新型MAX相Nb 4 AlC 3 的制备及性能研究

发布时间：2021-03-05 06:56

　　MAX相是一大类的三元过渡金属化合物,多种化学键的共存使其兼具陶瓷和金属的诸多优良性能,具有广泛的应用前景。Nb₄AlC₃作为众多MAX相中的一员,具有十分优异的高温力学性能,被认为是最有希望作为高温结构材料使用的MAX相之一。但其室温下的强度和硬度相对较低。另一方面,在Nb₄AlC₃的氧化过程中,由于Al不能发生优先氧化形成Al₂O₃膜,使其抗氧化性能较差。因此,若能进一步改善其室温力学性能和抗氧化性能,将会更有利于实现它的高温应用。此外,利用MAX相中MX片层与Al之间的弱结合力,可以成功将Al刻蚀掉,从而制备出一种新型的二维碳化物材料,称之为“MXene”。其作为锂离子电池电极材料被研究的较多。稳定的层状结构能够提供较多的锂离子嵌入位点。而钠离子电池具有与锂离子电池类似的电化学工作原理。且相对于锂,钠的储存量更加丰富,价格更加低廉,被认为是最具希望的下一代二次电池之一。寻找合适的电极材料从而提高钠离子电池的容量一直是人们研究的重点。因此,探索二维MX... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所)上海市

【文章页数】：157 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

MAX相组成元素在元素周期表中的位置

新型 MAX 相 Nb4AlC3的制备及性能研究，以此类推。从高分辨 TEM 衬度尺度看清 MAX 相的层状堆垛结构Ti3SiC2[4]和 β-Ta4AlC3[5]在（12 10中，每两排亮的 V 原子层被一层暗 Ti 原子层被一层暗的 Al 原子层隔被一层暗的 Al 原子层隔开。MAX的层状结构特征，如图 2.4 所示。粒，可以明显地看出，Ti3SiC2晶粒间的裂纹桥，从断裂处的变形晶征。而正是由于这些晶体学上的特 2.4（c）所示。

可以明显地看出，Ti3SiC2晶粒沿 ab 方向择优生长。图2.4（b）为 Ti3SiC2晶粒间的裂纹桥，从断裂处的变形晶粒可以看出 Ti3SiC2晶粒具有明显的层状结构特征。而正是由于这些晶体学上的特征，使得 MAX 相陶瓷的晶粒呈板条状，如图 2.4（c）所示。图 2.2 MAX 相的晶体结构Fig. 2.2 The crystal structures of MAX phases.图 2.3（a）V2AlC[3]，（b）Ti3SiC2[4]和（c）β-Ta4AlC3[5]在（12 10）方向的高分辨 TEM 图像Fig. 2.3 The HRTEM images along (12 10) direction of (a) V2AlC[3], (b) Ti3SiC2[4]and (c) β-Ta4AlC3[5].

【参考文献】：
期刊论文
[1]原位热压烧结制备NbC增强Nb4AlC3复合材料及其力学性能研究[J]. 张波,杨建,余磊,潘丽梅,丘泰,胡春峰.  人工晶体学报. 2014(05)
[2]MAX相陶瓷的制备、结构、性能及发展趋势[J]. 郑丽雅,周延春,冯志海.  宇航材料工艺. 2013(06)
[3]铌基合金抗高温氧化研究进展[J]. 赵陆翔,郭喜平.  材料导报. 2006(07)
[4]SHS技术研究进展——纪念SHS技术诞生三十周年[J]. 傅正义.  复合材料学报. 2000(01)



本文编号：3064777