הפקדה אלקטרו-כימית של ציפויים משופרים בננו-טכנולוגיה
התצהיר האלקטרו-כימי-קולט משלב אולטרסאונד בעוצמה גבוהה עם ציפוי אלקטרוכימי ליצירת ציפויים צפופים, דבקים, משופרים בננו-טכנולוגיה עם מיקרו-מבנה מבוקר. הערבוב האולטרסאונד העוצמתי והזרם המיקרוסקופי מרעננים באופן רציף את שכבת הדיפוזיה ומנקים/מפעילים את משטח האלקטרודה; כתוצאה מכך, קצב הובלת היונים וקצב הגרעון עולים, הגרגרים מתעדנים, הנקבוביות יורדת, והכיסוי על צורות גיאומטריות מורכבות משתפר. חשוב לא פחות, סוניקציה מסוג בדיקה מפזרת ומפרקת ננו-תוספים (קרבידים, תחמוצות, נגזרות גרפן ועוד), ומאפשרת שקיעה משותפת של ננו-קומפוזיטים של מתכת-מטריצה עם קשיות, עמידות בפני שחיקה וקורוזיה וביצועי מחסום מעולים.
כיצד סוניקציה משפרת את התצהיר האלקטרוכימי?
סוניקטורים מסוג בדיקה של Hielscher מספקים צפיפות אנרגיה אקוסטית גבוהה ישירות לתוך האלקטרוליט. – בעוד שבקרת אמפליטודה ומחזור עבודה מדויקת, אפשרויות של כור זרימה, וסונוטרודים חזקים תומכים בכימיה יציבה של האמבטיה ובהגדלה מניסויים על שולחן העבודה לקווי ייצור תעשייתיים רציפים. תהליך התצהיר הסונו-אלקטרוכימי מביא לתחבורה מהירה יותר של המסה מבלי לפגוע באחידות, לממשקים נקיים יותר ללא כימיקלים אגרסיביים, ולננו-פאזות מפוזרות היטב ללא שקיעה או גזירה של הזרבובית.
הנחיות מעשיות ליישום שיטת התצהיר הסו-אלקטרוכימי
כל המכשירים של Hielscher מאפשרים שליטה מדויקת על המשרעת, ובכך על דינמיקת הקוויטציה ועוצמת הזרימה המיקרוסקופית.
פיזור הננו-חלקיקים – לדוגמה, Al₂O₃ או ננו-מילוי פחמן – באמצעות אולטרסאונד באלקטרוליט לפני ובמהלך ההשקעה. ערבוב אולטרסאונד רציף מונע התגבשות במערכת האלקטרוליטית ומביא לציפויים צפופים ואחידים יותר.
הרכב האמבט האלקטרוליטי, כמות הננו-חלקיקים והטמפרטורה הם פרמטרים נוספים המשפיעים על תהליך השקעת הסונו-אלקטרוכימיה.
ספקטרוסקופיית עכבה אלקטרוכימית (EIS) וקיטוב פוטנציודינמי (PDP) הן טכניקות משלימות וסטנדרטיות לכימות קורוזיה וביצועי ציפוי. השתמש ב-EIS עם מודל בעל שני קבועי זמן (ציפוי + העברת מטען) כדי לחלץ את Rcoat ו-Rct, ואמת באמצעות PDP/Tafel. חפש עלייה ב-Rp, היעלמות תכונות Warburg בתדר נמוך והערכות נקבוביות מופחתות; אלה הם סמנים חזקים לקומפקטיות המושגת באמצעות אולטרסאונד.
עוצמת סוניקציה מוגזמת עלולה להגביר את חספוס השטח, ללכוד גז ולפגוע בתהליך השקעה משותפת או באריזת הפולימר.
