Materiały Kowalencyjne

Podobne dokumenty
Materiały Kowalencyjne

MATERIAŁY SUPERTWARDE

Materiały Kowalencyjne

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika Tlenkowa. Materiały, zastosowanie i właściwości

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika Tlenkowa. Materiały, zastosowanie i właściwości

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika Tlenkowa. Materiały, zastosowanie i właściwości

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika Tlenkowa

Technologia ceramiki: -zaawansowanej -ogniotrwałej Jerzy Lis, Dariusz Kata Katedra Technologii Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Synteza Nanoproszków Metody Chemiczne II

MATERIAŁY SPIEKANE (SPIEKI)

Kompozyty Ceramiczne. Materiały Kompozytowe. kompozyty. ziarniste. strukturalne. z włóknami

Materiałoznawstwo optyczne CERAMIKA OPTYCZNA

W tygle używane do topienia (grzanie indukcyjne) metali (szlachetnych) W płyty piecowe / płyty ślizgowe / wyposażenie pieca

FRIATEC AG. Ceramics Division FRIDURIT FRIALIT-DEGUSSIT

Samopropagująca synteza spaleniowa

WyŜsza Szkoła InŜynierii Dentystycznej im. prof. Meissnera

Nauka o Materiałach. Wykład IV. Polikryształy I. Jerzy Lis

Nauka o Materiałach. Wykład XI. Właściwości cieplne. Jerzy Lis

Wykład IV: Polikryształy I. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Materiały specjalne II. Materiały supertwarde Materiały na zbiorniki wodoru Szkła metaliczne Stopy metali o małej rozszerzalności cieplnej

Właściwości kryształów

30/01/2018. Wykład V: Polikryształy II. Treść wykładu (część II): Krystalizacja ze stopu. Podstawowe metody otrzymywania polikryształów

Wykład V: Polikryształy II. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

Polikryształy Polikryształy. Polikryształy podział

Właściwości cieplne Stabilność termiczna materiałów. Stabilność termiczna materiałów

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 097

Lista materiałów dydaktycznych dostępnych w Multitece Chemia Nowej Ery dla klasy 7

Ćwiczenia audytoryjne z Chemii fizycznej 1 Zalecane zadania kolokwium 1. (2018/19)

Krystalografia. Typowe struktury pierwiastków i związków chemicznych

MATERIAŁY KOMPOZYTOWE

Wykład XI: Właściwości cieplne. JERZY LIS Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Katedra Ceramiki i Materiałów Ogniotrwałych

MIKA I MIKANIT. Właściwości i produkty

30/01/2018. Wykład X: Właściwości cieplne. Treść wykładu: Stabilność termiczna materiałów

Opracowała: mgr inż. Ewelina Nowak

Analiza strukturalna materiałów Ćwiczenie 4

σ c wytrzymałość mechaniczna, tzn. krytyczna wartość naprężenia, zapoczątkowująca pękanie

Tlenkowe Materiały Konstrukcyjne

MATERIAŁY SUPERTWARDE. rodzaje materiałów supertwardych, proces technologiczny materiałów spiekanych, zastosowanie,

Wybrane przykłady zastosowania materiałów ceramicznych Prof. dr hab. Krzysztof Szamałek Sekretarz naukowy ICiMB

L+C L WC + Rysunek 1.1. Pseudopodwójny układ równowagi termodynamicznej WC Co

TYPY REAKCJI CHEMICZNYCH

Technologie wytwarzania. Opracował Dr inż. Stanisław Rymkiewicz KIM WM PG

iglidur J Na najwyższych i na najniższych obrotach

WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNE PLASTYCZNOŚĆ. Zmiany makroskopowe. Zmiany makroskopowe

Sympozjum Inżynieria materiałowa dla przemysłu

ZAKRES AKREDYTACJI LABORATORIUM BADAWCZEGO Nr AB 687

Nowoczesne metody metalurgii proszków. Dr inż. Hanna Smoleńska Materiały edukacyjne DO UŻYTKU WEWNĘTRZNEGO Część III

