基于熵权法-AHP法的高能电子束辐照对生附片品质影响分析

为探究高能电子束辐照对生附片灭菌效果及药材品质的影响,本试验采用0、1、3、5、7、10、13、15和25 kGy剂量的电子束对生附片进行辐照处理,分析贮藏期内微生物数量和理化指标的变化。结果表明,辐照剂量为1 kGy可将微生物负载超标样品中的需氧菌总数、霉菌和酵母菌总数降至标准规定以下。不同辐照剂量下的水分、总灰分和浸出物含量均无显著差异(P>0.05);总色差值(ΔE)随辐照剂量的增加而显著增加。经7、10、13 kGy高能电子束辐照处理后,总生物碱、单双酯型生物碱含量总和低于未辐照组。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)清除率随辐照剂量增加整体显著下降(P<0.05)。高效液相色谱(HPLC)指纹图谱显示,不同辐照剂量高能电子束处理样品的相似度大于0.97,质量较稳定。熵权法结合层次分析法(AHP)综合评价表明,5 kGy辐照组的品质综合评分最高,1 kGy辐照组的品质综合评分最低。本研究结果可为高能电子束辐照技术在生附片及其加工品贮藏中的应用提供理论参考。

电子束辐照对柴胡中21种禁用农药残留降解率及柴胡有效成分的影响

为探明电子束辐照对柴胡中21种禁用农药残留降解及柴胡有效成分的影响,采用4、6、8、10 kGy电子束处理含有21种禁用农药残留的柴胡样品,利用气相色谱-质谱联用(GC-MS/MS)技术分析不同辐照剂量处理后柴胡中21种禁用农药含量的变化,并利用高效液相色谱法(HPLC)测定柴胡有效成分含量的变化。结果表明,随辐照剂量的增加,柴胡中21种禁用农药的降解率升高,最高降解率在25.58%~56.61%。其中10 kGy辐照处理柴胡中甲基对硫磷、氟虫腈砜、氟虫腈、久效磷的降解率显著高于8 kGy辐照处理,而其他17种农药的降解率在8 kGy与10 kGy辐照处理间差异不显著。此外,不同剂量辐照处理后柴胡中柴胡皂苷a、d含量无明显变化。综合考虑成本因素认为,8 kGy电子束辐照能有效降解柴胡中21种禁用农药残留,对柴胡中有效成分含量无明显影响,可为辐照降解柴胡中的21种农药提供技术支持。

紫外及电子束辐照对远志中黄曲霉毒素及有效成分的影响

[目的]探究电子束及紫外辐照对远志中黄曲霉毒素的降解率及有效成分的影响。[方法]利用高效液相色谱法研究不同辐照剂量的电子束、不同含水量、不同时间的紫外辐照对远志中黄曲霉毒素的降解率及有效成分的影响。[结果]电子束辐照剂量越大,远志中黄曲霉毒素的降解率越高。经10 kGy电子束辐照处理,远志中黄曲霉毒素AFB_(1)、AFB_(2)、AFG_(1)、AFG_(2)的降解率分别为19.27%、19.64%、15.62%、15.14%;6 kGy辐照处理含水量28%的远志中AFB_(1)、AFB_(2)、AFG_(1)、AFG_(2)的降解率均最高;紫外辐照时间越长,远志中黄曲霉毒素的降解率越高。黄曲霉毒素的降解率随着辐照距离的增加而减小。经不同辐照处理后远志中细叶远志皂苷、远志口三酮、3,6′-二芥子酰基蔗糖含量变化不显著。[结论]采用电子束辐照结合调整远志含水量及紫外辐照处理均能对远志中黄曲霉毒素进行有效降解,且对有效成分影响不大。

Al-Mg铝合金电子束焊接头组织及性能研究

采用电子束焊对3 mm厚的5A06铝合金进行了焊接,对焊接接头的焊缝形貌、显微组织和力学性能进行了测试分析。结果表明,电子束焊能量密度和焊接热输入对焊缝形貌、组织和性能产生重要影响;随着聚焦电流和焊接热输入增加,焊缝熔宽逐渐变大,热影响区逐渐变宽;电子束焊缝中心组织为均匀的细小等轴晶,没有明显的方向性,沿熔合线附近生成细等轴晶带;随着焊接热输入增加,焊缝中Mg元素含量减小,焊缝晶粒尺寸变大,导致焊接接头力学性能下降。

