溶胶-凝胶法制粉ppt课件

1、1 溶胶凝胶法制超微粉 TeL:3607627Email: 2 一、一、 概念和名词解释概念和名词解释 (1) 胶体粒子：是指胶体粒子：是指 10 10000 （1000nm) 粒子粒子 (2) 胶体体系是指分散介质胶体体系是指分散介质(dispersing medium) 中含有分散相中含有分散相(dispersed phase)胶体粒子胶体粒子, 一般分为一般分为: A.气溶胶气溶胶(Aerosol), 分散介质为气体分散介质为气体 气气-固溶胶固溶胶 (s/g) 如烟，含尘的空气如烟，含尘的空气 气气-液溶胶液溶胶 (l/g) 如雾，云如雾，云 B.液溶胶液溶胶, 分散介质为液体分散介质

2、为液体 液液-固溶胶固溶胶(Sol, dispersion), (s/l) AlOOH 、AgI溶胶溶胶 液液-液溶胶液溶胶(Emusion), (l/l) 牛奶，石油原油等乳状液牛奶，石油原油等乳状液 液液-气溶胶气溶胶(Foam), (g/l) 泡沫泡沫3 C.固溶胶固溶胶, 分散介质为固体分散介质为固体 (固体乳胶固体乳胶) 固固-固溶胶固溶胶(Solid dispersion ), (s/s), 有色玻璃，有色玻璃， 不完全不完全 互溶的合金互溶的合金 固固-液溶胶液溶胶(Solid emusion), (l/s), 如珍珠，如珍珠， 某些宝石某些宝石 固固-气溶胶气溶胶(Solid

3、(Foam) , (g/s ), 泡沫塑料泡沫塑料4胶体体系的特点：多相不均匀性胶体体系的特点：多相不均匀性 多分散性，胶团结构多分散性，胶团结构 聚结的不稳定性聚结的不稳定性 胶团组成与结构的不确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：胶体溶液（溶胶）与真溶液的区别： 热力学上不稳定的物系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，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，要用平均胶团量胶态粒子大小不一，要用平均胶团量 及其分布曲线表示及其分布曲线表示 胶团无确定的组成与结构，且可分裂，胶团无确定的组成与结构，且可分裂， 受外界条件和添加剂

4、影响很大受外界条件和添加剂影响很大 5n溶胶溶胶(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1100nm之间n凝胶（凝胶（Gel）是指胶体胶凝，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，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 溶胶溶胶-凝胶法是指凝胶法是指先制成溶胶，再使之胶凝、干燥、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。热分解（烧成），而得到所需材料的方法。 “溶胶溶胶-凝

5、胶法凝胶法”中的中的“溶胶溶胶”，一般是指液，一般是指液-固溶胶固溶胶(Sol）。）。溶胶溶胶无固定形状无固定形状固相粒子自由运动固相粒子自由运动凝胶凝胶固定形状固定形状固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动固相粒子按一定网架结构固定不能自由移动6Sol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。 7Sol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

6、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。8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，德国H.Dislich 成功地制备出SiO2-B2O-Al2O3-Na2O-K2O

7、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)91994年7月在美国加利福尼亚的圣地亚哥举行的关于SolGel光子学的会议上，展示了三种很有前途的产品：1.西班牙的D.Levy小组演示了液晶显示器。2.爱尔兰的B.D.MacCraith发明的光纤传感器。3.法国的J.Livage制备的生物寄生检测器10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111、溶胶（、溶胶（Sol）：）： 1）是指胶体粒子在溶液中的稳

8、定悬浮液。）是指胶体粒子在溶液中的稳定悬浮液。 2）或者说半径在）或者说半径在1 nm100 nm之间的难溶物之间的难溶物 固体粒子分散在液体介质中，分散相与固体粒子分散在液体介质中，分散相与 分散介质不同相，有很大的相界面分散介质不同相，有很大的相界面 3）对于稳定溶胶存在，必须是密度大于周围）对于稳定溶胶存在，必须是密度大于周围 溶液的胶体粒子足够小，以克服粒子本身溶液的胶体粒子足够小，以克服粒子本身 的重力而产生的沉降的重力而产生的沉降 4）胶体粒子又应包括一定数目的原子（分）胶体粒子又应包括一定数目的原子（分 子）使其具有宏观意义子）使其具有宏观意义125）粒子小，比表面大，表面自由能

