電泳沉積電場強度的分布研究.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，同時沉積過程是非線性過程，可以在表面多孔和形狀復雜的金屬材料表面制備均勻的功能陶瓷薄膜。而電場力作為懸浮液顆粒運動的主要動力，深刻的影響著電泳沉積的過程和效果。
　　當電流通過電極，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)成的體系中電場會如何變化，這種變化對后續(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及分層介質(zhì)中的電場具有處理相對簡單，不受場域邊界形狀限制等特點，成為求解電解槽電場問題的有效辦法。故而本文采用有限元法模擬分析電沉積體系中電場強度的分布。
　　本文具體做了以下工作:
　　(1)介紹了電泳沉積機理，結(jié)合電磁有限元理論，推導出電泳沉積電場分析的本構(gòu)方程，建立起電場模擬的有限元模型：在恒電壓或恒電流作用下，影響電場分布的主要因素是材料的電導率。
　　(2)用有限元分析軟件A

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

4、(3)用同樣的方法，分析了陰極上已沉積顆粒周圍電場的分布情況，由此判斷對后續(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率、陰極材料電導率和懸浮液電導率三者之間的大小關(guān)系。若懸浮液顆粒電導率小于陰極材料電導率，則已沉積顆粒表面電場大于顆粒之間區(qū)域的電場；若懸浮液顆粒電導率大于陰極材料電導率，則已沉積顆粒表面電場小于顆粒之間區(qū)域的電場。
　　(4)在其他條件固定的情況下，電極間距的改變對已沉積顆粒表面電場和