Was ist die 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.Elektrophorese wird üblicherweise in der biochemischen Analyse verwendet und ist zu einem wichtigen Bestandteil vieler industrieller Prozesse gewordeneine Schicht.Abhängig davon, ob die positive oder negative Elektrode verwendet wird, kann der Prozess 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.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 kann seiner Verwendung Grenzen auferlegen.

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 aus Nanoröhren zu bilden, der dann abgelöst werden kann.Kohlenstoffnanoröhrfilme haben viele Anwendungen, darunter Dünnfilm -Solarzellen, Brennstoffzellen und Touchscreens.

Die elektrophoretische Ablagerung ermöglicht auch die Herstellung neuer Arten von Keramikmaterial.Verbundwerkstoffe können unter Verwendung einer Mischung aus Nanopartikeln in einer Suspension synthetisiert werden, was beispielsweise zu einer verbesserten Festigkeit oder nützlichen elektrischen Eigenschaften führt.Eine andere 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 beiden und nicht eine scharfe Grenze gewährleistet ist.Dies wird erreicht, indem die Zusammensetzung der Suspension während der Elektrophorese variiert.Laminate, die aus alternierenden Schichten verschiedener Materialien bestehen, können auch einfach durch Umschalten zwischen verschiedenen Suspensionen hergestellt werden.