9、高，是热）粒子小，比表面大，表面自由能高，是热 力学不稳定体系，有自发降低表面自由能力学不稳定体系，有自发降低表面自由能 的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子，的趋势，即小粒子会自动聚结成大粒子， 称为称为SOL的聚沉的聚沉 6）一旦将介质蒸发掉，再加入介质，一般也无）一旦将介质蒸发掉，再加入介质，一般也无 法再形成溶胶，是法再形成溶胶，是 一个不可逆体系一个不可逆体系132、溶胶凝胶技术的优点：、溶胶凝胶技术的优点：(1) 低温或温和的反应条件，不涉及高温反应，避免杂质引入，可以制备纯净的样品以低温或温和的反应条件，不涉及高温反应，避免杂质引入，可以制备纯净的样品以及不能经受高温热处理的材料；

10、及不能经受高温热处理的材料； (2) 灵活多样的合成手段，从溶液开始制备，便于掺杂其它组分和控制各个组分的比例，灵活多样的合成手段，从溶液开始制备，便于掺杂其它组分和控制各个组分的比例，并且达到分子水平上混合；并且达到分子水平上混合；(3) 根据需要可以在不同的阶段得到同一组成的粉体、薄膜、纤维或块状材料根据需要可以在不同的阶段得到同一组成的粉体、薄膜、纤维或块状材料从从80年代初开始，该技术广泛应用于玻璃、粉末年代初开始，该技术广泛应用于玻璃、粉末 、纤维、晶须、薄膜及其它复合材料的制备进、纤维、晶须、薄膜及其它复合材料的制备进入了其应用发展的高峰期。入了其应用发展的高峰期。14n按其产生溶

11、胶及溶胶向凝胶演变的过程机制可以分为：胶体粒子路线、有机聚合物路线和络合物法。1）胶体粒子路线：溶胶称粒子溶胶或物理胶，其制备过程称为DCS路线(Destabilization of Colloidal Solutions)。 采用无机盐或金属烷氧基化合物为前驱物，将盐或金属烷氧基化合物与过量的水反应得到凝胶状的氢氧化物沉淀，然后用电解质（常用酸）通过胶溶作用生成稳定的胶体。溶胶中微粒的大小依赖于过程的各种参数 3、溶胶凝胶法分类、溶胶凝胶法分类152）化学法：又可称为聚合物溶胶法（有机聚合物胶、化学胶）聚合物溶胶法（有机聚合物胶、化学胶） 以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于相应的有机溶

12、剂中，然后控制加水量，使醇盐以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于相应的有机溶剂中，然后控制加水量，使醇盐发生部分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。发生部分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。其制备过程称为PMU路线(Polymerization of Molecular Units) 溶胶-凝胶转变是以簇为单位通过缩合反应长大，直到这些胶体簇生成凝胶。该路线可以得到比粒子胶更小的颗粒尺寸和更精细的结构163）络和物法）络和物法 使金属离子和含羟基的羧酸形成螯合物，适当温度下缩合(使发生脂化反应)形成溶胶(Sol),进一步蒸馏，除去生成的过量水，即进一步聚脂化反应、缩合，形成凝胶（gel）17

13、1)、胶态粒子法，又称解胶法，胶溶法。是指加入适当的添加剂，将新鲜的凝聚胶粒重新分散在介质中形成溶胶，这种添加剂叫胶溶剂(可根据胶核所能吸附的离子而选用合适的电解质作胶溶剂)。 利用金属无机盐或有机醇盐（M(OR)n Alkoxide)为前驱物，与过量的水反应，使完全水解形成凝胶状的氢氧化物微粒沉淀，然后用电解质（酸或碱）通过胶溶作用生成稳定的溶胶。溶胶中微粒的大小依赖于过程的各种参数。特点：稳定，胶态粒子较大特点：稳定，胶态粒子较大18阳离子阳离子M2+在溶剂中发生溶剂化反应：在溶剂中发生溶剂化反应：水解反应：水解反应： H H M2+ + :O M O H H胶溶：胶溶： 蒸发去溶剂，缩合