AKADEMIA GÓRNICZO-HUTNICZA im. Stanisława Staszica w Krakowie OLIMPIADA O DIAMENTOWY INDEKS AGH 2017/18 CHEMIA - ETAP I

WŁAŚCIWOŚCI NIEKTÓRYCH PIERWIASTKÓW I ICH ZWIĄZKÓW NIEORGANICZNYCH

LABORATORIUM NAUKI O MATERIAŁACH

Politechnika Gdańska, Inżynieria Biomedyczna. Przedmiot: BIOMATERIAŁY. Metody pasywacji powierzchni biomateriałów. Dr inż. Agnieszka Ossowska

IV Ogólnopolska Konferencja Naukowo-Techniczna Problematyka funkcjonowania i rozwoju branży metalowej w Polsce

Tlenkowe Materiały Konstrukcyjne

Poliamid (Ertalon, Tarnamid)

Badanie odporności na pękanie materiałów ceramicznych

Wymagania przedmiotowe do podstawy programowej - chemia klasa 7

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej w poszczególnych tematach podręcznika Chemia Nowej Ery dla klasy siódmej szkoły podstawowej

Realizacja wymagań szczegółowych podstawy programowej z chemii dla klasy siódmej szkoły podstawowej

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika Beztlenkowa Płytki testowe wafli krzemowych przy produkcji półprzewodników

Materiały w bateriach litowych.

FRIALIT -DEGUSSIT Ceramika tlenkowa Bloki ślizgowe do procesów w ekstremalnych temperaturach

iglidur W300 Długodystansowy

VIII Podkarpacki Konkurs Chemiczny 2015/2016

Tlen. Występowanie i odmiany alotropowe Otrzymywanie tlenu Właściwości fizyczne i chemiczne Związki tlenu tlenki, nadtlenki i ponadtlenki

Ćwiczenia rachunkowe z termodynamiki technicznej i chemicznej Zalecane zadania kolokwium 1. (2014/15)

Zadanie 1. (2 pkt) Określ, na podstawie różnicy elektroujemności pierwiastków, typ wiązania w związkach: KBr i HBr.

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

INSTYTUT INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ PŁ LABORATORIUM TECHNOLOGII POWŁOK OCHRONNYCH ĆWICZENIE 1 POWŁOKI KONWERSYJNE-TECHNOLOGIE NANOSZENIA

SCENARIUSZ ZAJĘĆ TEMAT: ŚWIAT METALI.

Spis treści. Szkło kwarcowe - dane techniczne 3. Rury kwarcowe 5. Pręty kwarcowe 7. Szkło borokrzemowe - dane techniczne 8. Rury borokrzemowe 10

Temat 2: Nazewnictwo związków chemicznych. Otrzymywanie i właściwości tlenków

MATERIAŁY STOSOWANE NA POWŁOKI PRZECIWZUŻYCIOWE

Kryteria oceniania z chemii kl VII

Litowce i berylowce- lekcja powtórzeniowa, doświadczalna.

Chemia nieorganiczna. Copyright 2000 by Harcourt, Inc. All rights reserved.

MATERIAŁY CERAMICZNE

Leon Murawski, Katedra Fizyki Ciała Stałego Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej

CHEMIA klasa 1 Wymagania programowe na poszczególne oceny do Programu nauczania chemii w gimnazjum. Chemia Nowej Ery.

iglidur X Technologie zaawansowane

Peter Schramm pracuje w dziale technicznym FRIATEC AG, oddział ceramiki technicznej.

Zastosowanie materiałów perowskitowych wykonanych metodą reakcji w fazie stałej do wytwarzania membran separujących tlen z powietrza

Woda. Najpospolitsza czy najbardziej niezwykła substancja Świata?

