Was ist elektrophoretische Ablagerung?
Elektrophoretische Ablagerung (EPD) ist eine Methode zum Erstellen von Beschichtungen oder Filmen auf elektrisch leitenden Objekten oder in einigen Fällen, wobei eigenständige Komponenten und Materialien unter Verwendung eines Prozesss namens Elektrophorese erzeugt werden. Dieser Begriff beschreibt die Migration elektrisch geladener Partikel in einer Flüssigkeit in Richtung einer Elektrode unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms. In einer Flüssigkeit aufgehängte kleine Partikel haben häufig eine positive oder negative elektrische Ladung, da ihre Moleküle mit denen des Mediums interagieren. Wenn ein Gleichstrom über die Suspension unter Verwendung von Elektroden aufgetragen wird, bewegen sich die Partikel mit der entgegengesetzten Ladung in Richtung der Elektrode. Die Elektrophorese wird üblicherweise in der biochemischen Analyse verwendet und ist zu einem wichtigen Bestandteil vieler industrieller Prozesse geworden. Abhängig von WheEs wird die positive oder negative Elektrode verwendet, der Prozess kann als anodische bzw. kathodische Elektrodeposition bezeichnet werden. Wenn die Partikel normalerweise elektrisch neutral wären, kann eine Verbindung an sie gebunden werden, um ihnen eine elektrische Ladung in der Suspension zu geben. Die resultierende elektrische Abstoßung zwischen den Partikeln verhindert auch, dass sie zusammenklumpen.
Dieser Prozess hat viele Anwendungen, insbesondere in der Nanotechnologie- und Materialwissenschaft. Im Gegensatz zum Elektroplieren kann EPD verwendet werden, um eine Vielzahl von nichtmetallischen Substanzen sowie Metallen abzulegen, und ist eine relativ schnelle und kostengünstige Methode zur Anwendung einer Isolier- oder Schutzbeschichtung auf kleine elektrische Komponenten. Normalerweise hat die Beschichtung jedoch einen höheren elektrischen Widerstand als die Elektrode, so dass der Strom mit zunehmendem Widerstand mit zunehmendem Widerstand abnimmt. Dies könnte Grenzen auferlegenseine Verwendung.
Es ist auch möglich, die Ablagerung aus der Elektrode zu entfernen, um ein separates Objekt zu bilden. Beispielsweise kann eine elektrophoretische Ablagerung verwendet werden, um suspendierte Kohlenstoffnanoröhren auf eine flache Elektrode abzulegen und einen dünnen Film von Nanoröhren zu bilden, der dann abgelöst werden kann. Carbon -Nanoröhrfilme haben viele Anwendungen, darunter Dünnfilm -Solarzellen, Brennstoffzellen und Touchscreens.
elektrophoretische Ablagerung ermöglicht auch die Herstellung neuer Arten von Keramikmaterial. Verbundwerkstoffe können durch Verwendung einer Mischung von Nanopartikeln in einer Suspension synthetisiert werden, was beispielsweise zu einer verbesserten Festigkeit oder nützlichen elektrischen Eigenschaften führt. Eine weitere wichtige Anwendung ist in funktional abgestuften Materialien (FGMs). Es ist möglich, Objekte zu erstellen, die aus zwei Materialien bestehen, die normalerweise nicht kompatibel sind, möglicherweise aufgrund unterschiedlicher thermischer Expansionsraten, indem ein stetiger Gradient zwischen den beiden und nicht einer scharfen Grenze gewährleistet ist. Dies wird erreicht, indem die Zusammensetzung von variiert wirddie Suspension während der Elektrophorese. Laminate, die aus alternierenden Schichten verschiedener Materialien bestehen, können auch einfach durch Umschalten zwischen verschiedenen Suspensionen hergestellt werden.