶比例逐渐提高,而再结晶晶粒尺寸也逐渐增大,在变形速率为0.0005 s^?1时,当变形温度从350 ℃增大到500 ℃时,动态再结晶晶粒尺寸从1.2 µm增大到51.3 µm;当变形温度一定时,随着变形速率的升高,再结晶比例逐渐降低,而再结晶晶粒尺寸也逐渐减小,在变形温度为500 ℃时,当变形速率从0.0005 s^?1增大到0.5 s^?1时,动态再结晶晶粒尺寸从51.3 µm减少到11.0 µm。结论 得到了合金的本构方程,再结晶晶粒尺寸随温度的升高而逐渐增大,随变形速率的升高而逐渐减小。     

Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金热加工性能研究

目的 基于应变速率敏感系数、温度敏感系数,研究Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al(Ti-6554)合金的热加工性能。方法 通过Gleeble-3500热模拟实验机,在温度为953~1 043 K、应变速率为0.001~10 s^?1时,对Ti-6Cr-5Mo-5V-4Al合金进行高温压缩实验。建立不同应变下的应变速率敏感系数图、温度敏感系数图,分析不同变形条件下的微观组织。结果 随着应变速率的增加,应变速率敏感系数逐渐下降,而低温度敏感系数区域主要集中在低应变速率区域。基于微观组织表征,发现变形过程中存在明显的动态相变和动态再结晶过程。结论 确定Ti-6554合金的合理加工条件为953~964 K、0.001 s^?1和1 037~1 043 K、0.001 s^?1。     

2209双相不锈钢本构模型及热加工参数优化

目的 优化2209双相不锈钢热加工区间,提升其高温变形稳定性。方法 在Gleeble–3800热模拟机上开展压缩实验,分析不同温度(950~1 150 ℃)和应变速率(0.01~10 s^?1)下的应力–应变曲线特征,构建基于Arrhenius的双曲正弦本构模型,综合分析热加工图和变形微观组织演变特征。结果 流变应力随变形温度的降低和应变速率的增大而增大;在失稳条件下(950 ℃/0.01 s^?1),奥氏体相所受应变能较小,只有一部分奥氏体晶粒发生了变形;温度升高(1 100 ℃/0.01 s^?1)后,奥氏体相仍为等轴状晶粒,铁素体相承担塑性变形,此时表现为明显的应变分布不均匀现象;随着应变速率升高到稳定条件(1 100 ℃/1 s^?1),奥氏体相承受了更大的塑性变形,且在压缩方向应力的作用下呈现条带状分布,同时发生了γ→δ的转变,这有利于提高钢的热塑性。结论 获得了2209双相不锈钢最佳加工区域(1 070~1 130 ℃、1~7 s^?1),该区域功率耗散系数较大且变化梯度较小,材料热加工性能稳定。     

气相色谱法测定高分子食品接触材料中抗氧剂含量的不确定度评定

采用气相色谱/电子捕获检测器(GC/ECD)测定高分子食品接触材料中的抗氧剂含量,建立模型,分析、评定测定过程中标准溶液、样品制备、重复性、标准曲线拟合等引入的不确定度,计算扩展不确定度.结果显示,标准溶液配制及曲线拟合对高分子食品接触材料中抗氧剂含量测定的不确定度影响较大,高分子食品接触材料中抗氧剂含量范围为(0.795～1.638)mg/kg,扩展不确定度范围在(0.0121～0.0265)mg/kg之间(P=95％,k=2).     

基于激光多普勒原理的超高冲击加速度校准系统

超高冲击加速度传感器在武器研制、航空航天等高过载测量中发挥了重要的作用,为解决超高冲击加速度的校准问题,基于激光绝对法,建立了超高冲击加速度校准系统。本文介绍了系统的组成和优化方案,设计了合适的解调程序和滤波算法,对原始多普勒信号进行解调,实现了冲击加速度峰值1 × 10⁴ g ~ 2.5 × 10⁵ g,脉宽20 ~ 50 μs范围内半正弦冲击波形的绝对复现。最后对影响测量结果的不确定分量进行评定,超高冲击加速度测量不确定度为8%,对2 × 10⁵ g以上冲击加速度校准具有重要意义。     