14、反应（以羟基桥配聚合作用为例）：胶凝蒸发去溶剂，缩合反应（以羟基桥配聚合作用为例）：胶凝 HOHOHMOHMznpHTzn)1(12,2)()(1)(2)OHOHOHMOHOHMznzn2)1(242222)1(122)()()(2(a)无机盐在水相中发生水解聚合反应：无机盐在水相中发生水解聚合反应：19(b)金属烷氧基化合物为前驱物金属烷氧基化合物为前驱物金属烷氧基化合物金属烷氧基化合物也称醇盐（也称醇盐（M(OR)n Alkoxide)，以它们为前驱物，则需要将醇盐先溶于，以它们为前驱物，则需要将醇盐先溶于有机溶剂中，再加过量水，则发生水解反应形成氢氧化合物或水合氧化物沉淀，控制实验有机溶

15、剂中，再加过量水，则发生水解反应形成氢氧化合物或水合氧化物沉淀，控制实验条件，加入电解质使沉淀胶溶而获得溶胶：条件，加入电解质使沉淀胶溶而获得溶胶：同样，加入胶溶剂使之胶溶而成为溶胶，同样，加入胶溶剂使之胶溶而成为溶胶，然后去溶剂，发生缩聚反应使之胶凝而成为凝胶然后去溶剂，发生缩聚反应使之胶凝而成为凝胶nROHOHMOnHORMnn)()(220例例1. AlOOH solAl(NO3)3 +H2OAlOOHAlOOH solAlOOH gelAl2O3沉淀溶胶, 物理胶体Peptization（胶溶）（胶溶）蒸馏，浓缩干燥，灼烧21Peptization of AlOOH 2N硝酸量硝酸溶液

16、胶体胶溶H+量(ml/100ml 胶体)pHpH%1：1001.704.420.9982：1001.403.700.9903：1001.223.560.9957：1000.853.400.99717：1000.473.220.99822n2)、聚合物溶胶法（无机聚合物胶、化学胶）聚合物溶胶法（无机聚合物胶、化学胶）n以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于相应的有机溶剂中，然后控制加水量，以金属醇盐为前驱物，同样，必须将醇盐溶于相应的有机溶剂中，然后控制加水量，使醇盐发生部分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。使醇盐发生部分水解，接着进行聚合反应而形成溶胶。23n水解反应：水解反应：M(OR)n

17、 + xH2O M(OH)x(OR)n-x + xR-OH n缩聚反应：缩聚反应：(OR)n-1M-OH + HO-M(OR)n-1 (OR)n-1M-O-M(OR)n-1 + H2O nm(OR)n-2 M(OH)2 (OR) n-2M-Om + mH2O nm(OR)n-3 M(OH)3 (OR) n-3M-Om + mH2O + mH+ n羟基与烷氧基之间也存在缩合反应羟基与烷氧基之间也存在缩合反应 :(OR)n-x(HO)x-lM-OH + ROM(OR)n-x-l (OH)x (OR)n-x(OH)M-O-M(OR)n-x-l (OH)x(OH)x + R-OH 24 溶胶凝胶合成中

18、常用的醇盐阳离子阳离子M(OR)n阳离子阳离子M(OR)nSiSi(OCH3)4Si(OC2H5)4GeGe(OC2H5)4AlAl(O-iC3H7)3Al(O-sC4H9)3ZrZr(O-iC3H7)4TiTi (O-iC3H7)4Ti(OC4H9)4Ti(OC5H7)4YY(OC2H5)3BB(OCH3)3Ca(OC2H5)225以原硅酸甲酯为例以原硅酸甲酯为例OCH3OCH3部分水解2 CH3OSiOCH3 + 2 H2OOCH3OCH3CH3OSiOH回流OCH3OCH3CH3OSiOSiOCH3OCH3OCH3OCH3 + CH3OSiOH聚合OHOSiOSiOSiOCH3OHOHO

19、HOHOHSiOHOCH3OOHSiOHOCH3+2 CH3OH回流蒸馏聚合OCH3263)、络和物法： 使金属离子和含羟基的羧酸形成螯合物，适当温度下缩合(使发生脂化反应)形成溶胶(Sol),进一步蒸馏，除去生成的过量水，即进一步聚脂化反应、缩合，形成凝胶（gel）。 形成的凝胶有横向交联（3维），还有非横向交联（非完整3维，易溶于水）。27络合物溶胶络合物溶胶-凝胶法凝胶法使金属离子和含羟基的羧酸形成螯合物，适当温度下缩合（使发生脂化反应）形成溶胶（回流），进一步蒸馏，除去生成的过量水，进一步脂化、缩合，形成凝胶，然后干燥、灼烧成超微粉。 下面是常做原料用的柠檬酸的分子结构式： CCCCC

