⑧、不锈钢基体表面陶瓷涂层的制备及性能表征
日期：24-10-23 时间：11:09 来源： 进口杀菌搪瓷钢板
⑧、不锈钢基体表面陶瓷涂层的制备及性能表征
1 .3溶胶-凝胶法概述
1.3.1 溶胶-凝胶基本原理
溶胶-凝胶法制备陶瓷涂层技术是将金属醇盐或无机盐作为前驱体，溶于溶剂（水或有机溶剂）中形成均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解或醇解反应，反应生成几个纳米左右的粒子并形成溶胶，再以
溶胶为原料对各基材进行涂膜处理。溶胶膜经凝胶化及干燥处理后得到干凝胶膜，最后在一定温度下烧结得到需要的涂层。
溶胶-凝胶法的起始反应物包括无机化合物，如金属硝酸盐、金属氯化物及金属氧氯化物（MOClm-2），以及金属有机盐类，如金属醇盐、金属醋酸盐［
M(C₂H₃O2)］
小、金属草酸盐［
M(C₂O4)n-2］
。
金属多为Si 、Ti 、Al 、Zr 、In 、Sn 、Sb 、Mg 、Ca等。常用的溶剂有水、醇、如乙醇、乙二醇、异丙醇等；常用的催化剂有盐酸、氨水，此外还有醋酸、 硼酸、马来酸等；稳定剂有有机酸、二元
酸等。
溶胶-凝胶法的工艺原理主要为水解-聚合反应法，包括无机盐水解-聚合反应法和 金属醇盐水解-聚合反应法，常用的是后者。三个反应不断进行，从而形成一系列线性、颗粒状或网状产物。
1.3.2溶胶-凝胶的影响因素
影响溶胶-凝胶的主要工艺因素包括加水量、醇溶剂、稳定剂和催化剂等。
(1)加水量的影响
加水量直接控制着醇盐的水解速度。加水量往往用水和醇盐的物质的量比r 来表示。从理论上讲，若催化得当，r 在2~4的范围时，金属醇盐较容易形成线性或链状聚合体；r 在4~20的溶胶容易形成网
状或交联度较大的溶胶体系； r 大于20基本是得到颗粒型溶胶。
(2)醇溶剂的影响
醇溶剂主要有溶解程度、溶解稀释度和醇解度三个方面的影响。不溶于溶剂的醇盐以颗粒状存在于溶剂中，水解胶化困难；如果溶解稀释度较大则水解几率降低，醇解度高的醇盐容易发生醇代反应，
因此可以利用不同醇盐的活性差异来控制水解过程。
(3)稳定剂的影响
稳定剂是用于控制醇盐水解速度的一类物质。它是通过与醇盐缔合并形成空间位阻来降低酵盐水解产物的官能度( 即：functionality，指分子聚合反应时，能参与反应的官能团数)，以便获得稳定时间
足够长、颗粒形状可调的溶胶。不同的醇盐应选用不同的稳定剂，常用的稳定剂有机酸、二元醇、乙酰丙酮等。
(4）催化剂
溶胶凝胶法通常用酸、碱作为催化剂，但人们对酸、碱催化机理的认识不完全一致。一般认为醋催化的机理是，加入酸产生 H₃O+ 离子，发生亲电取代反应，水解初期水解速度快，后期逐渐降低，
水解过程中容易产生链状结构。随着链的伸展，以及链之间不断交联，最后形成线状交联的三维无规则网络结构。碱催化机理是加入碱产生 OH 离子，发生亲核取代反应，水解初期水解速度较慢，
后期逐渐加速，水解过程中容易产生团粒状高交联结构，进而形成高交联缩聚物凝胶，也可能形成沉淀。
