即食乌龙头黄花菜复合食品加工工艺研究

为延申乌龙头和黄花菜的产业链和综合利用,优化乌龙头黄花菜复合食品的品质,以新鲜乌龙头和黄花菜为主要原料,以食用植物油、食盐、白砂糖、香辛料为调味料,通过单因素试验确定调味料的种类和添加量,通过正交试验确定乌龙头黄花菜复合食品调味料的配比。正交试验结果表明,食盐添加量1.4%、香辛料添加量0.45%、白砂糖添加量4%、食用植物油添加量9%时可制得色泽诱人、口感鲜嫩香脆、乌龙头甘醇味浓、营养丰富的乌龙头黄花菜复合食品,其感官评分为98.47分。该生产工艺和方法合理,安全可靠,值得推广。

石墨烯/碳纳米管复合电热膜制备过程工艺优化及预测模型

目的本文利用响应面法和神经网络遗传算法对石墨烯/碳纳米管复合电热膜的固化工艺进行优化,并对2种方法的优化结果进行比较,为复合电热膜制备提供了最佳的工艺参数。方法通过单因素实验探讨浆料定量、固化温度和固化时间对复合电热膜体积电阻率的影响,在此基础上进行BB试验设计,在BB试验结果上进行响应面法(RSM)和BP神经网络分析及优化。结果单因素实验结果表示随电热膜定量增加,体积电阻率先下降后上升,随着固化温度的升高或固化时间增加,体积电阻率逐渐下降直至趋于稳定。对BB响应面法和GA-BP遗传神经网络法优化获得的最佳工艺进行实验验证,GA-BP遗传神经网络模型优化的结果相对误差较小为1.06%,因此得出最佳固化工艺参数:定量为0.056 g/cm^(2)、固化温度为85.71℃、固化时间为11.13 h。该研究结果对石墨烯碳纳米管复合电热膜的制备工艺具有参考价值。结论通过响应面方差分析表明,定量、固化温度和固化时间三因素对体积电阻率既有显著的线性影响,也有极其显著的平方影响。BP神经网络预测模型的准确性很好,可用于石墨烯/碳纳米管复合电热膜体积电阻率的预测。

金属空心球复合材料重力铸造工艺研究

基于对金属空心球复合材料的结构分析,采用金属型重力铸造法制备金属空心球复合材料。介绍了金属空心球复合材料金属型重力铸造工艺流程,并设计了一种成本低廉、简易成型、且能多次使用的金属型模具,且对金属空心球复合材料进行了实验试制及材料验证。结果表明,采用金属型重力铸造法能够制备出孔壁结构完整且孔洞随机分布的金属空心球复合材料,能实现空心球单一设计与梯度设计;金属空心球复合材料基体与空心球壁组织较为致密,且形成了厚度为25~30μm的界面层;金属空心球复合材料的应力-应变曲线具有明显的弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段,且采用空心球梯度设计的金属空心球复合材料相较于空心球单一设计的金属空心球复合材料,其基本力学性能有明显的提升。最后,与传统的闭孔泡沫铝材料进行了对比分析,金属空心球复合材料整体稳定性更高,吸能效果更强。

叶轮零件增减材复合加工工艺规划及虚拟仿真加工研究

针对叶轮零件结构复杂、加工难度大等问题,对其结构及工艺特点进行分析,制定增减材复合加工工艺规划,并基于NX软件设计增材和减材加工的刀具轨迹,最后通过在VERICUT中构建的虚拟仿真系统对加工过程进行仿真,验证增减材复合加工工艺及NC程序的正确性。虚拟仿真加工结果表明,该方法可为复杂零件高效、高质量加工提供一种新的思路和参考。

3D打印连续纤维复合材料工艺、结构优化研究进展

连续纤维增强复合材料由于优异的比强度、比刚度、可设计性和轻量化特质,日益受到航空航天等高端装备制造领域的青睐.3D打印技术的发展改变了连续纤维复合材料结构的生产制造流程,使复杂结构的自由成型成为可能,为先进结构材料提供了巨大的设计空间.为充分发挥先进材料性能优势和3D打印成型灵活性,研究人员分别从材料性能和结构设计出发,探索与3D打印连续纤维复合材料相适应的设计制造一体化解决方案,实现产品创新设计和性能提升.本文系统性地回顾了面向连续纤维复合材料性能分析、工艺改进和结构优化的研究工作,结合研究实践对连续纤维复合材料的结构多尺度优化方法进行总结分析,并对未来先进材料结构设计实时化、功能化、智能化的发展趋势进行探讨和展望.

