田 莉，付 超，李月明，范晓星，王恩哥，赵国瑞

1辽宁大学，沈阳110036

2松山湖材料实验室，东莞523808

3东莞理工学院，东莞523808

4中国科学院物理研究所，北京100190

目 录

I.前言 39

II.MAX相种类与结构特征 40

A.传统MAX相的结构特征 40

B.新结构MAX相 42

C.固溶体型MAX相 43

III.MAX相的制备 45

A.MAX相粉体与块体的制备 45

B.MAX相薄膜材料的制备 46

C.MAX相多孔结构的制备 47

IV.MAX相的物理性能 47

A.弹性性能 47

B.热学性能 49

1.导热系数 49

2.热容及热膨胀 50

C.磁性能 50

D.电磁屏蔽性能 51

E.电学性能 52

1.电阻率 52

2.霍尔系数和Seebeck系数 53

3.超导性 54

F.抗辐照损伤性能 54

V.MAX相的二维衍生物—MXene 55

VI.总结与展望 57

致 谢 57

参考文献 57

I.前言

1967年奥地利维也纳大学Nowotny课题组首次合成Ti3SiC2[1,2]，随后报道了一系列具有密排六方结构的碳化物，如Ti2GaC、V2AlC、Nb2InC、Cr2AlC、V2AlC以及Ti3GeC2等，并将这类化合物命名为“H-相”[3]，但由于当时受制备环境的限制，此类材料并未引起广泛关注。1996年，美国Drexel大学的Barsoum课题组通过热压合成了纯度较高的Ti3SiC2[4]，对其力学性能以及电学性能等进行了研究，揭示了这类材料的优异性能。2000年，Barsoum等人发表了一篇对此类材料的总结综述，首次将此类材料定义为Mn+1AXn相（简称MAX相）[5]，并对这类材料的微观结构、种类以及性能做了详细的总结。同时，该综述中还介绍了这类陶瓷材料的一系列优点，它们不但具有传统陶瓷材料的优异性能还拥有金属材料的优点，包括低的密度、高的模量、良好的导电导热性能、机加工性以及高温力学性能，其中部分MAX相（Cr2AlC、Ti2AlC以及Ti3AlC2等）还具有优异的抗氧化性能和氧化诱导自愈合能力。近期研究显示，几种典型MAX相如Ti3SiC2、Ti2AlC以及Ti3AlC2等具有优异的抗中子[6]、电 子 以 及He2+[7]、Ar2+[8]、Kr2+[9–11]、I−[12]、Xe2+[10,11,13,14]、Au+[9,15,16]等重离子辐照损伤能力。……