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疏水性微结构聚合物的高效注塑成形制备

材料导报 2024年第15期38卷 293-298页

作者：欧阳江秀鲁艳军卓永就钟慧敏徐锦豪深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060

针对微结构聚合物元件的高效成形制备,本工作采用金刚石砂轮在钛硅碳陶瓷模芯表面精密磨削加工出V形沟槽阵列结构,通过微注塑成形工艺将模芯表面的微结构快速成形复制到聚合物工件表面,实现微结构聚合物元件的批量化与制造,研究不同微... 详细信息

针对微结构聚合物元件的高效成形制备,本工作采用金刚石砂轮在钛硅碳陶瓷模芯表面精密磨削加工出V形沟槽阵列结构,通过微注塑成形工艺将模芯表面的微结构快速成形复制到聚合物工件表面,实现微结构聚合物元件的批量化与制造,研究不同微结构尺寸对微结构聚合物表面疏水性的影响。结果表明,通过微细磨削加工技术和微注塑成形工艺,能够高效快速制备出微结构聚合物元件。微结构聚合物工件表面接触角随V沟槽间距的增加而逐渐减小,当V沟槽深度为150μm时,表面接触角可达123.19°。聚合物工件表面质量越高,其表面疏水性能越好。

关键词：微结构精密磨削微注塑成形聚合物疏水性

石英玻璃微流道超声振动磨削加工及流动阻力特性研究

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材料导报 2023年第17期37卷 119-125页

作者：郭明荣鲁艳军陈润华深圳大学机电与控制工程学院广东深圳518060

石英玻璃微流控芯片在医学诊断、生化分析和药物筛选等领域具有广阔的应用前景,高性能石英玻璃微流道的加工质量直接决定微流控芯片的使用性能。本工作采用超声振动磨削加工技术对石英玻璃微流道进行高效精密加工,首先研究了主轴转速N... 详细信息

石英玻璃微流控芯片在医学诊断、生化分析和药物筛选等领域具有广阔的应用前景,高性能石英玻璃微流道的加工质量直接决定微流控芯片的使用性能。本工作采用超声振动磨削加工技术对石英玻璃微流道进行高效精密加工,首先研究了主轴转速N、进给速度vf、磨削深度ap和超声功率P对微流道表面质量和形状精度的影响,然后对超声振动磨削工艺参数进行优化,最后测试微流道的水流阻力,研究微流道水力直径对其流动阻力特性的影响。超声振动磨削加工实验结果表明:石英玻璃微流道的表面粗糙度Ra可达较小值0.191μm,形状精度RMS值和PV值分别达到3.332μm和23.783μm,并且微流道表面形貌完整,底部微观表面光滑,边缘整齐无明显崩边。流动性测试实验结果表明:石英玻璃微流道内流动摩擦阻力系数随雷诺数和水力直径的增大而减小,因此设计微流道时应尽量选择较大的水力直径,并且适当增大流速。

关键词：超声振动磨削微流道表面粗糙度形状精度阻力特性

微流控芯片模芯的精密铣磨加工及其微注塑成形技术

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机械工程学报 2022年第1期58卷 244-255页

作者：鲁艳军刘博陈福民郭明荣唐恒罗和喜深圳大学机电与控制工程学院深圳518060

为降低微流控芯片的大批量生产制造成本,保证微尺度流道结构的表面质量和形状精度,提出采用超硬立方氮化硼(CBN)磨棒在模具钢模芯表面精密铣磨加工制造出形状精度可控的微凸起阵列结构,然后利用微注塑成形技术高效成形制造出具有微凹槽... 详细信息

为降低微流控芯片的大批量生产制造成本,保证微尺度流道结构的表面质量和形状精度,提出采用超硬立方氮化硼(CBN)磨棒在模具钢模芯表面精密铣磨加工制造出形状精度可控的微凸起阵列结构,然后利用微注塑成形技术高效成形制造出具有微凹槽阵列结构的聚合物微流控芯片。分析了铣磨加工工艺参数对微结构模芯表面质量的影响,通过试验和数学统计理论分析法研究了微注塑成形工艺参数对微结构聚合物表面粗糙度和形状精度的作用机制以及影响程度。试验结果表明:较优的铣磨工艺参数为主轴转速16 000 r/min,切削深度2μm和进给速率15 mm/min,此时微结构模芯的表面粗糙度Ra达到0.299μm。熔体温度和保压时间对聚合物微流道形状精度PV和底部粗糙度Ra的影响较大,保压压力次之,注射速度则最小。当熔体温度、注射速度、保压压力和保压时间分别为235℃,80 mm/s,5 MPa和9 s时,微流道形状精度达到8.950μm,微流道底部粗糙度Ra为0.055μm。

