高功率脉冲微波协同花色苷对大豆分离蛋白理化特性的影响及其在蛋糕中的应用

本实验利用高功率脉冲微波(high power pulse microwave,HPPM)处理蓝莓花色苷(blackberry anthocyanins,BANs)-大豆分离蛋白(soybean protein isolate,SPI)复合物,得到HPPM-SPI-BANs复合物,通过分析该复合物的理化特性等,研究HPPM处理对SPI功能特性及生物活性的影响。此外,将HPPM-SPI-BANs应用于蛋糕制作,替代部分蛋清蛋白,进一步研究HPPM-SPI-BANs对蛋糕烘焙品质和贮藏特性的影响。结果表明,在HPPM协同作用下,HPPM-SPI-BANs的溶解性显著增加了1.11倍,起泡和乳化特性也得到显著提高(P<0.05),抗氧化能力相比SPI和未经HPPM处理的SPI-BANs复合物也均有显著提升;HPPM-SPI-BANs的添加能有效抑制蛋糕焙烤过程中水分散失,改善蛋糕的硬度与咀嚼性,使其DPPH自由基清除能力和铁离子还原能力分别提高3.56倍和2.79倍,将蛋糕老化速率常数k降低至0.12,对提升戚风蛋糕的货架期品质具有重要作用。

基于高功率脉冲技术的微深孔溅射关键工艺研究

根据高功率脉冲电源在溅射时能提升离化率,增加离子浓度的特点,研究了高功率脉冲电源的峰值电流、频率、脉宽与离化效果之间的关系,并比对了溅射效果,分析了高功率脉冲与偏压电源之间的作用关系。通过这些关键工艺的研究,成功实现了深径比10∶1的微孔溅射金属化并进行工程应用,为三维集成高深径比微孔金属化提供了一种低成本的解决方案。

高功率脉冲微波处理河蟹肉货架期预测模型的建立

目的探究不同温度贮藏过程中河蟹肉品质变化及货架期预测模型。方法将河蟹肉经过高功率脉冲微波处理后,设置不同温度(4、15、25℃)贮藏,测定河蟹肉在贮藏期间菌落总数(total viable count,TVC)、挥发性盐基氮(total volatile base nitrogen,TVB-N)和硫代巴比妥酸值(thiobarbituric acid reactive substance,TBARS)的变化,并做感官评定。以TVC和TVB-N为指标建立动力学模型,并结合Arrhenius方程构建河蟹肉的货架期预测模型。结果以TVC和TVB-N为指标建立的货架期预测方程分别为t=(lnC_(t)-lnC_(0))/[3.54×10^(7)exp(-46650/RT)]和t=(lnC_(t)-lnC_(0))/[2.03×10^(7)exp(-42750/RT)]。经验证,模型预测值与实测值的相对误差值均在10%以内。结论表明所建立的货架期预测模型能够比较准确地预测河蟹肉在4~25℃贮藏温度范围内的货架期,为实际生产提供理论依据。

阴极弧蒸发和高功率脉冲磁控溅射TiAlN涂层的性能研究

为对比研究阴极弧蒸发(CAE)和高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)两种工艺对TiAlN涂层结构、硬度、热稳定性及抗氧化性能的影响,本文采用两种方法制备了成分相同的Ti_(0.38)Al_(0.62)N涂层,使用能量色散X射线光谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕仪分析了涂层的成分、微观结构、力学性能、热稳定性和抗氧化性。两种涂层均呈面心立方结构;CAE涂层呈现大量的“液滴”缺陷,而HiPIMS涂层表面质量更优;CAE涂层硬度(~32.7GPa)略高于HiPIMS涂层(~31.8 GPa);HiPIMS涂层具有更高的热稳定性,CAE涂层在800℃达到硬度最高值~36.2 GPa,而HiPIMS涂层在900℃硬度达到最高~34.3 GPa,且随温度的升高,CAE涂层硬度下降更快。HiPIMS涂层表现出更好的抗氧化性能,在800℃氧化30 h后,CAE和HiPIMS制备的两种涂层的氧化层厚度分别为~630.7 nm和~589.3 nm。

溅射电压对高功率脉冲磁控溅射Cu箔微观结构及性能的影响

采用高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)工艺制备出铜(Cu)箔,研究了溅射电压对Cu箔微观结构和性能的影响。结果表明:在溅射电压700~950V范围内,Cu箔均呈现出明显的(111)晶面择优取向,其晶粒尺寸在27.7~36.5nm之间,相对密度在96.1%~98.5%之间,明显优于普通直流磁控溅射制备的Cu箔;随着溅射电压的增大,Cu箔由韧性逐渐向脆性转变,其电阻率逐渐降低至2.38μΩ·cm,接近纯Cu的本体电阻率。