电子束辐照对酸枣仁中黄曲霉毒素及斯皮诺素含量的影响

为明确电子束辐照对酸枣仁中黄曲霉毒素(AFB-1、AFB-2、AFG-1、AFG-2)的降解效果及斯皮诺素的影响。利用高效液相色谱法研究不同辐照剂量、不同含水量对酸枣仁中黄曲霉毒素(AFB-1、AFB-2、AFG-1、AFG-2)及斯皮诺素含量的影响。结果表明,乙腈溶液中AFB-1、AFB-2、AFG-1、AFG-2的降解率随辐照剂量的增加呈上升趋势;8 kGy辐照处理的AFB-1、AFB-2、AFG-1、AFG-2降解率最高,分别为97.25%、93.59%、75.11%、69.70%。随着辐照剂量和含水量的增加,酸枣仁中黄曲霉毒素的降解率呈上升趋势。含水量为23%的酸枣仁处理后黄曲霉毒素的降解率分别为30.58%、30.24%、38.04%、36.58%;经不同辐照剂量处理后的斯皮诺素的含量变化差异不显著(P>0.05),含水量为7%酸枣仁辐照处理后斯皮诺素的含量显著高于15%、19%、23%含水量的酸枣仁。因此,电子束辐照结合水分处理能有效降解酸枣仁中的黄曲霉毒素,然而水分含量过高不利于斯皮诺素含量的保持。

30mm厚TC4钛合金电子束焊接头的高周疲劳与裂纹扩展速率

文中对比研究了30 mm厚TC4钛合金电子束焊接头和母材的高周疲劳性能,发现接头的高周疲劳性能与母材非常接近。在文中试验条件下,电子束焊接头在循环周次为2×10^(6)时的高周疲劳强度为474 MPa,达到母材的94.2%。观察电子束焊接头和母材的高周疲劳断口形貌,发现接头和母材的疲劳源均位于试样表面。疲劳裂纹扩展区都发现疲劳辉纹,相同载荷条件下,母材高周疲劳断口中辉纹的间距较小,约为1.49μm,电子束焊接头的相邻辉纹间距为2.14μm。在接头和母材的疲劳瞬断裂区还发现大量韧窝,呈现出典型的韧性断裂特征。文中还对比了母材、热影响区和焊缝区的疲劳裂纹扩展速率,发现热影响区的抗疲劳裂纹扩展性能最弱。分析认为,热影响区的高硬度是导致其抗疲劳裂纹扩展性能弱于其他区域的重要原因。

316LN不锈钢真空电子束焊接工艺试验

本文对30mm的316LN不锈钢进行了真空电子束焊试验。随后对典型工艺参数下焊缝组织在常温及77K低温下焊接接头的力学性能进行了研究。微观组织SEM观察的结果表明,316LN的电子束焊接接头均不同程度地出现了气孔。力学性能测试结果表明,77K下接头的强度系数为83%,室温下接头的强度系数则达87%。此外,显微维氏硬度测试结果表明,接头区硬度约为母材的80%。

