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(guò)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。
MAX相陶瓷應(yīng)用范圍極為廣泛,可應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,以優(yōu)良的強(qiáng)度、耐磨性等特點(diǎn)用作植入物;可應(yīng)用在能源領(lǐng)域,憑借耐高溫、強(qiáng)韌性、耐輻射優(yōu)點(diǎn),能夠用作核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料;可應(yīng)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(dǎo)電性,可用作導(dǎo)電材料、電化學(xué)儲(chǔ)能材料,能夠用來(lái)制造超級(jí)電容器、鋰離子電池等;MAX相陶瓷還可以應(yīng)用在汽車、傳動(dòng)機(jī)械、航空航天等領(lǐng)域。
MAX相陶瓷可以與其他材料復(fù)合以進(jìn)一步提高綜合性能。陶瓷增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料性能優(yōu)異,可以應(yīng)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(qiáng)相更具優(yōu)勢(shì)。2023年,中國(guó)科學(xué)院金屬研究所團(tuán)隊(duì)在《無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào)》期刊上發(fā)表了以“MAX相陶瓷增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料:制備、性能與仿生設(shè)計(jì)”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(wú)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(jì)80、90年代被發(fā)現(xiàn),20世紀(jì)90年代,美國(guó)德雷塞爾大學(xué)科學(xué)家利用熱壓法合成碳化鈦硅陶瓷,其導(dǎo)電、導(dǎo)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(shí),在高溫條件下具有自愈合能力,穩(wěn)定性、可靠性優(yōu)異。