电火花-超声复合加工制备微纳空心球的影响因素探讨.pdf

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1、试验研究现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１３年第１１期电火花-超声复合加工制备微纳倡空心球的影响因素探讨刘南，李翔龙，刘一凡，汪衍涛（四川大学制造科学与工程学院，成都６１００６５）摘要：火花放电法是一种新的制备微纳空心球的方法，电火花-超声复合加工制备微纳空心球是在此基础上提出来的。该方法利用超声的空化作用以增加气泡量，增大气泡与抛出电极材料的接触机会，从而达到制备出较多的微纳空心球的目的。基于液体各物理参数对超声空化的影响及电火花加工液的作用进行理论探讨，通过实验对比，初步验证了在该复合加工中介入超声场的可行性，为制订

2、电火花-超声复合加工制备微纳空心球的最终优化设计方案提供了有效的帮助，并为电火花-超声复合加工系统参数的选择提供了理论参考。关键词：超声空化；微纳空心球；电火花-超声复合加工；工作液中图分类号：ＴＧ６６１　文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１３）１１—００１６—０４Discussionoftheinfluenceofthedielectricfluidontheprocessofthemicro-nanospheresproducedbyEDMwithUSMＬｉｕＮａｎ，ＬｉＸｉａｎｇｌｏｎｇ，ＬｉｕＹｉｆａｎ，ＷａｎｇＹａｎｔａｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭ

3、ａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖ．，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５，Ｃｈｉｎａ）Abstract：Ｓｐａｒｋｄｉｓｃｈａｒｇｅｍｅｔｈｏｄｉｓａｎｅｗｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｈｏｌｌｏｗｍｉｃｒｏ-ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＤｉｓｃｈａｒｇｅＭａｃｈｉｎｉｎｇ（ＥＤＭ）ｗｉｔｈＵｌｔｒａｓｏｎｉｃＭａｃｈｉｎｉｎｇ（ＵＳＭ）ｗａｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｕｔｉｌｉｚｅｄｔｈｅｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｃａｖｉｔａｔｉｏｎ，ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅａｍｏｕｎｔ

4、ｏｆｂｕｂｂｌｅｓａｎｄｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓｉｎｃｏｎｔａｃｔｗｉｔｈｍａｔｅｒｉａｌｓｔｈａｔｉｓｔｈｒｏｗｅｄａｗａｙｆｒｏｍｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，ｔｈｕｓｏｂｔａｉｎｉｎｇｍａｎｙｈｏｌｌｏｗｍｉｃｒｏ-ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｐｈｙｓｉｃａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｌｉｑｕｉｄｏｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｃａｖｉｔａｔｉｏｎａｎｄｒｏｌｅｓｏｆｔｈｅｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃｆｌｕｉｄ，ｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｍａｃｈｉｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄａｄｄｅｄｗｉｔｈｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｗａｓｐｒｏｖ

5、ｅｄｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｂｙｃｏｍｐａｒａｔｉｖｅｅｘｐｅｒｉ-ｍｅｎｔｓ．Ｉｔｏｆｆｅｒｅｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｈｅｌｐｆｏｒｔｈｅｆｉｎａｌｏｐｔｉｍｉｚｅｄｄｅｓｉｇｎｓｃｈｅｍｅｐｒｅｐａｒａｔｉｎｇｈｏｌｌｏｗｍｉｃｒｏ-ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ，ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｄｔｈｅｏｒｅｔ-ｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃｈｏｉｃｅｏｆＥＤＭｗｉｔｈＵＳＭｓｙｓｔｅｍ．Keywords：ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ；ｈｏｌｌｏｗｍｉｃｒｏ-ｎａｎｏｓｐｈｅｒｅｓ；ＥＤＭｗｉｔｈＵＳＭ；ｗｏｒｋｉｎｇｆｌｕｉｄ聚力的作用下冷凝而成，称之为缩孔；二是

6、熔化和汽０　引言化的电极材料与工作液中气泡结合而成。本文着重微纳空心球具有低密度、高比表面积等特点，在阐述后一种情况，重点研究空心球成形过程中诸多外许多方面都表现出独特的性质，拥有广阔的应用前部因素的影响。与传统的电火花-超声复合加工的装景。目前较为成熟的制备方法有：模板法、自组装法、置结构和目的都不同，传统的电火花-超声复合加工中［１-２］喷雾干燥法和乳液聚合法等。但是这些加工方法的超声是作用于工具电极或工件电极上的，利用的是都存在一些缺点，如：生产工艺复杂，生产周期长且成超声频的相对运动，以避免短路、断路和电弧放电，从［３］本高，空心球形貌和粒径难以控制等。火花放

7、电加而达到提高加工质量和效率的目的。本文所述的电工微纳空心球的方法是近几年提出来的，具有工艺简火花-超声复合加工制备微纳空心球的方法是利用超［４-５］单、易于实施等优点。该方法中的空心球来源有声波的空化效应，促进工作液中产生更多小气泡，并两种：一是熔化和汽化的电极材料在其表面张力和内将工作液汽化裂解产生的气泡破碎成更多的小气泡，倡国家自然科学基金资助项目（５１２７５３２４）１６刘南，等：电火花-超声复合加工制备微纳空心球的影响因素探讨２０１３年第１１期［９］以此增加气泡数量，增大与电极材料的接触机会，从同，从而形成不同的空化过程，相同的压力场作用而获