溶膠(SoI)是由于化學反應(yīng)沉積而產(chǎn)生的微小顆粒（直徑<lOOnm）的懸浮液；凝膠( Gel)是水分減少的溶膠，即比溶膠黏度大的膠體。Sol-Gel法是指金屬有機或無機化合物經(jīng)溶液、溶膠、凝膠等過程而固化，再經(jīng)熱處理生成氧化物或其它化合物固體的方法。該方法可控制材料的微觀結(jié)構(gòu)，使均勻性達到微米、納米甚至分子量級水平。Sol-Gel法制備Si02陶瓷原理如下：
Si(OR)4 +4H20- Si(OH)4+4ROH（水解）
Si(OH)4 --Si02+2H20
溶膠一凝膠法主要用于制備氧化物陶瓷基復合材料。使用這種方法，可將各種增強劑加入基體溶膠中攪拌均勻，當基體溶膠形成凝膠后，這些增強組元穩(wěn)定、均勻地分布在基體中，經(jīng)過干燥或一定溫度熱處理，然后壓制燒結(jié)形成相應(yīng)的復合材料。該法具備的優(yōu)點是：在單相基體中能使其化學成分分布十分均勻；能制造成分均勻、多相的陶瓷基體；對纖維預制體，很容易進行浸滲；燒成溫度低，一般不超過1400℃，比傳統(tǒng)的燒成溫度要低幾百攝氏度。其缺點是所制的復合材料收縮率大，導致基體經(jīng)常發(fā)生開裂，且致密周期較長，制品孔隙率較高。
聚合物先驅(qū)體熱解法又稱先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法或先驅(qū)體裂解法，是近年來發(fā)展起來的一種纖維增強陶瓷基復合材料的制備工藝。與溶·膠一凝膠法相似，該方法也是以高分子聚合物為先驅(qū)體成型后使高分子先驅(qū)體發(fā)生熱解反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無機物質(zhì)，然后再經(jīng)高溫燒結(jié)制備成陶瓷復合材料。溶膠一凝膠法主要用于氧化物陶瓷基復合材料，而先驅(qū)體轉(zhuǎn)化法主要用于非氧化物陶瓷，目前主要以碳化物和氮化物為主，最常用的高聚物是有機硅（聚碳硅烷等）。例如以纖維預制件為骨架，真空排除預制件中的空氣，采用液體或熔融的聚合物等先驅(qū)體浸漬，交聯(lián)固化后再在惰性氣體保護下高溫裂解，重復浸漬裂解過程使材料致密化，最后在較高溫度下燒成。此方法可精確控制產(chǎn)品的化學組成、純度以及形狀，可制備形狀比較復雜的異型構(gòu)件。由于裂解時溫度較低（1000℃左右），材料制備過程中對纖維造成的熱損傷和機械損傷小。由于高溫裂解過程中有小分子氣體溢出，所以材料的孔隙率高，很難制備出完全致密的材料，制得的復合材料的性能不及化學氣相浸漬(CVI)法制備的材料的性能，但在一定程度上能滿足使用要求。
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本文“法凝膠和聚合物先驅(qū)體熱解法”由科眾陶瓷編輯整理，修訂時間：2019-03-16 17:07:44
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