关键词：微流控芯片铣磨加工微注塑成形表面粗糙度形状精度

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金属陶瓷的干式放电磨削表面粗糙度预测模型

机械工程学报 2022年第11期58卷 308-320页

作者：鲁艳军孙佳劲伍晓宇关伟锋莫睿牛立群深圳大学机电与控制工程学院深圳518060

金属陶瓷兼具金属和陶瓷的耐高温、耐腐蚀等优良特性,被应用于各类飞行器外壳、发动机喷口等高端零部件,提出采用环保洁净的干式放电磨削工艺对金属陶瓷进行高效精密加工。研究了金属陶瓷放电磨削过程中单颗磨粒切削深度和放电坑深度与... 详细信息

金属陶瓷兼具金属和陶瓷的耐高温、耐腐蚀等优良特性,被应用于各类飞行器外壳、发动机喷口等高端零部件,提出采用环保洁净的干式放电磨削工艺对金属陶瓷进行高效精密加工。研究了金属陶瓷放电磨削过程中单颗磨粒切削深度和放电坑深度与放电磨削工艺参数之间的关系,构建了干式放电磨削工艺参数与磨削表面粗糙度的数学模型,系统研究了砂轮转速、进给速度和磨削深度等磨削工艺参数与开路电压、脉冲宽度和脉冲间隔等脉冲放电工艺参数对金属陶瓷磨削表面质量的影响。结果表明:当磨削深度a_(p)小于磨粒出刃高度h_(g)时,轴向放电磨削表面粗糙度与磨削深度、脉冲间隔等参数无直接关系,随进给速度、开路电压和脉冲宽度的增加而增大,随砂轮转速的增加而减少。与干式放电磨削表面粗糙度的实验测量值相比,建立的数学理论模型能够有效预测其表面粗糙度,预测的最小误差为0.39%,平均误差为6.55%。当开路电压小于30 V(即单颗磨粒切削深度f_(g)大于放电坑有效去除深度h_(c))时,金属陶瓷材料表面去除形式以磨粒机械划擦为主;反之,其材料表面以电火花放电蚀除为主。

关键词：放电磨削磨削工艺表面粗糙度电火花放电金属陶瓷

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表面功能结构制造研究的新进展与发展趋势

机械工程学报 2022年第11期58卷 183-199页

作者：唐恒汤勇伍晓宇袁伟孙亚隆鲁艳军彭锐涛深圳大学机电与控制工程学院深圳518000 华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 湘潭大学机械工程学院湘潭411105

表面功能结构是在物体表面加工出不同形貌、不同尺度且具有特定功能的结构,其制造有别于传统机械加工。表面功能结构种类繁多、性能独特,目前已在航空航天、生物医疗、光电、新能源等众多领域得到广泛应用。随着研究的不断深入以及加工... 详细信息

表面功能结构是在物体表面加工出不同形貌、不同尺度且具有特定功能的结构,其制造有别于传统机械加工。表面功能结构种类繁多、性能独特,目前已在航空航天、生物医疗、光电、新能源等众多领域得到广泛应用。随着研究的不断深入以及加工技术的快速发展,表面功能结构制造已从局部工艺性研究转变为多学科交叉的整体性设计、制造及关键技术研究。详细介绍了表面功能结构的特点以及在不同领域的应用和发展,重点综述了近十年表面功能结构制造方法的国内外研究进展,分析讨论了表面功能结构制造目前所存在的问题,并进行科学预测与展望。

关键词：表面功能结构微结构制造微细加工

国产实验室新型冠状病毒核酸快速检测试剂上市后多中心临床评价

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中华检验医学杂志 2022年第10期45卷 1045-1048页

作者：冯永辉余斐鲁艳军杨梦婕张靖韩晓旭尚红国家医学检验临床医学研究中心沈阳110001 浙江大学医学院附属第一医院检验科杭州310003 华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科武汉430030 中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所北京102206

目的对我国已批准上市的5种新型冠状病毒(2019-nCoV)核酸快速检测试剂进行多中心临床评价。方法2020年11月在浙江大学医学院附属第一医院、华中科技大学同济医学院附属同济医院和中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所3家机构选取共计5... 详细信息

