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超声对激光熔覆WC颗粒强化涂层耐磨防腐性能的影响(特邀)

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红外与激光工程 2024年第1期53卷 43-54页

作者：姚喆赫戴温克邹朋津余沛坰王发博迟一鸣孙振强张群莉姚建华浙江工业大学激光先进制造研究院浙江杭州310023 特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室浙江杭州310023 浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310023 杭州汽轮动力集团股份有限公司浙江杭州310020

面向海洋、矿山等领域机械部件表面耐磨防蚀涂层制备需求,针对陶瓷颗粒强化涂层高耐磨性能与高耐腐蚀性能难以兼容的问题,搭建了超声辅助激光熔覆试验平台,制备了有无超声作用下的碳化钨(WC)颗粒强化涂层。研究了超声对复合涂层微观组... 详细信息

面向海洋、矿山等领域机械部件表面耐磨防蚀涂层制备需求,针对陶瓷颗粒强化涂层高耐磨性能与高耐腐蚀性能难以兼容的问题,搭建了超声辅助激光熔覆试验平台,制备了有无超声作用下的碳化钨(WC)颗粒强化涂层。研究了超声对复合涂层微观组织形貌、元素分布、WC表面合金层厚度的影响规律,并进一步开展了有无超声试样硬度、摩擦磨损与耐蚀性能测试。结果表明:超声振动能够细化晶粒,平均晶粒尺寸从101.0μm降至59.6μm,抑制偏析,促使WC表面合金层溶解与熔覆层元素的均匀分布;超声作用下,试样平均显微硬度由310 HV0.1提升至425 HV0.1,同时超声作用下WC颗粒周围硬度分布更加均匀;有无超声作用下试样失重量分别为6.5 mg和8.8 mg,试样磨损率分别为0.032 3 mg/m和0.043 8 mg/m,试样磨损率降低了26.2%;超声作用下试样腐蚀电流密度由5.20μA/cm2降低为2.13μA/cm2,同时电化学阻抗谱表明超声作用下试样表面具有更大的电容阻抗环、阻抗模量与相角值。

关键词：激光熔覆 WC颗粒强化涂层超声耐磨性能防腐性能

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超声化学在生物医学中应用的研究进展

化学学报 2023年第7期81卷 836-842页

作者：罗楚文孔超颖汤朝晖中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院生态环境高分子材料重点实验室长春130022 中国科学技术大学应用化学与工程学院合肥230026 吉林省生物医用高分子材料工程实验室长春130022

超声是一类频率超过人类听力上限的机械波,具有高能和高穿透性的特点,能穿透生物体软组织的阻碍,在其内部诱导发生化学反应.近年来,超声化学手段越来越多地被应用于生物医学的研究当中,并为生物医学的发展提供了新的着力点.本文从三个方... 详细信息

超声是一类频率超过人类听力上限的机械波,具有高能和高穿透性的特点,能穿透生物体软组织的阻碍,在其内部诱导发生化学反应.近年来,超声化学手段越来越多地被应用于生物医学的研究当中,并为生物医学的发展提供了新的着力点.本文从三个方面,即超声的机械化学作用、声敏剂辅助的超声化学和超声的空化效应,总结并综述了超声化学在生物医学领域应用的研究进展.

关键词：超声生物医学机械化学声敏剂声空化

超声对豌豆蛋白-高酯果胶复合颗粒理化和结构特性的影响

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中国食品学报 2024年第2期24卷 130-139页

作者：马开元孙晓洋陈复生张丽芬河南工业大学粮油食品学院郑州450001 河南牧业经济学院、食品与生物工程学院郑州450046

采用超声制备豌豆蛋白-高酯果胶(PP-HMP)复合颗粒,研究超声作用下PP-HMP复合颗粒理化特性的变化规律,同时采用傅里叶红外光谱(FTIR)、内源荧光光谱和透射电子显微镜(TEM)对复合颗粒结构进行表征。结果表明,超声条件为10 min、5.43 W/cm^... 详细信息

