رسوب سونو-الکتروشیمیایی پوشش های نانو تقویت شده
رسوب سونو-الکتروشیمیایی سونوگرافی با شدت بالا را با آبکاری جفت می کند تا پوشش های متراکم، چسبنده و نانو تقویت شده با ریزساختار کنترل شده ایجاد کند. تحریک اولتراسونیک شدید و میکرو جریان به طور مداوم لایه انتشار را تازه می کند و سطح الکترود را تمیز / فعال می کند. در نتیجه، انتقال یونی و سرعت هسته زایی افزایش می یابد، دانه ها پالایش می شوند، تخلخل کاهش می یابد و پوشش هندسه های پیچیده بهبود می یابد. به همان اندازه مهم، فراصوت پروب نوع پراکنده و deagglomerates نانو افزودنی ها (کاربیدها، اکسیدها، مشتقات گرافن، و بیشتر)، امکان رسوب شرکت تکرارپذیر از نانوکامپوزیت های فلزی ماتریس با سختی برتر، مقاومت در برابر سایش و خوردگی، و عملکرد مانع.
چگونه فراصوت رسوب الکتروشیمیایی را بهبود می بخشد؟
Hielscher پروب نوع فراصوت ارائه چگالی انرژی صوتی بالا به طور مستقیم به الکترولیت – در حالی که دامنه دقیق و کنترل چرخه کار، گزینه های راکتور جریان و سونوترودهای قوی از شیمی حمام پایدار و افزایش مقیاس از آزمایش های نیمکت به خطوط صنعتی پیوسته پشتیبانی می کنند. فرآیند رسوب سونو-الکتروشیمیایی منجر به انتقال جرم سریعتر بدون به خطر انداختن یکنواختی، رابط های تمیزتر بدون شیمی های تهاجمی و نانوفازهای ریز پراکنده بدون رسوب یا برش نازل می شود.
پروب اولتراسونیک به عنوان الکترود عمل می کند. امواج اولتراسوند واکنش های الکتروشیمیایی را تقویت می کنند و در نتیجه کارایی را بهبود می بخشند ، بازده بالاتر و نرخ تبدیل سریعتر.
سونوالکتروشیمی فرآیندهای رسوب الکتریکی را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.
راهنمای عملی برای پیاده سازی رسوب Sono-Electrochemical
همه سونسیاتور Hielscher اجازه می دهد تا برای کنترل دقیق دامنه و, در نتیجه, دینامیک حفره و شدت microstream.
پراکنده کردن نانوذرات – به عنوان مثال، Al₂O₃ یا نانوپرکننده های کربنی – به صورت اولتراسونیک در الکترولیت قبل و در حین رسوب. تحریک اولتراسونیک مداوم مانع از تجمع در سیستم الکترولیتی و ترجمه به متراکم تر, پوشش یکنواخت تر.
ترکیب حمام الکترولیتی، مقدار نانوذرات و دما پارامترهای اضافی هستند که بر فرآیند رسوب سونو-الکتروشیمیایی تأثیر می گذارند.
طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) و قطبش پتانسیودینامیک (PDP) تکنیک های مکمل و استاندارد برای تعیین کمیت خوردگی و عملکرد پوشش هستند. استفاده از EIS با یک مدل ثابت دو زمانه (پوشش + انتقال بار) برای استخراج Rcoat و Rct، و تأیید توسط PDP/Tafel. به دنبال افزایش Rp، ناپدید شدن ویژگی های واربورگ در فرکانس پایین و کاهش تخمین تخلخل باشید. اینها نشانگرهای قوی فشردگی با سونوگرافی هستند.
شدت فراصوت بیش از حد می تواند زبری سطح را افزایش می دهد، گاز را به دام می اندازد و مانع رسوب یا بسته بندی پلیمری می شود.
تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از (الف) PPy و (ب) پوشش های پلی پیرول رسوب شده سونوالکتروشیمی (PPy-US) روی فولاد St-12 (بزرگنمایی 7500×)
(مطالعه و تصاویر: © اشاسی سرخابی و باقری، 1393)
Sonicators با کارایی بالا برای تشدید رسوب الکتروشیمیایی
با کارایی بالا پروب نوع فراصوت تشدید رسوب الکتروشیمیایی با ارائه چگالی انرژی صوتی بالا دقیقا در جایی که مورد نیاز است: به شکاف الکترود. برخلاف حمام، پروب های اولتراسونیک قدرت سونوگرافی را مستقیما به الکترولیت متصل می کنند، کاویتاسیون قوی تولید می کنند، لایه انتشار نرنست را نازک می کنند و حمل و نقل توده سریع و ثابت را حتی در چگالی جریان بالا حفظ می کنند. کنترل دقیق دامنه یک میدان صوتی ثابت را تحت بار حفظ می کند – که برای نرخ هسته زایی قابل تکرار، پالایش دانه و ضخامت یکنواخت در هندسه های پیچیده بسیار مهم است. به همان اندازه مهم، ریزجریان شدید نانو افزودنی ها را در محل پراکنده و آگلومره می کند و امکان رسوب پایدار نانوکامپوزیت های ماتریس فلزی را بدون رسوب یا آسیب ناشی از برشی فراهم می کند. Hielscher فراصوت صنعتی، sonotrodes و جریان از طریق راکتورها پشتیبانی از عملیات مداوم، کنترل دقیق زمان اقامت، و ادغام تمیز با فیلتراسیون، مدیریت دما، و تجزیه و تحلیل درون خطی.
