Aplicación de revestimiento en polvo en jaula de Faraday

Comencemos a ver qué sucede en el espacio entre la pistola de pulverización y la pieza durante el proceso electrostático. recubrimiento en polvo procedimiento de solicitud. En la Figura 1, el voltaje de alto potencial aplicado a la punta del electrodo de carga de la pistola crea un campo eléctrico (mostrado por líneas rojas) entre la pistola y la parte conectada a tierra. Esto provoca el desarrollo de la descarga de corona. Una gran cantidad de iones libres generados por la descarga de corona llena el espacio entre la pistola y la pieza. Algunos de los iones son capturados por partículas de polvo, lo que provoca que las partículas se carguen. Sin embargo, múltiples iones permanecen libres y viajan a lo largo de las líneas del campo eléctrico hasta la parte metálica conectada a tierra, mezclándose con partículas de polvo impulsadas por la corriente de aire.

Como se indicó anteriormente, una nube de partículas de polvo cargadas e iones libres creada en el espacio entre la pistola de pulverización y la pieza tiene un potencial acumulativo llamado carga espacial. Al igual que una nube de trueno que crea un campo eléctrico entre ella y la tierra (que finalmente conduce al desarrollo de un rayo), una nube de partículas de polvo cargadas e iones libres crea un campo eléctrico entre ella y una parte conectada a tierra. Por lo tanto, en un sistema de carga de corona convencional, el campo eléctrico en las proximidades de la superficie de la pieza se compone de campos creados por el electrodo de carga de la pistola y la carga espacial. La combinación de estos dos campos facilita la deposición de polvo sobre el sustrato conectado a tierra, lo que resulta en altas eficiencias de transferencia. Los efectos positivos de los fuertes campos eléctricos creados por los sistemas convencionales de carga de corona son más pronunciados cuando se recubren piezas con superficies grandes y planas a altas velocidades de transporte. Desafortunadamente, los campos eléctricos más fuertes de los sistemas de carga de corona pueden tener efectos negativos en algunas aplicaciones. Por ejemplo, cuando se recubren piezas con cavidades y canales profundos, se encuentra el efecto de jaula de Faraday (ver Figura 2) .Cuando una pieza tiene una cavidad o un canal en su superficie, el campo eléctrico seguirá el camino de la resistividad más baja a tierra ( es decir, los bordes de dicho hueco). Por lo tanto, con la mayor parte del campo eléctrico (tanto de la pistola como de la carga espacial) concentrándose en los bordes de un canal, la deposición de polvo aumentará mucho en estas áreas y la capa de recubrimiento de polvo se acumulará muy rápidamente.

Desafortunadamente, dos efectos negativos acompañarán este proceso. En primer lugar, menos partículas tienen la posibilidad de entrar en el hueco, ya que el campo eléctrico “empuja” fuertemente las partículas de polvo hacia los bordes de la jaula de Faraday. En segundo lugar, los iones libres generados por la descarga de corona seguirán las líneas de campo hacia los bordes, saturarán rápidamente el revestimiento existente con carga adicional y conducirán a un desarrollo muy rápido de la ionización posterior. Se ha establecido anteriormente que las partículas de polvo superan la aerodinámica y la gravedad. fuerzas y ser depositado sobre el sustrato, tiene que haber un campo eléctrico lo suficientemente fuerte para ayudar en el proceso. En la Figura 2, está claro que ni el campo creado por el electrodo de la pistola ni el campo de carga espacial entre la pistola y la pieza penetran dentro de la jaula de Faraday. Por lo tanto, la única fuente de ayuda para recubrir el interior de las áreas empotradas es el campo creado por la carga espacial de las partículas de polvo emitidas por la corriente de aire dentro del rebaje (consulte la Figura 3). desarrollándose en sus bordes generará iones positivos que reducirán la carga de partículas de polvo que intentan pasar entre los bordes de la jaula de Faraday para depositarse dentro del canal. Una vez que esto ocurre, incluso si continuamos rociando polvo en el canal, la carga espacial acumulada de las partículas de polvo entregadas dentro del canal por la corriente de aire no serán suficientes para crear una fuerza eléctrica suficientemente fuerte para superar la turbulencia del aire y depositar el polvo.

Por lo tanto, la configuración del campo eléctrico y su concentración en los bordes de las áreas de la jaula de Faraday no es el único problema al recubrir áreas empotradas. Si lo fuera, solo sería necesario rociar un hueco durante un período de tiempo suficiente. Es de esperar que una vez que los bordes estén cubiertos con una capa gruesa de polvo, otras partículas no puedan depositarse allí, y el único lugar lógico para que el polvo sea el interior del hueco. Desafortunadamente, esto no sucede debido, en parte, a la retroionización. Hay muchos ejemplos de áreas de jaulas de Faraday que no se pueden recubrir independientemente de cuánto tiempo se pulverice el polvo. En algunos casos, esto sucede debido a la geometría del hueco y problemas con la turbulencia del aire, pero a menudo se debe a la retroionización.