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Characteristics and Formation Mechanism for Stainless Steel Fiber with Periodic Micro-fins

Chinese Journal of Mechanical Engineering 2016年第3期29卷 564-570页

作者： TANG Tao wan zhenping LU Longsheng TANG Yong School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of Technology

Metal fibers have been widely used in many industrial applications due to their unique advantages. In certain applications, such as catalyst supports or orthopedic implants, a rough surface or tiny outshoots on the surface of metal fibers to increase surface area are needed. However, it has not been concerned about the surface morphologies of metal fiber in the current research of metal fiber manufacturing. In this paper, a special multi-tooth tool composed of a row of triangular tiny teeth is designed. The entire cutting layer of multi-tooth tool bifurcates into several thin cutting layers due to tiny teeth involved in cutting. As a result, several stainless steel fibers with periodic micro-fins are produced simultaneously. Morphology of periodic micro-fins is found to be diverse and can be classified into three categories： unilateral plane, unilateral tapering and bilateral. There are two forming mechanisms for the micro-fins. One is that periodic burrs remained on the free side of cutting layer of a tiny tooth create micro-fins of stainless steel fiber produced by the next neighboring tiny tooth; the other is that the connections between two fibers stuck together come to be micro-fins if the two fibers are finally detached. Influence of cutting conditions on formation of micro-fins is investigated. Experimental results show that cutting depth has no significant effect on micro-fin formation, high cutting speed is conducive to micro-fin formation, and feed should be between 0.12 mm/r and 0.2 mm/r to reliably obtain stainless steel fiber with micro-fins. This research presents a new pattern of stainless steel fiber characterized by periodic micro-fins formed on the edge of fiber and its manufacturing method.

关键词： stainless steel fiber periodic micro-fins burrs chip morphology

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Fabrication of electrospun bilayer separators for lithium-sulfur batteries:A surface and structure dual modification strategy

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Science China(Technological Sciences) 2022年第12期65卷 3029-3038页

作者： XU Ming ZHANG XiaoQing YUAN Wei HUANG HongLin WU YaoPeng wan zhenping LU LongSheng TANG Yong School of Mechanical&Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China

The severe shuttle effect problem of soluble polysulfides greatly hinders the development of long-life lithium-sulfur(Li-S)batteries,which can be improved by separator *** study develops a bilayer separator based on an effective surface and structure dual modification *** bilayer separator(named as TCNFs/SPNFs)is constructed by the integration of a carbon-based nanofiber layer(surface modification layer)with a polymer-based nanofiber layer(structure modification layer)through a facile electrospinning *** excellent electrolyte wettability of the nanofibers accelerates lithium-ion migration,while the good electronic conductivity of the carbon layer facilitates fast electron *** TiO_(2)and SiO_(2)nanoparticles embedded in the separator provide abundant active sites for immobilizing the *** to these synergistic effects,this multi-functional separator helps inhibit the shuttling problem and thus enhances the active sulfur *** as-prepared battery with the TCNFs/SPNFs separator delivers significantly enhanced the electrochemical performances,producing a low capacity decay rate of 0.061%per cycle at 1 C over 1000 cycles and an admirable rate capacity of 886.7 mAh g^(-1)at 2 *** with a high sulfur loading of 4.8 mg cm^(-2),a remarkable areal capacity of 6.0 mAh cm^(-2)is *** work is believed to provide a promising strategy to develop novel separators for high-performance Li-S batteries.

关键词： lithium-sulfur battery bilayer separator surface and structure dual modification strategy electrospinning nanofiber

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An easy-to-implement method for fabricating superhydrophobic surfaces inspired by taro leaf

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Science China(Technological Sciences) 2021年第12期64卷 2676-2687页

作者： LI KaiKai LEI Jiang XIE YingXi LU LongSheng ZHANG ShaoHui ZHOU PeiYang LIANG RongXuan wan zhenping TANG Yong School of Mechanical&Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510641China Division of Interdisciplinary and Comprehensive Research Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-BionicsChinese Academy of SciencesSuzhou 215123China GBA Research Innovation Institute for Nanotechnology Guangzhou 510700China College of Engineering South China Agricultural UniversityGuangzhou 510642China

An easy-to-implement method by which to fabricate superhydrophobic surfaces inspired taro leaf was successfully applied on316 L stainless steel via combining nanosecond laser(NL)processing and spin-coating *** laser-textured surface composed of microscale frameworks and central bumps was fabricated by NL processing based on properly designed biomimetic patterns,and a layer of nanoscale carbon black/polydimethylsiloxane(CB/PDMS)particles was covered on it by *** effect of pattern parameters(i.e.,the inscribed circle radius of framework and the radius of central bump)on wettability of biomimetic surface was *** as-prepared biomimetic surfaces with micro-nano hierarchical structures showed excellent superhydrophobicity with the water contact angle of~155°and contact angle hysteresis of~2°.By comparing the untreated surface,the wetting behavior and evaporation mode of the biomimetic surface occurred an obvious ***,experiments indicated that the biomimetic surface not only had liquid-repelling and self-cleaning functions,but also maintained remarkable mechanical robustness and superhydrophobic *** method is efficient for fabricating biomimetic superhydrophobic surfaces applied to liquid-repelling,evaporation-transforming and self-cleaning fields.