GH3028镍基合金的热变形动态再结晶及微观组织演变

目的 研究GH3028镍基合金动态再结晶过程中的晶粒尺寸变化情况,明晰微观组织形貌的演变规律。方法 利用DST3000PC型动态热模拟实验机,在温度为1 050~1 300 ℃、应变速率为1×10^?3~1×10^?1 s^?1、最大应变量为58%的条件下对GH3028镍基合金进行热压缩实验,通过构建动态再结晶和晶粒尺寸演变数值计算模型并结合实验进行验证。结果 峰值应力随温度的上升而有所下降,在1 050~1 300 ℃温度范围内,温度越高,合金试样越容易趋于稳态,动态再结晶特点越为明显。通过对实验数据进行优化和拟合,根据峰值应力值计算出热变形激活能Q为516 kJ/mol,进而求解出热变形方程。建立动态再结晶模型及晶粒尺寸模型,观察动态再结晶过程中的微观组织,发现当温度、应变速率不变时,动态再结晶的体积分数随应变量的增大而增大。温度的提升会显著增大动态再结晶体积分数和动态再结晶晶粒尺寸。晶粒尺寸受温度和应变速率的双重影响逐渐趋于稳态变化。结论 通过对模型预测值与实际实验数据进行对比,发现该模型可以实现对晶粒尺寸变化的预测,模型预测平均晶粒尺寸与实验平均晶粒尺寸的相对误差为2.36%,说明该模型对动态再结晶晶粒尺寸的控制具有指导意义。     

考虑摩擦效应的工业纯钛TA2热压缩变形本构方程及热加工图

目的 研究工业纯钛TA2在变形温度为800~950 ℃、应变速率为0.001~1 s^?1、压下量为50%条件下的热压缩变形行为,构建材料高温本构方程及热加工图。方法 利用Gleeble–3500热模拟试验机进行热压缩试验,对实测流变曲线进行摩擦修正,通过线性回归拟合等方法建立本构方程,基于动态材料模型构建工业纯钛TA2热加工图,确定材料最佳热变形区域。结果 工业纯钛TA2热变形激活能Q为473.491 kJ/mol,应力指数n为3.876 6;最佳热变形参数为变形温度850~950 ℃、应变速率0.02~0.35 s^?1。结论 工业纯钛TA2摩擦修正后的流变应力值均低于实测值,流动应力随变形温度的升高和应变速率的减小而降低。所建立的Arrhenius本构模型可较为准确地描述工业纯钛高温流变行为。工业纯钛TA2在中高温中等应变速率条件下加工性能良好,该区域材料发生了动态再结晶组织转变。     

高效液相色谱法测定食品接触材料中三聚氰胺单体迁移量的不确定度评定

依据GB 9690-2009、GB/T 23296.1-2009和GB/T 23296.15-2009,选取含量接近法规限值的代表性样品,探索测定食品接触材料中三聚氰胺单体迁移量的数学模型,对检测过程中引入的不确定度进行了分类和量化,系统全面地评定了各个不确定度分量,得到该方法的相对标准不确定度为0.093。     

ICP-AES测定食品接触用不锈钢中Mn迁移量的不确定度评定

采用电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定食品接触用不锈钢中锰的迁移量,分析了该方法测定过程中的不确定度来源,并计算了各标准不确定度分量,以及合成不确定度和扩展不确定度。结果表明,工作曲线拟合引起的不确定分量是影响锰迁移量测定不确定度的主要原因。     

定制猫眼彩盒的生命周期评价分析

目的 概述防油包装纸在食品包装领域的研究现状,为进一步拓宽防油纸的研究方法和适用领域提供参考。方法 对国内外研究成果及现状进行总结,重点介绍机内加工防油纸和后加工防油纸,分析实现纸张防油的方法和机理。结果 防油包装纸常应用于各种含脂物品的包装,因此会涉及食品、工业、医疗等领域,其研究方式、实现方法和实验成果尤为重要。虽然防油包装纸种类较多,生物质防油纸的研究也层出不穷,但食品安全、回收降解和成本问题一直无法同时兼顾。结论 防油包装纸和纸板在食品包装领域受到广泛关注,尤其生物质防油剂在该领域的研究潜力较大。     

