مطالعه تاثير جنس الكترود، هدايت الكتريكي سوسپانسيون و مقاومت الكتريكي مدار بر مقدار رسوب تشكيل شده در فرايند رسوب‌دهي الكتروفورتيك نانو پودر آلومينا

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

فرايند رسوب‌دهي الكتروفورتيك به عنوان يك فرايند با سرعت بالا در شكل‌دهي بدنه‌هاي سراميكي بسيار مورد توجه قرار گرفته است. هدايت الكتريكي سوسپانسيون و مقاومت الكتريكي مدار به عنوان دو پارامتر اصلي در بيان مدل‌هاي مختلف سينيتيكي تاثيرگذار بوده‌اند، اما همواره اين تغييرات در سوسپانسيون و رسوب به عنوان تغيير دهنده پارامترهاي الكتريكي، مورد توجه قرار گرفته است در حالي كه الكترودها به عنوان بخشي از سيستم الكتريكي مي‌توانند بر دو پارامتر هدايت الكتريكي سوسپانسيون و مقاومت الكتريكي مدار تاثيرگذار باشند. در اين پژوهش با استفاده از الكترودهايي از جنس آلومينيوم، تيتانيوم، فولاد زنگ‌نزن، مس و گرافيت، نانوذرات آلومينا روي سطح الكترودها رسوب‌دهي شده و سعي گرديد روابط سينتيكي، مورد ارزيابي گيرد. براساس نتايج به‌دست آمده تغيير جنس آند (در رسوب‌دهي كاتدي) تاثير زيادي بر ثوابت روابط سينتيكي داشته و استفاده از الكترودهاي گرافيتي در آند نتايج يكساني در وزن نهايي پيش‌بيني شده توسط رابطه به‌دست مي‌آورد، در حالي كه استفاده از آند آلومينيومي به دليل ايجاد رخداد آندايز در حضور جريان الكتريكي سبب انحرافي تا حدود 35/0 مي‌شود. براساس آنچه مشخص شد مدل‌هايي كه براساس هدايت الكتريكي سوسپانسيون گسترش يافته‌اند، به دليل كمتر تاثير پذيرفتن از جنس الكترود و تغييرات مقاومت الكتريكي آن در اثر عبور جريان، مي‌توانند وزن رسوب نهايي را بهتر پيش‌بيني كنند. بنابراين يك رابطه جديد براساس مدل فراري و همكاران ارائه گرديد.

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.