Sol-Gel Science: The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing

COVER......Page 1
Title page......Page 2
Preface......Page 6
Acknowledgments......Page 7
Contents......Page 4
1) Introduction......Page 9
1. Sol-gel processing......Page 10
2. Historical sketch......Page 14
3. Background reading......Page 15
4. Glossary of abbreviations......Page 17
2) Hydrolysis and Condensation I. Nonsilicates......Page 19
1. Transition metals......Page 20
2. Aluminates......Page 38
3. Borate Systems......Page 48
References......Page 54
3) Hydrolysis and Condensation II. Silicates......Page 57
1. Aqueous silicates......Page 58
2. Hydrolysis and condensation of silicon alkoxides......Page 63
3. Muliticomponent silicates......Page 117
References......Page 123
4) Particulate Sols and Gels......Page 126
1. Aqueous metals salts......Page 127
2. Monodispersed particles from solution......Page 143
3. Other methods of making particles......Page 151
4. Dispersion of pyrogenic particles......Page 155
References......Page 157
5) Gelation......Page 160
1. Phenomenology......Page 161
2. Classical theory......Page 166
3. Percolation theory......Page 168
4. Kinetic models......Page 174
5. Experimental studies......Page 180
References......Page 185
6) Aging of gels......Page 186
1. Aging Processes......Page 188
2. Structure......Page 191
3. Syneresis......Page 195
4. Mechanical properties......Page 201
References......Page 210
7) Theory of deformation and flow in gels......Page 212
1. Driving forces for shrinkage......Page 213
2. Liquid transport......Page 219
3. Rheology of the porous network......Page 223
4. Theory of deformation......Page 227
References......Page 233
8) Drying......Page 235
1. Phenomenology......Page 236
2. Drying stress......Page 247
3. Avoiding fracture......Page 255
5. Summary......Page 262
References......Page 263
9) Structural Evolution during consolidation......Page 266
1. Structures of porous gels: xerogels and aerogels......Page 268
2. Structural changes during heating: amorphus systems......Page 282
3. Summary......Page 312
References......Page 313
10) Surface Chemistry and chemical modification......Page 317
1. Definition of surface......Page 318
2. Surface coverage of OH and OR......Page 319
3. Dehydroxylation......Page 323
4. Chemistry of dehydroxylated surfaces......Page 331
5. Composition modification......Page 336
6. Consequences of surface morpholohgy......Page 341
7. Summary......Page 342
References......Page 343
11) Sintering......Page 346
1. Theories of viscous sintering......Page 347
2. Experimental studies of viscous sintering......Page 356
3. Theory of sintering of crystalline materials......Page 368
4. Experimental studies of diffusive sintering......Page 371
5. Competition between sintering and crystallization......Page 374
6. Composites......Page 376
7. Summary......Page 377
Referenecs......Page 378
12) Comparison of gel-derived and conventional ceramics......Page 381
1. Thermodynamics anf kinetics......Page 382
2. Unique properties of sols......Page 387
4. Glasses......Page 389
5. Crystalline systems......Page 397
References......Page 399
13) Film formation......Page 402
1. Physics of film formation......Page 403
2. Precursor structure......Page 407
3. Deposition conditions......Page 418
4. Other coating methods......Page 422
References......Page 426
14) Applications......Page 428
1. Thin films and coatings......Page 429
2. Monoliths......Page 435
3. Powders, grains, and spheres......Page 437
4. Fibers......Page 440
5. Composites......Page 441
6. Porous gels ad membranes......Page 443
References......Page 444
INDEX......Page 449