20、OHCOO(H)OO(H)M2+OHOOH28以醇盐如以醇盐如Al(OC3H7)3、Al(OC4H9)3、Ti(i-OC3H7)4、Zr(i-OC3H7)4、Si(OC2H5)4、Si(OCH3)4或金属或金属无机盐如无机盐如AlCl3为起始原料溶于溶剂中，制成溶液为起始原料溶于溶剂中，制成溶液, 在一定的条件下通过水解在一定的条件下通过水解-聚合，形成稳定的聚合，形成稳定的溶胶，通过胶凝作用转化成凝胶，再经干燥、热处理和烧结最终得到特定无机材料。整个过程的溶胶，通过胶凝作用转化成凝胶，再经干燥、热处理和烧结最终得到特定无机材料。整个过程的主要阶段为：主要阶段为： 溶胶的制备：溶剂化作用，水解

21、与聚合溶胶的制备：溶剂化作用，水解与聚合 溶胶向凝胶的转变：胶凝作用，胶凝点溶胶向凝胶的转变：胶凝作用，胶凝点 凝胶向特定无机材料的转变。凝胶向特定无机材料的转变。4、溶胶凝胶的工艺步骤、溶胶凝胶的工艺步骤2930溶胶凝胶合成法比较溶胶凝胶合成法比较Sol-Gel 过程类型过程类型化学特征化学特征凝胶凝胶前驱体前驱体应用应用胶体型胶体型调整调整pH值或加入电值或加入电解质使粒子表面电解质使粒子表面电荷中和，蒸发溶剂荷中和，蒸发溶剂使粒子形成凝胶使粒子形成凝胶1.密集的粒子形成凝胶网络密集的粒子形成凝胶网络2.凝胶中固相含量较高凝胶中固相含量较高3.凝胶透明，强度较弱凝胶透明，强度较弱前驱体溶胶

22、是由前驱体溶胶是由金属无机化合物金属无机化合物与添加剂之间的与添加剂之间的反应形成的密集反应形成的密集粒子粒子粉末粉末薄膜薄膜无机无机聚合物型聚合物型前驱体水解和聚合前驱体水解和聚合1.由前驱体得到的无机聚合物由前驱体得到的无机聚合物构成的凝胶网络构成的凝胶网络2.刚形成的凝胶体积与前驱体刚形成的凝胶体积与前驱体溶液体积完全一样溶液体积完全一样3.证明凝胶形成的参数凝胶证明凝胶形成的参数凝胶时间随着过程中的其它参数变时间随着过程中的其它参数变化而变化化而变化4.凝胶透明凝胶透明主要是金属烃氧主要是金属烃氧化物化物薄膜薄膜块体块体纤维纤维粉末粉末络合物型络合物型络合反应导致较大络合反应导致较大混

23、合配合体的络合混合配合体的络合物的形成物的形成1.由氢键连接的络合物构成凝由氢键连接的络合物构成凝胶网络胶网络2.凝胶在湿气中可能会溶解凝胶在湿气中可能会溶解3.凝胶透明凝胶透明金属醇盐、硝酸金属醇盐、硝酸盐或醋酸盐盐或醋酸盐薄膜薄膜粉末粉末纤维纤维31溶胶凝胶法制备陶瓷微粉例溶胶凝胶法制备陶瓷微粉例例例1：以无机盐为前驱体，采用粒子溶胶路线制备：以无机盐为前驱体，采用粒子溶胶路线制备Fe2O3微粉；微粉；例例2：以金属烷氧基化合物为前驱体，制备：以金属烷氧基化合物为前驱体，制备Al2O3微粉微粉例例3：以金属烷氧基化合物为前驱体，制备：以金属烷氧基化合物为前驱体，制备BaTiO3微粉微粉例例

24、4：以金属烷氧基化合物为前驱体，采用溶胶凝胶路线，配合水热处理，制备：以金属烷氧基化合物为前驱体，采用溶胶凝胶路线，配合水热处理，制备TiO2粉体，粉体，32以醇铝为前驱体制备氧化铝超细粉以醇铝为前驱体制备氧化铝超细粉1molAl(OC4H9)3100molH2OAl的氢氧化物沉淀的氢氧化物沉淀AlOOH溶胶溶胶湿凝胶湿凝胶干凝胶干凝胶形成形成,等过渡形式等过渡形式Al2O3水解水解T=80C80C,HCl，HNO3或或HAC胶溶胶溶蒸发，失水和丁醇蒸发，失水和丁醇干燥干燥灼烧灼烧- Al2O3500-1200 CSol萃取（醚）萃取（醚）失丁醇失丁醇失水失水注意：温度必须高于注意：温度必须高