昆布多糖的复合酶法提取工艺优化及其对α-葡萄糖苷酶的抑制活性

优化复合酶提取昆布多糖的工艺参数,并考察其抑制α-葡萄糖苷酶的能力。以昆布多糖得率为评价指标,通过正交试验确定复合酶配比,采用响应面法评价酶解时间、pH、液料比和温度对昆布多糖得率的影响。采用体外酶抑制实验测定昆布多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制活性。结果表明,复合酶最佳添加量为纤维素酶100 mg、果胶酶90 mg、木瓜蛋白酶55 mg,最佳酶法提取工艺为酶解时间1.8 h、酶解温度49.4℃、pH6.1、液料比59:1 mL/g,最佳工艺条件下昆布多糖预测得率18.183%,实测多糖得率18.19%±1.04%,其中性糖、酸性糖、蛋白质及硫酸根含量分别52.72%、11.76%、2.66%、19.49%;在1~5 mg/mL范围内其对α-葡萄糖苷酶的抑制作用随浓度增加而升高,最大抑制率为79.04%±3.17%,IC50为1.443 mg/mL。复合酶法提取的昆布多糖得率高,其对α-葡萄糖苷酶具有明显的抑制作用。

导热复合材料加工工艺的现状及进展

近年来,随着电气设备以及微电子行业的快速发展,产品逐渐趋向于精密化、小型化,对高性能聚合物导热材料及其制品的精度需求和需求量越来越高。传统工艺较难使制品在满足导热能力的前提下,具备较好的物理性能。因此,如何在较少填料的情况下最大限度地改善材料的综合性能成为目前研究的热点,在该过程中,挤出机螺杆起到了关键作用。文章主要从复合材料加工工艺方面对提高材料的热导率进行了综述,包括熔融共混法、机械力诱导法等,这些方法解决了高聚物热导率低的问题,并提出了研究中存在的问题及改进方向,这对指导制备高导热性能的复合材料具有较高的参考价值。最后,对填充型导热复合材料的发展前景进行了展望。

纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺研究进展

拉挤成型作为一种连续生产固定截面的热塑性复合材料成型工艺,具有原材料利用率高、生产效率高、废品率低、产品复制性强、可设计等优点,已在轻量化汽车、建筑建材、风电叶片等领域内广泛应用。热塑性树脂基体存在室温下呈固态、熔融状态下流动性差的问题,导致纤维浸渍困难,成为此类成型工艺发展的瓶颈,因此改进拉挤成型工艺的关键集中在纤维浸渍技术上。本文综述了纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的研究进展,并根据浸渍方式的不同将热塑性复合材料拉挤成型工艺分为非反应型拉挤成型工艺和反应型拉挤成型工艺,介绍了每种成型工艺的浸渍特点、制备流程以及工艺优化方案,阐述了拉挤成型工艺中不同的纤维浸渍方式对制件质量的影响规律,最后对拉挤成型工艺现存的问题进行了讨论,展望了未来纤维增强热塑性复合材料拉挤成型工艺的发展趋势,为今后拉挤成型工艺的深入研究和开拓创新提供参考。

孔槽泡沫夹芯复合材料真空辅助树脂传递工艺仿真与优化

本工作提出了孔槽泡沫夹芯复合材料的设计方案并针对真空辅助树脂传递(VARI)工艺进行了实验和仿真研究。首先,通过实验测得玻璃纤维织物和树脂的相关参数,利用Hagen-Poiseuill方程和达西定律算出孔洞和沟槽的等效渗透率;接着,利用PAM-RTM模拟孔槽泡沫夹芯复合材料的VARI工艺过程,并与实验结果进行对比;然后,使用PAM-RTM研究了芯材加工参数、树脂灌注方式和导流网铺敷区域对成型过程的影响,并选出了最优方案;最后,在此方案的基础上研究了树脂黏度与灌注时间的关系,并拟合得到了预测函数。结果表明:实验结果与仿真结果基本一致;最优灌注方案可显著缩短树脂填充时间并降低整体孔隙率;预测函数可准确预测灌注时间,对实际生产具有一定的指导意义。

金属基石墨烯复合材料的合成机理及工艺方法

石墨烯具有良好的力学性能、导电导热和耐腐蚀性能,大部分纯金属只有在某些方面有着单一的良好性能,而不具备多维度的优良材料性能,金属基复合材料可以弥补纯金属在单一方面性能的不足,具有比单一基体更优异的性能;石墨烯/金属基复合材料(Gr-MMC)在航空航天、汽车、电子和军事领域有着广泛的应用。详细介绍了微观层面金属基表面沉积石墨烯的机理,在不同的金属表面石墨烯会表现出不同的行为,其中铜、钌、铱、镍是比较有代表性的几种金属,通过研究在不同金属上的沉积机理能够更好地从微观层面指导金属基复合材料的制备;金属基石墨烯复合材料的制备工艺针对不同的金属大致可以分为液相法、固相法和沉积处理,对于每种工艺方法的特点和不足也有所提及。

