Ti3AlC2陶瓷，即鈦碳化鋁陶瓷，是一種MAX相陶瓷材料，是以三元碳化物為主晶相的結(jié)構(gòu)陶瓷，為六方晶系、層狀結(jié)構(gòu)，外觀呈現(xiàn)灰黑色，兼具陶瓷材料與金屬材料性能優(yōu)點(diǎn)。
金屬鋁表面接觸空氣，會(huì)與氧氣反應(yīng)生成氧化鋁（Al2O3）膜層。Ti3AlC2陶瓷的主要成分是Ti3AlC2化合物，其中的Al元素會(huì)氧化生成致密氧化膜，保護(hù)內(nèi)部材料不被氧化。Ti3AlC2陶瓷具有高溫自愈合能力，當(dāng)材料表面出現(xiàn)裂紋或者劃痕時(shí)，高溫條件下可以快速生成氧化鋁膜層，使材料具有愈合性能，從而保證材料的力學(xué)性能穩(wěn)定，可靠性提高。
Ti3AlC2陶瓷可以廣泛應(yīng)用在航空航天、核工業(yè)、汽車(chē)、機(jī)械、電力、能源、化工等領(lǐng)域。Ti3AlC2陶瓷在航空航天領(lǐng)域，可制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片、燃燒室高溫結(jié)構(gòu)件等；在核工業(yè)領(lǐng)域，可用作核燃料包殼材料；在機(jī)械領(lǐng)域，可用來(lái)制造軸承；在能源領(lǐng)域，可用作電極材料、電刷材料；在化工領(lǐng)域，可用作抗高溫氧化涂層、耐高溫腐蝕涂層。
利用含氟刻蝕液侵蝕MAX相可以獲得MXene。Ti3AlC2陶瓷是MAX相材料，在Ti3AlC2化合物中，Al片層與TiC片層之間弱結(jié)合，利用氫氟酸可將Ti3AlC2化合物的Al片層剝離，制備二維MXene材料。MXene結(jié)構(gòu)類(lèi)似石墨烯，具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、自潤(rùn)滑性，可以應(yīng)用在超級(jí)電容器、鋰離子電池等領(lǐng)域。因此，Ti3AlC2陶瓷也可用作Mxene前驅(qū)體。
Ti3AlC2陶瓷制備可以粉末鈦、粉末鋁、活性炭粉體為原料，采用熱壓燒結(jié)法（HP）、自蔓延高溫合成法（SHS）、放電等離子燒結(jié)法（SPS）、熱等靜壓法（HIP）等工藝制備得到。Ti3AlC2陶瓷中通常含有雜質(zhì)相，會(huì)對(duì)其性能造成不良影響，制備單相Ti3AlC2陶瓷難度大，因此其原材料選擇、制備工藝還在不斷改進(jìn)優(yōu)化。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國(guó)Ti3AlC2陶瓷相關(guān)研究機(jī)構(gòu)主要有武漢理工大學(xué)、焦作工學(xué)院、清華大學(xué)、云南民族大學(xué)、西安理工大學(xué)、吉林大學(xué)、長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)、哈爾濱工程大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等。
