Ti3AlC2在750℃下的氧化行为和腐蚀行为的研究

Ti₃AlC₂属于三元层状化合物MAX相，兼具金属的韧性和陶瓷的耐高温、耐氧化、耐腐蚀的综合性能，可用作高温结构材料。本工作研究了Ti₃AlC₂MAX相块材的抗高温氧化和耐热盐腐蚀性能。结果表明，750℃时，Ti₃AlC₂样品的氧化168 h,氧化产物主要是α-Al₂O₃, TiO₂-Rutile和TiO₂-Anatase,氧化增重为2.4 mg/cm²;在伴有NaCl和水的条件下腐蚀240 h,腐蚀产物主要是α-Al₂O₃, TiO₂-Rutile, TiO₂-Anatase和Na₂TiO₃腐蚀增重为4.4 mg/cm²。Ti₃AlC₂的氧化和腐蚀动力...     

Ti3SiC2层状陶瓷的研究进展

Ti₃SiC₂层状陶瓷兼有金属和陶瓷的许多优良性能,具有高的热导率和电导率,易加工,同时具有良好的抗热震性、抗氧化性和高温稳定性。综合评述了Ti₃SiC₂陶瓷的结构、性能以及制备工艺,并对其在耐火材料行业中的应用前景进行了展望。     

Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术及其研究发展现状和发展趋势

Ni-Si金属间化合物具有很多优秀的性能，例如具有较高的力学性能、优秀的耐磨损性能和抗高温氧化性能等。Ni-Si金属间化合物包括Ni₃Si、Ni₂Si和NiSi,陶瓷材料也具有很多优秀的性能。陶瓷材料具有较高的力学性能，良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能，可以将Ni-Si金属间化合物与陶瓷相复合制备Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料。Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料具有较高的力学性能和良好的耐磨损性能和抗高温氧化性能等。笔者首先叙述了Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的制备技术、物相组成、显微结构、力学性能、耐磨损性能和抗高温氧化性能等，并叙述了Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势，并对Ni-Si金属间化合物/陶瓷复合材料的未来研究发展趋势和发展方向进行分析和预测。     

层状陶瓷复合材料的制备技术及其研究发展现状和趋势

层状陶瓷复合材料是以陶瓷材料为硬夹层,以氮化硼或石墨为软夹层,并且通过烧结工艺制备出具有层状结构的陶瓷复合材料.层状陶瓷复合材料具有较高的力学性能,良好的耐磨损性能和良好的耐腐蚀性能和良好的抗高温氧化性能等.层状陶瓷复合材料主要包括以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料,还有以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料.主要综述以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料和以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料的制备技术,物相组成,显微结构,力学性能和耐磨损性能,耐腐蚀性能和抗高温氧化性能以及其他性能等.并综述以氮化硼为夹层的层状陶瓷复合材料和以石墨为夹层的层状陶瓷复合材料的研究发展现状和发展趋势,并对层状陶瓷复合材料的未来研究发展趋势进行分析和预测.     

电爆炸超高速喷涂法在304不锈钢表面制备Ti3SiC2陶瓷涂层

针对Ti₃SiC₂材料制作流程复杂、制作成本高等问题,提出了电爆炸粉末喷涂Ti₃SiC₂涂层的方法。采用自主研发的粉末连续电爆炸喷涂设备在304不锈钢上进行了实验,通过分析电爆炸喷涂过程中的电压、电流波形及涂层表面和截面组织,考察了粉末粒径对喷涂质量的影响,并提出在Ti3SiC₂粉末中加入石墨粉来提高粉末导电性能进而提升能量沉积的方法。通过胶接对偶试样拉伸试验对涂层的结合力进行了测试。结果表明:随着Ti₃SiC₂粉末粒径减小,喷涂质量先提高后降低;在Ti₃SiC₂粉末中掺入10%(质量分数)石墨粉可获得高质量的Ti₃SiC₂涂层。     

三元层状可加工导电MAX相陶瓷研究进展

三元层状可加工导电陶瓷是一类键合具有明显各向异性的层状碳化物或氮化物,它通常又被称为MAX相陶瓷。MAX相陶瓷具有优良的可加工性,良好的导电、导热能力,可观的高温强度,同时还具有良好的热稳定性、抗氧化性、抗热震性和耐腐蚀性能。本文介绍了MAX相陶瓷的结构、性能以及制备方法和应用前景。     

可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势以及应用现状分析

先进陶瓷材料具有较高的力学性能,以及较高的抗高温氧化性能等。但是先进陶瓷材料由于硬度较高、可加工性能较差,导致陶瓷材料的机械加工成本较高,所以限制了陶瓷材料的广泛应用。为了改善和提高陶瓷材料的可加工性能,向陶瓷基体中加入六方氮化硼形成可加工氮化硼系复相陶瓷。可加工氮化硼系复相陶瓷具有较高的力学性能和优良的可加工性能,氮化硼系复相陶瓷可以进行机械加工。目前研究和开发的可加工氮化硼系复相陶瓷主要包括:Al_2O_3/BN复相陶瓷,ZrO_2/BN复相陶瓷,SiC/BN复相陶瓷,Si_3N_4/BN复相陶瓷,AlN/BN复相陶瓷等。目前可加工氮化硼系复相陶瓷的研究主要集中在氮化硼系复相陶瓷的制备工艺,力学性能,可加工性能,抗热震性能,抗高温氧化性能等。本文主要叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的制备工艺,力学性能和可加工性能,抗热震性能,抗高温氧化性能等。并叙述可加工氮化硼系复相陶瓷的研究发展现状和发展趋势,并对可加工氮化硼系复相陶瓷的未来发展趋势进行分析和预测。     

