Towards local deposition of particles by electrophoresis in dc electric fields in polar and nonpolar media and mixtures thereof
Towards local deposition of particles by electrophoresis in dc electric fields in polar and nonpolar media and mixtures thereof
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通过在极性和非极性介质及其混合物中的直流电场中的电泳实现粒子的局部沉积
DOI：
10.1016/j.ceramint.2020.04.092
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发表时间：
2020
影响因子：
5.2
通讯作者：
Raether
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Schäfer;Raether
作为了解局部电泳沉积的一步，研究了非均匀电场中的粒子轨迹。我们的假设是粒子可以局部沉积在非均匀场中。作为一个重要的工艺参数，我们还研究了溶剂极性的影响。在实验中，在颗粒表面涂上合适的分散剂。在非均匀直流电场中，用光学显微镜监测极性和非极性介质及其混合物中的运动和沉积。我们发现纯环己烷中粒子的平均速度随电场强度的增大而线性增加，这与标准理论一致。电泳迁移率和Zeta电位的粒子计算从这个数据。颗粒在电极表面呈均匀层状沉积。同样的结果也适用于以7.5%至30%的乙醇为悬浮介质的环己烷混合物。在水中，粒子在低于3v的电压下逆势移动，不会沉积在任何一个电极上。在电压高于3v时，阴极电泳沉积形成树枝状结构。我们得出结论，在适当的条件下，粒子的局部沉积是可能的。
As a step towards the understanding of local electrophoretic deposition, particle trajectories are investigated in nonuniform electric field. Our hypothesis is that particles can be locally deposited in nonuniform fields. As an important process parameter, we also study the effect of solvent polarity.For the experiments, the particles are coated with suitable dispersants. The movement and deposition in polar as well as in nonpolar media and mixtures thereof in nonuniform dc electric fields are monitored by optical microscopy.We find that the average velocity of particles in pure cyclohexane increases linear with electric field strength in agreement with standard theory. Electrophoretic mobility and Zeta potential of the particles are calculated from this data. The particles deposit in a homogeneous layer on the electrode surface. The same findings are true for mixtures of 7.5 vol% to 30 vol% ethanol in cyclohexane as suspension media. In water, the particles move against the apparent electrostatic force at voltages below 3 V and do not deposit on either electrode. At voltages above 3 V dendritic structures are formed by cathodic electrophoretic deposition. We conclude that under suitable conditions, local deposition of particles is possible.
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