Золь-гель технологии

Золь-гель технология (гелевая технология) (англ. The sol-gel process) - технология получения материалов с определенными химическими и физико-механическими свойствами, включающая получение золя и перевод его в гель. Золь-гель технологии используются при производстве неорганических сорбентов, катализаторов и носителей катализаторов, синтетических цеолитов, вяжущих неорганических веществ, керамики со специальными теплофизическими, оптическими, магнитными и электрическими свойствами, стекла, стеклокерамики, волокон, и др. На первой стадии золь-гель технологии формируется химический состав продукта, который получают в виде высокодисперсного коллоидного раствора - золя. Размер частиц дисперсной фазы в стабильном золе 1 - 1000 нм. Увеличение концентрации дисперсной фазы приводит к появлению коагуляционных контактов между частицами и началу структурирования - гелеобразования (вторая стадия золь-гель технологии). Для повышения стабильности структур и управления процессами структурообразования воздействуют на прочность контактов путем модификации поверхности частиц добавками поверхностно-активных веществ или путем создания в растворе пространственной структуры высокомолекулярного органического полимера. Высококонцентрированные дисперсные системы используют при производстве неорганических вяжущих веществ и различных паст. Такие системы обладают высокой пластичностью. Коагуляционные силы способны не только сохранять форму геля, что важно при формовании изделий, но вызывать постепенное уплотнение геля, сопровождающееся выделением дисперсной фазы из пор геля, уменьшением его объема, повышением плотности и прочности. При удалении дисперсионной среды (третья стадия процесса) появляются прочные фазовые контакты. При высушивании гель превращается в твердое тонкопористое тело (ксерогель). В процессе сушки может происходить заметное уплотнение геля и изменение его структуры. Разработаны способы сушки, уменьшающие этот эффект и обеспечивающие получение материалов с высокой открытой пористостью. Благодаря высокой дисперсности ксерогелей (размер частиц 10-100 нм) путем формования и спекания производят прочные, плотные изделия с определенной геометрической формой из тугоплавких материалов.

Тезаурус

Золь-гель технология (гелевая технология) (The sol-gel process)

Тематический раздел (поле): Конструкционные наноматериалы, Функциональные наноматериалы, Композиционные наноматериалы, Наноинженерия, Наноэлектроника, Нанотехнологии ТЭК

Функциональный разряд: Действие/Технология

Аскрипторы: Гелевая технология

Отношения иерархические (род-вид): Золь-гель технологии → Методы формирования наноматериалов → Получение, диагностика и сертификация наноразмерных систем

Отношения ассоциативные: Золь-гель технологии ~ Ксерогель, Гель, Золь, Керамика, Полимер, Коллоид

 

Литература по теме

1. Статьи Филиппов Е. А., Палков А. С., Кокорин И. И., Золь-гель процесс// Радиохимия, 1980, т. 22, № 3, с. 305-15
2. Brinker, C.J.; G.W. Scherer (1990). Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing. Academic Press
3. Hench, L.L.; J.K. West (1990). "The Sol-Gel Process". Chemical Reviews 90: 33
4. Klein, L. (1994). Sol-Gel Optics: Processing and Applications. Springer Verlag
5. Onoda, G.Y., Jr.; L.L. Hench, ed (1979). Ceramic Processing Before Firing. New York City: Wiley & Sons
6. Caused by Differential Sintering". Journal of the American Ceramics Society 66: 398
7. Evans, A.G. (1987). "Considerations of Inhomogeneity Effects in Sintering". Journal of the American Ceramics Society 65: 497
8. Whitesides, G.M., et al. (1991). "Molecular Self-Assembly and Nanochemistry: A Chemical Strategy for the Synthesis of Nanostructures". Science 254: 1312
9. Yamane, M., Aso, S., Sakaino, T., Preparation of a gel from metal alkoxide and its properties as a precursor of oxide glass, J. Mat. Sci., Vol. 13 (1978)
10. Barnakov, Y.A., et al., The Progress Towards Transparent Ceramics Fabrication, Proc. SPIE, Vol. 6552, p.111 (2007)
11. Yamashita, I., et al., Transparent Ceramics, J. Am. Ceram. Soc., Vol. 91, p.813 (2008)