MAX相陶瓷,是一種以三元碳化物或者三元氮化物為主晶相的結(jié)構(gòu)陶瓷,是新型可加工陶瓷材料,其中的M代表過渡金屬元素,A代表主族元素,通常是III族元素或IV族元素,X代表碳元素或氮元素。
根據(jù)新思界產(chǎn)業(yè)研究中心發(fā)布的
《2025-2030年MAX相陶瓷行業(yè)風險投資態(tài)勢及投融資策略指引報告》顯示,MAX相陶瓷是層狀陶瓷,擁有獨特的納米層狀晶體結(jié)構(gòu),兼具金屬、陶瓷的優(yōu)良特性,通常具有優(yōu)良的導電性、導熱性、強度、韌性、耐磨性、耐高溫性、抗氧化性、耐腐蝕性、耐輻射性、自潤滑性、可加工性等特點,可以用作高溫結(jié)構(gòu)材料、高溫發(fā)熱材料、高溫電極材料、抗氧化防腐涂層材料等,能夠應用在極端環(huán)境中。
MAX相陶瓷應用范圍極為廣泛,可應用在生物醫(yī)學領(lǐng)域,以優(yōu)良的強度、耐磨性等特點用作植入物;可應用在能源領(lǐng)域,憑借耐高溫、強韌性、耐輻射優(yōu)點,能夠用作核反應堆結(jié)構(gòu)材料;可應用在軌道交通領(lǐng)域,用作受電弓材料,滿足耐高電流、耐高磨損、耐閃弧燒蝕等需求。
MAX相陶瓷還具有優(yōu)良的催化性能,疊加耐酸堿特性,可用于化工領(lǐng)域;二維MAX相陶瓷具有類似石墨烯的層狀結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異導電性,可用作導電材料、電化學儲能材料,能夠用來制造超級電容器、鋰離子電池等;MAX相陶瓷還可以應用在汽車、傳動機械、航空航天等領(lǐng)域。
MAX相陶瓷可以與其他材料復合以進一步提高綜合性能。陶瓷增強金屬基復合材料性能優(yōu)異,可以應用在汽車、航空航天、軍工等領(lǐng)域,與傳統(tǒng)陶瓷材料相比,MAX相陶瓷作為增強相更具優(yōu)勢。2023年,中國科學院金屬研究所團隊在《無機材料學報》期刊上發(fā)表了以“MAX相陶瓷增強金屬基復合材料:制備、性能與仿生設計”為題的論文。
新思界
行業(yè)分析人士表示,MAX相陶瓷制備工藝主要包括無壓燒結(jié)法(PLS)、熱壓燒結(jié)法(HP)、放電等離子燒結(jié)法(SPS)等。MAX相陶瓷包括碳化鈦硅陶瓷(Ti3SiC2)、鈦碳化鋁陶瓷(Ti2AlC)等產(chǎn)品,其中,碳化鈦硅陶瓷研究最為廣泛。
碳化鈦硅陶瓷的主要成分是碳化鈦硅化合物,19世紀80、90年代被發(fā)現(xiàn),20世紀90年代,美國德雷塞爾大學科學家利用熱壓法合成碳化鈦硅陶瓷,其導電、導熱性能極為優(yōu)異。鈦碳化鋁陶瓷中的鋁元素可以快速生成致密氧化鋁膜,此材料出現(xiàn)裂紋或劃痕時,在高溫條件下具有自愈合能力,穩(wěn)定性、可靠性優(yōu)異。