Wat is elektroforetische afzetting?

Elektroforetische depositie (EPD) is een methode voor het produceren van coatings of films op elektrisch geleidende objecten of, in sommige gevallen, het creëren van zelfstandige componenten en materialen met behulp van een proces dat elektroforese wordt genoemd.Deze term beschrijft de migratie van elektrisch geladen deeltjes in een vloeistof naar een elektrode onder invloed van een elektrische stroom.Kleine deeltjes gesuspendeerd in een vloeistof hebben vaak een positieve of negatieve elektrische lading vanwege de manier waarop hun moleculen omgaan met die van het medium.Als een directe stroom wordt toegepast over de suspensie met behulp van elektroden, zullen de deeltjes met de tegenovergestelde lading naar de elektrode bewegen.Elektroforese wordt vaak gebruikt in biochemische analyse en is een belangrijk onderdeel geworden van veel industriële processen.

Ook bekend als elektroforetische coating of e-coating, gebruikt elektroforetische depositie het object dat moet worden gecoat als een elektrode waarop tegengesteld geladen deeltjes worden afgezet, vormeen laag.Afhankelijk van of de positieve of negatieve elektrode wordt gebruikt, kan het proces respectievelijk anodische of kathodische elektrodepositie worden genoemd.Waar de deeltjes normaal elektrisch neutraal zouden zijn, kan een verbinding aan hen worden gebonden om ze een elektrische lading in suspensie te geven.De resulterende elektrische afstoting tussen de deeltjes voorkomt ook dat ze samen klonteren.

Dit proces heeft veel toepassingen, met name in nanotechnologie en materiaalwetenschap.In tegenstelling tot elektroplaten kan EPD worden gebruikt om een breed scala aan niet-metalen stoffen, evenals metalen, te deponeren, en is het een relatief snelle en goedkope methode voor het toepassen van een isolerende of beschermende coating op kleine elektrische componenten.Normaal gesproken heeft de coating echter een hogere elektrische weerstand dan de elektrode, zodat naarmate het proces doorgaat, de stroom afneemt met toenemende weerstand.Dit kan limieten opleggen aan het gebruik ervan.

Het is ook mogelijk om de afzetting uit de elektrode te verwijderen om een afzonderlijk object te vormen.Elektroforetische depositie kan bijvoorbeeld worden gebruikt om gesuspendeerde koolstofnanobuisjes op een platte elektrode af te zetten, waardoor een dunne film van nanobuisjes wordt gevormd die vervolgens kunnen worden losgemaakt.Koolstof nanobuisfilms hebben veel toepassingen, waaronder dunne film zonnecellen, brandstofcellen en aanraakschermen.

Elektroforetische depositie maakt ook de vervaardiging van nieuwe soorten keramisch materiaal mogelijk.Composietmaterialen kunnen worden gesynthetiseerd met behulp van een mengsel van nanodeeltjes in een suspensie, wat resulteert in bijvoorbeeld verbeterde sterkte of nuttige elektrische eigenschappen.Een andere belangrijke toepassing is in functioneel graded materialen (FGMS);Het is mogelijk om objecten te maken die zijn samengesteld uit twee materialen die normaal onverenigbaar zijn, misschien vanwege verschillende thermische expansiesnelheden, door een gestage gradiënt tussen de twee te waarborgen in plaats van een scherpe grens.Dit wordt bereikt door de samenstelling van de suspensie tijdens elektroforese te variëren.Laminaten bestaande uit afwisselende lagen van verschillende materialen kunnen ook worden vervaardigd door te schakelen tussen verschillende suspensies.