热爆反应在金刚石表面形成TiC、SiC和Ti3SiC2的多元陶瓷涂层

采用Ti/Si/碳黑/Al/金刚石粉体为原料,通过热爆反应,在金刚石颗粒的表面形成了陶瓷涂层。采用XRD和SEM分析观察了金刚石颗粒表面涂层的物相组成和显微形貌。结果表明：热爆反应后基体的组成为Ti₃SiC₂和TiC。添加金刚石对基体的物相组成影响很小。在原料中添加10%～40%的金刚石均可使反应后得到的金刚石表面具有良好的涂覆。反应后在金刚石表面形成了以TiC、SiC和Ti₃SiC₂的多元陶瓷涂层。     

Pd/N-Ti3CN催化剂的制备及其乙醇电氧化性能研究

本文通过对MAX相Ti₃AlCN进行不同时间的HF刻蚀(10～26h)和氨水(～25%)掺杂工艺,成功地制备一系列新型N掺杂Ti₃CN负载Pd基催化剂(Pd/N-Ti₃CN)。其中Pd/N-Ti₃CN-14h催化剂具有最高的电化学活性表面积、乙醇氧化电流密度(～40m A·cm^-2)和电化学稳定性。这种优异的电催化性能可以归因于合适的HF刻蚀和氨水掺杂的协同作用导致其明显层状结构的Ti₃CN载体。因此,Pd/N-Ti₃CN有潜力作为一类高性能乙醇电氧化的阳极催化剂。     

三元层状陶瓷Nb_4AlC_3的研究进展

Nb_4AlC_3是一个相对年轻的三元层状碳化物(MAX相),但因其优异的高温力学性能引起了广泛的关注,其抗弯强度可维持到1400℃而不出现下降,弹性模量可维持到1580℃而仅降低21%,在高温结构材料方面有良好的应用前景。本文主要介绍了Nb_4AlC_3陶瓷材料目前的研究进展以及对该材料的展望。     

Y3Al5O12–Al4SiC4复合耐火材料的设计与制备

以Al₄SiC₄为原料、Y₂O₃为添加剂，采用无压烧结制备Y₃Al₅O₁₂–Al₄Si C₄复合耐火材料，研究Y₂O₃添加量[0～5%(质量分数)]对复合材料物相组成、微观形貌与力学性能的影响，并通过DFT模拟计算Y³⁺对Al₄Si C₄不同晶面表面能的影响。结果表明：高温下Y₂O₃与Al₄SiC₄表面固有氧化层形成共晶液相，在复合材料晶界处生成Y₃Al₅O₁₂和少量Y₂SiO₅。Y₂O₃的添加促使Al₄Si C_4...     

MAX相及喷涂法制备MAX相涂层

MAX相作为新型的三元层状陶瓷材料,兼具陶瓷材料和金属材料的优良性能。性能的优异性使得其在诸多领域都有应用潜力,拥有广阔的使用前景。本文主要介绍该材料的结构、性能、制备方法以及利用喷涂法制备MAX相涂层的最新研究进展。     

《MAX相与MXene专辑》序

<正>我们熟知的金属材料一般具有良好的导电导热性、常温下可塑性变形、可切削加工、良好的抗热震与机械冲击性能、较低的硬度等特征;而陶瓷材料一般则具有较高的弹性模量、高温力学性能、抗氧化、耐腐蚀等特征。但是,兼备上述性能特征的材料直到MAX相作为一种新型材料出现在我     

Ti3C2Tx–Mg Fe2O4复合材料的制备及氨气气敏性能

开发一种性能优异的氨气气体传感器对人类健康和环境保护具有重要意义。利用溶胶凝胶法制备了MgFe₂O₄纳米材料,并通过乙醇超声分散法与Ti₃C₂T_x复合,制备了不同比例的Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料。随后,采用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析、Fourier红外光谱等方法对Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料的结构和形貌进行了表征,研究了不同比例Ti₃C₂T_x–Mg Fe₂O₄复合材料的气敏性能。结果表明：2.5%(质量分数) Ti₃C₂T_x–Mg Fe     

