中老合作

近日，耗时6年，总投资505.45亿元的中老铁路正式通车。被山峦叠嶂、热带丛林包围的老挝，终于实现了从“陆锁国”到“陆联国”的夙愿。中老铁路的通车意义重大，由此引发了网友热议。据报道：中老铁路全长超过1000公里，全线新建车站50个，历经11年艰苦建设。它北起中国云南昆明，南至老挝首都万象，是首条采用中国标准、中老合作建设运营，并与中国铁路网直接连通的境外铁路。它为老挝当地创造了超过11万个就业机会，通车后，昆明到万象可实现10小时通达。此次通车不仅将推动老挝的经济发展，同时国产仪器的新市场也初步显现。泛亚铁路为国产仪器开辟出海新通道老挝是我国“一带一路”的重要节点，同时也是泛亚铁路的重要节点。中老铁路的通车将极大的降低中国产品到老挝的运输成本，世界银行报告指出，中老铁路将使万象到昆明的每吨货物运输成本降低40%至50%，老挝境内的沿线运输成本也将降低20%至40%。而这也将成为老挝对外开放的最大出口。国产仪器设备将在老挝市场中占得先机。中老铁路的建成通车还为泛亚铁路提供了重要模板。中老铁路只是泛亚铁路网的一部分，未来还有望与中南半岛的其他国家相连接，随着未来泛亚铁路的进一步贯通，国产设备还将打开更大的东盟市场。全线采用中国标准，使用中国设备“一带一路”面临着各国海关检疫、铁路轨距等标准不统一的困难，不利于我国的制造业出口。而此次中老铁路100%采用中国标准，将极大的提高了铁路的运输效率，进一步为国产仪器出海降本增效。中老铁路万象焊轨厂生产线全部采用中国技术、中国装备和中国标准，并结合海外项目的需求进行了装备和工艺布局创新，运用了中国铁道科学院与中铁二局共同研制的一机双头（双热线）配置，有效保证了焊接接头的生产质量、效率，同时大幅缩短了生产周期，促进了中老铁路施工生产顺利推进，助力中国钢轨焊接技术、装备和标准走向世界。厂焊焊接经过人工配轨、除锈、焊接、粗铣、正火、矫直、精磨、人工修磨、探伤等9道工序，其中多个重要岗位的工作均由中国和老挝员工共同完成。在经济全球化的今天，谁掌握了标准，谁就掌握了市场话语权。中老铁路由于采用中国标准，未来的铁路维护将会优先选择国产仪器设备供应商，特别是已打入国产铁路供应链体系的供应商。国产仪器在海外话语权将日益增长，新市场初步显现。

长寿命高可靠是重大工程装备的重要指标，特别是以先进航空发动机和高铁车轴为代表的关键部件，服役寿命内承受了超过107甚至1010周次的循环载荷作用，进入了超高周疲劳（即107周次以上的疲劳）研究范畴，这颠覆了传统基于疲劳极限（对应107周次）的疲劳强度与寿命设计理念，成为近年来疲劳研究的前沿和热点。因此，揭示超高周疲劳的微观机理和规律等科学问题，建立疲劳寿命与疲劳强度的准确预测模型，将具有重要的科学意义和工程应用价值。力学所非线性力学国家重点实验室微结构计算力学课题组以航空发动机用TC17钛合金和增材TC4钛合金为研究对象，揭示了疲劳载荷过程中形成的形变孪晶和纳米晶是钛合金超高周疲劳裂纹萌生和演化的重要因素（图1），提出了钛合金超高周疲劳裂纹萌生和初始扩展机理（图2）；通过巧妙的变幅加载设计，测得超高周疲劳裂纹萌生和初始扩展区域的等效裂纹扩展速率在10-13~10-11 m/cyc量级（图3a和3b），进而对超高周疲劳寿命进行了预测，预测结果与实验结果吻合（图3c）。图1 TC17钛合金扫描电子显微镜和电子背散射衍射观测结果(σα=588 MPa, R=–1, Nf=1.4×108 cyc). a: 试样局部区域扫描电子显微镜图像. b-d: 分别是图a中方框区域的反极图、相图以及母体晶粒和孪晶变体基面的施密特因子. e: 微裂纹附近扫描电子显微镜图像. f-h: 分别是图e中方框区域的反极图、相图以及母体晶粒和孪晶变体基面的施密特因子. 加载方向沿着纸面向上和向下.