Plytki ceramiczne do toczenia i frezowania

Wewnętrzna budowa materii - zadania

WYPEŁNIA KOMISJA KONKURSOWA

Chemia nieorganiczna. Pierwiastki. niemetale Be. 27 Co. 28 Ni. 26 Fe. 29 Cu. 45 Rh. 44 Ru. 47 Ag. 46 Pd. 78 Pt. 76 Os.

Materiały pomocnicze do przedmiotu Chemia I dla studentów studiów I stopnia Inżynierii Materiałowej

MIKROSKOPIA METALOGRAFICZNA

Materiały ceramiczne. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Szkło kuloodporne: składa się z wielu warstw różnych materiałów, połączonych ze sobą w wysokiej temperaturze. Wzmacnianie szkła

SZYBKOŚĆ REAKCJI CHEMICZNYCH. RÓWNOWAGA CHEMICZNA

Technologia i zastosowanie

1. Podstawowe prawa i pojęcia chemiczne

iglidur M250 Solidny i wytrzymały

Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki

PODSTAWOWE POJĘCIA I PRAWA CHEMICZNE

Raport końcowy kamienie milowe (KM) zadania 1.2

Chemia Grudzień Styczeń

Potencjał jonizacji (ev)

Geopolimery z tufu wulkanicznego. dr hab. inż. Janusz Mikuła prof. PK mgr inż. Michał Łach

Transkrypt:

Materiały Kowalencyjne Azotki Azotki związki chemiczne azotu z metalami przeważające wiązania kowalencyjne; dobre właściwości mechaniczne; wysoka stabilność temperaturowa właściwości mechanicznych; bardzo dobra odporność na wstrząs cieplny - ΔT= 700-900K; dobra odporność na działanie agresywnych chemicznie środowisk; 1

Azotek krzemu jedyna faza w układzie Si-N to Si 3 N 4 występująca w dwóch odmianach polimorficznych - niskotemperaturowa α trwała do 1420 C, sieć heksagonalna P3 1 c oraz wysokotemperaturowa β, sieć heksagonalna P6 3, Azotek krzemu - polimorfizm Obie odmiany zbudowane są z tetraedrów [SiN 4 ] 8-, w których wiązanie Si-N w 80% jest wiązaniem atomowym a w 20% jonowym; istnieje możliwość powstawania struktur podobnych do krzemianów, w których tetraedry tworzą wstęgi, szkielety, struktury warstwowe itd. Przejście α β jest nieodwracalne aczkolwiek α i β mają bardzo zbliżone właściwości fizykochemiczne. Azotek krzemu - otrzymywanie Reakcja bezpośrednia metoda najczęściej stosowana, proszki Si o ziarnie 50-100 μm, azot lub amoniak, 1150-1300 C przez czas potrzebny do przereagowania 40% układu (unikanie stopienia Si i zmniejszenia powierzchni dostępnej do reakcji), 1450-1600 C; SHS metoda wykorzystująca silnie egzotermiczny efekt bezpośredniej reakcji (-733 kj/mol), do 100 atm. azotu, rozcieńczenie złoża dodatkiem Si 3N 4; Karbotermiczna redukcja SiO 2 3 SiO 2 + 6 C +2 N 2 Si 3N 4 + 6 CO 1200-1550 C, zanieczyszczenia nieprzereagowaną krzemionką i węglem; CVD amonoliza czterochlorku krzemu w 1200 C: 3 SiCl 4 + 4 NH 3 Si 3N 4 + 12 HCl metoda wykorzystywana do otrzymywania bardzo czystych i drobnoziarnistych proszków o rozmiarach cząstek od 1 nm do 1 μm. 2

