電泳沉積電場(chǎng)強(qiáng)度的分布研究.pdf

1、電泳沉積法作為一種有效的制膜和鍍層的方法，因其沉積快、易制備多層結(jié)構(gòu)而被廣泛應(yīng)用于制備層狀電子陶瓷厚膜，同時(shí)沉積過程是非線性過程，可以在表面多孔和形狀復(fù)雜的金屬材料表面制備均勻的功能陶瓷薄膜。而電場(chǎng)力作為懸浮液顆粒運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?，深刻的影響著電泳沉積的過程和效果。
　　當(dāng)電流通過電極，在電極上沉積了一定數(shù)量、一定形狀的陶瓷顆粒后，陰、陽極和懸浮液構(gòu)成的體系中電場(chǎng)會(huì)如何變化，這種變化對(duì)后續(xù)的電泳沉積過程產(chǎn)生什么影響？這是本研究嘗試回

2、答的問題。由于有限元法求解非線性場(chǎng)及分層介質(zhì)中的電場(chǎng)具有處理相對(duì)簡(jiǎn)單，不受場(chǎng)域邊界形狀限制等特點(diǎn)，成為求解電解槽電場(chǎng)問題的有效辦法。故而本文采用有限元法模擬分析電沉積體系中電場(chǎng)強(qiáng)度的分布。
　　本文具體做了以下工作:
　　(1)介紹了電泳沉積機(jī)理，結(jié)合電磁有限元理論，推導(dǎo)出電泳沉積電場(chǎng)分析的本構(gòu)方程，建立起電場(chǎng)模擬的有限元模型：在恒電壓或恒電流作用下，影響電場(chǎng)分布的主要因素是材料的電導(dǎo)率。
　　(2)用有限元分析軟件A

3、NSYS分析了在同樣參數(shù)條件下，不同陰極形狀對(duì)電場(chǎng)分布的影響：平滑陰極表面電場(chǎng)均勻分布，凸起或內(nèi)凹等曲率變化較大的地方對(duì)電場(chǎng)分布的影響十分明顯。若懸浮液電導(dǎo)率大于陰極材料電導(dǎo)率，則凸?fàn)铌帢O表面凸起部分表面電場(chǎng)小于凸起部分之間的間隙區(qū)域電場(chǎng)，凹狀陰極表面內(nèi)凹部分電場(chǎng)大于內(nèi)凹之間區(qū)域電場(chǎng)；若懸浮液電導(dǎo)率小于陰極材料電導(dǎo)率，則凸?fàn)铌帢O表面凸起部分表面電場(chǎng)大于凸起部分之間的間隙區(qū)域電場(chǎng)，凹狀陰極表面內(nèi)凹部分電場(chǎng)小于內(nèi)凹之間區(qū)域電場(chǎng)。
　　

4、(3)用同樣的方法，分析了陰極上已沉積顆粒周圍電場(chǎng)的分布情況，由此判斷對(duì)后續(xù)顆粒沉積的影響。分析表明：懸浮液顆粒在陰極表面的沉積取決于顆粒本身電導(dǎo)率、陰極材料電導(dǎo)率和懸浮液電導(dǎo)率三者之間的大小關(guān)系。若懸浮液顆粒電導(dǎo)率小于陰極材料電導(dǎo)率，則已沉積顆粒表面電場(chǎng)大于顆粒之間區(qū)域的電場(chǎng)；若懸浮液顆粒電導(dǎo)率大于陰極材料電導(dǎo)率，則已沉積顆粒表面電場(chǎng)小于顆粒之間區(qū)域的電場(chǎng)。
　　(4)在其他條件固定的情況下，電極間距的改變對(duì)已沉積顆粒表面電場(chǎng)和