Die elektrophoretische Abscheidung (EPD) ist ein Verfahren zur Herstellung von Beschichtungen oder Filmen auf elektrisch leitenden Objekten oder in einigen Fällen zur Herstellung eigenständiger Komponenten und Materialien mithilfe eines als Elektrophorese bezeichneten Verfahrens. Dieser Begriff beschreibt die Wanderung von elektrisch geladenen Teilchen in einer Flüssigkeit zu einer Elektrode unter dem Einfluss eines elektrischen Stroms. Kleine Partikel, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, haben aufgrund der Art und Weise, wie ihre Moleküle mit denen des Mediums wechselwirken, oft eine positive oder negative elektrische Ladung. Wird mit Elektroden ein Gleichstrom über die Suspension angelegt, bewegen sich die Partikel in Richtung der entgegengesetzt geladenen Elektrode. Elektrophorese wird häufig in der biochemischen Analyse verwendet und ist zu einem wichtigen Bestandteil vieler industrieller Prozesse geworden.
Auch als elektrophoretische Beschichtung oder e-Beschichtung bekannt, verwendet die elektrophoretische Abscheidung das zu beschichtende Objekt als Elektrode, auf die entgegengesetzt geladene Partikel abgeschieden werden, die eine Schicht bilden. Je nachdem, ob die positive oder negative Elektrode verwendet wird, kann das Verfahren als anodische bzw. kathodische Elektroabscheidung bezeichnet werden. Wo die Partikel normalerweise elektrisch neutral wären, könnte eine Verbindung an sie gebunden werden, um ihnen in Suspension eine elektrische Ladung zu verleihen. Die daraus resultierende elektrische Abstoßung zwischen den Partikeln verhindert auch, dass diese zusammenklumpen.
Dieses Verfahren hat viele Anwendungen, insbesondere in der Nanotechnologie und den Materialwissenschaften. Im Gegensatz zur Galvanik kann mit EPD eine Vielzahl von nichtmetallischen Substanzen sowie Metallen abgeschieden werden und ist eine relativ schnelle und kostengünstige Methode zum Aufbringen einer isolierenden oder schützenden Beschichtung auf kleine elektrische Bauteile. Normalerweise hat die Beschichtung jedoch einen höheren elektrischen Widerstand als die Elektrode, so dass im weiteren Verlauf der Strom mit steigendem Widerstand abnimmt. Dies könnte der Verwendung Grenzen setzen.
Es ist auch möglich, die Ablagerung von der Elektrode zu entfernen, um einen separaten Gegenstand zu bilden. Beispielsweise kann elektrophoretische Abscheidung verwendet werden, um suspendierte Kohlenstoff-Nanoröhrchen auf einer flachen Elektrode abzuscheiden, wodurch ein dünner Film aus Nanoröhren gebildet wird, der dann abgelöst werden kann. Kohlenstoffnanoröhrenfolien haben viele Anwendungen, einschließlich Dünnschichtsolarzellen, Brennstoffzellen und Touchscreens.
Die elektrophoretische Abscheidung ermöglicht auch die Herstellung neuartiger Keramikmaterialien. Verbundmaterialien können synthetisiert werden, indem eine Mischung von Nanopartikeln in einer Suspension verwendet wird, was beispielsweise zu einer verbesserten Festigkeit oder nützlichen elektrischen Eigenschaften führt. Eine weitere wichtige Anwendung liegt in funktionell abgestuften Materialien (FGMs); Es ist möglich, Objekte zu erstellen, die aus zwei Materialien bestehen, die normalerweise nicht kompatibel sind, möglicherweise aufgrund unterschiedlicher Wärmeausdehnungsraten, indem ein stetiger Gradient zwischen den beiden anstelle einer scharfen Grenze sichergestellt wird. Dies wird durch Variation der Zusammensetzung der Suspension während der Elektrophorese erreicht. Auch Laminate aus abwechselnden Schichten unterschiedlicher Materialien lassen sich durch einfaches Umschalten zwischen verschiedenen Suspensionen herstellen.