Azotek krzemu spiekanie Podobnie jak w przypadku SiC gęste spieki można otrzymać drogą wiązania reakcyjnego (RBSN), spiekania swobodnego z dodatkami tworzącymi fazę ciekłą (SSN) lub prasowania na gorąco (HPSN, HIPSN, SPSSN). Azotek krzemu spiekanie Można również uzyskać porowate spieki Si 3 N 4 bezpośrednio przez azotowanie krzemu: wypraska z proszku krzemowego (10-80 μm) jest wstępnie spiekana w 1200 C w argonie do gęstości ok. 50 %; wzrost temperatury do 1250-1350 C w atmosferze azotu prowadzi do tworzenia się zarodków Si 3 N 4 ; powolny wzrost temperatury powoduje rozrost ziaren azotku ich łączenie się i izolację porów; dalszy wzrost ziaren α-si 3 N 4 w porach następuje drogą CVD; ostatecznie materiał składa się z ok. 60% α-si 3 N 4, 38% β-si 3 N 4, 2% Si i 10-20 % obj. porowatości; Azotek krzemu właściwości Gęstość g/cm 3 3,31 Temperatura rozkładu C 1980 Moduł Younga Wytrzymałość na ściskanie Współczynnik rozszerzalności Wytrzymałość na zginanie cieplnej, K -1 3,5 10-6 MPa Przewodność cieplna, W/(m K) 63 Przewodność elektryczna Twardość Vickersa W/cm 10-15 Odporność na wstrząs cieplny 750-1000 K (HPSN) wysoka odporność chemiczna; średnia odporność na ścieranie; stałość wytrzymałości z temperaturą; słabsza odporność na utlenianie; 310 0,7-2,7 700-900 KIc MPa m ½ 5-8 (?) 22 Twardość Mohsa 9 3

Azotek krzemu właściwości Azotek krzemu zastosowanie W postaci spieków i pokryć: elementy turbin gazowych: łopatki, kierownice, wirnik; elementy silników wysokoprężnych: tłoki, tuleje, głowice cylindrów, zawory, łożyska, elementy turbosprężarki; łożyska kulowe i ślizgowe; elementy pomp; noże, frezy; ustniki do odlewania metali; formy i tygle; elementy wymienników ciepła; elementy pieców, rury, elementy izolacyjne, rurki termoparowe; elementy aparatury chemicznej; osłony, dysze silników odrzutowych; podłoża obwodów elektronicznych; Azotek krzemu zastosowanie 4

Azotek boru właściwości W 2009 w Tybecie odkryto inkluzje azotku boru o strukturze regularnej w skałach chromitowych, minerał zatwierdzono w 2013 r i nazwano qingsongitem. Azotek boru właściwości Azotek boru jest związkiem izoelektronowym z węglem i posiada podobny polimorfizm. faza heksagonalna faza regularna faza heksagonalna typu grafitu typu sfalerytu (c-bn) typ wurcytu (w-bn) Azotek boru otrzymywanie Bezpośrednia synteza z pierwiastków, w tym SHS: 2 B + N 2 2 BN Reakcje chemiczne tlenowego prekursora z amoniakiem: B 2 O 3 + 2 NH 3 2 BN + 3H 2 O Na 2 [B 4 O 5 (OH) 4 ] + 4 NH 4 Cl 4 BN + 2 NaCl + 2 HCl + 9 H 2 O B(OH) 3 + 3 NH 3 BN + 2 NH 3 + 3 H 2 O B 2 O 3 + CO(NH 2 ) 2 2 BN + CO 2 + 2 H 2 O B 2 O 3 + 3 CaB 6 + 10 N 2 20 BN + 3 CaO Spalanie proszku boru w plaźmie azotowej w 5500 C; Metoda CVD do otrzymywania cienkich warstw: 2 BCl 3 + N 2 2 BN + 3 Cl 2 5

