I. EDM và nguyờn lý của EDM
2. Cơ chế tỏch vật liệu:
Hỡnh trờn chỉ ra chi tiết bề mặt của hai điện cực, thực tế hai bề mặt này khụng phẳng như ta tưởng tượng mà nú cú cỏc nhấp nhụ. Khoảng cỏch giữa hai bề mặt điện cực trong toàn bề mặt thực tế khụng cố định mà nú thay đổi theo cỏc nhấp nhụ. Vớ dụ tại điểm A khoảng cỏch giữa hai điện cực là nhỏ nhất. Khi một điện ỏp thớch hợp được đặt giữa hai điện cực một trường tĩnh điện cú cường độ lớn được sinh ra nú gõy ra sự tỏch cỏc electron từ cực õm A. Cỏc electron giải phúng này được tăng tốc về phớa cực dương. Sau khi đạt đến vận tốc đủ lớn, cỏc electron này va đập với cỏc phõn tử điện mụi, bắn phỏ cỏc phần tử đú thành cỏc electron và cỏc ion dương. Cỏc ion vừa sinh ra lại được tăng tốc và nú lại đỏnh bật cỏc electron từ cỏc phõn tử dung dịch điện mụi. Cứ như vậy, một cột hẹp cỏc phõn tử dung dịch điện mụi được ion hoỏ được sinh ra ở điểm A nối hai điện cực lại với nhau (sinh ra một dũng thỏc điện tử, cột phõn tử bị ion hoỏ tăng lờn và tớnh dẫn điện mạnh, nú như một tia lửa). Kết qủa tia lửa này là một súng chốn ép lớn sinh ra và cú nhiệt độ rất lớn, tăng lờn trờn cỏc điện cực(10000ữ12000C). Nhiệt độ lớn này làm núng chảy và bốc hơi vật liệu điện cực, vật liệu núng chảy bị súng thổi đi, và một vết lừm trờn hai bề mặt được sinh ra. Ngay lỳc đú thỡ khoảng cỏch giữa hai điện cực A tăng lờn và vị trớ tiếp theo cú khoảng cỏch giữa hai điện cực ngắn nhất (vớ dụ tại B). Tương tự , chu kỡ trờn được lặp lại, tia lửa điện tiếp theo được sinh ra tại B. Cứ như vậy tia lửa sẽ được sinh ra trờn toàn bề mặt điện cực. Kết quả diễn biến quỏ trỡnh sẽ sinh ra
khoảng cỏch khụng đổi giữa hai điện cực. Phụ thuộc vào hỡnh dạng cực õm mà cực dương chộp lại hỡnh dạng đú.
Việc tỏch vật liệu phụ thuộc vào năng lượng tỏch vật liệu We: We = Ue.Ie.te
Trong đú: Ue, Ie là giỏ trị trung bỡnh của điện ỏp và dũng tia lửa điện được lấy trong khoảng thời gian xung. Ue là một hằng số vật lý phụ thuộc vào cặp vật liệu điện cực/phụi. Vỡ vậy, năng lượng thực chất chỉ phụ thuộc vào Ie và te.
Dũng điện tổng cộng trong kờnh plazma qua khi hở phúng điện là tổng của dũng cỏc điện tử chạy tới cực dương và dũng cỏc iụn dương chạy tới cực õm. Do khối lượng của cỏc iụn dương lớn hơn nhiều lần khối lượng điện tử, nờn ta cú thể bỏ qua tốc độ của cỏc iụn dương khi xuất phỏt cỏc xung điện so với tốc độ của điện tử. Mật độ điện tử tập chung tới cực dương cao hơn rất nhiều lần so với mật độ iụn dương tập chung tới bề mặt cực õm trong khi mức độ tăng của dũng điện lớn nhất trong khoảng khắc đầu tiờn của sự phúng điện. Điều này là nguyờn nhõn gõy ra sự núng chảy rất mạnh ở cực dương trong chu kỡ này.
Dũng iụn dương chỉ đạt tới cực õm trong micro giõy đầu tiờn. Cỏc iụn dương gõy ra sự núng chảy và bốc hơi của vật liệu catốt(cực õm). Do đú cú hiện tượng mũn điện cực.
Vật liệu điện cực trong sự tiếp xỳc với plazma này ở một pha cú ỏp lực cao tới Kbar và nhiệt độ cao tới 100000C trong kờnh plazma. Một lí do quan trọng của sự tụng ra vật liệu bị chảy lỏng là sự đột ngột biến mất của kờnh plazma khi dũng điện bị ngắt. Ngay tức khắc, ỏp suất tụt xuống bằng ỏp suất xung quanh sau khi ngắt dũng điện. Nhưng nhiệt độ của chất lỏng lại khụng tụt nhanh như thế. Điều này gõy ra sự nổ và bốc hơi của chất lỏng núng chảy hiện cú. Tốc độ cắt dũng điện và tốc độ sụt của xung dũng điện sẽ quyết định tốc độ sụt ỏp suất và buộc nổ vật liệu chảy lỏng. Thời gian sụt của dũng điện là yếu tố quyết định đối với độ nhỏm của bề mặt gia cụng.
Vỡ lượng vật liệu bị hớt đi phụ thuộc vào điện ỏp, cường độ dũng điện và thời gian nờn người ta cú thể nghiờn cứu một cỏch chớnh xỏc tuần tự theo thời gian của dũng điện và điện ỏp trong lỳc phúng ra tia lửa điện bằng thực nghiờm sau: