کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
5014646 1369402 2016 8 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Interfacial electro-mechanical behaviour at rough surfaces
ترجمه فارسی عنوان
رفتار الکترومکانیکی متقاطع در سطوح خشن
کلمات کلیدی
سطوح خشن، سختی تماس مقاومت الکتریکی، رفتار الکترومکانیکی،
ترجمه چکیده
در محدوده سیستم های انرژی، ویژگی های اینترفیس در بهترین مقیاس های طول عمدتا بر عملکرد کلی سیستم، از جمله زندگی چرخه، از دست دادن قدرت الکتریکی و ظرفیت ذخیره سازی تاثیر می گذارد. در این نامه، ما تجربی به بررسی تأثیر توپولوژی سطح در خواص الکترومکانیکی بین فازیکی، از جمله سختی تماس و هدایت الکتریکی در سطوح خشن تحت تنش های فشاری می پردازیم. ما سطوح خشن زیادی را که از طریق پرداخت و / یا انفجار شن و ماسه اصلاح شده اند، در نظر می گیریم. نشان داده شده است که سختی تماس نرمال اندازه گیری شده، به دست آمده از طریق نانو انداختن با استفاده از روش تخلیه جزئی، نشان دهنده اعمال مقادیر قانون قدرت با فشار طبیعی است، و شاخص این رابطه به اندازه ی فراکتال سطوح نزدیک است. مقاومت الکتریکی در رابط، اندازه گیری شده با استفاده از یک روش کنترلی کنترل شده، نشان داد که مقاومت اندازه گیری شده توسط آزمایش جریان، بارگیری مکانیکی و توپولوژی سطح تحت تاثیر قرار می گیرد. در یک جریان ثابت ثابت، مقاومت الکتریکی به عنوان یک تابع از تنش طبیعی اعمال شده است که به دنبال یک قانون قدرت در محدوده خاصی است، که نشانگر نزدیک بودن آن به توپولوژی سطح است. رابطه بین تماس الکتریکی وابسته به استرس و سختی تماس طبیعی بر اساس استدلال ساده مقیاس شناخته شده است. این مطالعه یک تحقیق مرتبه اول را در ارتباط با رفتار مکانیکی و الکتریکی بین فازیکی که برای مطالعات مولفه های چندگانه در سیستم های انرژی قابل استفاده است فراهم می کند.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی انرژی مهندسی انرژی و فناوری های برق
چکیده انگلیسی
In a range of energy systems, interfacial characteristics at the finest length scales strongly impact overall system performance, including cycle life, electrical power loss, and storage capacity. In this letter, we experimentally investigate the influence of surface topology on interfacial electro-mechanical properties, including contact stiffness and electrical conductance at rough surfaces under varying compressive stresses. We consider different rough surfaces modified through polishing and/or sand blasting. The measured normal contact stiffness, obtained through nanoindentation employing a partial unloading method, is shown to exhibit power law scaling with normal pressure, with the exponent of this relationship closely correlated to the fractal dimension of the surfaces. The electrical contact resistance at interfaces, measured using a controlled current method, revealed that the measured resistance is affected by testing current, mechanical loading, and surface topology. At a constant applied current, the electrical resistance as a function of applied normal stress is found to follow a power law within a certain range, the exponent of which is closely linked to surface topology. The correlation between stress-dependent electrical contact and normal contact stiffness is discussed based on simple scaling arguments. This study provides a first-order investigation connecting interfacial mechanical and electrical behaviour, applicable to studies of multiple components in energy systems.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Extreme Mechanics Letters - Volume 9, Part 3, December 2016, Pages 422-429
نویسندگان
, , , , ,