Metoda sol-gel

Metoda sol-gel

Primele studii privind obtinerea alcoxizilor si condensarea acestora cu obtinerea unor geluri au fost facute de catre Ebelman si Graham intre anii 1846-1864. Hurd si Kistler au pus in evidenta in anii 1930 existenta unui schelet solid in structura gelului, utilizand pentru prima data uscarea supercritica

In anul 1939, Geffcken a elaborat primul patent [49] ce demonstra posibilitatea utilizarii metodei sol-gel in realizarea unor acoperiri pe baza de SiO₂ si TiO₂ iar in anul 1953 au fost introduse pe piata primele acoperiri cu aceste materiale. Industria ceramica a inceput sa manifeste interes fata de metoda sol-gel intre anii 1960-1970, cand s-a demonstrat posibilitatea fabricarii de sticle, vitroceramici si alte diferite materiale ceramice utilizand aceasta metoda. Un exemplu in acest sens il constituie obtinerea sticlelor borosilicatice Duran.

Dupa primele publicatii in domeniu si dupa o perioada de mai multi ani, metoda sol-gel s-a dezvoltat spectaculos.

Succesul procesului sol-gel este datorat numeroaselor posibilitati chimice pe care le ofera in domeniul obtinerii de sticle [50,51], fibre ceramice [52,53], filme [54,55], materiale dielectrice [56,57], membrane [58,59], pulberi ceramice [60,61], catalizatori [62-63], sau pigmenti [64-65].

Procesul sol-gel s-a impus in tehnica datorita multiplelor avantaje pe care le prezinta cele mai importante fiind:

posibilitatea obtinerii unor materiale foarte pure si omogene cat si a unor compozitii ce nu pot fi preparate prin metode conventionale;

posibilitatea de a induce din conditiile de sinteza o porozitate uniforma, prestabilita precum si forme si dimensiuni controlate ale particulelor produsului finit;

eliminarea unor operatii costisitoare pe care le implica metoda ceramica traditionala cum sunt macinarea sau omogenizarea.

Metoda sol-gel consta in prepararea unor geluri oxidice prin hidroliza si policondensarea anumitor precursori. Gelul obtinut prezinta proprietati mecanice intermediare intre cele ale fluidelor si solidelor, datorita dezvoltarii unei structuri spatiale organizate intr-o retea rigida, interconectata, cu pori de dimensiuni submicronice si lanturi polimerice ale caror lungime medie este mai marc de l μm. Dupa un proces de densificare a gelului prin uscare in conditii bine stabilite, produsul final mono sau polioxidic se obtine printr-un tratament termic in cadrul caruia se ard substantele organice, au loc descompuneri si formari de noi compusi oxidic