Параметры, связанные с процессом
1.3.1 Влияние времени осаждения
Скорость осаждения уменьшается с увеличением времени осаждения при других фиксированных параметрах [11]. Такое наблюдение сделали китайские ученые Чен и Лиу [7]. На рисунке 1.3 приведены типовые характеристики осажденияоксида цинка на медный электрод при различных приложенных потенциалах с увеличением времени осаждения.
- 100 В; 
- 60 В; 
- 20 В.
Рисунок 1.3 – Зависимость между толщиной осадка и временем осаждения оксида цинка на медный электрод при различном приложенном потенциале [7]
Очевидно, что осаждение является линейным в течение первоначального периода [12]. Но по мере увеличения времени скорость осаждения уменьшается, и кривая достигает определенного предела. При постоянном напряжении такое явление наблюдается из-за того, что при сохранении постоянной разности потенциалов между электродами электрическое поле, влияющее на электрофорез, уменьшается со временем напыления [13]. Данная зависимость приведена на рисунке 1.4.
1 – 50 В; 2 – 100 В; 3 – 200 В.
Рисунок 1.4 – Плотность тока в зависимости от времени осаждения гидроксиапатита при различных приложенных напряжениях в 50, 100 и 200 В [13]
Таким образом, с увеличением времени осаждения уменьшается скорость осаждения. Происходит это из-за того, что электрическое поле уменьшается со временем напыления при условии, что напряжение постоянно.
1.3.2 Приложенное напряжение
|
|
|
Обычно масса осадка увеличивается с увеличением прикладываемого напряжения. На рисунке 1.5 показана масса осажденного гидроксиапатита на подложке Ti6Al4V из суспензии в изопропиловом спирте.
1 – 30 с; 2 – 120 с.
Рисунок 1.5 – График зависимости массы осажденного гидроксиапатита на подложке Ti6Al4V от приложенного напряжения при времени осаждения в 30 и 120 с [1]
Термитные материалы можно осаждать быстрее, если прикладывать большие напряжения. Однако установлено, что наиболее однородные слои ложатся при умеренных напряжениях в 25-100 вольт. В ситуациях с высоким напряжением движение частиц после осаждения ограничено на поверхности уже осажденного слоя, поскольку более высокий приложенный потенциал оказывает большее давление на поток и движение частиц. Напряжение влияет на скорость осаждения и структуру осадка [11].
Также отмечено [8], что плотность тока пропанольного растворителя при отсутствии какого-либо порошка пропорциональна приложенному напряжению и имеет тенденцию к неустойчивости при увеличении приложенных напряжений. Данная зависимость представлена на рисунке 1.6.
Рисунок 1.6 – Стабильность плотности тока пропанола при различных приложенных напряжениях [8]
|
|
|
Такие данные о стабильности служат хорошим ориентиром для определения параметров осаждения и, следовательно, качества осадка. Считается, что нестабильная плотность тока влияет на качество морфологии осаждения.
Исходя из графика плотности тока на рисунке 1.6, логично предположить, что приложенное напряжение должно быть не менее 100 вольт в случае пропанола. Однако морфология поверхностей осадков оказалась плоской при низких напряжениях и стала более грубой с увеличением приложенного напряжения.
Таким образом, напряжение влияет на скорость осаждения и толщину осадка, а также на равномерность осаждаемого материала.
1.3.3 Плотность суспензии
Количество твердого вещества в суспензии играет важную роль, особенно для многокомпонентного электрофореза. В некоторых случаях, хотя каждый из видов частиц имеет одинаковый признак поверхностного заряда, они могут осаждаться с разной скоростью в зависимости от объемной доли твердых частиц в суспензии. Если объемная доля твердых веществ высока, порошки осаждаются с одинаковой скоростью. Если объемная доля твердых частиц невелика, то они могут осаждаться со скоростью, пропорциональной их индивидуальной электрофоретической подвижности [14].
Таким образом, на плотность суспензии напрямую влияет объемная доля твердых частиц.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 195; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!