Electrophoretic deposition
الیکٹروفوریٹک ڈیپوزیشن (ای پی ڈی)، صنعتی عمل کی ایک وسیع رینج کے لیے ایک اصطلاح ہے جس میں الیکٹرو کوٹنگ، کیتھوڈک الیکٹرو ڈیپوزیشن، انوڈک الیکٹرو ڈیپوزیشن، اور الیکٹروفوریٹک کوٹنگ، یا الیکٹروفوریٹک پینٹنگ شامل ہیں۔ اس عمل کی ایک خصوصیت یہ ہے کہ مائع میڈیم میں معطل کولائڈ ذرات برقی میدان (الیکٹروفورسس) کے زیر اثر منتقل ہوتے ہیں اور الیکٹروڈ پر جمع ہوتے ہیں۔ تمام کولائڈ ذرات جو مستحکم معطلی بنانے کے لیے استعمال کیے جا سکتے ہیں اور جو چارج اٹھا سکتے ہیں، الیکٹروفوریٹک جمع کرنے میں استعمال کیے جا سکتے ہیں۔ اس میں پولیمر، روغن، رنگ، سیرامکس اور دھاتیں جیسے مواد شامل ہیں۔ یہ عمل کسی بھی برقی طور پر چلنے والی سطح پر مواد لگانے کے لیے مفید ہے۔ جو مواد جمع کیا جا رہا ہے وہ اصل پروسیسنگ کے حالات اور آلات میں اہم تعین کرنے والا عنصر ہے جو استعمال کیا جا سکتا ہے۔ بہت سی صنعتوں میں الیکٹروفوریٹک پینٹنگ کے عمل کے وسیع استعمال کی وجہ سے، آبی ای پی ڈی تجارتی طور پر استعمال ہونے والا سب سے عام ای پی ڈی عمل ہے۔ تاہم، غیر آبی الیکٹروفوریٹک جمع کرنے کی ایپلی کیشنز معلوم ہیں۔ غیر آبی ای پی ڈی کی ایپلی کیشنز فی الحال الیکٹرانک اجزاء کی تیاری اور سیرامک کوٹنگز کی تیاری میں استعمال کے لیے تلاش کی جا رہی ہیں۔ غیر آبی عمل کو پانی کے برقی تجزیہ اور برقی تجزیہ کے ساتھ آکسیجن کے ارتقاء سے بچنے کا فائدہ حاصل ہے۔ استعمال یہ عمل صنعتی طور پر دھاتی من گھڑت مصنوعات پر کوٹنگ لگانے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ یہ بڑے پیمانے پر آٹوموبائل باڈیز اور پرزوں، ٹریکٹروں اور بھاری سامان، برقی سوئچ گیئر، آلات، دھات کے فرنیچر، مشروبات کے کنٹینرز، فاسٹنرز، اور بہت سی دیگر صنعتی مصنوعات کو کوٹ کرنے کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے۔ ای پی ڈی کے عمل اکثر پانی صاف کرنے کی ایپلی کیشنز کے لیے سپورٹڈ ٹائٹینیم ڈائی آکسائیڈ (ٹی او او 2) فوٹو کیٹالسٹس کی تشکیل کے لیے استعمال کیے جاتے ہیں، پیشگی پاؤڈر کا استعمال کرتے ہوئے جنہیں مختلف معاون مواد پر ای پی ڈی طریقوں کا استعمال کرتے ہوئے متحرک کیا جا سکتا ہے۔ اس طرح تیار کی جانے والی موٹی فلمیں فوٹو کیٹالسٹ سطح کے رقبے کی اعلی سطح کے ساتھ ساتھ سول جیل پتلی فلموں کے مقابلے میں سستی اور زیادہ تیز تر ترکیب کی اجازت دیتی ہیں۔ ٹھوس آکسائڈ ایندھن کے خلیوں کی تشکیل میں ای پی ڈی تکنیک وسیع پیمانے پر پاؤڈر پریکسرز سے کنڈکٹو سبسٹریٹس پر سوراخ دار ZrO2 انوڈس کی تشکیل کے لیے استعمال کی جاتی ہیں۔ ای پی ڈی کے عمل کے بہت سے فوائد ہیں جنہوں نے اس طرح کے طریقوں کو وسیع پیمانے پر استعمال کیا ہے۔ اس عمل میں کوٹنگز کا اطلاق ہوتا ہے جن میں عام طور پر سوراخ کے بغیر بہت یکساں کوٹنگ کی موٹائی ہوتی ہے۔ پیچیدہ من گھڑت اشیاء کو آسانی سے اندر اور باہر دونوں سطحوں پر لیپت کیا جا سکتا ہے۔ کوٹنگ کی نسبتا تیز رفتار۔ نسبتا اعلی پاکیزگی۔ مواد کی وسیع رینج (دھاتیں، سیرامکس، پولیمر) پر لاگو ہوتا ہے، کوٹنگ کی ساخت کا آسان کنٹرول۔ یہ عمل عام طور پر خودکار ہوتا ہے اور اس میں دیگر کوٹنگ کے عمل کے مقابلے میں کم انسانی محنت کی ضرورت ہوتی ہے۔ کوٹنگ مواد کے انتہائی موثر استعمال کے نتیجے میں دیگر عمل کے مقابلے میں لاگت کم ہوتی ہے۔ آبی عمل جو عام طور پر استعمال ہوتا ہے اس میں سالوینٹ سے پیدا ہونے والی کوٹنگز کے مقابلے میں آگ کا خطرہ کم ہوتا ہے جسے انہوں نے تبدیل کیا ہے۔ جدید الیکٹروفوریٹک پینٹ کی مصنوعات بہت سی دوسری پینٹنگ ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ ماحول دوست ہیں۔ کئی تحقیقی لیبارٹریوں میں موٹے، پیچیدہ سیرامک ٹکڑے بنائے گئے ہیں۔ مزید برآں، ای پی ڈی کا استعمال پروسیسنگ کے دوران معطلی کنٹرول کے ذریعے اپنی مرضی کے مطابق مائیکرو اسٹرکچرز، جیسے فنکشنل گریڈینٹس اور لیمینیٹس تیار کرنے کے لیے کیا گیا ہے۔ الیکٹروفوریٹک پینٹنگ کے استعمال کا پہلا پیٹنٹ 1917 میں ڈیوی اور جنرل الیکٹرک کو دیا گیا تھا۔ 1920 کی دہائی سے یہ عمل ربڑ کے لیٹیکس کو جمع کرنے کے لیے استعمال ہوتا رہا ہے۔ 1930 کی دہائی میں پہلا پیٹنٹ جاری کیا گیا جس میں خاص طور پر ای پی ڈی کے لیے ڈیزائن کیے گئے بیس نیوٹرلائزڈ، پانی کے منتشر ہونے والے رال کو بیان کیا گیا۔ الیکٹروفوریٹک کوٹنگ نے 1950 کی دہائی کے آخر میں اپنی موجودہ شکل اختیار کرنا شروع کی، جب ڈاکٹر جارج ای ایف بریور اور فورڈ موٹر کمپنی کی ٹیم نے آٹوموبائل کی کوٹنگ کے عمل کو تیار کرنے پر کام کرنا شروع کیا۔ پہلا تجارتی انوڈک آٹوموٹو سسٹم 1963 میں شروع ہوا۔ کیتھوڈک ای پی ڈی پروڈکٹ کا پہلا پیٹنٹ 1965 میں جاری کیا گیا تھا اور بی اے ایس ایف اے جی کو تفویض کیا گیا تھا۔ پی پی جی انڈسٹریز انکارپوریٹڈ 1970 میں تجارتی طور پر کیتھوڈک ای پی ڈی متعارف کرانے والی پہلی کمپنی تھی۔ آٹوموٹو انڈسٹری میں پہلا کیتھوڈک ای پی ڈی استعمال 1975 میں ہوا تھا۔ آج، دنیا میں استعمال ہونے والے ای پی ڈی کے حجم کا تقریبا 70 فیصد کیتھوڈک ای پی ڈی کی قسم ہے، جس کی بڑی وجہ آٹوموٹو انڈسٹری میں ٹیکنالوجی کا زیادہ استعمال ہے۔ یہ شاید اب تک کا بہترین نظام ہے اور اس کے نتیجے میں آٹوموٹو انڈسٹری میں جسمانی زندگی میں زبردست توسیع ہوئی ہے۔ ہزاروں پیٹنٹ ہیں جو مختلف ای پی ڈی کمپوزیشنز، ای پی ڈی کے عمل، اور ای پی ڈی کے ساتھ لیپت مضامین سے متعلق جاری کیے گئے ہیں۔ اگرچہ مختلف سرکاری پیٹنٹ دفاتر کے ذریعہ پیٹنٹ جاری کیے گئے ہیں، لیکن عملی طور پر تمام اہم پیشرفتوں کے بعد امریکی پیٹنٹ اور ٹریڈ مارک آفس کے ذریعہ جاری کردہ پیٹنٹ کا جائزہ لیا جا سکتا ہے۔ عمل الیکٹروفوریٹک جمع کرنے کا مجموعی صنعتی عمل کئی ذیلی عملوں پر مشتمل ہوتا ہے: تیاری-یہ عام طور پر کسی قسم کے صفائی کے عمل پر مشتمل ہوتا ہے اور اس میں تبادلوں کی کوٹنگ، عام طور پر غیر نامیاتی فاسفیٹ کوٹنگ کا اطلاق شامل ہو سکتا ہے۔ کوٹنگ کا عمل خود-اس میں عام طور پر اس حصے کو کسی کنٹینر یا برتن میں ڈبو دینا شامل ہوتا ہے جس میں کوٹنگ باتھ یا حل ہوتا ہے اور الیکٹروڈ کا استعمال کرتے ہوئے ای پی ڈی باتھ کے ذریعے براہ راست کرنٹ بجلی کا اطلاق ہوتا ہے۔ عام طور پر 25-400 وولٹ ڈی سی کے وولٹیج الیکٹرو کوٹنگ یا الیکٹروفوریٹک پینٹنگ ایپلی کیشنز میں استعمال ہوتے ہیں۔ لیپت کی جانے والی چیز الیکٹروڈ میں سے ایک ہے، اور سرکٹ کو مکمل کرنے کے لیے "کاؤنٹر الیکٹروڈ" کا ایک سیٹ استعمال کیا جاتا ہے۔ جمع ہونے کے بعد، غیر جمع شدہ غسل کو ہٹانے کے لیے چیز کو عام طور پر دھویا جاتا ہے۔ دھونے کا عمل کوٹنگ برتن سے غسل کے ایک حصے کو پانی نکالنے کے لیے الٹرا فلٹر کا استعمال کر سکتا ہے جسے دھونے کے مواد کے طور پر استعمال کیا جائے۔ اگر ایک الٹرا فلٹر استعمال کیا جاتا ہے، تو تمام دھوئے ہوئے مواد کو کوٹنگ برتن میں واپس کیا جا سکتا ہے، جس سے کوٹنگ مواد کے اعلی استعمال کی کارکردگی کے ساتھ ساتھ ماحول میں خارج ہونے والے فضلے کی مقدار کو بھی کم کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر دھونے کے بعد بیکنگ یا کیورنگ کا عمل استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ پولیمر کو کراس لنک کرے گا اور کوٹنگ، جو جمع کرنے کے عمل کے دوران گیس کے ارتقاء کی وجہ سے سوراخ دار ہوگی، کو باہر نکلنے اور ہموار اور مسلسل بننے کی اجازت دیتا ہے۔ خود ای پی ڈی کے عمل کے دوران، براہ راست کرنٹ کا اطلاق آئنائز ایبل گروپوں والے پولیمر کے حل پر یا آئنائز ایبل گروپوں والے پولیمر کے کولائیڈل معطلی پر کیا جاتا ہے جس میں ٹھوس مواد جیسے روغن اور فلر بھی شامل ہو سکتے ہیں۔ پولیمر میں شامل ہونے والے آئنائزبل گروپ نمک بنانے کے لیے ایسڈ اور بیس کے رد عمل سے بنتے ہیں۔ خاص چارج، مثبت یا منفی، جو پولیمر کو دیا جاتا ہے، آئنائزبل گروپ کی کیمیائی نوعیت پر منحصر ہوتا ہے۔ اگر پولیمر پر آئنائزبل گروپ ایسڈ ہیں، تو بیس کے ساتھ نمکین ہونے پر پولیمر منفی چارج لے گا۔ اگر پولیمر پر آئنائزبل گروپ بیس ہیں، تو پولیمر ایسڈ کے ساتھ نمکین ہونے پر مثبت چارج لے گا۔ ای پی ڈی کے عمل کی دو قسمیں ہیں، انوڈک اور کیتھوڈک۔ انوڈک عمل میں، منفی چارج شدہ مواد مثبت چارج شدہ الیکٹروڈ، یا انوڈ پر جمع ہوتا ہے۔ کیتھوڈک عمل میں، مثبت چارج شدہ مواد منفی چارج شدہ الیکٹروڈ، یا کیتھوڈ پر جمع ہوتا ہے۔ جب برقی میدان لگایا جاتا ہے، تو تمام چارج شدہ انواع الیکٹروفورسس کے عمل کے ذریعے مخالف چارج کے ساتھ الیکٹروڈ کی طرف منتقل ہو جاتی ہیں۔ کئی میکانزم ہیں جن کے ذریعے الیکٹروڈ پر مواد جمع کیا جا سکتا ہے: چارج کی تباہی اور اس کے نتیجے میں گھلنشیلتا میں کمی۔ ارتکاز کوگولیشن۔ سلٹنگ آؤٹ۔ بنیادی برقی کیمیائی عمل جو آبی برقی انحطاط کے دوران ہوتا ہے وہ پانی کا برقی تجزیہ ہے۔ یہ مندرجہ ذیل دو نصف تعاملات سے دکھایا جا سکتا ہے جو دو الیکٹروڈ پر ہوتے ہیں: انوڈ: 2H2O → O2 (گیس) + 4H (+) + 4e (-) کیتھوڈ: 4H2O + 4e (-) → 4OH (-) + 2H2 (گیس) انوڈک جمع میں، جمع ہونے والے مادے میں چارج والے گروپ کے طور پر تیزاب کے نمک ہوں گے۔ یہ منفی طور پر چارج شدہ آئن مثبت طور پر چارج شدہ ہائیڈروجن آئنوں (پروٹون) کے ساتھ تعامل کرتے ہیں جو اصل تیزاب کو بہتر بنانے کے لیے پانی کے برقی تجزیہ کے ذریعے انوڈ پر پیدا ہو رہے ہیں۔ مکمل طور پر پروٹون شدہ تیزاب کوئی چارج (چارج کی تباہی) نہیں رکھتا ہے اور پانی میں کم گھلنشیل ہوتا ہے، اور پانی سے باہر انوڈ پر گر سکتا ہے۔ اسی طرح کی صورتحال کیتھوڈک جمع میں ہوتی ہے سوائے اس کے کہ جمع کیے جانے والے مواد میں چارج والے گروپ کے طور پر بیس کے نمکیات ہوں گے۔ اگر بیس کا نمک بیس کے پروٹونشن سے بنا ہے، تو پروٹونٹڈ بیس پانی کے الیکٹرولیسس کے ذریعے بننے والے ہائیڈروکسیل آئنوں کے ساتھ تعامل کرے گا تاکہ غیر جانبدار چارج شدہ بیس (دوبارہ چارج تباہی) اور پانی حاصل ہو۔ غیر چارج شدہ پولیمر پانی میں اس وقت کے مقابلے میں کم گھلنشیل ہوتا ہے جب اسے چارج کیا گیا تھا، اور کیتھوڈ پر بارش ہوتی ہے۔ اونیم نمک، جو کیتھوڈک عمل میں استعمال ہوتے رہے ہیں، پروٹونیٹڈ بیس نہیں ہوتے ہیں اور چارج کی تباہی کے طریقہ کار کے ذریعے جمع نہیں ہوتے ہیں۔ اس قسم کے مواد کو ارتکاز کوگولیشن اور نمکین کرکے کیتھوڈ پر جمع کیا جا سکتا ہے۔ جیسے ہی کولائیڈل ذرات لیپت ہونے والی ٹھوس شے تک پہنچتے ہیں، وہ ایک ساتھ نچوڑ جاتے ہیں، اور انٹرسٹیس میں موجود پانی کو مجبور کر کے باہر نکال دیا جاتا ہے۔ جیسے جیسے انفرادی مائیکلز کو دبایا جاتا ہے، وہ گر کر تیزی سے بڑے مائیکلز بن جاتے ہیں۔ کولائڈیل استحکام مائیکل کے سائز کے الٹا متناسب ہوتا ہے، لہذا جیسے جیسے مائیکلز بڑے ہوتے جاتے ہیں، وہ کم سے کم مستحکم ہوتے جاتے ہیں یہاں تک کہ وہ حل سے لیپت ہونے والی چیز پر پھسل جاتے ہیں۔ جیسے جیسے زیادہ سے زیادہ چارج شدہ گروپ چھوٹے حجم میں مرتکز ہوتے ہیں، اس سے میڈیم کی آئنک طاقت میں اضافہ ہوتا ہے، جو مواد کو محلول سے باہر نکالنے میں بھی مدد کرتا ہے۔ یہ دونوں عمل بیک وقت ہو رہے ہیں اور دونوں مواد کے جمع ہونے میں معاون ہیں۔ الیکٹروفوریٹک پینٹنگ کو متاثر کرنے والے عوامل آبی جمع ہونے کے عمل کے دوران، دونوں الیکٹروڈ پر گیس بن رہی ہے۔ کیتھوڈ پر ہائیڈروجن گیس اور انوڈ پر آکسیجن گیس بن رہی ہے۔ چارج کی منتقلی کی دی گئی مقدار کے لیے، سالماتی بنیاد پر آکسیجن کے مقابلے میں بالکل دوگنا ہائیڈروجن پیدا ہوتا ہے۔ اس سے کوٹنگ کے عمل پر کچھ نمایاں اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ سب سے زیادہ واضح بیکنگ کے عمل سے پہلے جمع شدہ فلم کی ظاہری شکل میں ہے۔ کیتھوڈک عمل کے نتیجے میں انوڈک عمل کے مقابلے فلم کے اندر کافی زیادہ گیس پھنس جاتی ہے۔ چونکہ گیس میں جمع ہونے والی فلم یا خود غسل سے زیادہ برقی مزاحمت ہوتی ہے، اس لیے گیس کی مقدار کا کسی دیئے گئے اطلاق شدہ وولٹیج پر کرنٹ پر نمایاں اثر پڑتا ہے۔ یہی وجہ ہے کہ کیتھوڈک عمل اکثر متعلقہ انوڈک عمل کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ وولٹیج پر چلائے جا سکتے ہیں۔ جمع شدہ کوٹنگ میں لیپت کی جانے والی چیز کے مقابلے میں نمایاں طور پر زیادہ مزاحمت ہوتی ہے۔ جیسے جیسے جمع شدہ فلم تیز ہوتی جاتی ہے، مزاحمت بڑھتی جاتی ہے۔ مزاحمت میں اضافہ جمع شدہ فلم کی موٹائی کے متناسب ہوتا ہے، اور اس طرح، کسی دیئے گئے وولٹیج پر، جیسے جیسے فلم موٹی ہوتی جاتی ہے برقی کرنٹ کم ہوتا جاتا ہے یہاں تک کہ یہ آخر کار اس مقام تک پہنچ جاتا ہے جہاں جمع ہونا سست ہو گیا ہے یا ہونا بند ہو گیا ہے (خود کو محدود کرنا)۔ اس طرح لاگو وولٹیج لاگو فلم کی مقدار کے لیے بنیادی کنٹرول ہے۔ ای پی ڈی کوٹنگ کی کسی حصے کے اندرونی حصوں کو کوٹ کرنے کی صلاحیت کو "تھرو پاور" کہا جاتا ہے۔ بہت سی ایپلی کیشنز میں، اعلی تھرو پاور کے ساتھ کوٹنگ مواد کا استعمال کرنا مطلوب ہے۔ کوٹنگ کی تھرو پاور کا انحصار متعدد متغیرات پر ہوتا ہے، لیکن عام طور پر، یہ کہا جا سکتا ہے کہ کوٹنگ وولٹیج جتنی زیادہ ہوگی، ایک دی گئی کوٹنگ اتنی ہی زیادہ وقفوں میں "پھینک" دے گی۔ ہائی تھرو پاور الیکٹروفوریٹک پینٹ عام طور پر 300 وولٹ ڈی سی سے زیادہ میں ایپلیکیشن وولٹیج کا استعمال کرتے ہیں۔ کوٹنگ کا درجہ حرارت بھی ای پی ڈی کے عمل کو متاثر کرنے والا ایک اہم متغیر ہے۔ کوٹنگ کا درجہ حرارت غسل کی چالکتا اور جمع شدہ فلم کی چالکتا پر اثر انداز ہوتا ہے، جو درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ بڑھتا ہے۔ درجہ حرارت کا جمع شدہ فلم کی چپچپا پن پر بھی اثر پڑتا ہے، جو بدلے میں جمع شدہ فلم کی بننے والے گیس کے بلبلوں کو چھوڑنے کی صلاحیت کو متاثر کرتا ہے۔ کوٹنگ سسٹم کا ہم آہنگی کا درجہ حرارت بھی کوٹنگ ڈیزائنر کے لیے ایک اہم متغیر ہے۔ اس کا تعین کوٹنگ کے وقت اور وولٹیج کی درخواست کے پروفائل کو مستقل رکھتے ہوئے کوٹنگ کے درجہ حرارت کے مقابلے میں دیئے گئے نظام کی فلم کی تعمیر کو پلاٹ کرکے کیا جا سکتا ہے۔ ہم آہنگی کے درجہ حرارت سے نیچے کے درجہ حرارت پر، فلم کی نشوونما کا طرز عمل اور پھٹنے کا طرز عمل سوراخ دار جمع ہونے کے نتیجے میں معمول کے عمل سے بالکل مختلف ہوتا ہے۔ فلم کی موٹائی، جمع شدہ فلم کے معیار اور تھرو پاور کے تعین میں کوٹنگ کا وقت بھی ایک اہم متغیر ہے۔ لیپت کی جانے والی شے کی قسم پر منحصر ہے، کئی سیکنڈ سے لے کر کئی منٹ تک کا کوٹنگ کا وقت مناسب ہو سکتا ہے۔ زیادہ سے زیادہ وولٹیج جس کا استعمال کیا جا سکتا ہے اس کا انحصار کوٹنگ سسٹم کی قسم اور متعدد دیگر عوامل پر ہوتا ہے۔ جیسا کہ پہلے ہی بیان کیا گیا ہے، فلم کی موٹائی اور تھرو پاور کا انحصار ایپلیکیشن وولٹیج پر ہوتا ہے۔ تاہم، ضرورت سے زیادہ وولٹیج پر، ایک رجحان ہو سکتا ہے جسے "ٹوٹنا" کہا جاتا ہے۔ وہ وولٹیج جہاں یہ رجحان واقع ہوتا ہے اسے "ریپچر وولٹیج" کہا جاتا ہے۔ پھٹنے کا نتیجہ ایک ایسی فلم ہے جو عام طور پر بہت موٹی اور سوراخ دار ہوتی ہے۔ عام طور پر یہ کاسمیٹکس یا فنکشنل طور پر قابل قبول فلم نہیں ہے۔ پھٹنے کی وجوہات اور طریقہ کار کو مکمل طور پر نہیں سمجھا گیا ہے، تاہم، درج ذیل معلوم ہیں: تجارتی طور پر دستیاب انوڈک ای پی ڈی کوٹنگ کیمسٹری عام طور پر اپنے تجارتی طور پر دستیاب کیتھوڈک ہم منصبوں کے مقابلے میں نمایاں طور پر کم وولٹیج پر پھٹنے کی نمائش کرتی ہیں۔ کسی دی گئی ای پی ڈی کیمسٹری کے لیے، غسل کی چالکتا جتنی زیادہ ہوگی، پھٹنے کا وولٹیج اتنا ہی کم ہوگا۔ کسی دی گئی ای پی ڈی کیمسٹری کے لیے، پھٹنے والے وولٹیج عام طور پر کم ہو جاتے ہیں جیسے جیسے درجہ حرارت میں اضافہ ہوتا ہے (ہم آہنگی کے درجہ حرارت سے اوپر کے درجہ حرارت کے لیے)۔ نامیاتی سالوینٹس اور پلاسٹکائزرز کی دی گئی غسل کی ساخت میں اضافہ جو جمع شدہ فلم کی چپچپا کو کم کرتا ہے اکثر دیئے گئے وولٹیج پر زیادہ فلم کی موٹائی پیدا کرے گا، لیکن عام طور پر تھرو پاور اور پھوٹ وولٹیج کو بھی کم کرے گا۔ سبسٹریٹ کی قسم اور تیاری (جس چیز کو لیپت کیا جا رہا ہے اسے بنانے کے لیے استعمال ہونے والا مواد) بھی پھٹنے کے رجحان پر نمایاں اثر ڈال سکتا ہے۔ ای پی ڈی کیمسٹریوں کی اقسام ای پی ڈی کیمسٹریوں کی دو بڑی قسمیں ہیں: انوڈک اور کیتھوڈک۔ دونوں کا تجارتی طور پر استعمال جاری ہے، حالانکہ انوڈک عمل صنعتی طور پر طویل عرصے سے استعمال میں ہے اور اس طرح اسے دونوں عمل میں سے پرانا سمجھا جاتا ہے۔ دونوں قسم کے عمل کے فوائد اور نقصانات ہیں، اور مختلف ماہرین کا ہر ایک کے کچھ فوائد اور نقصانات پر مختلف نقطہ نظر ہو سکتا ہے۔ عام طور پر انوڈک عمل کے لیے جن بڑے فوائد پر زور دیا جاتا ہے وہ ہیں: کیتھوڈک عمل کے مقابلے میں کم لاگت۔ آسان اور کم پیچیدہ کنٹرول کی ضروریات۔ بعد کی ٹاپ کوٹنگ تہوں کے علاج کی روک تھام کے ساتھ کم مسائل۔ سبسٹریٹ کے معیار میں تغیرات کے لیے کم حساسیت۔ سبسٹریٹ انتہائی الکلین حالات کے تابع نہیں ہے، جو فاسفیٹ اور دیگر تبدیلی کوٹنگز کو تحلیل کر سکتا ہے۔ کچھ دھاتیں، جیسے زنک، ہائیڈروجن گیس سے پھنس سکتی ہیں جو کیتھوڈ پر تیار ہوتی ہے۔ انوڈک عمل اس اثر سے بچتا ہے کیونکہ انوڈ پر آکسیجن پیدا ہو رہی ہے۔ عام طور پر کیتھوڈک عمل کے لیے جن بڑے فوائد پر زور دیا جاتا ہے وہ یہ ہیں: کٹاؤ سے تحفظ کی اعلی سطح ممکن ہے۔ (اگرچہ بہت سے لوگوں کا خیال ہے کہ کیتھوڈک ٹیکنالوجیز میں کٹاؤ سے بچاؤ کی زیادہ صلاحیت ہوتی ہے، دوسرے ماہرین کا کہنا ہے کہ اس کا زیادہ تعلق شاید کوٹنگ پولیمر اور کراس لنکنگ کیمسٹری سے ہے بجائے اس کے کہ فلم کس الیکٹروڈ پر جمع ہوتی ہے۔) زیادہ تھرو پاور کو پروڈکٹ میں ڈیزائن کیا جا سکتا ہے۔ (اگرچہ یہ آج کل تجارتی طور پر دستیاب ٹیکنالوجیز کے ساتھ درست ہو سکتا ہے، ہائی تھرو پاور انوڈک سسٹم معلوم ہیں اور ماضی میں تجارتی طور پر استعمال کیے گئے ہیں۔) آکسیکرن صرف انوڈ پر ہوتا ہے، اور اس طرح داغ اور دیگر مسائل جو خود الیکٹروڈ سبسٹریٹ کے آکسیکرن کے نتیجے میں ہو سکتے ہیں، کیتھوڈک عمل میں بچ جاتے ہیں۔ ایک اہم اور حقیقی فرق جس کا اکثر ذکر نہیں کیا جاتا ہے وہ حقیقت یہ ہے کہ ایسڈ اتپریرک کراس لنکنگ ٹیکنالوجیز انوڈک عمل کے لیے زیادہ موزوں ہیں۔ اس طرح کے کراس لنکر ہر قسم کی کوٹنگ ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں ایسے مقبول اور نسبتا سستے کراس لنکر شامل ہیں جیسے میلامین-فارملڈیہائیڈ، فینول-فارملڈیہائیڈ، یوریا-فارملڈیہائیڈ، اور ایکریلامائیڈ-فارملڈیہائیڈ کراس لنکر۔ خاص طور پر میلامین-فارملڈیہائیڈ قسم کے کراس لنکرز انوڈک الیکٹرو کوٹنگز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ اس قسم کے کراس لنکر نسبتا سستے ہوتے ہیں اور علاج اور کارکردگی کی خصوصیات کی ایک وسیع رینج فراہم کرتے ہیں جو کوٹنگ ڈیزائنر کو مطلوبہ اختتامی استعمال کے لیے پروڈکٹ کو تیار کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ اس قسم کے کراس لنکر کے ساتھ تیار کردہ کوٹنگز میں قابل قبول یووی لائٹ مزاحمت ہو سکتی ہے۔ ان میں سے بہت سے نسبتا کم چپچپا مواد ہیں اور ایک رد عمل پلاسٹکائزر کے طور پر کام کر سکتے ہیں، کچھ نامیاتی سالوینٹ کی جگہ لے سکتے ہیں جو بصورت دیگر ضروری ہو سکتے ہیں۔ فری فارملڈیہائیڈ کے ساتھ ساتھ فارملڈیہائیڈ کی مقدار جو بیکنگ کے عمل کے دوران خارج ہو سکتی ہے، تشویش کا باعث ہے کیونکہ ان کو خطرناک فضائی آلودگیاں سمجھا جاتا ہے۔ کیتھوڈک نظاموں میں جمع شدہ فلم کافی الکلین ہے، اور ایسڈ اتپریرک کراس لنکنگ ٹیکنالوجیز کو عام طور پر کیتھوڈک مصنوعات میں ترجیح نہیں دی گئی ہے، حالانکہ کچھ مستثنیات بھی ہیں۔ آج کل کیتھوڈک مصنوعات کے ساتھ استعمال ہونے والی کراس لنکنگ کیمسٹری کی سب سے عام قسم یوریتھین اور یوریا کیمسٹری پر مبنی ہے۔ خوشبودار پولی یوریتھین اور یوریا قسم کا کراس لنکر ان اہم وجوہات میں سے ایک ہے جس کی وجہ سے بہت سے کیتھوڈک الیکٹرو کوٹ کٹاؤ کے خلاف اعلی سطح کا تحفظ ظاہر کرتے ہیں۔ یقینا یہ واحد وجہ نہیں ہے، لیکن اگر کوئی خوشبودار یوریتھین کراس لنکرز کے ساتھ الیکٹروکوٹنگ کمپوزیشنز کا موازنہ الیفاٹک یوریتھین کراس لنکرز پر مشتمل اینالاگس سسٹمز سے کرتا ہے، تو خوشبودار یوریتھین کراس لنکرز کے ساتھ مستقل نظام نمایاں طور پر بہتر کارکردگی کا مظاہرہ کرتے ہیں۔ تاہم، خوشبودار یوریتھین کراس لنکرز پر مشتمل کوٹنگز عام طور پر یووی لائٹ مزاحمت کے لحاظ سے اچھی کارکردگی کا مظاہرہ نہیں کرتی ہیں۔ اگر نتیجے میں آنے والی کوٹنگ میں خوشبودار یوریا کراس لنکس ہوتے ہیں، تو یووی مزاحمت اس سے کافی بدتر ہوگی اگر صرف یوریتھین کراس لنکس ہو سکتے ہیں۔ خوشبودار یوریتھینس کا ایک نقصان یہ ہے کہ وہ خود کوٹنگ کے پیلے ہونے کے ساتھ ساتھ بعد میں ٹاپ کوٹ کی تہوں میں پیلے ہونے کا سبب بھی بن سکتے ہیں۔ ایک اہم ناپسندیدہ ضمنی ردعمل جو بیکنگ کے عمل کے دوران ہوتا ہے خوشبودار پولیمائنز پیدا کرتا ہے۔ ٹولوین ڈائیسوسیانیٹ (ٹی ڈی آئی) پر مبنی یوریتھین کراس لنکرز سے ضمنی رد عمل کے طور پر ٹولوین ڈائیمین پیدا کرنے کی توقع کی جا سکتی ہے، جبکہ میتھلین ڈائیفینائل ڈائیسوسیانیٹ پر مبنی ڈائیمینوڈیفینیلمیتھین اور اعلی درجے کے خوشبودار پولیامین تیار کرتے ہیں۔ ناپسندیدہ خوشبودار پولیمائنز بعد میں تیزاب کی اتپریرک ٹاپ کوٹ تہوں کے علاج کو روک سکتی ہیں، اور سورج کی روشنی کی نمائش کے بعد بعد میں ٹاپ کوٹ تہوں کے ڈیلیمینیشن کا سبب بن سکتی ہیں۔ اگرچہ صنعت نے کبھی بھی اس مسئلے کو تسلیم نہیں کیا ہے، لیکن ان میں سے بہت سے ناپسندیدہ خوشبودار پولیمینز معروف یا مشتبہ کارسنوجینز ہیں۔ انوڈک اور کیتھوڈک کی دو بڑی اقسام کے علاوہ، ای پی ڈی مصنوعات کو بیس پولیمر کیمسٹری کے ذریعے بھی بیان کیا جا سکتا ہے جو استعمال کیا جاتا ہے۔ پولیمر کی کئی اقسام ہیں جو تجارتی طور پر استعمال ہوتی رہی ہیں۔ پہلے کی بہت سی انوڈک اقسام مختلف اقسام کے میلینائزڈ تیلوں پر مبنی تھیں، لمبا تیل اور السی کا تیل دو زیادہ عام ہیں۔ آج، ایپوکسی اور ایکریلک کی اقسام غالب ہیں۔ تفصیل اور عام طور پر پیش کیے جانے والے فوائد مندرجہ ذیل ہیں: ایپوکسی: اگرچہ الیفاٹک ایپوکسی مواد استعمال کیا گیا ہے، ای پی ڈی ایپوکسی کی زیادہ تر اقسام خوشبودار ایپوکسی پولیمر پر مبنی ہیں، جو عام طور پر بیس فینول اے کے ڈگلیسیڈل ایتھروں کی پولیمرائزیشن پر مبنی ہیں۔ مطلوبہ کارکردگی کی خصوصیات کو حاصل کرنے کے لیے پولیمر ریڑھ کی ہڈی کو دیگر اقسام کی کیمسٹریوں کے ساتھ تبدیل کیا جا سکتا ہے۔ عام طور پر، اس قسم کی کیمسٹری کا استعمال پرائمر ایپلی کیشنز میں کیا جاتا ہے جہاں کوٹنگ کو ٹاپ کوٹ ملے گا، خاص طور پر اگر لیپت شدہ شے کو سورج کی روشنی کا مقابلہ کرنے کی ضرورت ہو۔ اس کیمسٹری میں عام طور پر یووی روشنی کے خلاف اچھی مزاحمت نہیں ہوتی ہے۔ تاہم، یہ کیمسٹری اکثر استعمال کی جاتی ہے جہاں اعلی کٹاؤ مزاحمت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایکریلک: یہ پولیمر آزاد ریڈیکل شروع شدہ پولیمر پر مبنی ہوتے ہیں جن میں ایکریلک ایسڈ اور میتھاکریلک ایسڈ پر مبنی مونومر ہوتے ہیں اور ان کے بہت سے ایسٹر دستیاب ہوتے ہیں۔ عام طور پر، اس قسم کی کیمسٹری کا استعمال اس وقت کیا جاتا ہے جب یووی مزاحمت مطلوب ہوتی ہے۔ ان پولیمرز کو وسیع تر رنگین پیلیٹ کی اجازت دینے کا بھی فائدہ ہے کیونکہ ایپوکسیوں کے مقابلے میں پولیمر کے پیلے ہونے کا امکان کم ہوتا ہے۔ حرکیات الیکٹروفوریٹک جمع (ای پی ڈی) کی شرح کا انحصار متعدد مختلف حرکی عمل پر ہوتا ہے جو کنسرٹ میں کام کرتے ہیں۔ ای پی ڈی میں شامل بنیادی حرکی عمل میں سے ایک الیکٹروفورسس ہے، جو برقی میدان کے جواب میں چارج شدہ ذرات کی حرکت ہے۔ لیکن جیسے جیسے الیکٹروڈ کے قریب ذرات کا مقامی ارتکاز کم ہوتا جاتا ہے، کیمیائی صلاحیت میں فرق کی وجہ سے زیادہ ارتکاز والے علاقوں سے کم ارتکاز والے ذرات کا پھیلاؤ بھی جمع ہونے کی شرح کو متاثر کرے گا۔ یہ سیکشن ان شرائط پر تبادلہ خیال کرے گا جو ان میں سے ہر ایک عمل کی شرحوں کا تعین کرتی ہیں اور ان متغیرات کو ای پی ڈی کا اندازہ کرنے کے لیے استعمال ہونے والے مختلف ماڈلز میں کیسے شامل کیا جاتا ہے۔ کسی بھی عمل کے ہونے کے لیے مالیکیولز کو ایک مستحکم آبی معطلی تشکیل دینی چاہیے۔ چار عام عمل ہیں جن کے ذریعے ذرہ مستحکم بازی بنانے کے لیے درکار سطحی چارج حاصل کر سکتا ہے: 1. سطح کے گروپ 2 کی علیحدگی یا آئنائزیشن۔ آئنوں کا دوبارہ جذب ہونا 3. آئنائزڈ سرفیکٹینٹس کا جذب 4. آئسومورفک متبادل۔ مالیکیول کی سطح کی کیمسٹری اور اس کا مقامی ماحول اس بات کا تعین کرے گا کہ یہ سطح کا چارج کیسے حاصل کرتا ہے۔ ذرات کے درمیان وین ڈیر وال کی پرکشش قوتوں کو متوازن کرنے کے لیے کافی سطحی چارج کے بغیر، وہ جمع ہو جائیں گے۔ چارج شدہ سطح واحد پیرامیٹر نہیں ہے جو کولائیڈل استحکام کو متاثر کرتی ہے۔ ذرات کا سائز، زیٹا پوٹینشل، اور سالوینٹ کی چالکتا، چپچپا پن، اور ڈائی الیکٹرک مستقل بھی بازی کے استحکام کا تعین کرتے ہیں۔ جب تک پھیلاؤ مستحکم ہے، جمع ہونے کی ابتدائی شرح کا تعین بنیادی طور پر برقی میدان کی طاقت سے کیا جائے گا۔ حل کی مزاحمت لاگو شدہ وولٹیج کو ختم کر سکتی ہے، لہذا ہر الیکٹروڈ پر اصل سطح کا چارج مطلوبہ سے کم ہو سکتا ہے۔ چارج شدہ ذرات مخالف چارج شدہ الیکٹروڈ پر واقع سبسٹریٹ سے منسلک ہوں گے۔ ایک آسان کاری کے طور پر، کم وولٹیج اور مختصر جمع کے اوقات کے تحت، ہیماکر کا قانون میدان کی طاقت، جمع شدہ موٹائی اور وقت کے درمیان لکیری تعلق کو بیان کرتا ہے۔ یہ مساوات الیکٹروفوریٹک طور پر جمع شدہ کمیت m کو گرام میں، الیکٹروفوریٹک موبلٹی (cm2s−1 کی اکائیوں میں)، سی ایس کو لوڈ کرنے والے ٹھوس (g cm−3 میں)، ڈھکے ہوئے سطح کے رقبے S (cm2)، برقی میدان کی طاقت E (V cm−1) اور وقت t (s) کے فنکشن کے طور پر دیتی ہے۔ یہ مساوات نظریاتی اقدار سے متعلق اطلاق شدہ ای پی ڈی کے عمل کی کارکردگی کا اندازہ کرنے کے لیے مفید ہے۔ ہیماکر کے قانون کے ذریعہ لاگو ہونے والا سادہ لکیری تخمینہ زیادہ وولٹیج اور طویل جمع ہونے کے اوقات میں کم ہوتا ہے۔ زیادہ وولٹیج کے تحت، کیمیائی تعاملات، جیسے کہ تخفیف، جو اطلاق شدہ فیلڈ کے اثر سے کارفرما ہوتے ہیں، حرکیات کو غیر واضح کر سکتے ہیں۔ لہذا، برقی تجزیہ اور گیس کے ارتقاء سے بچنے کے لیے اعلی تخفیف آکسیکرن کی صلاحیت والے سالوینٹس کا استعمال کیا جانا چاہیے۔ اور اگر جمع شدہ ذرات موصلیت پذیر ہیں، تو جیسے جیسے جمع شدہ پرت موٹی ہوتی جائے گی موثر برقی میدان کم ہوتا جائے گا۔ اس کے علاوہ، الیکٹروڈ کے قریب الیکٹرو ایکٹیو خطے کے آس پاس کا علاقہ ذرات سے ختم ہو جائے گا۔ بلک سے الیکٹرو ایکٹیو خطے میں ذرات کا پھیلاؤ نشوونما کی شرح کو محدود کر سکتا ہے۔ اعلی سے کم ارتکاز تک ذرات کے پھیلاؤ کا تخمینہ فک کے قوانین سے لگایا جا سکتا ہے اور اس کی شرح کا تعین ذرہ ارتکاز کے فرق کے ساتھ ساتھ سالوینٹ کی چپچپا پن، ذرہ کمیت اور کولائڈل استحکام سے کیا جائے گا۔ آخر کار، جیسے جیسے جمع کی موٹائی بڑھتی ہے اور کھیت کی طاقت کم ہوتی ہے، ترقی مکمل ہو جائے گی۔ سنترپتی کے آغاز پر ہونے والی موٹائی میں تبدیلی کو درج ذیل مساوات کے ذریعے بیان کیا گیا ہے۔ جہاں ڈبلیو الیکٹروڈ پر جمع ہونے والے ٹھوس ذرات کا وزن ہے، k حرکی مستقل، t جمع ہونے کا وقت، A الیکٹروڈ کا رقبہ، V سلری کا حجم، سلری میں ٹھوس ذرات کا ابتدائی وزن، ε مائع کا ڈائی الیکٹرک مستقل، سالوینٹ میں ذرہ کی زیٹا صلاحیت، n سالوینٹ کی چپچپا، E براہ راست موجودہ وولٹیج، اور E جمع شدہ پرت کے پار وولٹیج ڈراپ ہے۔ سنترپتی سے پہلے جمع کی موٹائی اور وقت کے درمیان ایک لکیری تعلق ہوتا ہے۔ سنترپتی کا آغاز جمع ہونے کی شرح میں کمی کا باعث بنتا ہے جسے پیرابولک رویے کے طور پر ماڈل کیا جاتا ہے۔ لکیری اور پیرابولک رویے کے درمیان اہم منتقلی کے وقت کا تخمینہ مندرجہ ذیل مساوات سے لگایا جاتا ہے۔ t اہم منتقلی کا وقت ہے، پیرابولک نظام کی ڈھلوان ہے، اور لکیری نظام میں جمع پرت کی ترقی کی شرح کی ڈھلوان ہے۔ کسی نظام پر ای پی ڈی کے اطلاق کا تعین کرنے میں کولائڈل استحکام، اور اطلاق شدہ وولٹیج اور رد عمل کے وقت کے امتزاج کو یقینی بنانا ضروری ہے جو مطلوبہ جمع شدہ موٹائی حاصل کرے گا۔ غیر آبی الیکٹروفوریٹک جمع بعض ایپلی کیشنز میں، جیسے سیرامک مواد کا جمع ہونا، اگر پانی کے برقی تجزیہ سے بچنے کے لیے ضروری ہو تو 3-4V سے اوپر کے وولٹیج کو آبی EPD میں لاگو نہیں کیا جا سکتا۔ تاہم، زیادہ کوٹنگ موٹائی حاصل کرنے یا جمع کرنے کی شرح میں اضافہ کرنے کے لیے زیادہ ایپلیکیشن وولٹیج مطلوب ہو سکتے ہیں۔ اس طرح کے استعمال میں پانی کے بجائے نامیاتی سالوینٹس کو مائع میڈیم کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے۔ استعمال ہونے والے نامیاتی سالوینٹس عام طور پر قطبی سالوینٹس جیسے الکحل اور کیٹون ہوتے ہیں۔ ایتھنول، ایسیٹون، اور میتھائل ایتھائل کیٹون سالوینٹس کی مثالیں ہیں جو الیکٹروفوریٹک جمع میں استعمال کے لیے موزوں امیدوار کے طور پر رپورٹ کیے گئے ہیں۔ حوالہ جات https://web.archive.org/web/20060907065139/http:// www. mtm. kleuven. ac. be/Research/C2/EPD. hTM "الیکٹروکوٹنگ" ؛ الیکٹروکوٹ ایسوسی ایشن ؛ سنسناٹی، OH ؛ 2002 "فائنشنگ سسٹمز ڈیزائن اینڈ امپلیمینٹیشن" ؛ سوسائٹی آف مینوفیکچرنگ انجینئرز ؛ ڈیئربورن، ایم آئی ؛ 1993 ؛ "الیکٹروڈپوزیشن آف کوٹنگز" ؛ امریکن کیمیکل سوسائٹی ؛ واشنگٹن ڈی سی ؛ 1973 ؛ "الیکٹرو پینٹنگ" ؛ آر ایل یٹس ؛ رابرٹ ڈریپر لمیٹڈ ؛ ٹیڈنگٹن ؛ 1966 "پینٹ اینڈ سرفیس کوٹنگز" ؛ آر لیمبورن ایڈیٹر ؛ ایلس ہور ووڈ لمیٹڈ ؛ چیچسٹر، ویسٹ سسیکس، انگلینڈ ؛ 1987 ؛ اور <ID