1.3.8. Электроэрозионный способ

Электроэрозионный способ получения порошков осуществляется за счет электроискрового разряда в соответствующей среде и приводит к электроэрозионному диспергированию электродов. Действие плазмы ша­рового разряда способствует химическому взаимодействию диспергиро­ванного металла с окружающей средой. Электроэрозионным методом при использовании электродов из высокочистых металлов можно получать высокочистые порошки. Недостатком этого метода является невозмож­ность управлять параметрами шаровых разрядов.

1.3.9. Криохимвческин метод

Криохимический метод позволяет получать высокодисперсные по­рошки. Метод заключается в быстром замораживании распыленных рас­творов солей. Хорошие результаты дали опыты распыления в жидкий азот. Быстрое замораживание приводит к равномерному распределению частиц, т.е. компонентов, приближающемуся к их распределению в исходном рас­творе. Процесс усложняет удаление из гранул льда и делает его многоста­дийным, что является экономически не очень выгодным.

1.3.10. Методы разложения и твердофазный синтез

Методы разложения и твердофазный синтез в небрикетированном со­стоянии относятся к методам получения керамических порошков, где опреде­ляющими являются процессы в твердой фазе. Реакция разложения часто является одной из стадий процесса, например, разложения солей и гидрокси- дов, получаемых методом осаждения, электроэрозионным, криохимическим и другими методами. При использовании метода разложения процесс проводят настолько быстро, чтобы не допустить роста кристаллов и агрегации разла­гаемого вещества и получаемых продуктов. Особенно важен быстрый нагрев при синтезе сложных соединений. В противном случае исходные вещества или получаемые после разложения продукты могут выделиться в виде отдель­ных фаз, что нарушит равномерность их распределения в смеси и затруднит их химическое взаимодействие друг с другом. Для ускорения процесса рас­творы распыляют в горячую печь.

Хорошие результаты дает метод твердофазного синтеза, когда его осуществляют не в брикете и при использовании смесей из высокодисперсных монофракционных порошков.

1.3.11. Золь - гель метод

Одним из важных разделов ультраструктурной технологии является ис­пользование золь - гель процесса. Золь - гель метод получения керамики и стекла в последнее время стал областью интенсивного исследовательского интереса. Вероятно, это объясняется осознанными технологиче­скими возможностями:

• возможность получения полностью плотных аморфных твердых тел при температурах на сотни градусов ниже, чем температуры, требуемые по традиционным технологиям;

• возможность получения материалов с новыми распределениями со­ставляющих фаз;

• возможность получения материалов с регулируемым распределением частиц по размерам, а также тел с контролируемыми степенями пористости в широком диапазоне;

• возможность получения порошков высокой дисперсности (0,1-0,05 мкм) и чистоты благодаря тому, что можно избежать стадии измельчения;

• большая однородность материала, которая достигается за счет пере­хода от кристаллических материалов к растворам.

• большая степень химической чистоты, т.к. исключаются операции загрязняющие материал.

К недостаткам метода можно отнести: непригодность для получения крупномасштабных изделий, высокую стоимость сырьевых материалов, большую длительность процесса, значительную объемную усадку при по­лучении монолитных изделий, наличие остаточного углерода, вредность органических компонентов для здоровья.

Название метода золь - гель используют сравнительно недавно. По­этому это определение до сих пор еще не стало ясным и в достаточной степени определенным. Однако в основном под этим термином понимают следую­щее: золь - гель служит выражением дисперсного состояния, используемого в коллоидной химии.

Золи - это коллоидные системы, микрочастицы твердой фазы рав­номерно распределены в жидкой среде. Свойства золей определяются особен­ностями твердой фазы, размерами и формой диспергированных частиц, ха­рактером взаимодействия твердого вещества и жидкости. Роль диспергиро­ванных частиц могут играть и гигантские молекулы некоторых высокомоле­кулярных соединений. В случае низкомолекулярных соединений, отличаю­щихся поверхностной активностью, частицы твердой фазы образуют в золе мицеллы.

Гелями называют системы, промежуточные между твердыми телами и

жидкостями, состоящие из больших молекул (дисперсная фаза) и растворителя (дисперсионная среда). Частицы дисперсной фазы соединены между собой в пространственную сетку, которая содержит в своих ячейках дисперсионную среду.

Гели классифицируют по форме и по типу. По форме различают студни (лиогели), осажденные гели (коагели) и высушенные гели (ксерогели). По типу гели бывают неорганические (А1₂О₃, Fe₂O₃, Cr₂O₃, BaSO₄, СаСО₃, силикагель), органические, природные ВМС (крахмал, желатин, агар, каучук, пластмассы) и синтетические ВМС (поливинилацетат, полиакриловая кислота).

В соответствии с макроскопическими изменениями системы обычен процесс, протекающий в последовательности: жидкофазные реакци-> золь -> гель (микроскопический), сопровождающийся постепенным увеличением упорядоченности.

Необходимо отметить, что золь - гель процесс, в своем классическом ва­рианте, включает в отдельную стадию синтез золя. Но в области керамики и стекла термин золь - гель приобрел более широкое значение. Он также включает использование металлорганических соединений, например, алкок- сиды, которые могут быть частично гидролизованы и затем полимеризованы в обыкновенный гель, где классический золь никогда не существовал.

В том случае, когда не ясно, могут ли коллоидные частицы существовать на той или иной стадии процесса, когда нет доказательства наличия колло­идного золя, то использование термина золь - гель следует лучше понимать в значении - «застывание раствора».

Согласно принятой классификации существует два варианта золь - гель процесса: полимеризационный и коллоидный. В соответствии с этим разли­чают полимерные и коллоидные гели.