采用超声制备豌豆蛋白-高酯果胶(PP-HMP)复合颗粒,研究超声作用下PP-HMP复合颗粒理化特性的变化规律,同时采用傅里叶红外光谱(FTIR)、内源荧光光谱和透射电子显微镜(TEM)对复合颗粒结构进行表征。结果表明,超声条件为10 min、5.43 W/cm^(3)、15℃时,超声制备豌豆蛋白-高酯果胶(PP-HMP-US)复合颗粒的乳化活性和稳定性较高;与PP-HMP相比,PP-HMP-US浊度显著降低(P超声处理可使PP的β-折叠展开形成α-螺旋,促进其与HMP分子的结合,降低色氨酸残基的暴露程度。TEM结果表明,超声可使HMP嵌入PP球状结构中,获得形态更加规则有序的PP-HMP-US复合颗粒。研究结果为豌豆蛋白在食品加工中的应用提供理论参考。

关键词：豌豆蛋白高酯果胶超声理化特性结构特性

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超声波加速陈化对湘柑茶品质的影响

中国食品学报 2023年第6期23卷 175-186页

作者：李想潘兆平付复华刘承鑫王琛何双湖南省农业科学院农产品加工研究所长沙410125 湖南大学隆平分院长沙410125 果蔬贮藏加工与质量安全湖南省重点实验室长沙410125 洞庭实验室长沙410125 桂林理工大学化学与生物工程学院广西桂林541000

湘柑茶是一种利用湖南岳阳金盆柚和普洱茶制成的新式柑普茶,有"陈久者良"之说,而自然陈化的湘柑茶周期长、品质不稳定。本课题通过正交试验设计研究加速陈化的最优超声条件,结合主成分分析研究最优超声条件对湘柑茶主要化学成分、挥发... 详细信息

湘柑茶是一种利用湖南岳阳金盆柚和普洱茶制成的新式柑普茶,有"陈久者良"之说,而自然陈化的湘柑茶周期长、品质不稳定。本课题通过正交试验设计研究加速陈化的最优超声条件,结合主成分分析研究最优超声条件对湘柑茶主要化学成分、挥发性成分以及感官评价的影响。结果表明:1)湘柑茶超声陈化最优条件为超声功率70 W、超声时间55 min、超声温度30℃;2)超声处理后湘柑茶的总黄酮与橙皮苷呈增加趋势,其中总黄酮含量增加了22.63%,橙皮苷增加了11. 11%,而总多酚增加不显著;在超声前、后的湘柑茶中检出53种挥发性成分,D-柠檬烯、反式-β-金合欢烯、γ-松油烯在二者之间均有较高含量;在超声陈化过程中,有14种香气成分消失,14种物质生成,α-松油醇、3-甲基-4-异丙基苯酚、(Z)-β-罗勒烯等主要陈化风味增加,邻甲氨基苯甲酸甲酯、D-柠檬烯等含量下降;超声处理的湘柑茶香气、汤色、滋味、接受度均优于未处理的;3)主成分分析结果显示:共提取到6个主成分,第一主成分贡献率为73.17%,前3个主成分的特征值均大于1,累计方差贡献率达95.85%,超声处理后影响湘柑茶品质的主要成分与陈化相关成分相一致,说明超声处理具有加速陈化作用,且能进一步提升湘柑茶品质。

关键词：湘柑茶超声关键化学成分挥发性成分主成分分析

超声功率对铁棍山药超声强化热泵干燥水分迁移的影响

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中国食品学报 2023年第2期23卷 213-222页

作者：薛扬刘云宏刘恩宠孙雪河南科技大学食品与生物工程学院河南洛阳471000 食品绿色加工与质量安全控制河南省国际联合实验室河南洛阳471000

为探讨铁棍山药超声强化热泵干燥的水分迁移规律,对山药进行直触超声强化热泵干燥试验,研究超声功率对干燥特性及水分变化的影响。结果表明:在热泵干燥过程中施加超声有利于加快脱水进程。随着超声功率从0 W提高至60 W,干燥时间从630 mi... 详细信息

