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溶胶凝胶法制备BNT-BKT压电陶瓷薄膜文献综述

 2021-10-06 13:57:40  

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文 献 综 述1. 溶胶凝胶法概论 溶胶(Sol)是具有液体特征的胶体体系,分散的粒子是固体或者大分子,分散的粒子大小在1~100nm之间。

凝胶(Gel)是具有固体特征的胶体体系,被分散的物质形成连续的网状骨架,骨架空隙中充有液体或气体,凝胶中分散相的含量很低,一般在1%~3%之间[1]。

溶胶-凝胶技术就是用含高化学活性组分的化合物作前驱体,在液相下将这些原料均匀混合,并进行水解、缩合化学反应,在溶液中形成稳定的透明溶胶体系,溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合,形成三维空间网络结构的凝胶,凝胶网络间充满了失去流动性的溶剂,形成凝胶[2]。

凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料。

该法历史可追溯到19世纪中叶,Ebelman发现正硅酸乙酯水解形成的SiO2呈玻璃状,随后Graham研究发现SiO2凝胶中的水可以被有机溶剂置换,此现象引起化学家注意。

经过长时间探索,逐渐形成胶体化学学科。

2. 溶胶凝胶的制备[3-7]2.1水解反应 金属或半金属醇盐前躯体的水解反应形成羟化物和相对应的醇。

M(OR)4 H2O→M(OH)4 ROH2.2缩聚反应 水解和缩合反应不断的进行,使SiO2形成网络结构,即形成凝胶。

2.3凝胶化 随着水解和缩合反应的进行, 溶剂中的自由水不断的被消耗,胶体浓度逐渐增加,聚合物进一步聚集长大成为小粒子簇,他们相互碰撞连接成大粒子簇,液相被包于骨架中失去流动性,进而发生凝胶。

2.4. 凝胶的干燥1) 一般干燥:把湿凝胶膜包裹的大量溶剂和水除去,进而得到干凝膜,干燥过程中由于体积的收缩使其开裂,开裂的原因主要是由毛细管力造成的,而此力又是由于填充于干凝胶骨架孔隙中的液体的表面张力所导致起,所以要减少毛细管力和增强固相骨架。

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