关键词： taro leaf superhydrophobic surface micro-nano hierarchical structures robustness durability

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Direct mask-free fabrication of patterned hierarchical graphene electrode for on-chip micro-supercapacitors

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Journal of Materials Science & Technology 2023年第12期143卷 12-19页

作者： Yaopeng Wu Jinghong Chen Wei Yuan Xiaoqing Zhang Shigen Bai Yu Chen Bote Zhao Xuyang Wu Chun wang Honglin Huang Yong Tang zhenping wan Shiwei Zhang Yingxi Xie School of Mechanical and Automotive Engineering South China University of TechnologyGuangzhou 510640China Intelligent Perception Institute Zhejiang LabHangzhou 311100China School of Environment and Energy South China University of TechnologyGuangzhou 510006China

Graphene-based electrodes with rational structural design have shown extraordinary prospect for en-hanced electrical double-layer capacitance of micro-supercapacitors(MSCs).Herein,a facile fabrication method for flexible planar MSCs based on hierarchical graphene was demonstrated by using a laser-treated membrane for electrode patterning,complemented with hierarchical electrode configuration tak-ing full advantages of size-determined functional *** in-plane interdigital shape of MSCs was defined through vacuum filtration with the assistance of the functionalized polypropylene(PP)*** hierarchical graphene films were built by macroscopic assembly based on size effect of differ-ent lateral sized graphene sheets(rGO-LSL).The sample of MSCs based on rGO-L SL(MSCs-LSL)exhibited excellent volumetric capacitance of 6.7 F cm^(−3) and high energy density of 0.37 mWh cm−*** MSCs-LSL presented superb flexibility and cycling stability with no capacitance deteroriated after 2000 *** newly developed fabrication strategy is of good scalability and designability to manufacture flexible elec-trode for MSCs with customized shapes,while the construction of hierarchical graphene can enlighten the structural design of analogous two-dimensional materials for potential advanced electronics.

关键词： On-chip micro-supercapacitors Mask-free fabrication Macroscopic assembly Patterned graphene film Hierarchical structure

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有序排布砂轮磨削加工BK7玻璃试验研究

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第4期51卷 54-63页

作者：卜颖滨万珍平成雨华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510641

考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用,针对单颗磨粒进行有序排布研究,提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略.经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃,在工件表面先后切除材料后形成沟痕.根据排布策略设计3种排布方式,任... 详细信息

考虑磨削过程中任意相邻磨粒之间的相互作用,针对单颗磨粒进行有序排布研究,提出一种能够控制任意两颗磨粒间距的有序排布策略.经过排布后的每颗磨粒作为单独切削刃,在工件表面先后切除材料后形成沟痕.根据排布策略设计3种排布方式,任意相邻磨粒间距分别为-50µm、0µm、50µm,利用电化学阳极溶解在砂轮基体表面制备排布模板,上砂电镀加厚制备相应的有序排布砂轮.采用磨削运动学方法,分析磨削中的磨削力和磨削温度变化情况,通过磨削试验测量实际磨削中磨削力和磨削温度并进行分析.结果表明,磨削力与进给速度呈正相关,磨削温度与进给速度呈负相关.磨削深度和磨粒排布间距综合影响温度和磨削力的变化,当磨粒间距较小时,随磨削深度的增加,磨削温度和磨削力稳步升高;当磨粒间距较大时,随磨削深度增加,两者先稳步升高,后缓慢升高.

关键词：磨削加工砂轮磨粒有序排布磨削性能 BK7玻璃

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表面功能结构制造研究进展

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机械工程学报 2010年第23期46卷 93-105页

作者：汤勇周明韩志武万珍平华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 江苏大学光子制造科学技术中心镇江212013 吉林大学地面机械仿生技术教育部重点实验室长春130025

表面功能结构制造不同于传统的机械加工,是在工件表面加工制造出各种不同形貌、不同尺度、不同维数并具有不同功能的结构。表面功能结构涉及学科多,应用范围广,已成为传统高能耗产业节能降耗的有效途径;是高技术产业如微/光电子、国防... 详细信息

表面功能结构制造不同于传统的机械加工,是在工件表面加工制造出各种不同形貌、不同尺度、不同维数并具有不同功能的结构。表面功能结构涉及学科多,应用范围广,已成为传统高能耗产业节能降耗的有效途径;是高技术产业如微/光电子、国防、汽车、先进农业机械等进一步提高设备和产品性能的关键;也是促进新兴产业如新能源的发展,增强其自主创新能力的突破口。表面功能结构的研究已从局部工艺性的加工技术研究逐步发展到多学科交叉的整体性设计、制造科学问题及其关键技术的研究。表面功能结构种类繁多,根据尺度、维数和功能对表面功能结构进行分类;综述各类表面功能结构的特点、国内外研究现状以及应用;分析各研究领域存在的问题,并对表面功能结构制造的发展趋势进行预测。