图2 钛合金超高周疲劳裂纹萌生和初始扩展机理示意图. (i)疲劳载荷过程中位错塞积引起的局部高应力诱导孪晶、滑移或微裂纹的形成. (ii) 孪晶系统或位错之间的相互作用导致位错胞或位错墙的形成，进而形成微尺度滑移带和亚微米晶粒，最终形成纳米晶粒 然后，微裂纹沿着纳米晶粒-粗晶粒界面或在纳米晶粒区域内形成. 此过程中，由于微结构不均匀或变形不协调，微裂纹的形成也可以与晶粒细化无关，即微裂纹形成于α相团簇、较大的α相或α-β界面. (iii) 微裂纹增长或联接，并在疲劳载荷过程中进一步诱导晶粒细化或微裂纹的形成. (iv) 过程(iii)继续，直到裂纹萌生和初始扩展阶段结束.图3 增材TC4钛合金超高周疲劳裂纹萌生和初始扩展速率与寿命预测. a: 变幅加载下SEM照片(σα,H= 600 MPa, σα,L= 400 MPa, R=–1, σα,L下累积1.6×108周次). b: 裂纹萌生和初始扩展区域(Fine Granular Area, FGA)内等效裂纹扩展速率与文献中裂纹扩展速率的比较. c: 不同应力比下S–N数据以及R=–1下疲劳寿命预测结果与实验结果的比较.研究发现，材料缺陷不仅会显著降低钛合金的疲劳性能，而且缺陷对高周和超高周疲劳行为的影响与其引入形式密切有关。对于材料内部缺陷，高周和超高周疲劳S–N曲线呈现连续下降特征，而表面人工缺陷试样S–N曲线具有平台区特征（图4）。原位显微镜观测以及扫描电子显微镜和透射电子显微镜观测表明，与内部缺陷诱导的超高周疲劳失效不同，表面人工缺陷诱导的超高周疲劳未呈现伴随纳米晶粒形成的、缓慢的裂纹萌生和初始扩展过程；一旦裂纹萌生，裂纹将快速增长，试样在很少周次内发生失效（图5）。认为这种失效是疲劳载荷与时间相关过程（如水气影响、氢的作用等）的协同作用所致。进一步提出试样几何形状和表面缺陷对钛合金高周和超高周疲劳强度的影响模型。该模型不但能用于关联缺陷对钛合金疲劳强度的影响（图6a），而且也有效用于文献中缺陷（包括裂纹）对一些金属材料高周疲劳强度的影响（图6b-6f）。图4 缺陷引入形式和缺陷尺寸对疲劳性能的影响. (a) 缺陷引入形式对增材TC4疲劳性能影响. (b) 人工表面缺陷对TC17钛合金疲劳性能影响. 实线表示双对数坐标下线性拟合得到的中值S–N曲线.图5 含表面人工缺陷TC17钛合金超高周疲劳原位显微镜观测(σα=368 MPa, R=–1, Nf=1.95×107). 加载方向沿着纸面向上和向下.图6 缺陷对高周和超高周疲劳强度影响的模型结果与实验结果比较.对几种常用的应力比对高周疲劳强度影响模型在超高周疲劳范畴的预测能力也进行了对比研究。多种材料实验数据表明，Walker公式σα,R=σα,-1[(1–R)/2]γ相比Goodman公式σa,R=σα,-1[1–(σm/σb)]和Smith-Watson-Topper公式σa,R=σα,-1[(1–R)/2]1/2更好地预测应力比对超高周疲劳强度的影响（图7），其中σα,R和σα,-1分别是应力比R和–1下的疲劳强度，σm和σb是平均应力和拉伸强度，γ是材料参数。图7实验结果与不同模型预测结果的比较.相关研究得到国家自然科学基金基础科学中心“非线性力学的多尺度力学研究”项目(11988102)、国家自然科学基金重大研究计划“航空发动机高温材料/先进制造及故障诊断科学基础”培育项目(91860112)等支持。部分研究结果是与北交大等合作完成，主要研究成果发表在Int. J. Fatigue 2023, 166: 107299 2023, 167: 107331 2022, 160: 106862 Eng. Fract. Mech. 2022, 259: 108136 2022, 272: 108721 2022, 276: 108940 J. Mater. Sci. Technol. 2022, 122: 128-140 Theor. Appl. Fract. Mech. 2022, 119: 103380。

