Nowy materiał wodny Ti₃AlC₂: świecąca gwiazda w fazie MAX​

Na rozległym, rozgwieżdżonym niebie nauki o materiałach wciąż pojawiają się nowe materiały, przynosząc nowy świt rozwojowi różnych dziedzin. Wśród nich, Ti₃AlC₂, jako wybitny przedstawiciel Materiały fazy MAX, stopniowo staje się przedmiotem zainteresowania naukowców i inżynierów ze względu na swoje wyjątkowe właściwości i szerokie perspektywy zastosowania.

Ti₃AlC₂ jest węglikiem warstwowym potrójnym i członkiem rodziny faz MAX. W jego wzorze chemicznym M oznacza metal przejściowy tytan (Ti), A oznacza główny pierwiastek grupy aluminium (Al), a X jest pierwiastkiem węgla (C). Ten specjalny układ atomów nadaje Ti₃AlC₂ wiele doskonałych właściwości. Ma cechy zarówno metali, jak i ceramiki, z dobrą przewodnością elektryczną i cieplną metali oraz wysoką twardością, wysoką wytrzymałością i doskonałą odpornością na wysokie temperatury i korozję ceramiki. Na przykład twardość Vickersa Ti₃AlC₂ może osiągnąć 4-5 GPa, co jest lepsze niż w przypadku powszechnych stopów tytanu. Wytrzymałość na pękanie wynosi 6-8MPa・m¹/², co jest 2-3 razy więcej niż w przypadku tradycyjnej ceramiki. Wytrzymałość na ściskanie przekracza 800MPa. W powietrzu o temperaturze 1000℃ mikropęknięcia (< 50μm) mogą ulec całkowitemu wyleczeniu w ciągu 2 godzin, co świadczy o doskonałej zdolności do samoregeneracji pęknięć.

Doskonałe parametry sprawiają, że Ti₃AlC₂ jest bardzo przydatny w wielu dziedzinach. W dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki samoloty muszą działać w ekstremalnych warunkach, takich jak wysokie temperatury i wysokie ciśnienia. Wysoka wytrzymałość, odporność na wysoką temperaturę i dobra stabilność termiczna Ti₃AlC₂ sprawiają, że jest to idealny materiał do produkcji gorących elementów silników lotniczych i wysokotemperaturowych części konstrukcyjnych samolotów, co pomaga poprawić wydajność silnika, zmniejszyć masę samolotu i zmniejszyć zużycie energii. W dziedzinie energetyki jest również szeroko stosowany. W reaktorach jądrowych Ti₃AlC₂ może być stosowany jako materiał konstrukcyjny.

Niższy przekrój absorpcji neutronów aluminium i zdolność warstwy węglika tytanu do wychwytywania defektów napromieniowania sprawiają, że jego właściwości przeciwpęcznieniowe są 3 razy wyższe niż tradycyjnych stopów cyrkonu (rozszerzalność objętościowa <2% przy dawce 10²¹ n/cm²). W przypadku awarii utraty chłodziwa (LOCA), jako powłoka paliwa odpornego na awarie (ATF), okno czasowe na utrzymanie integralności można wydłużyć do 8-10 razy w porównaniu z tradycyjnymi stopami cyrkonu, znacznie poprawiając bezpieczeństwo i stabilność reaktorów jądrowych. Ponadto, poprzez określone procesy, takie jak trawienie 0.5% wag. roztworem HF w temperaturze 40℃ przez 12 godzin, można uzyskać pojedynczą warstwę Ti₃C₂Tx z Ti₃AlC₂ z wydajnością > 90% i powierzchnią właściwą 380m²/g (1.5 razy większą niż grafen). Materiał ten wykazuje efekt „pseudokondensatora” w zastosowaniach z ujemnymi elektrodami baterii litowych, utrzymując pojemność 150 mAh/g przy szybkości 100°C i wskaźnik utrzymania pojemności na poziomie 92% po 500 cyklach, co powinno przynieść przełom w technologii baterii.

Obecnie naukowcy nadal pogłębiają swoje badania nad Ti₃AlC₂. Niedawno zespół zajmujący się zieloną metalurgią na Uniwersytecie Nauki i Technologii w Pekinie systematycznie badał wpływ stężenia domieszkowania Sn na zachowanie utleniania Ti₃AlC₂, łącząc symulację i eksperyment. Badanie wykazało, że gdy stężenie domieszkowania Sn przekracza 10 mol%, SnO₂ w produkcie utleniania hamuje tworzenie się ochronnej ciągłej warstwy Al₂O₃, tym samym zmniejszając właściwości antyoksydacyjne materiału. Wynik ten stanowi ważną podstawę teoretyczną i odniesienie do danych do projektowania materiałów fazy MAX o wysokich właściwościach antyoksydacyjnych. ​
Wraz z ciągłym pogłębianiem badań i stopniowym dojrzewaniem technologii, oczekuje się, że Ti₃AlC₂ zostanie skomercjalizowany w większej liczbie dziedzin, zapewniając silne wsparcie dla rozwiązywania praktycznych problemów inżynieryjnych i promując modernizację przemysłu. Wierzę, że w niedalekiej przyszłości ten magiczny materiał będzie świecił jaśniej w różnych gałęziach przemysłu i przyczyni się bardziej do postępu ludzkiego społeczeństwa. Nierozpuszczalna materia

Dostawca

RBOSCHCO to zaufany globalny dostawca i producent materiałów chemicznych z ponad 12-letnim doświadczeniem w dostarczaniu chemikaliów i nanomateriałów o najwyższej jakości. Firma eksportuje do wielu krajów, takich jak USA, Kanada, Europa, Zjednoczone Emiraty Arabskie, Republika Południowej Afryki, Tanzania, Kenia, Egipt, Nigeria, Kamerun, Uganda, Turcja, Meksyk, Azerbejdżan, Belgia, Cypr, Czechy, Brazylia, Chile, Argentyna, Dubaj, Japonia, Korea, Wietnam, Tajlandia, Malezja, Indonezja, Australia, Niemcy, Francja, Włochy, Portugalia itd. Jako wiodący producent rozwiązań w zakresie rozwoju nanotechnologii, RBOSCHCO dominuje na rynku. Nasz profesjonalny zespół zapewnia doskonałe rozwiązania, które pomagają zwiększyć efektywność różnych branż, tworzyć wartość i łatwo radzić sobie z różnorodnymi wyzwaniami. Jeśli szukasz Ti3AlC2, wyślij wiadomość e-mail na adres: [email protected]

Tagi: Ti3AlC2 max faza proszek, Ti3C2 Mxene faza proszek