دانلود ترجمه مقاله کاربرد چند سازه های نانو در دستگاه تخلیه الکتریکی سرامیکی و کربنی

بخشی از ترجمه:

چکیده ترجمه:

کوچک سازی قطعات مکانیکی با اشکال پیچیده در پیدایش و ظهور کاربردهایی مرتبط، یک چالش بزرگ است. سرامیک سیلیکون نیترید(Si٣N۴) نامزد بسیار عالی برای چنین برنامه های کاربردی به دلیل خواص مکانیکی، حرارتی و تریبولوژیکی برجسته می باشد. با این حال، برای ماشینکاری، استفاده از روش های ماشینکاری مکانیکی معلولی مشکلاتی وجود دارد. اگر مواد رسانا الکتریکی باشند، ماشینکاری تخلیه الکتریکی (EDM) می تواند برای تولید اشکال دقیق و پیچیده استفاده شود. در این مقاله، به منظور بررسی اثر هدایت الکتریکی بر ویژگی های EDM، تعدادی از مواد کامپوزیت نانوساختار کربن، ساخته و با استفاده از روش الکترود کمکی ارائه شده توسط نویسندگان، EDM شد. عملکرد این فرآیند به عنوان یک تابع از محتوای نانوساختار کربن و نوع آن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه به طور جداگانه انتخاب می شود تا نزدیک به آستانه نفوذ الکتریکی (٠.٩٪ حجمی و ۵.٣% حجمی به ترتیب برای نانولوله های کربنی (CNT) و ترکیبات نانو صفحات گرافنی (GNP) باشند.)، و بالاترین حدی که محدود شود (۵.٣٪ حجمی و ٢٠.۶٪ حجمی)، که در آن رسانایی الکتریکی ١٠ و ١٠٠ s.m-١ به ترتیب برای CNTs و نانو کامپوزیت های GNPs بدست می آید. علاوه بر این، نمونه های Si٣N۴ خالص نیز تست شد. درصد حذف مواد، نسبت سایش الکترود و زبری سطح قطعات ماشینکاری شده برای همه شرایط آزمایش مورد بررسی قرار گرفت.
کلمات کلیدی:
استهلاک EDM، عایق سرامیک Si٣N۴، نانوکامپوزیت Si٣N۴ ،ماشینکاری شیمیایی

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract
The miniaturization of mechanical components with complex shapes is a great challenge in emerging applications. Silicon nitride (Si3N4) ceramics are excellent candidates for such applications due to their outstanding mechanical, thermal, and tribological properties. However, they are difficult to machine using normal mechanical machining methods. If the material were electrically conductive, electrical discharge machining (EDM) could be applied to produce precise and complex shapes. In this paper, in order to investigate the effects of electrical conductivity on the EDM characteristics, several carbon nanostructure composite materials are fabricated and EDMed using the assisting electrode method proposed by the current authors. The performance of the process is evaluated as a function of the carbon nanostructure content and type. The former is separately selected to be close to the electrical percolation threshold (0.9 vol.% and 5.3 vol.% for carbon nanotube (CNT) and graphene Nano platelet (GNP) composites,respectively), and well above that limit (5.3 vol.% and 20.6 vol.%), where electrical conductivities on the order of 10 and 100 S ·m-1 are attained for CNTs and GNPs-based nanocomposites, respectively. In addition, bare Si3N4 specimens are also tested. Material removal rate, electrode wear ratio, and surface roughness of the machined pieces are analyzed for all testing conditions.

To overcome these difficulties, different approaches have been attempted by many researchers. Muttamara et al. [4] machined Si3N4 specimens by EDM using an assisting electrode (AEM) in the form of an electrically conductive coating, although the material removal rate (MRR) was low and the electrode was considerably worn. Other researchers were focused on the addition of large amounts of electrically conductive secondary phases, mainly 40 vol.% of TiN [5], but the surface of the machined material was high in roughness and yielded a foamy structure. Malek et al. [6] have recently reported the manufacture of a Si3N4 micro gear with a remarkably high MRR, low surface roughness (Ra), and low tool wear compared to Si3N4/TiN materials introducing just 5.3 vol.% of carbon nanotubes (CNT) into the ceramic matrix.