刚玉–Ti2O3共存物相在氧化气氛下的相变与形貌演变

刚玉-Ti₂O₃共存物相是通过调整低钛铁的冶炼工艺得到的一种冶金副产品，其中Al₂O₃和Ti₂O₃两相独立存在，可以作为耐火材料原料使用。通过热重–差热结合热力学分析得知原料中的Ti₂O₃在700℃左右开始氧化反应，Al₂O₃和TiO₂在1 263℃左右开始反应，将原料在不同温度空气气氛下保温3 h烧成，由XRD结合SEM结果可知在800℃左右Ti₂O₃完成氧化反应，在1 300℃受钛酸铝分解反应的影响，只有部分TiO₂和Al₂O₃在刚玉交界处反应生成片状Al₂Ti O₅。随着烧成温度升高至1 400℃和1 500℃，Al₂O₃和TiO₂     

Ti3C2MXene纳米片制备、改性及其光催化应用研究

近年来,利用光催化缓解环境污染和能源短缺问题受到广泛关注。Ti₃C₂MXene作为一种新型二维材料,具有丰富的表面基团、多活性位点以及优异的光热和导电性能,在光催化应用研究上逐渐深入。本文概述了Ti₃C₂MXene纳米片的结构、光电特性及合成方法,讨论了二维Ti₃C₂纳米片及其改性材料的复合结构,重点分析了Ti₃C₂纳米片在新型有机污染物降解、水分解产氢和CO₂还原的光催化应用研究进展,对Ti₃C₂纳米片的深入研究提供一定的参考价值。     

超高温稀土硼化物(Y1-xYbx)B6的制备及力学性能研究

六硼化钇(YB₆)高温下结构不稳定限制了其在超高温领域的应用,通过引入Yb元素,可形成高温稳定的(Y_1-xYb_x)B₆固溶体。本文以(Y_0.5Yb_0.5)₂O₃和B₄C为原料采用硼/碳热还原法制备了(Y_0.5Yb_0.5)B₆粉体,通过无压烧结实现了陶瓷致密化,并结合密度泛函理论计算综合分析了材料的晶体结构、微观形貌和力学性能。结果表明,在1 650 ℃下热处理,B₄C过量6.25%时合成的(Y_0.5Yb_0.5)B₆粉体纯度最高。在2 000 ℃下无压烧结获得的(Y_0.5Yb_0.5)B₆陶瓷致密度为95.80%,但晶粒尺寸偏大,可达(80.71±35.51) μm。通过两步烧结法所得陶瓷致密度、晶粒尺寸、硬度和断裂韧性分别为95.47%、(14.54±6.31) μm、(14.53±1.37) GPa和(2.81±0.34) MPa·m^1/2。陶瓷断口处与典型的高损伤容限陶瓷Ti₃SiC₂、Hf₃AlN的断口形貌十分类似,表明(Y_0.5Yb_0.5)B₆具有良好的损伤容忍度,有望提高超高温陶瓷的韧性与延性。     

CaTiO3添加对MgNb2O6微波介质陶瓷性能的影响

为了更好的满足无线通讯高频化的要求,采用固相法制备了温度系数近零的(1–x)Mg Nb₂O₆–xCaTiO₃(x=0,0.02,0.04,0.08,0.12,0.16)微波介质陶瓷。研究了CaTiO₃的加入量对MgNb₂O₆微观结构和介电性能的影响,探究各物相的形成和烧结行为。结果表明：适当的CaTiO₃加入量能够促进MgNb₂O₆的烧结,降低了烧结温度。通过X射线衍射分析,CaTiO₃与MgNb₂O₆在高温时会反应生成CaNb₂O₆和Ti₈O₁₅、Ti₂Nb₁₀O₂₉。增加CaTiO₃的加入量,会降低陶瓷的品质因数Q×f,但同时会提高其介电常数ε     

磁性MAX相陶瓷研究进展

MAX 相陶瓷综合了陶瓷材料和金属材料的诸多优点,包括低密度、高模量、良好 的导电/导热性能、优异的抗热震性能、抗损伤性能以及优良的抗高温氧化性能等,已经获得研 究者的广泛关注。近年来,带有磁性的 MAX 相陶瓷相继被发现并被成功制备。本文结合国内 外在该领域的发展现状,重点介绍当前已被发现磁性 MAX 相陶瓷的合成和磁性特性。     

一步法合成二维Ti3C2及其电化学性能研究

二维过渡金属碳/氮化物（MXene）是一种新型二维材料,可通过从MAX相前体中选择性刻蚀 A 原子层获得。在传统制备MXene的方法中,常用的刻蚀剂是氢氟酸。然而高浓度氢氟酸的使用,不可避免会带来安全问题,甚至破坏MXene的晶体结构,从而限制本征物理化学性能。从典型的碳化物前体Ti₃AlC₂出发,使用 NH₄BF₄作为刻蚀剂,有效降低体系中酸的使用量;在反应过程中,刻蚀 A 层的同时,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}进入堆垛层间,扩大层间距,弱化层间作用力。因此,仅通过简单手摇就可以实现高效剥离,得到具有完整晶体结构的二维Ti₃C₂。进一步测试了Ti₃C₂的电化学性能,结果显示,所得的Ti₃C₂具有优异的性能（扫描速率为5 mV?s^-1时为503 F?g^-1）和循环稳定性（在5 A?g^-1下循环10⁴次后电容保持率为95.8%）。本文为Ti₃C₂纳米片的合成及应用提供了新的思路。