如何测定奶酪中的蛋白质奶酪，又名芝士、起司，是一种发酵而成的浓缩奶制品。大约 5000 年前，奶酪诞生于西亚地区，之后在世界上多个奶源地被发扬光大。时至今日，世界上有近千种奶酪，口味各异但又都营养健康，正成为一种受到越来越多人喜爱的美食。下图为世界上较为著名的一些奶酪品种，多达数十种，可以提供选择丰富的口感和味道：奶酪相当于浓缩的牛奶，制作 1 公斤奶酪，通常需要使用 10 公斤鲜奶。漫长的制作过程，让奶酪保留了鲜奶中的营养物质，并剔除鲜奶中的乳糖，对乳糖不耐受人士十分友好。奶酪中丰富的营养物质，可以帮助我们补充钙质、促进维生素吸收。每 100 克奶酪中平均含钙量达到了 700 毫克，这相当于 1 升牛奶的含钙量。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量》建议：我国成年人每日推荐钙质摄入量为 800-1000 毫克/天。也就是说，选择用奶酪补钙，每天吃大约 120 克奶酪就可以满足日常钙质所需。但是如果选择喝牛奶，每天大概需要喝掉 1 升牛奶才能补充足够多的钙质。而且，奶酪中富含大量的脂溶性维生素。每 100 克奶酪，含有 263 微克维生素 A 、7.4 微克 维生素 D。而且奶酪中丰富的脂肪，还可以帮我们把这些脂溶性维生素长久留在身体中，以备不时之需。当然，何种美食都需要适量摄取，过量的奶酪摄入也有可能导致肥胖问题。奶酪中的蛋白质含量也十分丰富，食品中蛋白质的测定是质量保证和营养标签的常规流程。下面为大家简单介绍遵循国家标准测定奶酪中的氮和蛋白质含量的简单快速流程。使用 Buchi 快速消解仪 K-436 或 K-439 用硫酸消解样品，然后使用 Buchi 凯氏定氮仪 K-375 （内置滴定仪）进行蒸馏和滴定，测定的蛋白质含量对应于标记值。 1实验原理蛋白质测定是食品工业中执行的关键分析之一。样品需要用硫酸消解，将氮转化为硫酸铵。通过氢氧化钠碱化转化为氨后，通过蒸汽蒸馏将样品蒸馏到硼酸接收器中，然后用硫酸溶液滴定。将氮含量乘以样品特定因子（奶酪为 6.38）以获得蛋白质含量。 2实验简介仪器：Buchi 快速消解仪 K-436、K-439，Buchi 凯氏定氮仪 K-375样品：奶油奶酪和爱蒙塔尔奶酪，研磨，标记蛋白质含量分别为 6% 和 33%。▲奶酪样品测定：将约 0.5-2g 样品（取决于蛋白质和有机基质的浓度）直接加入样品管中。加入一部分 20ml 硫酸和 2 片 Buchi 凯氏定氮片，使用表1中规定的参数进行消化。消化完成后，通过水蒸气蒸馏将样品的氨蒸馏成硼酸溶液，并用硫酸滴定（表2）。以 0.18g 色氨酸为对照品验证了该方法的准确性。表 1：使用 Buchi 快速消解仪 K-436、K-439 进行消解的实验数据：表 2：Buchi 凯氏定氮仪 K-375 蒸馏和滴定参数结果：色氨酸回收率为 99.5%，RSD 0.36%（K-439）和99.4%，RSD 0.41%（K-436）。测定的蛋白质含量如表 3 所示。 表3：奶酪中蛋白质含量的测定（括号中为相对标准偏差，n=4） 3结论使用 Buchi 快速消解仪 K-436、K-439 和 Buchi 凯氏定氮仪 K-375 根据凯氏定氮法测定奶酪中的蛋白质含量，可提供可靠且可重现的结果，这些结果可对应于相对标准偏差较低的标记值。总消化时间约为 85 分钟（K-439）或 100 分钟（K-436）。能提供丰富蛋白质的肉蛋奶都是很好的美食，蛋白质对青少年儿童的成长或中老年人的养生与健康都极为重要。Buchi 凯氏定氮系统的一系列设备，为您餐桌上的高蛋白美味提供可靠的营养指标保障。