电子束辐照对薏苡仁中5种真菌毒素降解率以及甘油三油酸酯含量的影响

为了科学利用电子束辐照技术有效降解薏苡仁中的5种真菌毒素[黄曲霉毒素4种:AFB_(1)、AFB_(2)、AFG_(1)和AFG_(2);玉米赤霉烯酮(ZEA)],利用高效液相色谱法,测定了不同剂量[0(未辐照)、2、4、6、8、10 kGy)的电子束辐照处理以及适宜剂量电子束辐照结合不同的水分、pH值、双氧水(H_(2)O_(2))处理后薏苡仁中5种真菌毒素降解率以及甘油三油酸酯含量的变化。结果表明:薏苡仁中5种毒素的降解率均随辐照剂量的增大而逐渐提高,其中8 kGy剂量处理的5种毒素降解率与10 kGy剂量处理差异均不显著,因此确定电子束辐照降解薏苡仁中5种毒素的适宜剂量为8 kGy。8 kGy剂量的电子束辐照时,控制薏苡仁水分含量为10%~12%,pH值为8~9,添加1.0%浓度的H_(2)O_(2),薏苡仁中5种真菌毒素的降解率高,且甘油三油酸酯含量仍能达到《中国药典》(2020版)标准。研究结果可为利用电子束辐照降解薏苡仁中5种毒素提供技术支持。

电子束选区熔化单轨道成型不平直的形成机制研究

电子束选区熔化(electron beam selective melting,EBM)技术因其具有能量利用率高、制造的零件强度高以及残余应力小等制造优势而发展迅速,但在成型过程中单轨道两侧出现的不平直会严重降低零件的加工质量和各种性能。采用离散单元法(discrete element method,DEM)建立三维介观粉末床模型,数值模拟了EBM熔化金属粉末的过程,并对不同工艺参数下单轨道成型的截面进行了详细对比分析,发现扫描速度、扫描功率以及粉末粒径对单轨道成型的不平直度影响较大,研究结果揭示了单轨道成型过程中两侧熔体产生凸出、凹陷和空隙等不平直特征的形成机制。

高能电子束辐照对黄精微生物及品质的影响

为探究高能电子束辐照对黄精的影响,以未辐照样品为对照,研究不同剂量(2、4、6、8、10 kGy)电子束辐照对黄精微生物含量、水分、总灰分、浸出物及色泽、挥发性物质的影响。结果表明,经2 kGy剂量辐照,黄精中微生物总数降低至《中国药典》要求限度;随着剂量增加,辐照杀菌效果更好。辐照对黄精水分和总灰分含量无显著影响(P>0.05)。辐照剂量≥4 kGy时,黄精浸出物含量、色度黄蓝值(b^(*)值)和饱和度显著增加(P<0.05),但不影响总色泽。辐照对黄精主要挥发性成分无明显影响,但在一定剂量下,会加速芳香成分、氮氧化合物、甲烷物质及醇类、醛酮类化合物挥发;主成分分析及线性判别分析表明,2 kGy剂量辐照对黄精挥发性影响最小。综合分析,2 kGy剂量高能电子束辐照能有效杀灭黄精中的微生物,且对其水分、总灰分、浸出物、色泽及挥发性成分无显著影响。

波纹管与阀杆真空电子束焊接工艺研究

真空电子束焊接是一种能量集中、熔深较大的精密焊接方法。阀用波纹管壁厚较薄时,与阀杆或法兰焊接具有较大的困难,通过优化焊接接头,设计合理的焊接工装,消除波纹管与阀杆或法兰的配合间隙,采用真空电子束焊接,可以很好地解决这一问题。

电子束粉床熔融制备镍基高温合金构件的研究进展

镍基高温合金是涡轮发动机和燃气轮机中的重要结构材料,然而其制件传统加工过程复杂、成本高昂且原材料利用率不高。电子束粉末床熔融(electron beam powder bed fusion,EBPBF)技术能够实现复杂结构制件近净成形,是一种高温合金成形的新方案。EBPBF技术实现了以Inconel 718、Inconel 625为代表的高温合金材料构件的成形,并且发展至能够成形无裂纹的高比例γ′相难焊镍基高温合金,甚至直接制备单晶体镍基高温合金构件,材料的性能达到了传统铸锻件的水平。本文回顾近年来以EBPBF镍基高温合金作为研究对象的相关文献,从工艺过程、组织调控、力学性能等角度对EBPBF制备镍基高温合金构件研究现状进行分析总结,并对未来的研究工作提出了展望。

