مطالعه تاثیر جنس الکترود، هدایت الکتریکی سوسپانسیون و مقاومت الکتریکی مدار بر مقدار رسوب تشکیل شده در فرایند رسوب‌دهی الکتروفورتیک نانو پودر آلومینا

نویسندگان

1 art university of Tehran, Tehran University of Art

2 advanced Materials & Renewable Energy, Iranian Research Organization for Science & Techno

چکیده

فرایند رسوب‌دهی الکتروفورتیک به عنوان یک فرایند با سرعت بالا در شکل‌دهی بدنه‌های سرامیکی بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدایت الکتریکی سوسپانسیون و مقاومت الکتریکی مدار به عنوان دو پارامتر اصلی در بیان مدل‌های مختلف سینیتیکی تاثیرگذار بوده‌اند، اما همواره این تغییرات در سوسپانسیون و رسوب به عنوان تغییر دهنده پارامترهای الکتریکی، مورد توجه قرار گرفته است در حالی که الکترودها به عنوان بخشی از سیستم الکتریکی می‌توانند بر دو پارامتر هدایت الکتریکی سوسپانسیون و مقاومت الکتریکی مدار تاثیرگذار باشند. در این پژوهش با استفاده از الکترودهایی از جنس آلومینیوم، تیتانیوم، فولاد زنگ‌نزن، مس و گرافیت، نانوذرات آلومینا روی سطح الکترودها رسوب‌دهی شده و سعی گردید روابط سینتیکی، مورد ارزیابی گیرد. براساس نتایج به‌دست آمده تغییر جنس آند (در رسوب‌دهی کاتدی) تاثیر زیادی بر ثوابت روابط سینتیکی داشته و استفاده از الکترودهای گرافیتی در آند نتایج یکسانی در وزن نهایی پیش‌بینی شده توسط رابطه به‌دست می‌آورد، در حالی که استفاده از آند آلومینیومی به دلیل ایجاد رخداد آندایز در حضور جریان الکتریکی سبب انحرافی تا حدود 35/0 می‌شود. براساس آنچه مشخص شد مدل‌هایی که براساس هدایت الکتریکی سوسپانسیون گسترش یافته‌اند، به دلیل کمتر تاثیر پذیرفتن از جنس الکترود و تغییرات مقاومت الکتریکی آن در اثر عبور جریان، می‌توانند وزن رسوب نهایی را بهتر پیش‌بینی کنند. بنابراین یک رابطه جدید براساس مدل فراری و همکاران ارائه گردید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Study the Effect of Different Electrodes, Suspension Conductivity and Cell Resistivity, on Yield of EPD in Nano Alumina Suspension

چکیده [English]

Electrophoretic deposition process as a high-speed process of ceramic body shaping has received great attention in recent years. Suspension conductivity and electrical resistance of the EPD cell as two main parameters in the expression of various kinetic models have been influential. Electrical variation in suspension and deposit had more attraction to change these parameters. While electrodes as a part of electrical system could change conductivity and resistivity. Present study is an endeavor to highlight less mentioned parameter, an electrode material, which could change the EPD models. The experiments were carried out based on aluminum, titanium, stainless steel, copper and graphite electrodes and alumina nano powders. The experiments have shown that the anode material (in cathode deposition) could change EPD models' constants and graphite anodes have same deposition weight in experiment and model. While anodizing of aluminum, with presence of electrical current, deviated results to 0.35. Conductivity based models can predict yield of process better than resistivity based models, since less influencing from electrode material and resistivity of cell. So, we developed a new model based on Ferrari et al.'s model.

کلیدواژه‌ها [English]

  • kinetic equations
  • Alumina nano powder
  • suspension conductivity
  • Cell resistivity
  • Electrophoretic deposition