با Hielscher sono-electrochemical راه اندازی شما نرخ رسوب بالاتر بدون قربانی مورفولوژی, نقص گاز ناشی کمتر, چسبندگی برتر, و پوشش با سختی افزایش یافته, سایش, و مقاومت در برابر خوردگی–تحویل. همه با مقیاس پذیری و ثبات فرآیند که برای سیستم های صوتی Hielscher شناخته شده اند.
پروب پردازنده های اولتراسونیک UIP2000hdT (2000 وات، 20 کیلوهرتز) به عنوان الکترود برای رسوب سونوالکتروداسیون نانوذرات عمل می کنند
طراحی، ساخت و مشاوره – کیفیت ساخت آلمان
مافوق صوت Hielscher به خوبی برای بالاترین کیفیت و استانداردهای طراحی خود را شناخته شده. استحکام و بهره برداری آسان اجازه می دهد تا ادغام صاف از ultrasonicators ما به امکانات صنعتی. شرایط خشن و محیط های خواستار به راحتی توسط مافوق صوت Hielscher رسیده.
Hielscher اولتراسونیک یک شرکت دارای گواهینامه ISO است و تاکید ویژه ای بر مافوق صوت با کارایی بالا با ویژگی های دولت از هنر فن آوری و کاربر پسند قرار داده است. البته، مافوق صوت Hielscher مطابق با CE و دیدار با الزامات UL، CSA و RoHs.
ادبیات / منابع
- Habib Ashassi-Sorkhabi, Jafar Mostafaei, Amir Kazempour, Elnaz Asghari (2022): Ultrasonic-assisted deposition of Ni-P-Al2O3 coating for practical protection of mild steel: Influence of ultrasound frequency on the corrosion behavior of the coating. Chemical Revision Letters 5, 2022. 127-132.
- Habib Ashassi-Sorkhabi, Robabeh Bagheri, Babak Rezaei-moghadam (2014): Sonoelectrochemical Synthesis of PPy-MWCNTs-Chitosan Nanocomposite Coatings: Characterization and Corrosion Behavior. Journal of Materials Engineering and Performance 2014.
- McKenzie, Katy J.; Marken, Frank (2001): Direct electrochemistry of nanoparticulate Fe2O3 in aqueous solution and adsorbed onto tin-doped indium oxide. Pure and Applied Chemistry, Vol. 73, No. 12, 2001. 1885-1894.
- Maho, A., Detriche, S., Fonder, G., Delhalle, J. and Mekhalif, Z. (2014): Electrochemical Co‐Deposition of Phosphonate‐Modified Carbon Nanotubes and Tantalum on Nitinol. Chemelectrochem 1, 2014. 896-902.
- Yurdal, K.; Karahan, İ. H. (2017): A Cyclic Voltammetry Study on Electrodeposition of Cu-Zn Alloy Films: Effect of Ultrasonication Time. Acta Physica Polonica A, Vol. 132, Issue 3-II, 2017. 1087-1090.
پرسش و پاسخهای متداول
رسوب الکتروشیمیایی چیست؟
رسوب الکترولس - که آبکاری اتوکاتالیستی (شیمیایی) نیز نامیده می شود - تشکیل یک پوشش فلزی یا آلیاژی بدون جریان خارجی ، از طریق کاهش شیمیایی ناهمگن یون های فلزی توسط یک عامل کاهنده محلول در یک سطح کاتالیزوری است. پس از هسته زدن، فیلم در حال رشد کاهش بیشتر را کاتالیز می کند، بنابراین رسوب به طور یکنواخت بر روی هندسه های پیچیده و حتی پس از فعال سازی کاتالیزوری (به عنوان مثال، Pd/Sn) بر روی بسترهای غیر رسانا پیش می رود. حمام ها حاوی نمک فلزی، عامل کاهنده (به عنوان مثال، هیپوفسفیت، بوروهیدرید یا DMAB)، کمپلکس ها، بافرها، سورفکتانت ها و تثبیت کننده ها هستند. سرعت و ترکیب توسط دما، pH و هیدرودینامیک کنترل می شود.
رسوب الکترولس چیست؟
رسوب الکترولس - که آبکاری اتوکاتالیزوری یا شیمیایی نیز نامیده می شود - یک فرآیند پوشش فلزی (یا آلیاژ) است که بدون جریان الکتریکی خارجی پیش می رود. در عوض، یک عامل کاهنده محلول در حمام، یون های فلزی را در سطح کاتالیزوری به صورت شیمیایی کاهش می دهد، بنابراین خود فیلم در حال رشد واکنش را حفظ می کند (اتوکاتالیز). از آنجا که هیچ توزیع جریانی درگیر نیست، ضخامت حتی در هندسه های پیچیده و فرورفتگی های داخلی بسیار یکنواخت است و پس از یک مرحله کوتاه فعال سازی سطح (به عنوان مثال، Pd/Sn) می توان بسترهای غیر رسانا را نیز پوشش داد.
لایه انتشار نرنست چیست؟
لایه انتشار نرنست یک لایه راکد فرضی در مجاورت سطح الکترود است که در آن انتقال جرم در درجه اول با انتشار اتفاق می افتد. این مفهومی است که در الکتروشیمی برای توصیف گرادیان غلظت یک گونه در نزدیکی یک الکترود در طول یک واکنش الکتروشیمیایی استفاده می شود.
Hielscher مافوق صوت تولید کننده هموژنایزرهای مافوق صوت با کارایی بالا برای مخلوط کردن برنامه های کاربردی، پراکندگی، امولسیون و استخراج در آزمایشگاه، خلبان و مقیاس صنعتی.