航空复合材料螺旋桨叶片制造工艺研究进展

螺旋桨推进方式在航空领域占有重要地位。复合材料具有高比强度、高比模量、高阻尼、可设计性等特性,复合材料螺旋桨叶片能够提升螺旋桨减重效率、推进效率、耐蚀性、降噪等方面性能,已成为大势所趋。本文对国内外航空复合材料螺旋桨叶片的研究成果进行回顾和总结,基于传统飞机螺旋桨叶片和旋翼桨叶,对航空螺旋桨叶片材料体系、结构设计和制造工艺进行分类阐述,重点总结复合材料螺旋桨制造工艺中的关键技术问题,概述桨叶制造工艺方面的仿真模拟研究,最后从健全材料体系、优化结构设计、深入工艺研究和加强数值模拟技术的工程化应用几个方面提出了国产化复合材料航空螺旋桨的未来发展方向。

桑葚-紫薯复合冻干果块的制备工艺优化及品质评价

传统冻干产品加工工艺技术含量低,产品配方、营养和口味单一,市场同质化现象严重,日渐无法满足消费者的需求。为增加市面上复合型果蔬冻干产品的多样性,丰富冻干产品的口感和营养价值,该研究以桑葚和紫薯为主要原料,采用真空冷冻干燥技术,使用Box-behnken结合综合评分法,探究了果胶、阿拉伯胶、麦芽糊精、果葡糖浆和柠檬酸添加量对桑葚-紫薯复合冻干果块综合评分的影响。结果表明,最佳制备工艺为:果胶添加量0.20%、麦芽糊精添加量8.00%、阿拉伯胶添加量0.20%、果葡糖浆添加量4.00%和柠檬酸添加量0.24%,综合评分为0.87分。工艺优化后的产品总体感官可接受度8.90分,比未添加辅料的复合冻干果块显著(P<0.05)提高了25.35%。同时,所得复合冻干果块具有良好的品质,其脆度、总黄酮含量、总花青素含量及铁离子还原能力分别显著(P<0.05)提高了80.53%、23.10%、11.36%和39.95%。研究结果可以为复合型冻干果蔬产品的发展提供一定的理论依据。

复合酶解南美白对虾虾头制备ACE抑制肽的工艺优化

以南美白对虾虾头为原料,利用复合酶解法制备血管紧张素转化酶(angiotensin-converting enzyme,ACE)抑制肽。在传统酶解法基础上,对酶解效率较高的蛋白酶进行筛选和复配,结合双酶复合酶解法水解虾头蛋白。以ACE抑制率和水解度为指标,通过单因素和响应面试验对制备工艺进行优化,确定复合蛋白酶组合方式及配比等工艺参数。得到虾头蛋白源ACE抑制肽的最佳酶解条件为料液比1∶7(g/mL)、酶添加量400 U/g、初始pH7.5、酶解温度50℃、复合酶(胰蛋白酶∶风味蛋白酶)配比2.29∶1(U/U)、酶解时间2.17 h,在此条件下虾头蛋白水解度达71.48%,ACE抑制率达83.57%,酶解效率与优化前的单酶水解相比提高35.05%。结果表明南美白对虾虾头经胰蛋白酶和风味蛋白酶酶解后具有较高的ACE抑制活性。

铸造混合型旧砂的复合再生工艺研究

对含不同类型树脂芯砂的粘土混合旧砂进行再生试验研究,对比了湿法再生、化学再生和复合再生等对再生砂表面形貌和性能的影响。结果表明:单一再生方法无法同时满足对含泥量、灼减量、酸耗值等要求。“水洗+碱/酸处理+高温焙烧”工艺能充分发挥不同工艺优势,获得理想结果,适宜的工艺参数为在400 r/min的转速下水洗6次,每次5 min,砂水比约为1.7∶1,并在水洗初期和水洗后每100 g旧砂依次加入0.1 mol/L的氢氧化钠溶液4 mL和草酸溶液6 mL,最后将水洗后的砂子在700℃焙烧15 min。再生砂含泥量、酸耗值、灼减量分别达到0.18%,2.61 mL和0.08%,均超过行业标准和企业生产要求。

基于激光加热的CF/PEEK复合材料层合板铺放工艺研究

面向热塑性复合材料的高质量成型需求,设计搭建了基于光纤激光加热的CF/PEEK铺放平台,制备了复合材料层合板构件。基于铺放平台的设备参数(激光功率、铺放速度、铺放压力),通过单因素参数分析和多因素正交试验参数分析,结合层间剪切强度测量以及微观形貌显微观测,探究了层合板成型过程中温度、压力两个工艺参数对CF/PEEK层合板力学性能的影响规律。试验结果表明:在试验范围内,层间剪切强度随着铺放温度与压力的增大,呈现出先增大后减小的现象。成型过程中,铺放温度与铺放压力两个工艺参数对层合板层间剪切强度影响程度并不相同,铺放温度的影响更大。试验中制备CF/PEEK层合板的最优工艺参数组合如下:铺放压力为0.2 MPa,铺放温度为402.6℃。

