单分散粉料)的生原料,制备材料的 方法。油于材料的初期结构在器液- -图一图 胶凝胶过程中即已形成,通过灵活的 制备工艺和胶体改性,可在材料制备 的初期就对其化学状态、几何构型、 粒级和均勾性等相微结构进行控制。 这种从无控制状态到有控制状态的改 在众多方面显示出其独待的价值 例如,将湿凝胶放入高压釜中高温高 压超临界条件下干燥,可制成气孔举 图93落胶凝胶法合成材斗的路径和材料的形态 达到98%、保留了湿凝胶的网架结构的气凝胶。气凝胶这种纳米级多孔材料在热学、声学 光学以及催化等众多方面具有独特的性能。常温下硅气凝胶的热导率仅为0.013W/(K), 能有效透过太阳光并阻止低温红外热辐射,制作中空玻璃用在高寒地区,可达到单层玻璃 6倍的福热效果:硅气疑胶的声阻抗率及其可变范围均很大,是一种很好的声学延迟和高 效隔声材料:硅气凝胶具有可调折射率和柴连科夫效应,可用作柴连科夫值探测器中的 介质材料,确定高能粒子的质量和能量。由于具有多孔结构和巨大的活性比表面,高速粒 子很容易穿入气凝胶并被捕获。透明的硅气凝胶在空间捕获高速粒子后,可用肉眼或显微 观察被阻挡、捕获的粒子。另外,V,O/MgO、CrS/AO、PbO/AO1、Fe,O/SiO、CuO/AO 等体系的气凝胶具有高的催化活性和选择性,且不易失活,是很好的催化剂和催化剂载体 容胶凝胶法应用于材料的合成已相当广泛,综合来看,该法在如下几个方而有其独特 之处和应用价值: (1)溶胶-凝胶法为湿化学法,一般以纯度较高的化学试剂为反应起始物,原料以分 子状态浴解、混合,即使是多组分体系也可得到均一组成的材料,所获得的制品纯度较高 通过调整原料溶液的组成、pH值、反应温度和时间、干燥的方法及过程、气氛等因素, 可以调控材料的微观结构,如材料内微孔、结晶体的尺寸及分布等。另外,如图93所示, 浴胶凝胶法是一种高集成的材料制备技术,可将块体材料、纤维、薄膜、超微粉体等不同 形态的材料的制备纳入一个统一的工艺系统中,从一种原料出发,在合理控制工艺参数的 前提下,制成不同形式的产品。因此该工艺具有很强的实用性和灵活性。另外,溶胶凝胶 法所使用的没各通常比校简单 (2)溶胶凝胶法合成温度低,烧结温度通常比传统方法低一百至数百度,这不但降 低了对反应系统条件的要求及能耗,而且可制得一些传统高温方法难以得到的材料,如有 机或生命体细胞分散的无机凝胶体等用该法可在玻璃的熔化、析晶或分相温度以下制备 均匀玻璃,能够制备一些含有难熔、高温易分解组分和易结晶、易分相的特殊玻璃,如原 米需要在1600℃高温熔制的高硼硅特硬料玻璃,用溶胶-凝胶法仅需600℃左右即可制得 此外,因烧结温度大幅降低,用该法可制备一些用传统方法难以制备的高温陶瓷材料,并 可避免高温烧结带来的挥发及污染 (3)溶胶凝胶法制备胶体,可使多种金属离子均匀稳定地分散其中,凝胶经过干燥、 煅烧,可获得活性极高的超细粉,如纳米掺钇氧化锆(YSZ粉末(粒径20-30nm)、阝-Si0 粉末(粒径约40nm)、FeO3纳米粒子(粒径约为4Onm)、SiC-SiN4复合超细粉末(最小 颗粒尺寸为8.9nm)、BaTiO3纳米粉体等。此外,还可以制备莫来石、革青石、尖晶石