ti3alc2 分子量

ti3alc2 分子量

Ti3AlC2的分子量:194.6。

拓展资料

钛碳化铝为MAX相，是Nowotny等人率先提出的化学概念。

引言

MAX相的研究可追溯到20世纪60年代。2000年，Barsoum将此类材料统称为“M n+1AX n相”（简称MAX相）。

其中M为过渡族金属元素，A为主族元素，X为C或者N。

根据通式中n值的不同（即MX片层厚度的不同），MAX相可以分为M2AX相（211相）、M3AX2相（312相）、M4AX3相（413相）等。作为一个新的陶瓷家族，MAX相不断发展壮大，以M2AX相为例，其数量接近50种，M3AX2相和M4AX3相分别为7种和8种。

MAX相的外观形态主要有粉末、块、薄膜三种。制备方法与其外观形态有一定的关系。粉末状的MAX相可以在高温真空中制备；块状MAX相材料通过利用热压（HP）和热等静压方法（HIP）得到；薄膜状的MAX相材料则用PVD 方法制备。工业化生产MAX相已有报道。相比之下，利用纯净粉末进行无压烧结更适用于大规模工业化生产。

结构与性能

三元层状化合物MAX相是一种新型金属陶瓷功能材料，微观上是六方层状结构，由MX层和A原子层交替排列组成。211、312、413相的主要区别在于晶体中每两层A原子层之间M原子个数。换言之，M n+1AX n相是由n+1个MX 片层和1个A层原子面交替堆垛所组成。MX之间以强共价键结合，MX片层与A原子面间以弱共价键结合，使得A原

子较易脱离MX片层的束缚。这一独特的化学键性质，赋予了MAX相优异的性能。随着MX片层厚度的增加，性能接近于相应的M-X二元碳化物，通过调整MX片层厚度可以改善MAX相的性能。

MAX相材料综合了陶瓷材料和金属材料的许多优点，包括低密度、高模量、良好的导电（导热）性、抗热震性以及优良的抗高温氧化性能等。

MAX相的晶体结构及M-X间的强共价键特征使其具有较高的弹性模量和强度，而较低的剪切模量来源于MX片层和A原子面间的弱结合。同一体系的MAX相中，MX片层的增厚，其体模量和弹性模量不断增加。所以，通过MX片层的厚度来获得具有更高模量的MAX相陶瓷材料。

作为高温结构材料，不仅要有良好的高温力学性能，还要拥有优异的抗氧化性能。抗氧化性能主要取决于材料在高温氧化过程中能否生成致密的保护性氧化膜，如氧化铝、二氧化硅等。钛碳化铝（Ti3AlC2）在氧化过程中由于Al的选择性氧化可以生成连续的Al2O3保护膜，实验研究结果也表明钛碳化铝（Ti3AlC2）具有优良的抗热循环能力，生成的氧化膜致密、与基体结合良好，没有剥落。钛碳化硅（Ti3SiC2）在高温下的氧化膜分为两层，外层是TiO2，内层为TiO2和SiO2的混合物，氧化膜的致密性及与基体的黏附性均较好。

应用

Ti-Al-C体系MAX相中的Al在氧化过程中可以快速扩散并发生选择性氧化进而生成一层致密的Al2O3膜，防止基体材料被进一步氧化。钛碳化铝（Ti3AlC2和Ti2AlC）与生成的Al2O3之间界面的微观结构使得该体系材料具有高温自愈合能力。在高温环境中，材料表面的裂纹或者刻痕被该氧化物填充，从而使材料恢复原来的性能，尤其是力学性能。

这种特性对保持材料的力学性能、提高材料的稳定性和可靠性具有重要意义，使其更有望应用于高温环境。

钛碳化铝（Ti3AlC2和Ti2AlC）在高温下Al的快速扩散及选择性氧化的特性分别实现了材料自身的对焊接和层与层之间的焊接。钛碳化铝（Ti3AlC2和Ti2AlC）自焊接所得层状材料的断裂韧性较单相材料得到大幅度提升。

同样利用MAX相中钛碳化铝（Ti3AlC2）中Al片层和TiC片层间的弱结合，使用氢氟酸（HF）可以将钛碳化铝（Ti3AlC2）中的Al剥蚀而制备新型的二维碳化物，称之为“MXene”，其形貌与石墨烯类似。MXene良好的导电能力使其可能作为锂离子电池材料。

MAX相产品，尤其是钛碳化硅（Ti3SiC2）具有较高的抗损伤容限、良好的力学、热学性能等一系列特性，使其可能应用于第四代核反应堆中，作为气冷快堆中核燃料的包壳材料。近年来，钛碳化硅（Ti3SiC2）的抗幅照损伤能力引发越来越多的关注。