[發明專利]一種MAX相復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010216651.X
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111393167B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 宋育杰;張健寧;黃慶;陳科;何流;黃政仁
• 申請（專利權）人: 寧波材料所杭州灣研究院;中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: C04B35/56
• 分類號: C04B35/56;C04B35/565;C04B35/58;C04B35/622
• 代理公司: 南京利豐知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 王茹;王鋒

本發明公開了一種MAX相復合材料及其制備方法。所述MAX相復合材料的制備方法包括：將MAX相、陶瓷先驅體混合并固化成型，之后在惰性氣氛中于500?1300℃燒結處理，再經后處理獲得MAX相復合材料。本發明提供的方法首次將陶瓷先驅體用來對MAX相進行成型，在低溫常壓條件下實現MAX相的燒結，且所得的MAX相復合材料具有近凈型成型、易加工、高強度、抗腐蝕性和抗氧化性等特性，同時該復合材料在核能、航空、高耗能工業與環境、國防等領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本發明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種MAX相復合材料及其制備方法。

背景技術

MAX相材料是一種新型的可加工陶瓷材料，由于兼具了金屬材料和陶瓷材料的各自的一些優良性能，因此稱為金屬陶瓷材料。MAX相是具有六方晶格結構的納米層狀三元化合物，分子式為M_n+1AX_n，其中M為III B、IV B、V B、VI B族的前過渡金屬元素，A主要為IIIA和IVA族元素，X為碳和/或氮，n＝1～3。MAX相的晶胞由M_n+1X_n單元與A原子面交替堆垛而成，n＝1、2或3，通常簡稱為211，312和413相，目前合成的MAX相約有70余種。這類材料具備特殊的納米層狀的晶體結構，它們也因此而具有了良好的導電性、較高的韌性、良好的自潤滑性等性能；并且這類材料在電極材料，高溫結構材料，高溫發熱材料和化學防腐材料等方面也開始了廣泛的應用。MAX相的這一系列優異的性能使得該陶瓷材料在未來的使用方面具有了非常廣闊的前景，同時也引起了全世界研究者們對MAX相的廣泛關注。傳統的MAX相燒結方法采用熱等靜壓法(HIP)、熱壓燒結法(HP)、放電等離子燒結法(SPS)等，這些制備方法一般都需要在高溫高壓下才能進行。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種MAX相復合材料及其制備方法，以克服現有技術的不足。

本發明提供的方法不需要高溫高壓，同時還能提高材料的硬度等力學性能。

為實現前述發明目的，本發明采用的技術方案包括：

本發明實施例提供了一種MAX相復合材料的制備方法，其包括：

將MAX相、陶瓷先驅體混合并固化成型，之后在惰性氣氛中于500-1300℃燒結處理，再經后處理獲得MAX相復合材料。

本發明實施例還提供了前述方法制得的MAX相復合材料。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：

(1)本發明中首次實現MAX相與陶瓷先驅體的混合成型，且合成方法簡單，具有普適性；

(2)本發明中首次實現MAX在低溫常壓的條件下進行燒結，且合成方法簡單，具有普適性；

(3)本發明首次實現MAX相與陶瓷先驅體的混合，且具有流動性，粘度10cp～250000cp，實現了MAX相復雜形狀的成型；

(4)本發明制備的MAX相復合材料，兼具金屬和陶瓷的特點，具有高強度、抗腐蝕性、抗氧化等特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例1中MAX相復合材料的XRD圖；

圖2為本發明實施例1中MAX相復合材料的SEM圖；

圖3a-3c為本發明實施例1中MAX相復合材料的線掃描圖；

圖4a-4f為本發明實施例1中MAX相復合材料的元素分布圖；