סוניקטורים בעלי ביצועים גבוהים להגברת התצהיר האלקטרוכימי
סוניקטורים מסוג בדיקה בעלי ביצועים גבוהים מעצימים את התצהיר האלקטרוכימי על ידי אספקת צפיפות אנרגיה אקוסטית גבוהה בדיוק במקום הנדרש: במרווח שבין האלקטרודות. בניגוד לאמבטיות, בדיקות אולטראסוניות מחברות את עוצמת הקול הישיר לאלקטרוליט, מייצרות קוויטציה חזקה, מדללות את שכבת הדיפוזיה של נרנסט ושומרות על העברת מסה מהירה ויציבה גם בצפיפות זרם גבוהה. בקרת משרעת מדויקת שומרת על שדה אקוסטי קבוע תחת עומס. – החשוב ביותר עבור קצב גרעון ניתן לשחזור, זיקוק גרגרים ועובי אחיד על גיאומטריות מורכבות. חשוב לא פחות, הזרימה המיקרוסקופית העוצמתית מפזרת ומפרקת ננו-תוספים במקום, ומאפשרת שקיעה משותפת ויציבה של ננו-קומפוזיטים של מתכת-מטריצה ללא משקעים או נזק הנגרם מגזירה. הסוניקטים התעשייתיים, הסונוטרודים והמגיבים הזורמים של Hielscher תומכים בפעולה רציפה, בקרת זמן שהייה מדויקת ושילוב נקי עם סינון, ניהול טמפרטורה וניתוח מקוון.
עם מערכות אלקטרו-כימיות של Hielscher, תוכלו להשיג קצב התצהבות גבוה יותר מבלי לפגוע במורפולוגיה, פחות פגמים הנגרמים מגז, הדבקה מעולה וציפויים עם קשיות, עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה משופרים – והכל עם הגמישות והיציבות בתהליך שהמערכות הסוניות של Hielscher ידועות בהן.
החיישנים של מעבדי הקול האולטראסוניים UIP2000hdT (2000 וואט, 20 קילוהרץ) לפעול כמו אלקטרודות עבור sonoelectrodeposition של חלקיקים
תכנון, ייצור וייעוץ – איכות תוצרת גרמניה
Hielscher ultrasonicators ידועים באיכות הגבוהה ביותר שלהם סטנדרטים עיצוב. חוסן ותפעול קל מאפשרים שילוב חלק של האולטרסאונד שלנו במתקנים תעשייתיים. תנאים קשים וסביבות תובעניות מטופלים בקלות על ידי אולטרסוניקטורים Hielscher.
Hielscher Ultrasonics היא חברה מוסמכת ISO לשים דגש מיוחד על ultrasonicators ביצועים גבוהים שמציעות טכנולוגיה חדישה וידידותיות למשתמש. כמובן, Hielscher ultrasonicators הם תואמי CE ולעמוד בדרישות של UL, CSA ו RoHs.
ספרות / מקורות
- 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.
שאלות נפוצות
מהו משקע אלקטרוכימי?
משקעים ללא זרם חשמלי – המכונים גם ציפוי אוטוקטליטי (כימי) – הם היווצרות של ציפוי מתכת או סגסוגת ללא זרם חיצוני, באמצעות הפחתה כימית הטרוגנית של יוני מתכת על ידי חומר מחזר מומס על משטח קטליטי. לאחר היווצרות גרעין, הסרט הגדל מזרז הפחתה נוספת, כך שהמשקעים מתקדמים באופן אחיד על גיאומטריות מורכבות, ואפילו לאחר הפעלה קטליטית (למשל, Pd/Sn) על מצעים לא מוליכים. האמבטיות מכילות מלח מתכת, חומר מחזר (למשל, היפופוספיט, בורוהידריד או DMAB), חומרים מורכבים, חומרים מאזנים, חומרים פעילי שטח ומייצבים; הקצב וההרכב נקבעים על ידי הטמפרטורה, ה-pH וההידרודינמיקה.
מהו ציפוי ללא זרם חשמלי?
תצהיר ללא זרם חשמלי – המכונה גם ציפוי אוטוקטלי או ציפוי כימי – הוא תהליך ציפוי מתכת (או סגסוגת) המתבצע ללא זרם חשמלי חיצוני. במקום זאת, חומר מחזר מומס באמבטיה מפחית כימית יוני מתכת על משטח קטליטי, כך שהסרט המתפתח עצמו מקיים את התגובה (אוטוקטליזה). מכיוון שלא מעורב חלוקת זרם, העובי אחיד מאוד גם על גיאומטריות מורכבות ובתוך שקעים, ולאחר שלב קצר של הפעלת פני השטח (למשל, Pd/Sn) ניתן לצפות גם מצעים שאינם מוליכים.
מהו שכבת הדיפוזיה של נרנסט?
שכבת הדיפוזיה של נרנסט היא שכבה היפותטית סטטית הסמוכה למשטח אלקטרודה, שבה העברת מסה מתרחשת בעיקר באמצעות דיפוזיה. זהו מושג המשמש באלקטרוכימיה לתיאור שיפוע הריכוז של חומר ליד אלקטרודה במהלך תגובה אלקטרוכימית.




