solgelprosessilla

Solgelprosessi on märkäkemiallinen menetelmä, jolla metallioksidien esiasteista valmistetaan ensin kolloidinen liuos (sol) ja lopulta kiinteä geeli. Yleisiä esiasteita ovat metallialkoksidit, kuten Si(OR)4 ja Ti(OR)4. Hydrolyysi ja kondensaatioreaktiot johtavat M–O–M-sidosten muodostumiseen, ja muodostunut geeli muodostaa 3D-verkoston. Prosessia voidaan ohjata saavuttamaan erilaisia rakenteita ohuista pinnoitteista huokoisiin kerroksiin.

Prosessi etenee tyypillisesti kolmesta vaiheesta: esiasteiden hydrolyysi ja kondensaatio liuoksessa, gelin muodostuminen (gelation) ja geelin kuivaminen sekä densifikaatio. Gelistä voidaan valmistaa sekä ohu pinnoitteita ja kalvoja että hiukkas- ja huokoisia rakenteita, kuten aerogeelejä tai xerogeelejä. Lopullinen kiinteä materiaali saadaan, kun geeliä kuivatetaan ja tarvittaessa lämmitetään tiivistämiseksi. Näin saavutetaan lasi- tai keraaminen rakenne matalammissa lämpötiloissa kuin perinteisissä kovetusmenetelmissä.

Edut ja rajoitteet: Solgelprosessi mahdollistaa alhaisemmat lämpötilat, kunnon sekoitettujen komponenttien molekyylitasolla hallitun yhdistämisen sekä erittäin kontrolloidun pororakenteen. Se soveltuu sekä ohuiden pinnoitteiden että monikerroksisten kalvojen valmistukseen sekä huokoisten materiaalien tuotantoon. Rajoitteita ovat kuivumisvaiheen herkkyys kutistumiselle ja halkeilulle sekä vaatimukset huolelliselle liuosten hallinnalle ja kuivausmenettelyille.

Käyttökohteita ovat optiset ja suojaavat pinnoitteet, lasi- ja keraamit Pinnoitteet, huokoiset keraamiset ja aerogel-tyyppiset materiaalit sekä katalyyttien tukirakenteet ja sensorimateriaalit.

---