为探讨铁棍山药超声强化热泵干燥的水分迁移规律,对山药进行直触超声强化热泵干燥试验,研究超声功率对干燥特性及水分变化的影响。结果表明:在热泵干燥过程中施加超声有利于加快脱水进程。随着超声功率从0 W提高至60 W,干燥时间从630 min缩短至390 min,平均干燥速率由0.0053 g/(g·min)提高到0.0086 g/(g·min),有效水分扩散系数由0.887×10^(-10)m^(2)/s,增大至1.393×10^(-10)m^(2)/s。扫描电镜结果表明:施加超声使物料组织结构变疏松,产生微孔道。随着超声功率的提高,微孔道数量变多,孔隙率变大。低场核磁共振分析表明:铁棍山药中存在自由水、不易流动水和结合水3种状态水,且在干燥过程中其内部水分能够相互转化。自由水的含量不断降低,直至被完全去除;不易流动水的含量在干燥过程中先增高后降低,在干燥结束时仍存在部分不易流动水;结合水的含量在超声强化热泵干燥过程中几乎不变。铁棍山药的核磁共振成像显示,在干燥过程中,物料水分从外到内逐渐流失。提高超声功率能有效加快物料内部水分迁移,促进水分的去除。本研究结果可为果蔬超声强化热泵干燥技术的研发与应用提供参考。

关键词：干燥铁棍山药超声热泵干燥水分迁移

超声辅助酶改性典型晶型淀粉的结构及消化特性

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中国食品学报 2023年第1期23卷 78-86页

作者：代香临郑启航胡楠楠李琦许秀颖吴玉柱刘景圣吉林农业大学食品科学与工程学院长春130118

以玉米淀粉(A型)、马铃薯淀粉(B型)、豌豆淀粉(C型)3种典型晶型淀粉为原料,利用复合酶(分支酶、β-淀粉酶)、超声-复合酶两种方法改性,探究3种典型晶型淀粉在改性前、后的结构及消化特性。通过碘蓝法、质子核磁共振氢谱、傅里叶红外光谱... 详细信息

以玉米淀粉(A型)、马铃薯淀粉(B型)、豌豆淀粉(C型)3种典型晶型淀粉为原料,利用复合酶(分支酶、β-淀粉酶)、超声-复合酶两种方法改性,探究3种典型晶型淀粉在改性前、后的结构及消化特性。通过碘蓝法、质子核磁共振氢谱、傅里叶红外光谱、X-射线衍射,分析改性前、后3种淀粉的直链淀粉含量、分支密度、分子结构和结晶结构,并探究改性对淀粉消化特性的影响机制。结果表明,经复合酶处理后,3种晶型淀粉的直链淀粉含量、分子有序程度、相对结晶度均降低,分支密度和慢速消化淀粉的含量显著提高,水解指数(HI)和血糖指数(GI)均显著降低,且3种晶型淀粉中豌豆淀粉(C型)变化幅度最大。引入超声处理后,上述指标显示的改性程度得到进一步加强;经超声-复合酶法改性处理后3种淀粉转化为以V型结构为主要晶型的C+V型结构。结论:3种典型晶型淀粉中豌豆淀粉对复合酶改性最为敏感;超声-复合酶方法能够更高效地改变淀粉结构,进而改善其消化特性。研究结果为功能性低GI食品的加工技术优化提供理论依据。

关键词：淀粉复合酶超声结构特性消化特性

超声导航及机器人系统在微创手术的应用研究进展

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中国医学科学院学报 2023年第5期45卷 853-858页

作者：毛译张明博中国人民解放军总医院第一医学中心超声诊断科北京100853

随着现代医疗技术和仪器设备的不断进步,微创手术(MIS)广泛应用于临床多个领域。超声因具有实时、便携、无辐射的优势,可用于MIS术中影像引导,以保证手术的安全性和有效性。由于气体和骨骼的遮挡,常规超声无法清晰显示人体某些组织结构... 详细信息

