SOL-GEL Technology

Lisa C. Klein

شرح:

تکنولوژی سل ژل (Lisa C. Klein): فرایند سل-ژل (به انگلیسی: Sol-gel) که همچنین با نام رسوب‌دهی محلول شیمیایی (به انگلیسی: Chemical Solution Deposition) از آن یاد می‌شود، یک روش شیمی تر است که در مهندسی و علم مواد و مهندسی سرامیک به طور گسترده استفاده می‌شود. این روش معمولاً برای تولید مواد (به عنوان مثال اکسید فلزات) با شروع از یک محلول کلوئیدی(سل) که به عنوان پیش‌ماده برای یک شبکه به‌هم‌پیوسته (ژل) از ذرات گسسته یا پلیمرهای شبکه‌ای است، بکار می‌رود. پیش‌ماده‌های معمول شامل آلکوکسید و نمک فلزات (از قبیل کلریدها، نیتریدها و استات ها)هستند که تحت واکنش‌های مختلف هیدرولیز و بسپارش مرحله‌ای قرار می‌گیرند.. عموماً سل عبارت است از سوسپانسیون پایدار از ذرات جامد کلوئیدی و یا پلیمری که در یک مایع قرار دارند . این ذرات می توانند آمورف و یا کریستالی باشند . ذرات جامد کلوئیدی که ابعادی نانومتری دارند از طریق دو واکنش تشکیل می شوند به زبانی ساده‌تر سل مخلوطی است از جامدهایی با اندازه‌های متفاوت و بین ۱ تا ۱۰۰ نانومتر در آب که ته نشین نمی‌شوند و عبارتند از:۱) هیدرولیز: در اثر حل شدن نمک در آب، کاتیون فلزی با آب کمپلکس تشکیل می دهد . در این حالت انتقال جفت الکترون از مولکول آب به اربیتال های خالی کاتیون فلز واسطه وجود دارد . بار جزئی هیدروژن افزایش می یابد و مولکول آب خاصیت اسیدی پیدا می کند . بر اساس مقدار اسیدی بودن آب ، انواع واکنش های هیدرولیز را می توان د اشت. به طور کلی با افزایش دانسیته بار فلز، افزایش تعداد پل های یون های فلزی توسط لیگاند های اکسو و هیدروکسو و افزایش تعداد هیدروژن موجود در لیگاندها، هیدرولیز آسان تر می شود .۲) کندانسیون: این واکنش توسط دو مکانیزم مختلف هسته دوستی انجام می شود و بستگی به عدد همسایگی فلز دارد . وقتی عدد همسایگی مورد نظر مهیا باشد، کندانسیون توسط یک واکنش جانشینی هسته دوستی انجام می شود و وقتی عدد همسایگی مورد نظر فلز مهیا نباشد، افزودنی هسته دوستی وجود دارد. واکنش کندانسیون که در واقع نوعی پلیمراسیون محسوب می شود خود به دو دسته تقسیم می شود:۱- الیشن: یک فرایند کندانسیون است به طوری که پل های هیدروکسیدی بین دو فلز به وجود می آید.۲- اکسیلیشن: واکنش کندانسیونی است که در آن پل های اکسیژنی بین دو فلز به وجود می آید . ژل عبارت است از یک شبکه پیوسته سه بعدی متخلخل که یک فاز مایع را در خود جای داده است. دراکثر سیستم های سل – ژل، تشکیل ژل با ایجاد پیوندهای کووالانسی بوده و ژل برگشت پذیر نیست یعنی قابلیت برگشت به حالت سل را ندارد. اگر ژل حاصل دارای پیوندهای دیگری غیر از پیوند کووالانسی باشد می تواند برگشت پذیر باشد.

قالب بندی:pdf

تعداد صفحات :۴۲۳

حجم :۱۹٫۲۳MB

لینک دانلود

  مشاهده مطالب مرتب