纸质食品包装材料防水防油改性的研究进展

目的归纳目前国内外纸质食品包装材料防水防油改性的研究进展,分析不足之处,并指出未来的发展方向。方法总结常用的纸质食品包装用防水剂(烷基烯酮二聚体、纳米复合材料、聚硅氧烷等)和防油剂(壳聚糖、淀粉类等)的研究现状,包括各类防水剂、防油剂的基本特性、应用效果和发展前景。结果目前,虽然很多新型的纸质食品包装用防水防油助剂和新材料被研发并应用,但仍存在一些局限性,如部分防水防油剂的安全环保性能有待改进、防水防油综合改性的研究不多、研究成果的实际应用转化率不高、纸质防水防油包装的综合包装效果和改性处理方法还可进一步提升和丰富等,因此,针对上述问题进行深入研究,对未来纸质包装材料在食品包装行业的发展有重要意义。结论市场和消费者对纸质食品包装的需求量较大,纸质食品包装防水防油改性的研究将会有较大的发展空间和应用价值。     

包装纸防油性的影响因素分析

目的研究纸张结构、防油剂及其添加方式对包装纸防油性的影响。方法通过分析纸张的组成和结构,论述纸张结构对防油性的影响及从纸张结构的角度提高纸张防油性的方法;通过分析防油剂的种类、结构,与纸张的结合方式,论述防油剂的性质及应用趋势,强调防油剂的食品安全性和环境友好性以及成本可控性,分析防油剂的发展趋势;通过分析防油剂的添加方式,论述添加方式对纸张防油性能和成本的影响。结论提高纸张打浆度不仅能降低纸张防油性,也可降低纸张的生产成本;生物降解性及环境友好型的防油剂的研发和应用是未来防油包装的发展趋势;可以从纸张结构、防油剂成本及防油剂添加方式等方面来控制防油包装的成本。     

我国开发并推广无氟防油植物纤维食品包装的现状和紧迫性

植物纤维作为一种天然高分子材料,常被加工成各种纸和纸板制品用于一次性食品包装,有望替代传统塑料材料。但植物纤维防油性能不佳,目前常使用含氟有机化合物（PFAS）进行处理以提升防油性。然而,因为食品安全风险和环境保护原因,国外已有部分国家和地区制定了法规禁止在食品包装中使用PFAS,转而推广无氟（PFAS-free）防油食品包装。目前,我国无氟防油植物纤维食品包装主要有两条技术线路,能提供无氟防油解决方案的企业有十几家,但无氟产品在我国推广还存在几个方面的难点：检测标准未统一、产品性能不足、成本偏高、推广力度不够。作为大众消费品的食品包装,使用短链PFAS也存在安全风险;PFAS释放到环境中的途径多样,因而阻止PFAS释放很难;允许部分PFAS成分在食品包装材料中使用,增加了监管的难度。因此,我国应当尽快推广无氟植物纤维食品包装,利用好这次从有氟到无氟的切换过程,换道超车,孵化出拥有中国自主知识产权的食品防油技术,打造世界知名品牌。     

海藻酸钙凝胶在可食性包装材料中的研究进展

目的 综述海藻酸钙凝胶在可食性包装材料中的研究进展,为进一步扩大凝胶的应用领域提供参考。方法 通过对国内外研究现状和研究成果进行总结,分析海藻酸钙凝胶的形成机理和制备方法,提出海藻酸钙凝胶在可食性包装材料中的未来展望。结果 虽然海藻酸钙凝胶在可食性生物质包装材料、可食性药品包装材料、可食性食品包装材料、可食性固定化包装材料等中的应用较广泛,但也有待进一步深入研究。结论 未来海藻酸钙凝胶在流体食品包装保健品包装,以及生物质包装材料等领域的发展潜力较大。     

