Sol-Gel 공학의 개요

소개

신소재공학 및 화학공학에서 이용되고 있는 Sol-Gel 공학에 대한 원리와 개요.

목차

● 졸겔법의 분류 및 공정

●졸의 제조(가구분해/중축합반응)

본문내용

졸 겔법은 유리와 세라믹스를 제조하는 새로운 접근방법을 제시해 준다. 졸을 형성하게 되는 분자단위의 전구물(molecular precursor)을 사용하면 고체상의 망목이 수화-축합(hydroxylation-condensation)반응을 통해 얻어 진다. 따라서 무기중합에 관계된 화학반응을 잘 조절함으로써 유리와 세라믹스의 초미세구조공정(utrastructure processing)을 잘 제어할 수가 있다. 이러한 졸겔법에 관한 연구의 붐을 일으키게한 계기는 1974년경 Yoldas 와 Yamane가 겔 모노리스를 제조하면서 부터이다. 구후로 폭발적인 연구가 진행되어 보통 그렇듯이 기술이 졸겔과학을 앞서 갔다.
본고에서는 졸겔을 처음 연구하고자 하거나 졸겔에 관한 전체적인 윤곽을 잡고자 하는 연구자를 위해 졸겔의 전공정을 간단히 정리 하였다. 졸겔법은 실지로 물리학(프랙탈 기하학과 퍼콜레이션 이론), 화학(가수분해 및 축합 메카니즘) 그리고 세라믹(소결과 구조의 이완)을 함께 알아야 하는 범위가 넓고도 깊은 분야이므로 보다 깊은 내용을 원하는 연구자는 따로 열심히 공부하라.............히히히

여기서는 주로 알콕사이드를 이용한 졸겔법에 관해서 원료의 선택에서부터 공정순서대로 분석 및 응용까지를 간단히 기술한다. 특히 산,염기 상에서의 가수분해 축합단계의 영향을 알아본다.

● 졸겔법의 분류 및 공정

졸겔법이란 “졸겔 세라믹스(sol-gel derived ceramics)"를 제조하는 방법을 말한다. 다시 말하면 ”졸-->겔-->세라믹스“의 과정을 거치는 공정을 말한다. 여기서 졸(sol)이란 일반적으로 1~1000nm정도의 입자들로 이루어져 인력이나 중력의 작용이 무시할 정도로 작아 반데르 발스 인력이나 표면전하가 주로 작용하여 침전이 발생하지 않고 분산된 콜로이드 서스펜젼을 말한다. 이렇게 형성된 졸은 그 분산매인 용매의 제거에 의해 겔로 전이된다. 졸과는 달리 유동성이 상실된 겔을 열처리 하여 일반적인 세라믹스를 만든다.

참고자료

· 없음