Azotek boru otrzymywanie Produktem syntez chemicznych (900-1500 C) jest amorficzny azotek boru, który przechodzi w h-bn w trakcie ogrzewania powyżej 1500 C w atmosferze azotu. Regularny azotek boru otrzymuje się drogą wygrzewania h-bn w 1730-3230 C, pod wysokim ciśnieniem, 5-18. Niewielki dodatek tlenku boru, litu, potasu, magnezu lub ich azotków obniża temperaturę do 1500 C a ciśnienie do 4-7. Przemysłowe metody otrzymywania c-bn to krystalizacja w gradiencie temperatur i metoda wybuchowa (heterodiament B-C-N). Cienkie warstwy c-bn można otrzymać w atmosferze BF 3 metodami stosowanymi w otrzymywaniu warstw diamentowych: wiązka jonowa, PA-CVD, reakcyjne rozpraszanie oraz ablacja laserowa. Azotek boru o strukturze wurcytu, w-bn, otrzymuje się w powyżej 1700 C, pod wysokim ciśnieniem statycznym lub dynamicznym z c-bn. Produktem jest zazwyczaj mieszanina faz. Azotek boru właściwości h-bn c-bn w-bn C d Gęstość, g cm -3 2,1 3,45 3,49 3,515 TEC, K -1-2,7; 38 3,5 10-6 Przewodność cieplna, W/(m K) 600; 30 740 600-2000 Przewodność elektryczna, Ω/cm 10-11 10-14 Moduł Younga, 36-40 850 (mono) 400 (?) 1140 Wytrzymałość 50-80 MPa (zginanie) 5 (ściskanie) Temperatura rozkładu, C 2973 Twardość Mohsa 8 (?) 9-10 10 10 Wysoka odporność chemiczna, b. niska zwilżalność, odporność termiczna do 1300 C w powietrzu (pasywacja), do temperatury sublimacji w atmosferze ochronnej; Azotek boru zastosowanie h-bn elementy niskotarciowe i środki poślizgowy nawet do 900 C, w atmosferze utleniającej lub próżni (lepiej niż grafit); składnik cementów stomatologicznych; składnik kosmetyków; elementy urządzeń wysokotemperaturowych, osłony termiczne - również wiązany tlenkiem boru; elementy układów elektronicznych podłoża obwodów zintegrowanych, radiatory ciepła, okienka mikrofalowe; izolatory elektryczne; elementy uszczelniające, pierścienie; tygle do topienia próżniowego i CVD; 6

Azotek boru zastosowanie c-bn Materiały ścierne do obróbki stali (lepiej niż diament); Narzędzia skrawające (ziarna c-bn wiązane tlenkiem boru i metalami); Okienka w urządzeniach rentgenowskich; Azotek glinu nie występuje w przyrodzie, po raz pierwszy otrzymany w 1877, zainteresowanie dopiero od lat 80-tych XX w. Dwie odmiany polimorficzne, odmiana heksagonalna typu wurcytu w wysokich temperaturach i pod wysokim ciśnieniem przechodzi w metatrwałą odmianę regularną typu sfalerytu. Azotek glinu - otrzymywanie Bezpośrednia reakcja, SHS - atmosfera azotu lub amoniaku, z proszku glinu lub jego mieszaniny z tlenkiem, niskie ciśnienie azotu, rozcieńczenie proszkiem AlN; Karbotermiczna redukcja tlenku glinu: Al 2 O 3 + 3 C + N 2 2 AlN + 3 CO Spiekanie swobodne proszków wymaga stosowania dodatków tlenkowych zazwyczaj YAG-u, SiO 2, MgO; Spiekanie pod ciśnieniem, również z dodatkami tlenkowymi; 7