关键词：表面功能结构微细功能结构复合/耦合功能结构

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柔性热管的研究现状与发展趋势

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机械工程学报 2022年第10期58卷 265-279页

作者：汤勇孙亚隆唐恒万珍平袁伟华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640 深圳大学机电与控制工程学院深圳518000 广东省功能结构与器件智能制造工程实验室广州510640

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性... 详细信息

热管凭借高传热效率、高稳定性、长寿命和低成本等优势已经成为解决高性能微电子器件散热难题的主要方案。然而,日益兴起的柔性可穿戴式电子设备对高热流密度电子器件的散热系统提出柔性化需求,传统铜、铝基热管已经难以满足轻薄型柔性电子设备的散热需求。可弯曲、高性能、轻薄化的柔性热管逐渐成为热管技术的研究热点和发展方向。详细介绍柔性热管的结构类型、封装工艺和应用领域,重点综述目前国内外关于柔性热管在吸液芯结构和封装工艺等方面的研究进展,分析讨论其在柔性微电子器件散热领域应用中存在的不足,并对柔性热管的发展趋势进行科学预测与展望。

关键词：柔性热管吸液芯结构微结构制造封装工艺散热

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粉末冶金生坯边位印压的裂纹扩展行为

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第3期46卷 23-28页

作者：杨大勇万珍平陆龙生华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

生坯加工是粉末冶金零件制造的一种重要方式,其加工过程中极易产生裂纹和边崩等缺陷.为了获得高完整性的已加工表面,文中研究了粉末冶金生坯边位印压时裂纹的产生和扩展行为.结果表明:当印压载荷达到某一临界值时,裂纹萌生,并沿印压速... 详细信息

生坯加工是粉末冶金零件制造的一种重要方式,其加工过程中极易产生裂纹和边崩等缺陷.为了获得高完整性的已加工表面,文中研究了粉末冶金生坯边位印压时裂纹的产生和扩展行为.结果表明:当印压载荷达到某一临界值时,裂纹萌生,并沿印压速度方向近似呈直线缓慢扩展,然后转向试件外表面扩展,直至被裂纹包围的块状材料脱落;裂纹微观上呈锯齿形,与印压速度方向存在一小的夹角,锯齿形裂纹未深入到已加工表面;裂纹扩展角随压头楔角的增加而降低,随印压厚度的增加基本不变;裂纹长度随印压厚度的增加而显著增加;当压头楔角小于70°时,裂纹长度随压头楔角的增加而增加,当压头楔角大于70°时,裂纹长度基本保持不变.

关键词：粉末冶金生坯加工边位印压裂纹扩展

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多齿刀具的切削模型及其分屑机理

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机械工程学报 2005年第3期41卷 211-215页

作者：万珍平刘亚俊汤勇叶邦彦华南理工大学机械工程学院广州510640

研制了一种能同时加工出多根微细金属长纤维的新型刀具--多齿刀具。多齿刀具切削时具有分屑作用,将整个切削层切下的同时把切屑分屑形成多根纤维。多齿刀具切削时的分屑作用能高效地制造当量直径在100μm甚至50μm以下的微细金属长纤维... 详细信息

研制了一种能同时加工出多根微细金属长纤维的新型刀具--多齿刀具。多齿刀具切削时具有分屑作用,将整个切削层切下的同时把切屑分屑形成多根纤维。多齿刀具切削时的分屑作用能高效地制造当量直径在100μm甚至50μm以下的微细金属长纤维。建立了多齿刀具的切削模型,根据切削模型分析了多齿刀具的分屑机理,推导出多齿刀具同时参与切削的齿数及加工出的纤维当量直径计算公式。

关键词：多齿刀具分屑作用微细金属长纤维

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基于回差优化的RV减速器摆线轮齿廓修形

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华南理工大学学报（自然科学版） 2018年第9期46卷 1-8页

作者：陆龙生张飞翔万珍平汤勇华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640

针对RV减速器回差的优化问题,基于RV减速器的二级结构和扭矩传递路径,从零件误差角度对回差影响因素进行分类.以工业机器人用RV-40E型减速器为实例,计算了各回差因素的敏感度和权重.其中,摆线轮齿廓修形具有较大的敏感度.为减小摆线轮... 详细信息

针对RV减速器回差的优化问题,基于RV减速器的二级结构和扭矩传递路径,从零件误差角度对回差影响因素进行分类.以工业机器人用RV-40E型减速器为实例,计算了各回差因素的敏感度和权重.其中,摆线轮齿廓修形具有较大的敏感度.为减小摆线轮修形引起的齿侧间隙,提出了基于形变量补偿的摆线轮齿廓修形方法,该方法在等距-移距组合修形基础上,将针齿在额定负载下的接触形变量补偿回摆线轮的齿廓中,在不改变摆线针轮径向间隙的基础上实现RV减速器回差的优化.对RV减速器样机进行虚拟样机仿真和试验验证.结果表明:回差优化RV的回差值为0. 66',传统修形RV的回差值为1. 3',与虚拟样机仿真结果基本一致,该基于回差优化的摆线轮修形方法可显著降低RV减速器回差.

关键词： RV减速器回差摆线轮齿廓修形回差仿真

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