[发明专利]一种抑制MAX相中金属晶须生长的方法

说明书

本发明公开了一种抑制MAX相中金属晶须生长的方法，包括以下步骤：(1)将MAX相与活性A原子的捕获剂混合；(2)将混合后的MAX相与活性A原子的捕获剂通过冷压成型为生胚；(3)将生胚在保护气氛下烧结成样品。本发明通过合金化的方法，金属相通过固溶捕获从MAX相中脱离的活性A原子，切断晶须生长的原子来源，从而有效抑制A元素晶须生长；对烧结后的样品做打磨处理以模拟服役过程中的摩擦、碰撞情况，将处理打磨后的MAX相/金属相复合材料置于高/低温、高/低湿度的环境下，均无金属晶须生长，且适用范围广，具有工艺简单、绿色、高效、低成本的优点。

技术领域

本发明涉及一种抑制材料中晶须生长的方法，尤其涉及一种抑制MAX相中金属晶须生长的方法。

背景技术

MAX相是一类纳米层状化合物，通式为M_n+1AX_n，其中M为早期过渡金属，A为主族元素，X为C或N元素，n一般为1-4。所有MAX相均由M₆X八面体层与A原子层交替堆叠而成，MX层中共价键占主导地位，M和A原子之间则为相对较弱的金属键，由于独特的晶体结构，MAX兼具金属和陶瓷的优异性能：较低的硬度、良好的导热性、导电性、耐磨性、抗氧化、抗腐蚀以及抗辐射损伤性能，因此在众多领域具有广泛的应用前景，例如电触头材料、耐热材料、耐辐射材料等。

但是，MAX相中的金属晶须自发生长现象对其应用造成了巨大的挑战。特别是MAX相材料应用于电刷，电触头材料时，不可避免的会发生摩擦、碰撞，从而加剧A位金属晶须自发生长，金属晶须自发生长将引起触头之间的互联，增大电路失效的可能，对MAX相应用中的可靠性带来了威胁，也对MAX相的稳定性提出了质疑。

目前，抑制金属晶须自发生长的方法主要有保形涂层、隔离层等抑制晶须策略，这些方法能够在一定程度上抑制晶须生长，但也存在一些局限，如保形涂层可能被晶须刺穿，隔离层的应用范围有限等。这些方法都无法从根本上解决A位金属晶须生长现象。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种通过消除MAX相中的活性A原子从根本上抑制MAX相中金属晶须生长的方法。

技术方案：本发明的抑制MAX相中金属晶须生长的方法，包括以下步骤：

(1)将MAX相与活性A原子的捕获剂混合；

(2)将混合后的MAX相与活性A原子的捕获剂通过冷压成型为生胚；

(3)将生胚在保护气氛下烧结成样品。

其中，步骤(1)中，所述活性A原子的捕获剂能与A元素形成固溶体或金属间化合物；当形成固溶体时，A元素在活性A原子的捕获剂中的固溶度大于或等于1％。