随着现代医疗技术和仪器设备的不断进步,微创手术(MIS)广泛应用于临床多个领域。超声因具有实时、便携、无辐射的优势,可用于MIS术中影像引导,以保证手术的安全性和有效性。由于气体和骨骼的遮挡,常规超声无法清晰显示人体某些组织结构,但超声导航技术可以通过空间定位、三维重建、多模态融合等新技术弥补常规超声的缺陷,实现实时、精准、无辐射的手术引导。借助超声导航技术的优势,机器人系统可以在超声引导MIS中实现安全有效的微创操作。本文综述了当前超声导航及机器人系统在MIS中应用的研究进展和发展前景。

关键词：超声导航机器人微创手术

超声与CT检查在诊断甲状腺乳头状癌颈部淋巴结转移中的对比分析

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中国医学科学院学报 2022年第1期44卷 65-71页

作者：赵佳航张艳罗渝昆唐杰兰雨何红莹肖静李文汪龙霞解放军医学院北京100853 中国人民解放军总医院第一医学中心超声诊断科北京100853

目的探讨超声与计算机断层扫描(CT)检查对甲状腺乳头状癌(PTC)颈部淋巴结转移(CLNM)的诊断效能。方法选取2016年1月至2021年1月于中国人民解放军总医院行外科治疗且病理确诊为PTC的患者,术前均行超声及CT检查,回顾性分析两者对CLNM的诊... 详细信息

目的探讨超声与计算机断层扫描(CT)检查对甲状腺乳头状癌(PTC)颈部淋巴结转移(CLNM)的诊断效能。方法选取2016年1月至2021年1月于中国人民解放军总医院行外科治疗且病理确诊为PTC的患者,术前均行超声及CT检查,回顾性分析两者对CLNM的诊断价值。结果322例甲状腺乳头状癌中,242例出现颈部淋巴结转移,80例无转移。患者年龄(χ^(2)=20.34,P超声诊断CLNM的灵敏度(χ^(2)=82.26,P超声联合CT间差异无统计学意义(P均>0.05);而超声诊断中央区和颈侧区CLNM的特异度低于CT(χ^(2)=17.01,P超声诊断CLNM的曲线下面积(AUC)均高于CT(Z=2.99,P=0.003;Z=3.86,P超声联合CT间差异无统计学意义(Z=1.87,P=0.062;Z=1.68,P=0.093;Z=1.61,P=0.107)。结论超声与CT在中央区及颈侧区淋巴结的诊断中各具优势,总体上,超声对于CLNM的诊断效能优于CT。

关键词：甲状腺乳头状癌淋巴结转移超声计算机断层扫描诊断

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超声连续流合成2-甲基-4,6-嘧啶二酮

火炸药学报 2023年第3期46卷 214-220,I0008页

作者：王栋嵘张圣龙廉鹏王锡杰陈松王伯周西安近代化学研究所陕西西安710065

为探索超声强化化学反应的可行性,掌握强化工艺规律,选取FOX-7前体2-甲基-4,6-嘧啶二酮(MPO)的合成作为研究对象,设计了MPO连续流合成方法。以盐酸乙脒和丙二酸二乙酯为原料,经连续缩合、酸化合成得到MPO,并利用红外光谱(IR)、质谱(MS)... 详细信息

为探索超声强化化学反应的可行性,掌握强化工艺规律,选取FOX-7前体2-甲基-4,6-嘧啶二酮(MPO)的合成作为研究对象,设计了MPO连续流合成方法。以盐酸乙脒和丙二酸二乙酯为原料,经连续缩合、酸化合成得到MPO,并利用红外光谱(IR)、质谱(MS)及元素分析等进行了结构表征;探究了超声强化作用下缩合反应的关键影响因素及工艺规律。结果表明,最佳反应条件为停留时间9min,反应温度60℃,超声功率150W,原料摩尔比n(盐酸乙脒)∶n(丙二酸二乙酯)为1∶1.15,反应液浓度1.0mol/L(以盐酸乙脒计);得到MPO收率86.6%,纯度99.7%,反应时间由传统釜式工艺的7.5h缩短至9min,大大提高了反应效率,获得的产品粒径小于100μm,粒径均匀、分散性好,表明该超声反应器连续制备效率高,有大规模的应用前景。

关键词：有机合成 2-甲基-4,6-嘧啶二酮 MPO 超声连续流