Металлические волокна и изделия из них

Иванов А.А.

СИНТЕЗ ПОЛИФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОЛИАЛЮМОСИЛИКАТОВ ЗОЛЬ-ГЕЛЬ МЕТОДОМ

Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск, Россия, [email protected]

Свойства полученных золь-гель методом керамических покрытий во многом зависят от способов и условий приготовления растворов золей, из которых их фор- мируют. Научная разработка управляемого синтеза собственно в процессе форми- рования и модификации свойств покрытий определяет всю стратегию формирова- ния керамических покрытий, ибо на стадии синтеза закладываются фазовые, структурные и другие особенности, обуславливающие физические, механические, химические и эксплуатационные свойства покрытий.

Целью работы является синтез наноструктурированных полиалюмосиликат- ных гель-прекурсоров для формирования полифункциональных керамических по- крытий с заданными свойствами.

Формирование гомогенной микроструктуры покрытий осуществляли в две стадии: получение прекурсоров в качестве исходных соединений, затем их пре- вращение методами, позволяющими получить нано структурные единицы фазы заданной стехиометрии. Формирование покрытий достигали золь-гель методом, который включает процесс трехмерной поликонденсации гель-прекурсора посред- ством сшивания металлооксополимерных молекул в растворах.

Синтез гель-прекурсоров. В качестве исходных реагентов для синтеза гель- прекурсоров (полиалюмосиликаты различного состава) выбраны кремниевые ки- слоты. Синтез проводили в 3 стадии:

- I стадия: растворение кремниевых кислот при рН > 7;

- II стадия: гидролиз нитрата алюминия;

-III стадия: поликонденсация с образованием гель-прекурсора из олигокрем- ниевых кислот и O3N–Al–(OH)2.

На начальном этапе перехода золя в гель на третьей стадии сначала вводили мономерные порошки-прекурсоры методом ультразвукового диспергирования, за- тем синтез завершали собственно при формировании покрытия.

Мономерные нано порошки-прекурсоры получали методом допирования с использованием регулируемого химического осаждения, позволяющего получать порошки с максимальными выходами. В качестве исходного реагента использова- ли Al(NO3)3´9H2O. Для обеспечения максимальной полноты осаждения компонен- тов и высокой степени гомогенности осадков применили метод обратного осажде- ния.

Создание гель-композита и формирование керамического покрытия. Инклюзия наноразмерных мономерных порошков-прекурсоров происходила путем проникновения их частиц в дендритные пустоты гель-прекурсора. Молекулы мо- номерного порошка-прекурсора, внедряясь в дендритные надмолекулярные струк- туры, увеличивают межслоевые расстояния, взаимодействие между слоями осла- бевает, и под действием тепловых колебаний становится возможным диспергиро- вание нано частиц.

Таким образом, нам удалось получить полифункциональное покрытие на ос- нове композиционного наноструктурированного материала, состоящего из гель- прекурсора и равномерно распределенного в нем мономерного порошка- прекурсора.

Дата добавления: 2017-01-14