B醇溶剂的影响 醇溶剂主要有三个方面的影响:①溶解程度:②溶解稀释度:③醇解度。不溶于 溶剂的醇盐以颗粒存在于溶剂中,水解胶化闲难:如果溶解稀释度较大,则水解几率降低 醇解度高的醇盐容易发生醇代反应,因此可以利用不同醇盐的活性差异来控制水解过程。 C稳定剂的影响 稳定剂是用于控制醇盐水解速度的一类物质。它是通过与醇盐缔合并形成空间位阻来 降低醇盐的水解官能度,以便获得稳定时间足够长、颗粒形状可调的溶胶。不同的醇盐应 选用不同的稳定剂,常用的稳定剂有机酸、二元醇、乙酰丙酮等。 D催化剂 溶胶凝胶法通常用酸、碱作为催化剂,但人们对酸、碱催化机理的认识不完全一致。 般认为酸催化的机理是,加入酸产生H,O离子,发生亲电取代反应,水解初期水解速 度快,后期逐渐降低,水解过程中容易产生链状结构。随着链的伸展,以及链之间不断交 联,最后形成线状交联的三维无规则网络结构[见图9-2(a)]。碱催化机理是,加入碱产 生OH离子,发生亲核取代反应,水解初期水解速度较慢,后期逐渐加速,水解过程中容 易产生团粒状高交联结构,进而形成高交联缩聚物凝胶,也可能形成沉淀[见图9-2(b)]。 干胶 (a)酸催化 (b)狱催化 图92凝胶形成模型 E干燥和热处理工艺 体系凝胶化后,水解和缩聚反应还在不断进行,通过干燥除去水分和溶剂,才能完成 或停止水解,形成干凝胶。通过热处理,使得溶胶凝胶制品变成最终产品。干燥和热处理 过程中,如果控制不当,将产生裂纹和其他缺陷。因此,干燥和热处理是溶胶-凝胶工艺的 关键 要控制干燥开裂,一般认为可以通过加强凝胶骨架或采用超临界干燥工艺来实现。加 强凝胶骨架的方法一般米说又分两种, 是加入干燥添加剂(如甲酰胺、丙三醇、草酸等), 二是在凝胶化后使水解充分进行。超临界干燥的方法是通过超临界处理避开使凝胶开裂的 液固界面应力。凝胶热处理过程和陶瓷的烧结和致密化过程十分类似,通常干凝胶的烧结 温度比粉末冶金和常规陶瓷产品的烧结温度低100-600℃。 9.1.3溶胶-凝胶技术在无机材料合成中的应用 溶胶凝胶法是用金属醇盐、无机盐水解或用粉末悬浮于溶剂形成溶胶,然后再经凝胶、 干燥及热处理形成材料的湿化学制备技术。其中,金属醇盐水解聚合反应法最为普遍。图 9-3显示的是溶胶-凝胶法合成材料的路径和材料的形态,材料的形态有湿凝胶、气凝胶、 干凝胶、粉体、纤维、致密薄膜和块体等。 深胶凝胶法是采用介四层次上性能受到熔制的名种原物质,取代传统工艺中那些既末 进行几何控制又未实施化学控制(如陶瓷矿物原料)或者仅有几何控制(如普通超微粉末