靶电流对高功率脉冲磁控溅射WS_(2)-Ti固体润滑涂层微观组织及力学性能的影响研究

过渡金属硫化物涂层的耐磨性能与其微观结构、力学性能有关,而其结构与溅射能量有关。高能脉冲磁控溅射(HiPIMS)具有离化率高和沉积能量高的特性,其沉积能量受控于靶电流。采用HiPIMS技术,通过改变Ti靶电流制备了WS_(2)-Ti涂层,并利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪和纳米压痕仪表征涂层的微观组织结构和力学性能。分析结果表明,采用HiPIMS制备WS_(2)-Ti涂层可以有效细化晶粒并抑制其柱状生长,所制备的涂层结构致密且以非晶态为主;随着靶电流的增加,可进一步细化WS_(2)-Ti涂层晶粒,提高其致密度;涂层硬度随靶电流的增大呈先上升再下降的趋势,而其约化弹性模量先下降再上升;相应塑性因子H/E_(r)和H_(3)/E_(r)^(2)先变大后变小,在靶电流为50A时达到最高。

高功率脉冲对接地传输线耦合的FDTD方法

为研究高功率(HPEM)脉冲对电子设备连接线的电磁干扰问题,采用时域有限差分(FDTD)法分析了接地多导体传输线的电磁耦合响应。采用反射定律结合傅里叶变换计算了地面的电磁贡献,通过与直接照射场叠加得到了多导体传输线的激励场,运用二阶精度的中心差分方法对传输线方程进行了离散,给出了节点电压与电流的FDTD迭代方程,FDTD计算域截断采用前后向差分结合终端广义戴维南定理来完成。数值计算得到高功率高斯脉冲对多导体传输线接地负载的电压响应,该方法具有观察点可灵活选取的特征,最后通过典型算例分析了入射波照射方向、接地负载对传输线瞬态耦合的影响规律。

基于特高倍率电池的大功率脉冲电源的研制

为降低“电池组+超级电容”类型的大功率脉冲电源的体积和重量,实现电源小型化,提出了一种特高倍率电池——“类超容电池”。基于类超容电池,完全不需要采用超级电容器,可取代“电池组+超级电容器”大功率脉冲电源的技术路径,并采用放电倍率100C的类超容电池构建了重型内燃机启动电源。测试结果表明:仅由类超容电池构成的大功率脉冲电源,具有重量轻、电量大、结构简单等优点,该新技术可应用在基于“电池组+超级电容器”的大功率脉冲电源。

《材料保护》“高功率脉冲磁控溅射技术与应用”专栏征稿启事

高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)作为一种新型PVD技术,因其离化率高,且易于实现致密、光滑、大面积均匀的高质量薄膜制备,备受国内外研究学者的广泛关注。为进一步推动高功率脉冲磁控溅射技术领域的发展,借助“2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议”召开的契机,西南大学孙德恩教授和《材料保护》编辑部于近期共同策划出版“高功率脉冲磁控溅射技术与应用”专栏,旨在征集该技术领域的最新研究论文和综述。

2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议(重庆)通知

以高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)为代表的高离化磁控溅射技术作为一种新的物理气相沉积技术,可以明显提高薄膜结构可控性,进而获得优异的薄膜性能,在国内外研究领域和工业界受到了广泛关注和重视。为推动该技术的进步,国际上已经形成了HiPIMS Today等一系列的国际会议对该技术放电机理、脉冲形式、等离子体输运与诊断、以及薄膜/涂层沉积与应用等多个方面进行专题研讨,为其发展与应用带来了蓬勃动力!

2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议成功召开

2023年10月20~22日,由中国机械工程学会表面工程分会主办,西南大学材料与能源学院承办的“2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议”在重庆成功召开。此次会议采取线上线下相结合的方式进行,众位嘉宾共话HiPIMS技术的发展与未来。会议场面热烈,共吸引了190多位行业领域内人士现场参会。会议开幕式由哈尔滨工业大学田修波教授主持,中国机械工程学会表面工程分会主任委员、大连理工大学雷明凯教授代表主办方对到会的代表表示欢迎。

《材料保护》“高功率脉冲磁控溅射技术与应用”专栏征稿启事

高功率脉冲磁控溅射(HiPIMS)作为一种新型PVD技术,因其离化率高,且易于实现致密、光滑、大面积均匀的高质量薄膜制备,备受国内外研究学者的广泛关注。为进一步推动高功率脉冲磁控溅射技术领域的发展,借助“2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议”召开的契机,西南大学孙德恩教授和《材料保护》编辑部于近期共同策划出版“高功率脉冲磁控溅射技术与应用”专栏,旨在征集该技术领域的最新研究论文和综述。

2023高功率脉冲磁控溅射技术与应用专题会议(重庆)通知

以高功率脉冲磁控溅射技术(HiPIMS)为代表的高离化磁控溅射技术作为一种新的物理气相沉积技术,可以明显提高薄膜结构可控性,进而获得优异的薄膜性能,在国内外研究领域和工业界受到了广泛关注和重视。为推动该技术的进步,国际上已经形成了HiPIMS Today等一系列的国际会议对该技术放电机理、脉冲形式、等离子体输运与诊断、以及薄膜/涂层沉积与应用等多个方面进行专题研讨,为其发展与应用带来了蓬勃动力!

