Sự lắng đọng điện di là gì?

Sự lắng đọng điện di (EPD) là một phương pháp sản xuất lớp phủ hoặc màng trên các vật thể dẫn điện hoặc, trong một số trường hợp, tạo ra các thành phần và vật liệu độc lập bằng cách sử dụng một quá trình gọi là điện di.Thuật ngữ này mô tả sự di chuyển của các hạt tích điện trong một chất lỏng đối với một điện cực dưới ảnh hưởng của dòng điện.Các hạt nhỏ lơ lửng trong chất lỏng thường có điện tích dương hoặc âm vì cách các phân tử của chúng tương tác với các phân tử của môi trường.Nếu một dòng điện trực tiếp được áp dụng trên hệ thống treo bằng các điện cực, các hạt sẽ di chuyển về phía điện cực với điện tích ngược lại.Điện di thường được sử dụng trong phân tích sinh hóa và đã trở thành một phần quan trọng của nhiều quá trình công nghiệp. Còn được gọi là lớp phủ điện di hoặc lớp phủ điện tử, sự lắng đọng điện di sử dụng vật thể được phủ như một điện cực mà các hạt tích điện trái ngược được lắng đọng, hình thànhmột lớp.Tùy thuộc vào việc điện cực dương hay âm được sử dụng, quá trình này có thể được gọi là điện cực anốt hoặc catodic, tương ứng.Trong trường hợp các hạt thường sẽ trung tính bằng điện, một hợp chất có thể được liên kết với chúng để cung cấp cho chúng một điện tích trong huyền phù.Kết quả lực đẩy điện giữa các hạt cũng ngăn chúng vón cục lại với nhau. Quá trình này có nhiều ứng dụng, đặc biệt là trong khoa học công nghệ nano và vật liệu.Không giống như mạ điện, EPD có thể được sử dụng để gửi một loạt các chất phi kim loại, cũng như kim loại, và là một phương pháp tương đối nhanh và chi phí thấp để áp dụng lớp phủ cách điện hoặc bảo vệ cho các thành phần điện nhỏ.Tuy nhiên, thông thường, lớp phủ có điện trở cao hơn điện cực, do đó quá trình tiếp tục, dòng điện giảm khi tăng điện trở.Điều này có thể áp đặt các giới hạn đối với việc sử dụng của nó.

Nó cũng có thể loại bỏ tiền gửi khỏi điện cực để tạo thành một đối tượng riêng biệt.Ví dụ, sự lắng đọng điện di có thể được sử dụng để gửi các ống nano carbon lơ lửng lên một điện cực phẳng, tạo thành một màng ống nano mỏng sau đó có thể được tách ra.Phim ống nano carbon có nhiều ứng dụng, bao gồm pin mặt trời màng mỏng, pin nhiên liệu và màn hình cảm ứng. Sự lắng đọng điện di cũng cho phép sản xuất các loại vật liệu gốm mới.Vật liệu composite có thể được tổng hợp bằng cách sử dụng hỗn hợp các hạt nano trong hệ thống treo, dẫn đến, ví dụ, cải thiện cường độ hoặc tính chất điện hữu ích.Một ứng dụng quan trọng khác là trong các vật liệu được phân loại chức năng (FGM);Có thể tạo các vật thể bao gồm hai vật liệu thường không tương thích, có lẽ vì tốc độ mở rộng nhiệt khác nhau, bằng cách đảm bảo độ dốc ổn định giữa hai thay vì ranh giới sắc nét.Điều này đạt được bằng cách thay đổi thành phần của huyền phù trong quá trình điện di.Các lớp bao gồm các lớp vật liệu khác nhau cũng có thể được sản xuất chỉ bằng cách chuyển đổi giữa các huyền phù khác nhau.