25、于80C胶溶剂量、pH影响胶粒大小、形状和结构33氢氧化钡的乙二醇单甲醚溶液钛酸正丁脂的乙醇溶液无定形BaTiO3凝胶1:1溶胶灼烧蒸馏水和乙二醇单甲醚的混合液溶胶凝胶法制备复合氧化物粉体溶胶凝胶法制备复合氧化物粉体溶胶凝胶法制备钛酸钡的工艺流程图溶胶凝胶法制备钛酸钡的工艺流程图 34在在不同pH值下制备的BaTiO3粉体的TEM照片 (a) pH=4, (b) pH=7, (c) pH=935钛酸乙酯控制水解制备钛酸乙酯控制水解制备TiO2超细粉超细粉Ti(OC2H5)4+C2H5OH +H2O 无定形无定形TiO2高压釜中水热反应处理高压釜中水热反应处理，200-300C，1.56-8.6

26、MPa锐钛矿型锐钛矿型TiO2粉粉干燥，成型，烧结干燥，成型，烧结连续流动反应法连续流动反应法r=0.98/0.26加水和有机物调浆，加水和有机物调浆，pH=0真空过滤真空过滤 0.3m微孔过滤器微孔过滤器36溶胶凝胶法制备超细粉体的特点：溶胶凝胶法制备超细粉体的特点：优点：优点：温和的制备反应条件；温和的制备反应条件；纯度高；纯度高；颗粒细，易于制备纳米尺度的粉体，粒径分颗粒细，易于制备纳米尺度的粉体，粒径分 布窄；布窄；分散性好，活性高，烧结温度比高温固相反分散性好，活性高，烧结温度比高温固相反 应温度低得多；应温度低得多；化学组成与相组成均匀，尤其对多组分体系化学组成与相组成均匀，尤其对

27、多组分体系以此粉体为前驱物，所得的功能材料性质优以此粉体为前驱物，所得的功能材料性质优 异异37溶胶凝胶法的工艺过程溶胶凝胶法的工艺过程385. 溶胶溶胶-凝胶工艺参数凝胶工艺参数 溶胶凝胶溶胶凝胶凝胶处理干燥及热处理前驱体选择反应配比反应时间溶液pH值反应时间金属离子半径络合剂催化剂干燥方法热处理工艺老化方式老化时间静止老化加入老化液常压干燥超临界干燥冷冻干燥396. 溶胶凝胶法应用溶胶凝胶法应用1) 粉体材料粉体材料2) 块体或多孔材料块体或多孔材料3) 纤维材料纤维材料4) 薄膜及涂层材料薄膜及涂层材料5) 气凝胶气凝胶40材料可掺杂范围宽，化学计量准，易于改性材料可掺杂范围宽，化学计量

28、准，易于改性溶胶凝胶制备陶瓷粉体具有制备工艺简单、无需昂贵的设备具有制备工艺简单、无需昂贵的设备大大增加多元组分体系化学均匀性大大增加多元组分体系化学均匀性反应过程易控制，可以调控凝胶的微观结构反应过程易控制，可以调控凝胶的微观结构产物纯度高等产物纯度高等1) 粉体材料粉体材料n 采用溶胶凝胶合成法，将所需成分的前驱物配制成混合溶液，经凝胶化、热处理采用溶胶凝胶合成法，将所需成分的前驱物配制成混合溶液，经凝胶化、热处理后，一般都能获得性能指标较好的粉末后，一般都能获得性能指标较好的粉末。 凝胶中含有大量液相或气孔，在热处理过程中不易使粉末颗粒产生严重团聚凝胶中含有大量液相或气孔，在热处理过程中