目的对我国已批准上市的5种新型冠状病毒(2019-nCoV)核酸快速检测试剂进行多中心临床评价。方法2020年11月在浙江大学医学院附属第一医院、华中科技大学同济医学院附属同济医院和中国疾病预防控制中心病毒病预防控制所3家机构选取共计57份确诊2019-nCoV感染者及15份非感染者的咽拭子样本,对获批上市的5种2019-nCoV核酸快速检测试剂进行检测,分析阳性符合率、阴性符合率、总符合率,并分析阳性强度与阳性符合率的关系,检测时间和复检率情况。结果5种试剂盒阳性符合率为92.59%(50/54)、83.64%(46/55)、98.25%(56/57)、94.44%(51/54)和98.18%(54/55);阴性符合率为93.33%(14/15)、93.33%(14/15)、86.67%(13/15)、100%(14/14)和93.33%(14/15);总符合率为92.75%(64/69)、85.71%(60/70)、95.83%(69/72)、94.20%(65/69)和97.14%(68/70)。5种试剂盒对强阳性和中阳性标本的检出率均为100%(90/90、84/84),对循环阈值33以上的弱阳性样本检出率为82.18%(83/101),2种试剂盒的复检率高于10%,分别为15.28%(11/72)和12.50%(9/72)。5种试剂盒从提取到扩增检测所需平均总时长在32.33~65.33 min。结论5种2019-nCoV核酸快速检测试剂盒性能均较好,可以作为常规核酸检测的补充。

关键词：新型冠状病毒实时荧光定量PCR 核酸快速检测技术性能评价

302例急性呼吸道感染患儿临床和实验室检查资料分析

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国际检验医学杂志 2023年第2期44卷 248-252页

作者：魏瑞袁旭田学文鲁艳军华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科湖北武汉430000

目的比较分析呼吸道合胞病毒(RSV)、流感病毒、副流感病毒等常见病原体致儿童急性呼吸道感染的临床和实验室特征。方法采用双扩增技术(即T7核酸扩增和生物素信号放大技术)检测致儿童呼吸道感染常见的7种病原体包括:RSV、甲型流感病毒(Fl... 详细信息

目的比较分析呼吸道合胞病毒(RSV)、流感病毒、副流感病毒等常见病原体致儿童急性呼吸道感染的临床和实验室特征。方法采用双扩增技术(即T7核酸扩增和生物素信号放大技术)检测致儿童呼吸道感染常见的7种病原体包括:RSV、甲型流感病毒(Flu A)、乙型流感病毒(Flu B)、副流感病毒(PIV)、腺病毒(ADV)、肺炎支原体(MP)、肺炎衣原体核酸(CP),回顾性分析2021年9月至2021年12月该院302例检测阳性的呼吸道感染患儿临床和实验室特征。结果RSV,Flu B,PIV阳性检出率位列前三,分别为61.6%,19.9%,12.3%,其中Flu A,CP检出率为0。分析上述病原感染患儿实验室指标发现:Flu B感染患儿白细胞、中性粒细胞、淋巴细胞、血小板降低比例分别为36.4%、32.7%、45.5%,23.6%,天门冬氨酸氨基转移酶、肌酸激酶升高的比例分别为45.3%、26.4%;ADV感染患儿白细胞计数、中性粒细胞计数、纤维蛋白原升高比例分别为76.2%,61.9%,76.2%;MP感染患儿纤维蛋白原、D-二聚体增加比例均为88.9%,血红蛋白降低比例为50.0%;RSV感染、PIV感染组患儿除天门冬氨酸氨基转移酶升高比例明显,分别为47.3%、41.4%,其余指标未出现明显变化。结论Flu B、ADV感染的呼吸道感染患儿常伴血常规、生化以及凝血部分指标明显波动,相较其他病原引起的呼吸道感染,可能更易发生重症。RSV、PIV感染患儿肝功能指标可表现为异常升高。除此之外,其他呼吸道病原体感染实验室指标的变化也对急性呼吸道感染的临床诊疗有一定的提示意义。

关键词：呼吸道病原体急性呼吸道感染实验室特征临床特征儿童

建立一种宏基因组二代测序DNA流程检测BALF标本的性能确认方法

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中华检验医学杂志 2023年第10期46卷 1067-1073页

