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氮气流量及后续热处理对多弧离子镀制备Ti2AlN涂层的影响规律

杨英 , 董瑜亮 , 高立军 , 宫骏 , 姜辛 , 孙超

中国腐蚀与防护学报

利用电弧离子镀技术在1Cr18Ni9Ti基材上低温沉积Ti-Al-N涂层,研究氮气流量及热处理工艺对涂层微观组织结构的影响。结果表明,沉积态涂层中不含三元层状陶瓷Ti2AlN MAX相,可能含有Ti3AlN(反钙钛矿结构)、TiN、α-Ti、fcc-Al及TixAly金属间化合物等。涂层经退火后在一定条件下可以形成Ti2AlN。涂层中的N元素含量及退火温度对Ti2AlN的形成起到重要作用。N元素含量过多不利于Ti2AlN的形成;提高退火温度可以促进Ti2AlN的形成。透射电镜(TEM)分析结果表明,退火过程中Ti2AlN的形成伴随着涂层微观组织结构的转变,从明显的层状结构转变为细小的等轴晶结构。

关键词: 电弧离子镀 , Ti-Al-N coatings , Ti2AlN , MAX phase , microstructure

TEM investigations on layered ternary ceramics

Zhijun LIN , Meishuan LI , Yanchun ZHOU , null , null

材料科学技术(英文)

Layered ternary ceramics represent a new class of solids that combine the merits of both metals and ceramics. These unique properties are strongly related to their layered crystal structures and microstructures. The combination of atomic-resolution Z-contrast scanning transmission electron microscopy (STEM) and transmission electron microscopy (TEM), selected area electron diffraction (SAED), convergent beam electron diffraction (CBED) represents a powerful method to link microstructures of materials to macroscopic properties, allowing layered ternary ceramics to be investigated in an unprecedented detail. Microstructural information obtained using TEM is useful in understanding the formation mechanism, layered stacking characteristics, and defect structures for layered ternary ceramics down to atomic-scale level; and thus provides insight into understanding the ``Processing-Structure-Property" relationship of layered ternary ceramics. Transmission electron microscopic characterizations of layered ternary ceramics in Ti-Si-C, Ti-Al-C, Cr-Al-C, Zr-Al-C, Ta-Al-C and Ti-Al-N systems are reviewed.

关键词: Layered ternary ceramics , ternary , ceramics , MAX , phase , TEM , S

多孔Ti3SiC2金属间化合物的制备

李端阳 , 袁静 , 李松 , 秦高梧

金属功能材料 doi:10.13228/j.boyuan.issn1005-8192.2015052

Ti3SiC2金属间化合物综合了金属和陶瓷诸多优异性能,具有低密度、高弹性模量、高强度和高稳定性,同时表现出良好的塑性,是热和电的良导体,易于机械加工,抗热震性优良.为制备Ti3SiC2多孔材料,系统研究了Ti3 SiC2浆料的性质,通过水解和电动力学实验研究,结果表明,未添加分散剂的Ti3SiC2悬浮液在pH=4~11范围内很难保持浆料的稳定性.添加干粉质量分数为1%和1.5%的PEI可使Ti3SiC2悬浮液在pH=4~8范围内具有很高的稳定性.并在此工作的基础上,以聚氨酯海绵为模板,采用有机浸渍法及随后的高温煅烧获得了Ti3SiC2多孔材料.

关键词: 多孔材料 , MAX相 , Zeta电位 , 分散性 , 稳定性

Cu与三元层状化合物复合材料研究现状

陈艳林 , 祝亚希 , 方奇 , 危明敏 , 黎巧云 , 陈习 , 李宗育

硅酸盐通报

现代工业的需求,迫使铜为克服自身缺点而向合金化和弥散增强化发展.铜基复合材料我们早已不陌生,但是各种弥散增强相制成的复合材料有其自身缺点.本文回顾了常见的Cu基增强相以及他们的优缺点比较,简要介绍三元层状化合物Mn+1AXn的组成与结构以及其优异性能,并分别介绍了Ti3SiC2、Ti3AlC2、Ti2AlN Ti2AlC和Ti2SnC它们分别与Cu复合材料的研究进展和展望未来应用前景.

关键词: Cu , MAX相 , Ti3SiC2 , Ti3AlC2

二维纳米材料MXene的研究进展

郑伟 , 孙正明 , 张培根 , 田无边 , 王英 , 张亚梅

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2017.09.001

MXene是一类新型碳/氮化物二维纳米层状材料,一般是利用化学刻蚀的手段通过选择性刻蚀掉前驱体MAX相中的A原子层而得到.其通式可表示为Mn+1XnTx,其中M代表早期过渡族金属,X代表碳和/或氮,Tx代表MXene在刻蚀过程中产生的附着在其表面的官能团(-OH、-F、=O、等).采用一定的手段将多层MXene剥落,可获得类石墨烯形貌的单层MXene.MXene除了具备传统二维材料的性能外,还兼具良好的导电性、亲水性、透光性、柔韧性以及能量储存性能,在复合材料、润滑剂、环境污染治理、电池、电容器、催化、传感器、抗菌等领域具有潜在的应用价值.文章总结了MXene的制备、结构、性能和应用等方面的最新成果,并展望了其今后的研究方向.

关键词: MAX相 , MXene , 二维材料 , 刻蚀 , 制备 , 应用

高压对Ti2AlX(X=C,N)结构、弹性和电子性质的影响

李辉 , 罗至利 , 刘哲 , 夏晓宇 , 韩旭旭 , 余鸿洋 , 孙国栋

人工晶体学报

采用第一性原理方法,对比研究了Ti2AlC和Ti2AlN在高压下的结构、弹性和电子性质.结果表明,Ti2 AlC和Ti2AlN的品格常数a、c和体积V均随着外压的增大减小,但二者变化规律略有不同,都体现了材料的各向异性.通过对弹性常数、体模量、剪切模量、杨氏模量等弹性性质的分析,发现它们均随外压的增加而增大,并验证了Ti2AlC和Ti2AlN在0~50 GPa范围内的力学稳定性.此外,还从电子态密度的角度考察了Ti2AlC和Ti2AlN的电子性质,认为它们均具有共价键和金属键的双重特性,并发现在0 ~ 50 GPa范围内压力对态密度影响较小.本文计算结果与已有实验值和理论值吻合较好.

关键词: MAX相 , 弹性性质 , 电子性质 , 高压 , 第一性原理

部分MAX相在NaOH、H2SO4和HCl中的电化学性质

王苹梅柄初雷零

腐蚀学报(英文)

用热压的方法合成了若干MAX相化合物,包括相(Ti2AlCTi2AlN)和312相(Ti3SiC2Ti3AlC2;研究了它们在1 mol/L HCl1 mol/L NaOH1 mol/L H2SO4中的电化学性质及其结构与其稳定性的关系.结果表明:在所有溶液中,312MAX相比211相更稳定;Ti3SiC2 Ti3AlC2几乎在所有溶液里都发生钝化,而Ti2AlCTi2AlN1 mol/L HCl中活跃地溶解,还伴有大量气泡产生;Ti3SiC2Ti2AlCTi2AlN Ti3AlC2更稳定.

关键词: MAX相 , polarization curves , electrochemical behavior

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