[무기화학] [졸겔법]Sol-gel Process

소개

졸겔에 대한 정의부터 산업적 응용까지 체계적으로 정리되어 있는 높은 grade를 얻은 리포트 입니다.

목차

1.정의

2.종류 및 제조법
1)화학적
2)물리적

3. 산업적 응용

본문내용

2. 콜로이드 졸겔법

* 평균 직경이 50 ~ 500nm의 균일한 콜로이드 입자로 된 졸
* 성형한 건조 스지에 조밀하게 충진된 입자들
* 기공의 크기가 점차 감소하지만 기공은 완전히 제거되지 않으면서 소지의 점진적인 소 결과 수축의 진행
* 최종적으로 기공이 제거된 소지

일반적으로 알콕사이드 졸겔법의 출발물질로 사용되는 알콕사이드로부터 제조되는 중합겔(polymeric gel)은 공유결합에 의해 연결되므로 기계적 힘에 의해 재분산이 되지 않는 비가역적이고 영구적인 겔로서 화학적 겔로 볼수 있다. 반면에 콜로이드 졸겔법에서 반데르 발스힘에 힘에 의해 형성되는 입자겔(particular gel)은 분산이 가역적이므로 물리적 겔이다.

졸겔 세라믹스를 제조하는 졸겔 공정은 개략적으로 아래와 같다.
졸의 제조에 있어서 알콕사이드를 출발물질로 할 경우 다음 3가지의 일반적인 반응을 거친다.

▶ 가수분해(Hydrolysis)

M-OR + HO-M ----> M-O-M + ROH

▶ 축합(Condensation)

alcohol condensation(alcoxolation)

M-OR + HO-M ----> M-O-M + ROH

water condensation(oxolation)

M-OH + HO-M ----> M-O-M + H2O
이들 반응에 의해 형성된 졸 입자들은 중축합(polycondensation)에 의해 올리고머(oligomer)로 성장하게 된다. 이때 알콕사이드 금속원자의 반응기(functionality)의 수(f)에 따라 선형 사슬이나 원형 또는 f > 2 인 경우 3차원의 프랙탈 구조를 지니게 된다.
프랙탈 구조는 퍼콜레이션 이론(percolation) 의 연구에 직접적인 관련이 있으므로 중요하다. 이러한 구조들은 계속되는 공정인 겔화, 겔의 숙성(aging), 건조 및 소결에 영향을 주게 된다.

참고자료

· 없음