作者：宋慧娟鲁艳军田磊陈中举汪玥刘为勇毛莉妍孙自镛彭静华中科技大学同济医学院附属同济医院检验科武汉430000

目的建立一种宏基因组二代测序(mNGS)DNA流程检测BALF标本的性能确认方法。方法以Hela细胞代表宿主细胞,向无菌生理盐水中加入不同浓度Hela细胞、7种病原体(肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌、白色念珠菌、新型隐球菌、烟曲霉和... 详细信息

目的建立一种宏基因组二代测序(mNGS)DNA流程检测BALF标本的性能确认方法。方法以Hela细胞代表宿主细胞,向无菌生理盐水中加入不同浓度Hela细胞、7种病原体(肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌、白色念珠菌、新型隐球菌、烟曲霉和腺病毒)和干扰物质制备模拟BALF标本,同时收集临床BALF标本,以传统检测方法为参比方法,评价mNGS检测结果,确定mNGS的最低检出限、精密度、抗干扰能力、稳定性和准确度。结果模拟标本中,肺炎链球菌、流感嗜血杆菌、肺炎克雷伯菌、白色念珠菌、新型隐球菌、烟曲霉和腺病毒7种病原体的最低检出限分别为150、262、102、67、96、83 CFU/ml和439拷贝/ml。模拟阳性标本中所有病原体重复检测结果符合率均为100%。抗干扰试验结果显示,人源核酸浓度越高,mNGS检出病原体序列数越少。以大肠埃希菌和宋内志贺菌评价mNGS对近源物种分辨能力,结果显示,当宋内志贺菌浓度为4000 CFU/ml时,该系统能稳定分辨大肠埃希菌和宋内志贺菌。稳定性试验结果显示,标本进行1、2、3次冻融或在4℃、-20℃、-80℃放置36 h后病原体序列数无明显变化。与传统检测方法相比,17份临床标本的初步准确度为82.4%(14/17)。2021年10月25日至2022年9月14日同济医院同时进行mNGS和传统方法检测的临床BALF标本的持续评估结果显示,mNGS相对细菌培养、真菌培养、分枝杆菌培养、结核分枝杆菌培养和常规PCR技术的准确度分别为67.5%(472/699)、81.5%(570/699)、92.3%(335/363)、96.4%(350/363)和86.8%(132/152)。与常规PCR技术比较,mNGS检测耶氏肺孢子菌、腺病毒、肺炎支原体的准确度分别为89.4%(84/94)、93.3%(56/60)和87.1%(61/70)。结论通过制备模拟BALF标本以及以传统检测方法为参比方法,可以初步评价mNGS检测BALF标本的性能特征。

关键词：支气管肺泡灌洗液宏基因组二代测序性能确认准确度结核分枝杆菌

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PVD涂层铣刀的制备及其磨损研究

工具技术 2022年第9期56卷 38-42页

作者：朱学明关伟锋叶康琳鲁艳军罗和喜锐胜精机(深圳)有限公司广东省深圳市518110 深圳大学机电与控制工程学院广东省深圳市518060 江西杰浩硬质合金工具有限公司

采用物理气相沉积(PVD)对硬质合金立铣刀进行涂层处理,并对钛合金进行铣削测试。研究TiSiN和ZrAlN两种不同类型PVD涂层硬质合金铣刀的磨损情况以及钛合金铣削表面粗糙度和表面形貌。磨损实验结果表明:当主轴转速N、铣削深度a_(p)、铣削... 详细信息

采用物理气相沉积(PVD)对硬质合金立铣刀进行涂层处理,并对钛合金进行铣削测试。研究TiSiN和ZrAlN两种不同类型PVD涂层硬质合金铣刀的磨损情况以及钛合金铣削表面粗糙度和表面形貌。磨损实验结果表明:当主轴转速N、铣削深度a_(p)、铣削宽度a_(e)、进给速度v_(f)分别为8000r/min,2mm,0.30mm,1200mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀的第一后刀面磨损量分别达到133μm,61μm,33μm。钛合金铣削实验结果表明:当铣削参数为主轴转速8000r/min、铣削深度0.1mm、铣削宽度0.05mm和进给速度800 mm/min时,无涂层、TiSiN涂层、ZrAlN涂层三种硬质合金铣刀获得的钛合金铣削表面粗糙度分别为0.35μm,0.40μm,0.38μm。ZrAlN涂层可以明显抑制钛合金切削过程中的黏刀现象,降低黏着磨损情况,有效提高硬质合金铣刀的切削性能。

关键词： PVD 铣刀钛合金切削磨损