29、不易使粉末颗粒产生严重团聚同时此法易在制备过程中控制粉末颗粒度。同时此法易在制备过程中控制粉末颗粒度。 钛酸四丁脂体系纳米钛酸四丁脂体系纳米TiO2粉末粉末 41 胶质晶态模板胶质晶态模板 结构性多孔复制品结构性多孔复制品 气凝胶块体气凝胶块体 气凝胶隔热气凝胶隔热2) 块体或多孔材料块体或多孔材料多孔材料是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。多孔材料是由形成材料本身基本构架的连续固相和形成孔隙的流体所组成。 将金属醇盐溶解于低级醇中，水解得到相应金将金属醇盐溶解于低级醇中，水解得到相应金属氧化物溶胶；调节属氧化物溶胶；调节pHpH值，纳米尺度的金属氧值，纳米尺度的金属氧化

30、物微粒发生聚集，形成无定形网络结构的凝化物微粒发生聚集，形成无定形网络结构的凝胶。将凝胶老化、干燥并作热处理，有机物分胶。将凝胶老化、干燥并作热处理，有机物分解后，得到多孔金属氧化物材料（一般为陶瓷）解后，得到多孔金属氧化物材料（一般为陶瓷） 溶胶凝胶溶胶凝胶模板工艺模板工艺多孔材料多孔材料42溶胶凝胶制备的Al2O3-YAG纤维 3) 纤维材料纤维材料前驱体经反应形成类线性无机聚合物或络合物，当粘度达前驱体经反应形成类线性无机聚合物或络合物，当粘度达10100Pas时，通过挑丝或时，通过挑丝或漏丝法可制成凝胶纤维，热处理后可转变成相应玻璃或陶瓷纤维漏丝法可制成凝胶纤维，热处理后可转变成相应玻

31、璃或陶瓷纤维 克服了传统直接熔融纺丝法因特种陶瓷难熔融而无法制成纤的困难，工艺可以在低克服了传统直接熔融纺丝法因特种陶瓷难熔融而无法制成纤的困难，工艺可以在低温下进行，纤维陶瓷均匀性好、纯度高温下进行，纤维陶瓷均匀性好、纯度高 初始原初始原料料混合搅拌前驱体溶前驱体溶胶胶浓缩粘性溶胶粘性溶胶纺丝凝胶纤维凝胶纤维干燥干燥热处理热处理陶瓷纤维陶瓷纤维43PLZT陶瓷纤维扫描电镜照片莫来石凝胶纤维SEM照片44Pb1-1.5xLaxZryTi1-yO3(x=0.065,y=0.53)(PLZT) 陶瓷纤维制备水合乙酸铅（过量2）乙酸镧 135oC干燥8h钛酸正丁酯乙酸氧锆乙二醇单甲醚乙酰丙酮回流0.

32、5hH2O：PLZT =1:2PLZT 溶胶75oC0.11.0m.s-1100m微孔3540 m凝胶纤维水解24h，80oC烘12h以上烧结：35oC/min至850oC，保温2h，在3oC/min，升温至1250oC,保温90min，自然降温PLZT陶瓷纤维454) 薄膜及涂层材料薄膜及涂层材料工艺流程工艺流程：将溶液或溶胶通过浸渍法或旋转涂膜法在基板上形成液膜，经凝胶化后通过将溶液或溶胶通过浸渍法或旋转涂膜法在基板上形成液膜，经凝胶化后通过热处理可转变成无定形态（或多晶态）膜或涂层热处理可转变成无定形态（或多晶态）膜或涂层 成膜机理成膜机理：采用适当方法使经过处理的陶瓷基底和溶胶相接触，

33、在基底毛细孔产生的附采用适当方法使经过处理的陶瓷基底和溶胶相接触，在基底毛细孔产生的附加压力下，溶胶倾向于进入基底孔隙，当其中介质水被吸入孔道内同时胶体粒子的流动加压力下，溶胶倾向于进入基底孔隙，当其中介质水被吸入孔道内同时胶体粒子的流动受阻在表面截留，增浓，缩合，聚结而成为一层凝胶膜。对浸渍法来说，凝胶膜的厚度受阻在表面截留，增浓，缩合，聚结而成为一层凝胶膜。对浸渍法来说，凝胶膜的厚度与浸渍时间的平方根成正比，膜的沉积速度随溶胶浓度增加而增加，随基底孔径增加而与浸渍时间的平方根成正比，膜的沉积速度随溶胶浓度增加而增加，随基底孔径增加而减小减小 优点：优点：膜层与基体的适当结合可获得基体材料原来没有的电学、光学、化学和力学等方膜层与基体的适当结合可获得基体