电子束辐照对板栗发芽的抑制效果及对板栗品质的影响

目的探究电子束辐照抑制板栗发芽的效果以及对板栗品质的影响。方法以贮藏于(4±2)℃条件下的燕山板栗作为材料,利用0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.9、1.2kGy辐照剂量的电子束进行辐照处理,测定处理样品的发芽率、呼吸强度、淀粉含量、可溶性糖含量、水分含量、色泽、微生物含量和内腐率。结果0.3 kGy的辐照剂量能够完全抑制板栗的发芽,0.3 kGy及以上辐照剂量能使板栗保持较低的呼吸强度,延缓淀粉和可溶性糖的降解速度,对水分含量影响不显著(P≥0.05),对色泽无不良影响。0.3kGy及以上辐照剂量能显著降低板栗外壳的菌落总数,对板栗内腐有一定的抑制效果。0.6 kGy及以上辐照剂量能显著降低板栗外壳的霉菌酵母数量。结论0.3 kGy辐照剂量的电子束辐照可以完全抑制板栗发芽,延缓板栗降糖,延长贮藏期,同时保持板栗的加工品质。

二维片状相对论电子束到靶规律研究

相对论电子束在理想顺磁环境下能够以较高的注量率击中靶目标,但实际情况中由于受环境的影响,相对论电子束的传输方向可能会与地磁场呈小角度偏差,因此会受到地磁场的作用产生拉莫尔进动,影响电子束的到靶瞄准以及到靶注量。基于二维片状相对论电子束,分别对相对论电子束顺磁和偏离磁场3°角两种传输情况进行仿真模拟,通过模拟束团的传输过程,分析研究了顺磁环境下不同传输距离束团到靶率的变化规律,以及偏离磁场3°角时传输过程中注量率的变化规律,为相对论电子束到靶率的预估和靶目标的瞄准提供数据参考。

接头性能差异对Zr-Sn-Nb合金电子束焊接头残余应力的影响

为了提升Zr-Sn-Nb合金电子束焊残余应力计算精度,对Zr-Sn-Nb合金及焊接接头热物性参数与力学性能进行测量,研究接头性能差异对电子束焊接头残余应力影响规律,建立了电子束焊复合热源模型,采用热弹塑性有限元方法对4.45mm厚Zr-Sn-Nb合金电子束焊应力进行数值模拟,并进行焊缝形貌验证.结果表明,考虑焊缝与母材属性差异时,试板上表面焊缝及热影响区区域的横向残余应力峰值高于二者属性相同时的模拟结果,峰值分别为319 MPa和296 MPa,进一步考虑热影响区属性与母材及焊缝差异对接头残余应力影响不大,峰值纵向应力为318 MPa.

电子束发射诱发航天器充电的数值模拟研究

通过发射电子束测量空间地磁场是一种新的有效的地磁场高精度测量方法,但电子束发射对在轨航天器自身状态和安全存在影响。为了研究这一影响,从同步轨道充电机制出发,基于轨道限制机制和朗缪尔方程研究了航天器发射高能电子束时的诱发充电模型,推导了不同初始电位情况下束流发射的平衡电位公式,并编制程序研究了这一过程中粒子束电流、能量、光照等因素对航天器充电电位的影响,得到了航天器对外发射高能电子束时诱发航天器自身或平台的充电电位随时间变化规律,并通过部分解析解对比验证了模拟结果的正确性。

多种水等效材料的医用电子束修正因子研究

针对水等效材料在医用电子束剂量测量中修正因子的测量和使用问题,通过扫描医用电子束在水中和水等效材料中的百分深度剂量(percentage depth dose,PDD)曲线,计算获得深度缩放因子c_(pl)、注量缩放因子h_(pl)及总修正因子k_(pl)的实验值。结果表明,通过c_(pl)和h_(pl)组合或仅使用k_(pl)均可将水等效材料测量结果转换为水吸收剂量。比较PDD曲线表明,在10~20 MeV电子能量下3种水等效材料通过c_(pl)-h_(pl)修正后的R_(50),较水中测量最大偏差分别为0.19%、0.28%、0.22%;经k_(pl)修正得到的R_(50),较水中测量最大偏差分别为0.23%、0.29%、0.18%。结论:研究提供了多种材料c_(pl)-h_(pl)、k_(pl)的实验值,可方便用户快速完成电子束水吸收剂量的测量,相比于c_(pl)-h_(pl),使用k_(pl)更加简单高效。

