الکتروفورتیک چیست؟ مکانیزم نشست الکتروفورتیک (EPD) حرکت ذرات باردار در سوسپانسیون در اثر میدان الکتریکی و نشست آنها بر الکترود متناسب است. EPD یک فرایند دو مرحله ای است. در مرحله ی اول (الکتروفورز)، ذرات باردار موجود در محیط مایع، به سمت الکترود با بار مخالف حرکت می کنند. این حرکت به دلیل وجود میدان الکتریکی خارجی ایجاد می شود. در مرحله ی دوم (رسوب دهی)، ذرات بر روی الکترودها رسوب می کند و یک لایه ی ضخیم تشکیل می شود.
مکانیزم های باردار نمودن ذرات سرامیکی در یک مایع ـ وقتی یک ذره ی سرامیکی در یک محیط مایع قرار دارد، از طریق ۴ مکانیزم زیر باردار می شود:
- جذب انتخابی یون های موجود در مایع بر روی ذرات جامد
- جدا شدن یون ها از فاز جامد و ورود آنها به داخل مایع
- جذب یا جهت گیری مولکول های قطبی در سطح ذره
- انتقال الکترون میان جامد و فاز مایع به دلیل تفاوت در تابع کار
تاریخچه الکتروفورتیک:
نشست الکتروفورتیک در ۱۸۰۸ توسط دانشمند روسی به نام Ruess با حرکت ذرات رس در آّب در اثر میدان الکتریکی مشاهده شد. اما اولین بهره برداری علمی از آن در سال ۱۹۳۳ با نشست ذرات توریا بر کاتد پلاتینیم به عنوان گسیلنده در تیوب الکترونی انجام شد.این پدیده در سالهای ۱۹۸۰ توسط Hamaker در مورد سرامیکها مورد بررسی قرار گرفت و مسیر حرکت آن به سمت شکل دهی سرامیکهای پیشرفته و لایه های نازک تغییر یافت.
مدل الکتریکی فرآیند EPD:
با استفاده از یک سلول استاندارد الکتروشیمیایی، یک مدل مقاومتی- خازنی می تواند رفتار الکتریکی فرایند EPD را توصیف کند.
مزایای الکتروفورتیک:
- زمان کوتاه نشست
- نیاز به تجهیزات ساده
- تنوع در شکل زیرپایه
- عدم نیاز به چسب
- تنظیم ضخامت و مورفولوژی فیلم نشست داده شده از طریق تنظیم زمان نشست و پتانسیل اعمالی
- قابلیت استفاده از مواد و ترکیبات مختلف
- امکان تولید ساختارهای میکرویی و نانویی
- امکان تولید اشکال شبه شبکه ای با دقت ابعادی بالا
- امکان تولید رسوبات متخلخل، لایه لایه و هدفمند
- امکان تولید مواد نانوکامپوزیتی