溶膠-凝膠法是一種材料製備技術,主要涉及以下步驟:
原料選擇。使用含高化學活性組分的化合物作為前驅體,通常是金屬醇鹽或無機鹽。
溶液製備。將這些原料在液相下均勻混合,形成低粘度溶液。
化學反應。通過水解和縮合化學反應,在溶液中形成穩定的透明溶膠體系。
凝膠形成。溶膠經過陳化,膠粒間緩慢聚合,形成三維網路結構的凝膠。
後處理。凝膠經過乾燥、燒結固化,製備出分子乃至納米亞結構的材料。
這種方法的特點包括:
分子水平上的均勻性。由於原料首先被分散到溶劑中形成低粘度溶液,可以在很短的時間內獲得分子水平的均勻性。
易於摻雜。經過溶液反應步驟,容易均勻定量地摻入一些微量元素,實現分子水平上的均勻摻雜。
較低的合成溫度。與固相反應相比,化學反應更容易進行,而且只需較低的合成溫度。
這種方法在生產超細粉末、薄膜塗層、纖維等材料方面得到了廣泛套用。然而,它也存在一些缺點,例如原料成本較高、有機溶劑對人體可能有害、過程時間較長等。