静磁场下电子束运动行为仿真

电子束具有能量集中、能量转化效率高等特点,广泛用于金属精炼、增材制造等金属加工领域。在电子束熔炼过程中引入外磁场,可调控熔体流动与凝固组织,改善材料性能,但磁场会导致电子束偏转,造成熔区偏移。针对此问题,本研究基于COMSOL仿真软件对静磁场下电子与电子束在不同外加磁场强度、发射角、扫描角及发射距离参数下的运动行为进行建模与仿真分析。结果表明:磁场下电子束与单电子的运动行为相似;在一定外加磁场下实现电子束熔炼需满足一定的临界发射角和扫描角条件,如在背景磁场为0.15 T时,发射角需小于35°,且当发射角为0°时,扫描角介于−3.5°~+3.5°之间;磁场越强,电子(束)偏转越剧烈,其临界条件范围越窄;磁场对电子(束)具有筛选、聚焦及约束作用,在满足临界发射角和扫描角条件下任意发射距离的电子(束)均能进入坩埚。本研究可为磁场辅助电子束熔炼及其他相关技术的开发提供指导。

高能电子束辐照脆肉鲩鱼片的贮藏品质分析

该试验研究了高能电子束辐照技术应用于脆肉鲩鱼片的保鲜效果,采用不同剂量(0、1、3、5、7 kGy)的电子束辐照,结合真空包装于4℃冷藏条件下保鲜,测定菌落总数(APC)、脂质氧化产物(TBARs)、挥发性盐基氮(TVB-N)、质构(TPA)和色度,结合感官评价探究电子束辐照对鱼片冷藏期间贮藏品质的影响。结果表明,辐照能较大程度抑制鲩鱼片中微生物的增长,3~7 kGy的辐照剂量能使鲩鱼片在整个贮藏期间菌落总数保持在106 CFU/g以下,推断3 kGy是脆肉鲩鱼片最低有效剂量。虽然辐照处理后会导致鲩鱼片TBARs值增加,但在贮藏后期有延缓TBARs值上升的效果,5 kGy及更低剂量可维持鲩鱼片TBARs在较低水平。同样,辐照能延缓鱼片TVB-N含量的增加。辐照对鲩鱼片气味、质构和色值影响差异不显著。综合考量,在真空包装,4℃冷藏的条件下,3 kGy是脆肉鲩鱼片最低有效剂量,5 kGy是最高耐受剂量,使用3~5 kGy剂量电子束辐照处理,最适用于脆肉鲩生鱼片的贮藏保鲜。该研究结果为电子束辐照应用于脆肉鲩鱼片的保鲜提供参考依据。

电子束选区熔化TaNbTiZr难熔高熵合金的微观组织与力学性能

难熔高熵合金(RHEAs)表现出优异的高温性能,在航空航天、核能等领域具有广泛应用前景。然而,由于难熔高熵合金(RHEAs)组成元素熔点高,因此常规加工制造方法制备难度大。本研究以等离子旋转电极雾化法(PREP)制备的高质量TaNbTiZr难熔高熵合金球形粉末为原料,通过电子束选区熔化(EBM)制备TaNbTiZr难熔高熵合金,利用正交实验研究了工艺参数对合金微观组织和力学性能的影响。结果表明:EBM样品的致密度随着线能量密度的增大呈先上升后下降的趋势,线能量密度为37.5 J/m的样品致密度最高,相对致密度达到98%。TaNbTiZr难熔高熵合金在XOY和XOZ面均呈细小的等轴晶结构,平均晶粒尺寸分别为6.32μm和6.93μm。晶粒内部由富含Nb、Ta的BCC1基体相和富Zr的BCC2网状边界组成。TaNbTiZr难熔高熵合金具有优异的力学性能,其屈服强度、抗拉强度、断裂伸长率分别为988 MPa、1173 MPa和3.99%。理论计算表明,该合金的高屈服强度主要源于高晶格畸变强化和高细晶强化效应。