用于模拟X射线热-力学效应的高功率脉冲离子束研究进展

计算了与黑体谱 1keVX射线在材料中产生的应力波和冲量相当的质子束参数 ;给出了箍缩型二极管产生离子束的实验结果 ,以及在“闪光二号”加速器上已经获得的流强约 5 0kA的脉冲质子束。

一种基于电感储能技术的紧凑型高功率脉冲源

基于电感储能技术 ,采用金属丝电爆炸断路开关 ,研制成功了紧凑型脉冲功率源 (其能量传输效率近 4 0 % ,体积约 0 3m3 )。它能在电阻负载上得到电流 >6 0kA、电压 >4 0 0kV、功率 >2 0GW的电脉冲 ,通过调节金属丝爆炸断路开关的长度、根数、直径、储能电感的大小、电容器的充电电压以及削尖开关中气体的压力等参数 ,在一定范围内容易实现同负载的阻抗匹配。

高功率脉冲磁控放电等离子体注入与沉积CrN薄膜研究

采用高功率脉冲磁控放电等离子体离子注入与沉积的方法在不锈钢基体上制备了高膜基结合力的CrN硬质薄膜,并研究了不同的Ar/N流量比对薄膜形貌、结构及性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线衍射对其表面形貌和结构进行分析,发现制备的薄膜表面光滑、致密,相结构单一,主要是CrN（200）相。对薄膜的结合力、硬度、弹性模量、耐磨性和耐腐蚀性的测试分析表明：薄膜与基体之间有很好的结合力,临界载荷最高可达68 N,同时硬度、弹性模量、耐磨性及耐腐蚀性都有很大提高,其中硬度最高达到23.6 GPa,是基体硬度的4.7倍,摩擦系数为0.5左右,且磨痕较窄、较浅,腐蚀电位最高提高0.32 V,腐蚀电流下降12个数量级。

高功率脉冲磁控溅射沉积原理与工艺研究进展

高功率脉冲磁控溅射技术是一种峰值功率超过平均功率2个量级、溅射靶材原子高度离化的脉冲溅射技术,作为一种新的离子化物理气相沉积技术,已成为国际研究的热点,有关高功率脉冲放电、等离子体特性、薄膜及其工艺等方面的研究进展十分迅速。文中从高功率脉冲磁控溅射的原理出发,介绍10多年来高功率脉冲电源的发展,从高功率脉冲放电等离子体特性与放电物理、等离子体模型,以及沉积速率和薄膜特性等方面综述技术的研究进展。

高功率脉冲磁控溅射技术的发展与研究

高功率脉冲磁控溅射技术(HPPMS)作为一种溅射粒子离化率高、可以沉积致密、高性能薄膜的新技术已经在国外广泛研究,但在国内尚未见研究报道。本文介绍了近十年来HPPMS技术在电源、脉冲形式、放电行为和薄膜沉积等方面的研究进展。在HPPMS过程中,粒子随脉冲开关通过电子冲击和电荷交换电离,并按照双极扩散理论向基体附近传输,离子能量分布随工作气压的不同而呈现不同的分布特征。这些放电特征有利于获得更宽的工艺范围和优异的膜层性能,最后介绍了我们实验室在HPPMS方面的研究工作。

高功率脉冲磁控溅射技术沉积硬质涂层研究进展

高功率脉冲磁控溅射技术是最新发展起来并受到广泛关注的一种高离化率物理气相沉积技术，它利用较高的脉冲峰值功率（超出传统磁控溅射2～3个数量级）和较低的脉冲占空比（0．5％～10％）来实现高金属离化率（〉50％），在获得优异的膜基结合力、控制涂层微结构、降低涂层内应力、控制涂层相结构等方面都具有显著的技术优势．本文从高功率脉冲磁控溅射技术的原理出发，探讨了高功率脉冲溅射技术沉积涂层的特性和技术优势，介绍了10多年来高功率脉冲磁控溅射技术在刀具涂层界面优化、高性能硬质涂层沉积、复合高功率脉冲磁控溅射技术制备纳米多层/复合硬质涂层和氧化物涂层沉积、低温沉积等方面的研究进展．

高功率脉冲放电间隙开关综述

综述了高功率脉冲技术中几种放电间隙开关的工作原理、主要技术参数。