كامپوزيتهاي نانو ذره چند فازي جديد توسعه يافته با استفاده از
الكتروفورز و مهاجرت الكتريكي
خلاصه
تكنيكهاي ساخت مواد الكتروسنيتيكي نظير الكتروفورز، اسمزالكتريكي يا
انتقال يون، در ساخت چند سازهاي يا كامپوزيت لايه لايه بر روي
واكنشگرهاي داراي رسانايي الكتريكي مفيد بودهاند. اين تكنيكها در
توليد، سخت كردن و سيمان كاري فازهاي نانو ذره بصورت لايههاي يكنواخت
به گستردگي مورد استفاده قرار گرفتهاند. تحقيقاتي در خصوص استفاده از
اين تكنيكهاي رسوب الكتريكي براي ايجاد تغييرات با مقياس ريز در عرض
سطح انجام شده است. هدف اين تحقيق، توسعه راههايي براي ايجاد سطح چند
سازه يا كامپوزيت جديدي است كه ميتواند خواص شيميايي و فيزيكي منحصر
بفردي داشته باشد، اين خواص را نميتوان با استفاده از تكنيكهاي متداول
ساخت لايه حاصل نمود.
كامپوزيتها
يا چند سازهها با افزودن يك ماده تقويت كننده (نوعا يك رشته (ليف) يا
يك جزء داراي ورقههاي نازك نظير پارچه) به يك ماده زمينه و پيوند اين
دو ماده با هم ساخته ميشوند. تكنيكهاي ساخت چند سازه هاي كلاسيكي
شامل اختلاط يك جزء تقويت كننده جامد با يك زمينه سيال و فرآوري زمينه
پيرامون تقويت كننده (شبيه روشي كه فايبر گلاس ساخته ميشود) ميباشد.
اخيرا تكنيكهاي جديدي توسعه يافتهاند كه از يك روش الكتروسنيتيكي براي
وارد كردن انواع مواد نانو ذرهاي به داخل واكنشگرهاي متخلخل استفاده
ميكنند. سلولهاي الكتروفورز براي ساخت سراميكهاي اصلاح شده ويژه ابداع
شدهاند (بوكاكيني و همكاران 2006). شكل 1 شماتيكي از يك سيستم
رسوبگذاري الكترو فوريتي براي استفاده در نفوذ مواد متخلخل نظير
سراميكها را نشان ميدهد كه توزيعهاي فضايي مخصوصي از ريز ساختارها يا
تركيبات را ايجاد ميكنند.
تكنيكهاي الكتروفورز وابسته به يك ميدان پتانسيل براي حركت دادن
ذرات بارداري ميباشند كه در يك فاز سيال معلق شدهاند. در اغلب موارد،
ضخامت لايه ذره تابعي از هدايت ماده نفوذ يافته است زيرا انباشتگي ذرات
در فضاهاي متخلخل، حركت الكترونها را كاهش ميدهند. اين ساخت عموما
شامل يك مرحله ثانويه است كه ذرات نفوذ يافته را با هم تثبيت ميكند و
آنها را به سطوح پيرامون پيوند ميدهد. در مورد سراميكهاي نفوذ يافته
يا الياف فلزي، كيك رسوب كرده داراي ذرات ريز را ميتوان حرارت داد تا
ماده انتقال يافته بصورت الكتروفورتيكي به داخل ساختار جوش متصل شود
بررسي روشهاي الكترو فوريتي و رسوبگذاري الكتريكي براي توليد چند
سازههاي غير متداول بصورت زير نشان داده شده است:
الف) تكنيكهاي متداول كاربرد لعاب ميتواند يك فلز پوشش داده شده را
ايجاد نمايد كه براي سيستم توليد چند سازه يا كامپوزيت مناسب است.
ب) سيستم انتقال الكتريكي نمونه (آبكاري الكتريكي مس) در كاربرد
نواحي فلزي به داخل پوشش موفقيتآميز بوده است.
ج) خواص (در اين مورد رسانايي الكتريكي پوشش) را ميتوان تغيير داد.
د) براي توليد يك سطح هدف رسانا، هيچگونه مهيا سازي سطح براي بستر
رسانا در ناحيه انتهايي شكستگي لازم نيست.