微胶囊技术在食品包装中的研究进展

目的综述微胶囊技术在食品包装领域的研究进展,为进一步开发微胶囊技术在食品包装中的应用提供科学的研究基础。方法通过对国内外研究现状和研究成果的分析和总结,介绍了微胶囊的功能、作用机理、制备和表征方法,概括了微胶囊技术在食品包装中(包括抗菌包装、防虫包装、果蔬保鲜包装、可食膜、冷鲜肉包装、相变材料-控温包装、生物质包装材料)的研究进展。结果分析表明微胶囊技术能够增加活性成分的稳定性,与包装系统结合能够达到缓释抗菌或控制温度等效果,提高了产品的货架期,其与包装系统的结合主要有4种方法(原料共混、涂覆、装入小袋置于包装系统、固载纤维法)。结论研究微胶囊与聚合物原料的最佳加入比例能够获得综合性能较好的包装膜,微胶囊技术在可食膜、相变材料-控温包装、生物质包装材料方面的发展潜力较大。     

纳米纤维素在可降解包装材料中的应用

目的综述纳米纤维素在可降解包装材料中的应用研究。方法总结国内外纳米纤维素在包装领域的最新研究,简述纳米纤维素的制备方法与特性,详细介绍纳米纤维素在生物质薄膜材料、生物质发泡材料、缓释抗菌材料和纸张中的应用研究,以及纳米纤维素功能性材料在包装中的研究进展,并讨论纳米纤维素应用在食品包装中的安全问题。结果纳米纤维素性能优异、绿色环保,作为可降解包装材料的增强成分可以提高复合材料的力学性能和阻隔性能,并可赋予材料特殊的功能。结论纳米纤维素在包装领域有着巨大的应用潜力,利用农作物及其剩余物制备纳米纤维素拥有广阔的发展前景。     

抗菌食品包装纸的研究现状及发展趋势

目的对国内外食品抗菌包装纸的研究现状进行综述分析,总结食品抗菌包装纸的技术发展趋势,以期为抗菌纸的研究提供有效参考。方法对抗菌食品包装纸的抗菌剂——无机型抗菌剂、化学合成型抗菌剂、天然抗菌剂及其主要抗菌机理进行阐述;根据涂布、添加浆料、浸渍/喷淋、纤维改性等加工方法对抗菌食品包装纸进行分类;分析和总结国内外食品抗菌包装纸的最新研究成果;从高效安全抗菌剂及应用剂型的研发,抗菌纸抗菌效果的持久性和作用方式的提升,食品抗菌包装纸的产业化工艺技术的开发等方面指出今后食品抗菌包装纸的发展趋势。结果食品抗菌包装纸的开发仍处于初步阶段,抗菌纸的产业化推广不够,抗菌纸中抗菌剂的安全性、稳定性、可持久性还有待进一步改善。结论随着对绿色安全高效抗菌剂、应用剂型和抗菌纸加工技术的进一步研究,食品抗菌包装纸必将得到更广泛的推广应用。     

现代食品包装新技术——活性包装

目的研究活性包装系统在现代食品包装中的应用和发展。方法归纳不同类型活性包装系统在各类食品包装中的原理和应用,以及国内外的研发程度,同时预测将来的发展方向与趋势。结果针对食品包装所开发的活性包装系统在除氧、控制CO2含量、脱除乙烯、控制水分或湿度、抗菌等方面已经取得了一定的研究成果,并应用于食品包装领域。结论健康、高效、安全的活性包装必然会在食品包装领域发挥愈来愈重要的作用,并且在不久的将来会成为食品活性包装技术的发展趋势。     

再生纤维素食品包装材料应用进展及法规研究

目的 归纳总结再生纤维素基材料在食品包装行业的研究进展及各国法规情况,以促进再生纤维素在食品包装领域的应用和发展,同时确保其符合相关法规和标准,保障食品安全。方法 对再生纤维素概况及制备方法进行简要介绍,对再生纤维素在食品包装领域的研究进行详细综述,对再生纤维素在食品包装领域的应用前景及存在的困难进行总结及展望。结果 溶解与再生在再生纤维素制备过程中发挥着至关重要的作用;再生纤维素已经在抗菌、防腐、抗紫外线及抗水蒸气阻隔食品包装领域取得了一定的研究进展;目前不同国家和地区已经制定了相关的法规但仍存在一定差异。结论 再生纤维素已经成为新型包装材料的有力候选者之一,但仍需要在制备方法、法规制定等方面进行改进,以推动再生纤维素行业的持续健康增长和创新。