1. 電泳沉積成型的工藝原理
電泳沉積的基本原理是：由于分散于懸浮液中的粒子是帶電的，在電場(chǎng)作用下必須發(fā)生定向移動(dòng)，根據(jù)DLVO理論，電解質(zhì)濃度的增加可以誘發(fā)膠體體系的聚沉。在外加電場(chǎng)的作用下可使電極附近的電解質(zhì)濃度增加，其結(jié)果相當(dāng)于降低了電極附近的電位，從而使粒子在作為電極的試樣表面發(fā)生絮凝。電沉積一般不能直接使涂層與基體產(chǎn)生牢固地結(jié)合，通常沉積后還需要進(jìn)行后續(xù)熱處理來強(qiáng)化涂層與基體的結(jié)合力。
碳化硅陶瓷環(huán)
碳化硅陶瓷環(huán)
2. 電泳沉積成型的工藝過程及應(yīng)用
(1)電泳沉積成型的工藝過程
電泳沉積工藝包括制備穩(wěn)定的懸浮液，懸浮液中顆粒之間的相互作用，顆粒在電場(chǎng)下的定向運(yùn)動(dòng)和在電極上的沉積過程。
電泳沉積工藝包括制備穩(wěn)定的懸浮液，懸浮液中顆粒之間的相互作用，顆粒在電場(chǎng)下的定向運(yùn)動(dòng)和在電極上的沉積過程。
①制備穩(wěn)定的懸浮液
制備含有原料粉體的穩(wěn)定的懸浮液是電泳沉積的前提。電泳沉積料漿的懸浮和穩(wěn)定原理與注漿成型料漿及原位凝固成型料漿的穩(wěn)定原理是相同的。
制備含有原料粉體的穩(wěn)定的懸浮液是電泳沉積的前提。電泳沉積料漿的懸浮和穩(wěn)定原理與注漿成型料漿及原位凝固成型料漿的穩(wěn)定原理是相同的。
②電泳沉積過程
懸浮液中的固體顆粒之所以在電極上沉積，主要是由于電極附近電解質(zhì)濃度升高而發(fā)生顆粒絮凝．其結(jié)果使電極附近的電位降低。荷電的固體顆粒在電極表面發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，變成電中性，從而沉積在電極上而靜止。電沉積的速率對(duì)于沉積厚度的控制非常重要。Hamaker提出了電泳沉積物質(zhì)量與懸浮液的濃度、沉積時(shí)間、沉積電極表面積和沉積電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。
懸浮液中的固體顆粒之所以在電極上沉積，主要是由于電極附近電解質(zhì)濃度升高而發(fā)生顆粒絮凝．其結(jié)果使電極附近的電位降低。荷電的固體顆粒在電極表面發(fā)生電化學(xué)氧化還原反應(yīng)，變成電中性，從而沉積在電極上而靜止。電沉積的速率對(duì)于沉積厚度的控制非常重要。Hamaker提出了電泳沉積物質(zhì)量與懸浮液的濃度、沉積時(shí)間、沉積電極表面積和沉積電場(chǎng)強(qiáng)度成正比。
(2)電泳沉積成型的應(yīng)用
電泳沉積成型技術(shù)可以用來制備層狀復(fù)合材料、生物陶瓷、纖維／晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料、功能陶瓷等各類新材料，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。與單一結(jié)構(gòu)的陶瓷材料相比，層狀復(fù)合陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性都顯著提高。層狀復(fù)合陶瓷材料中，每一層的厚度越薄，其力學(xué)性能越好。
電泳沉積成型技術(shù)可以用來制備層狀復(fù)合材料、生物陶瓷、纖維／晶須增強(qiáng)陶瓷基復(fù)合材料、功能陶瓷等各類新材料，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。與單一結(jié)構(gòu)的陶瓷材料相比，層狀復(fù)合陶瓷材料的強(qiáng)度和韌性都顯著提高。層狀復(fù)合陶瓷材料中，每一層的厚度越薄，其力學(xué)性能越好。
3. 電泳沉積成型的特點(diǎn)
(1)使用的材料范圍很廣，幾乎可以應(yīng)用到所有的材料方面，如非金屬、金屬、半導(dǎo)體等材料的沉積。
(2)易于控制沉積層的成分，對(duì)于混合型沉積層來說特別方便。
(3)沉積速率極高，0.025mm的沉積層電泳只要10s。
(4)沉積層厚度易于精確控制。
(5)沉積層的厚度十分均勻，可以沉積形狀復(fù)雜的制件。
(6)沉積層致密、氣孔少、結(jié)合牢固，而其密度和結(jié)合力能夠從工藝上加以控制。
4. 電泳沉積成型的主要缺陷
盡管電泳沉積成型操作簡(jiǎn)單、靈活、可靠性也較高且可應(yīng)用于許多材料的制備，但是電泳沉積成型技術(shù)仍然存在如下許多缺點(diǎn)。
(1)沉積層多數(shù)是顆粒堆積，需要進(jìn)行補(bǔ)充處理，如壓緊、退火、燒結(jié)等，因而受到基體材料性能的限制。
(2)所用的介質(zhì)多為有機(jī)材料，有的成本較高且配制過程也比較復(fù)雜。
(3)工作電壓較高。
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本文“先進(jìn)陶瓷的電泳沉積成型法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時(shí)間：2021-10-16 14:20:16
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