小白杏复合果蔬酵素发酵工艺及其抗氧化活性研究

以小白杏为主要原料制备小白杏复合果蔬酵素。以感官评分为指标,在单因素试验的基础上通过响应面法优化小白杏复合果蔬酵素的发酵工艺,并考察小白杏复合果蔬酵素的抗氧化活性。结果表明:以小白杏200g、西瓜50g、番茄50g、黄瓜50g、苹果50g和纯净水400mL制备的混合液总质量为基准,最佳发酵工艺为白砂糖添加量10%、菌接种量0.10%、发酵温度33℃、发酵时间37h,在此条件下,制得的酵素对DPPH自由基的清除率为81.9%±2.13%、还原力为0.3±0.12,酵素的色泽淡黄透亮、酸甜适中,具有浓郁果香味。

工艺参数对短电弧-电化学复合加工表面质量的影响研究

针对传统短电弧铣削加工后表面存在热损伤层问题,在钛合金TC4上进行了短电弧-电化学复合加工试验研究,分析了短电弧-电化学复合加工的材料去除机制,并通过理论模型分析了影响复合加工快慢及表面质量的关键影响参数,即加工电压、工作介质电阻率和进给速度。通过单因素试验研究了关键参数对短电弧-电化学复合加工表面质量的影响。试验结果表明,利用短电弧-电化学复合加工底面间隙电化学效应可以很好地去除短电弧加工后表面热损伤层。在进给速度为4 mm/min时可以实现无热损伤层加工,加工效率为354 mm^(3)/min,加工表面粗糙度Sa为17.982μm。

超声辅助复合酶法提取板栗仁中可溶性膳食纤维工艺优化及其结构表征

以燕山板栗为原料,采用超声辅助复合酶法提取板栗膳食纤维。通过单因素试验考察复合酶(m(α-淀粉酶)∶m(糖化酶)=4∶1)添加量、中性蛋白酶添加量和超声波处理时间对板栗膳食纤维得率的影响,设计响应面试验对酶解工艺中各影响因素进行优化,并采用扫描电镜、红外光谱和热质量分析对其结构进行表征。结果表明,以板栗的质量计量,超声辅助复合酶法提取膳食纤维最佳条件为:复合酶添加量为11%,中性蛋白酶添加量为4%,超声波处理时间15 min。在此条件下,板栗膳食纤维得率为22.22%。扫描电镜显示板栗膳食纤维呈现松散的片状或层状结构,表面具有较多的孔洞。红外光谱显示其具有膳食纤维的特征吸收峰。热质量分析板栗膳食纤维适合在400℃以下温度加工。超声辅助复合酶法能有效用于板栗中膳食纤维的提取。

聚醚醚酮的黏度特性及其复合材料加工工艺窗口研究

为了探究聚醚醚酮(Poly-ether-ether-ketone,PEEK)的黏度特性,为PEEK基复合材料制备工艺的设计提供参考,采用旋转流变仪考察在一定剪切速率下温度和时间对PEEK黏度的影响,创建PEEK熔体的黏度模型,模拟在有氧条件下PEEK熔体的黏度与时间和温度的关系。结果表明:在653.15~673.15 K温度范围内,随着测试时间的增加,PEEK熔体的黏度先降低后升高,表明PEEK熔体存在由下降到增大的临界黏度,到达临界黏度的时间与温度成反比例关系。构建的模型能预测在有氧条件下PEEK熔体的黏度随温度时间的变化趋势,由此可确立加工工艺窗口,从而为PEEK基复合材料生产中的加工工艺设计提供依据。

复合材料树脂传递模塑成型工艺研究进展

汽车轻量化技术是现阶段及未来汽车制造领域所需要解决的艰巨任务,复合材料作为目前最有发展前景的轻量化材料之一,成为了人们关注的焦点。但其成型过程受多种因素的影响,如工艺参数和设备精度、树脂性能等其他因素都有可能造成最终成型构件发生固化变形,因而降低其力学性能。因此为提高构件的成型质量的同时,进一步推进复合材料成型工艺的研究进展,对复合材料成型工艺中的树脂基传递模塑成型工艺(RTM),一种环保、高效、低成本、高精度的闭模成型工艺进行了简单的概述,并总结了国内外学者对其进行的优化研究和成果。除此之外还重点介绍了几种以RTM工艺为基础衍生而来的工艺以及有关RTM工艺树脂开发与改性和工艺设备的研究成果及进展。最后对目前RTM工艺出现的问题进行了总结,并提出了相应的建议。