溶胶-凝胶法.ppt

文档介绍：溶胶-凝胶法制超微粉
刘杏芹
中国科学技术大学,材料科学与工程系

TeL:[phone]
Email: ******@ustc.
一、概念和名词解释
(1) 胶体粒子:是指 10 – 10000Å (1000nm) 粒子
(2) 胶体体系是指分散介质(dispersing medium)
中含有分散相(dispersed phase)胶体粒子, 一般分为:
(Aerosol), 分散介质为气体
气-固溶胶(s/g) 如烟,含尘的空气
气-液溶胶(l/g) 如雾,云
, 分散介质为液体
液-固溶胶(Sol, dispersion), (s/l) AlOOH 、AgI溶胶
液-液溶胶(Emusion), (l/l) 牛奶,石油原油等乳状液
液-气溶胶(Foam), (g/l) 泡沫
, 分散介质为固体(固体乳胶)
固-固溶胶(Solid dispersion ), (s/s), 有色玻璃,
不完全互溶的合金
固-液溶胶(Solid emusion), (l/s), 如珍珠,
某些宝石
固-气溶胶(Solid (Foam) , (g/s ), 泡沫塑料
胶体体系的特点:多相不均匀性
多分散性,胶团结构
聚结的不稳定性
胶团组成与结构的不确定性
胶体溶液(溶胶)与真溶液的区别:
热力学上不稳定的物系
多相体系,分散相与分散介质存在相界面,
胶态粒子大小不一,要用平均胶团量
及其分布曲线表示
胶团无确定的组成与结构,且可分裂,
受外界条件和添加剂影响很大
溶胶(Sol):是具有液体特征的胶体体系,分散介质为液体,分散相是固体粒子,分散的粒子大小在1~100nm之间
凝胶(Gel)是指胶体胶凝,具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的刚性网状骨架,网络间具有亚微米级的孔隙,骨架空隙(亚微米级)中充有液体或气体,凝胶聚合物链的平均长度大于一微米,如果冻等。大多数凝胶是无定形的溶胶-凝胶法是指先制成溶胶,再使之胶凝、干燥、
热分解(烧成),而得到所需材料的方法。
“溶胶-凝胶法”中的“溶胶”,一般是指液-固溶胶(Sol)。
溶胶
无固定形状
固相粒子自由运动
凝胶
固定形状
固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动
Sol的判断 1869年Tyndall发现,若令一束会聚光通过溶胶,从侧面(即与光束垂直的方向)可以看到一个发光的圆锥体,这就是Tyndall效应。其他分散体系也会产生一点散射光,但远不如溶胶显著。 Tyndall效应实际上已成为判别溶胶与分子溶液的最简便的方法。
Sol的胶凝-凝胶
当溶胶发生热、化学变化,或溶剂失去时,使
胶体粒子浓度增加,粒子之间距离靠近,或荷
电为零,从而使胶体粒子的构成分子之间缩聚
或聚合,形成具有分散液体在空隙或胶团内的
三维网络结构,其过程称为胶凝,胶凝的产物
就叫凝胶。
溶胶凝胶的历史
1846年 Ebelmen 发现凝胶
1853 Farady, 实验室Gold sol, oldest sol, still stable now days;
1861 Thomas Graham, 胶体化学作为一门学说; colloid胶体, sol溶胶, gel凝胶, peptization胶溶, dialysis渗析, syneresis离浆
1971年, 成功地制备出SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O多组分玻璃,
80年代后,玻璃、氧化物涂层、功能陶瓷粉料、复合氧化物陶瓷材料(粉体、薄膜、纤维、晶须、块体)
1994年7月在美国加利福尼亚的圣地亚哥举
行的关于Sol-Gel光子学的会议上,展示了
三种很有前途的产品:
。
。

是指金属有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化、再经过热处理而成氧化物或其它化合物固体的方法。
溶解
前驱体
溶液
溶胶
凝胶
凝胶
水解
缩聚
老化
二、凝胶-溶胶(Sol-gel)技术