Title of article :
AC Electrophoresis; Deposition of Ceramic Nanaoparticles on In-plane Electrodes at Low Frequencies
Author/Authors :
Riahifar, R Department of Ceramic - Materials and Energy Research Center , Raissi, B Centre for Advanced Materials Joining - University of Waterloo , Marzbanrad, E Centre for Advanced Materials Joining - University of Waterloo, Waterloo, Canada , Zamani, C School of Metallurgy and Materials Engineering - College of Engineering - University of Tehran
Abstract :
Deposition of ceramic nanoparticles (dispersed in a non-aqueous suspension) on in-plane electrodes and under the influence of AC electric fields in the frequency range of 0.01 Hz - 10 kHz is investigated. Analysis of the particle response to the applied field is a difficult task due to the mutual effect of electric- and hydrodynamic force which are present in the system. In this work, however, we show the possibility of dividing the frequency range into four domains with four distinct governing mechanisms. Possible mechanisms are suggested and dominant forces are determined for each domain. In situ optical microscopy observations as well as numerical calculations are used for three dimensional visualization of nanoparticles´ movement dispersed in liquid medium. New applications such as micro-patterning and sorting ceramic particles are introduced for the first time.
Farsi abstract :
نشست نانوذرات سراميكي (پراكنده سازي شده در محيط غيرآبي) بر روي الكترودهاي هم صفحه تحت ميدان الكتريكي متناوب در فركانس بين 0.01 تا 10 كيلوهرتز بررسي شده است. تحليل نحوه پاسخ ذرات به ميدان الكتريكي به دليل اثرات هم زمان نيروهاي الكتريكي و هيدروديناميكي كه در سيستم حضور دارند امر دشواري محسوب مي شود. در اين تحقيق نشان داده شده است كه محدوده فركانس موردبررسي را بر اساس مكانيزمي كه عمل مي كند مي توان به چهار قسمت تقسيم كرد. مكانيزم هاي احتمالي و نيروهاي غالب براي هر يك از اين چهار ناحيه تعيين شده است. از تصويربرداري ميكروسكوپي درجا و همچنين محاسبات عددي براي قابل رويت كردن سه بعدي نحوه حركت نانوذرات معلق در سيال استفاده شده است. كاربردهاي جديدي مانند الگودهي در ابعاد ميكرومتري و طبقه بندي ذرات سراميكي براي نخستين بار با استفاده از اين تكنيك معرفي شده است.
Keywords :
Electrophoretic Deposition (EPD) , AC electric field , Ceramic nanoparticle , Dielectrophoresis , AC- electroosmosis
Journal title :
Astroparticle Physics