Azotek glinu właściwości Gęstość g/cm 3 3,26 Temperatura topnienia C 2200 Moduł Younga Wytrzymałość na zginanie MPa Współczynnik rozszerzalności 4,5 10-6 Wytrzymałość na ściskanie, 2 cieplnej, K -1 Przewodność cieplna, 285 mono W (m K) -1 170 poli W próżni rozkłada się w ok. 1800 C; W powietrzu pasywuje się i jest trwały do ok. 1400 C; Spieki wolno rozpuszczają się w kwasach (granice międzyziarnowe) i zasadach (wnętrza ziaren). Proszki silnie hydrolizują; 350 400 K Ic, MPa m ½ 3,5 Przewodność elektryczna 10 14 Twardość Vickersa, 15 Ω/cm Stała dielektryczna 8,6 Twardość Mohsa 5 Azotek glinu zastosowanie W postaci jednofazowych spieków: podłoża obwodów elektronicznych, podłoża tranzystorów mocy, podłoża obwodów scalonych, obudowy urządzeń mikrofalowych, wyposażenie wnętrza pieców przemysłowych, elementy urządzeń metalurgicznych, tygle i podłoża do krystalizacji GaN; Tlenoazotki 8

Sialony specyficzne roztwory stałe Si 3 N 4 Al 2 O 3 zachowujące struktury odmian polimorficznych azotku krzemu. Odkryte niezależnie w 1971/1972 w dwóch ośrodkach badawczych w Japonii (Osama) i Anglii (Jack i Wilson); Sialony struktury Struktury sialonowe powstają przez zastąpienie odpowiednich atomów: Si IV Al III oraz N III O II. Stosunek glinu do krzemu musi być taki sam jak tlenu do azotu (warunek elektroobojętności sieci). Dwie podstawowe formy strukturalne, analogiczne do struktur Si 3 N 4, określa się odpowiednio jako β-sialon i α-sialon. Istnieją również X-sialony oraz O -sialony (analog do Si 2 O 2 N). Podstawowa stechiometria: Si 6-z Al z O z N 8-z gdzie z przyjmuje wartości od 0 do 4 Sialony otrzymywanie Reakcja bezpośrednia i karbotermiczna redukcja mało wydajna metoda reakcji pomiędzy azotkiem krzemu i tlenkiem glinu lub rzadziej między azotkiem glinu i krzemionką, często w wersji reakcji karbotermicznej; SHS metoda z wykorzystaniem silnie egzotermicznej reakcji w mieszaninach krzemu, glinu i/lub ich tlenków w atmosferze azotu, złoże jest zazwyczaj rozcieńczane produktem; Spiekanie Możliwe jest wykorzystanie spiekania reakcyjnego, spieka się mieszaniny proszków Si 3 N 4 -SiO 2 -AlN-Al 2 O 3 o odpowiednio dobranych składach, HP, HIP, SPS z dodatkami tlenkowymi; 9

Sialony właściwości Gęstość g/cm 3 3,24 Temperatura topnienia C 1800-1900 Moduł Younga Wytrzymałość na ściskanie Współczynnik rozszerzalności Wytrzymałość na zginanie cieplnej, K -1 3,1 10-6 MPa Przewodność cieplna, W/(m K) 20-80 Przewodność elektryczna Twardość Vickersa Ω/cm 10-10 350 2 500-1150 K Ic MPa m ½ 3,5-8,5 12-20 Odporność na wstrząs cieplny 400-900 Twardość Mohsa 7 K dobra odporność chemiczna; sialony są termodynamicznie stabilniejsze niż Si 3 N 4 ; dobra odporność na ścieranie; Sialony właściwości Sialony dotowane niektórymi pierwiastkami ziem rzadkich wykazują zjawisko fotoluminescencji i znajdują zastosowanie jako luminofory. Przykładowo: β-sialon dotowany europem adsorbuje w zakresie od ultrafioletu do zakresu widzialnego i intensywnie emituje w zakresie widzialnym do barwy zielonej. Wykorzystanie do konstrukcji białej diody LED zielony sialon + żółty sialon + czerwony CaAlSiN 3. Sialony zastosowanie Narzędzia skrawające, Dysze spawalnicze, Łożyska kulkowe i ślizgowe, Ustniki do odlewania stopionych metali miedzi, brązu, glinu, tytanu, Tygle do metali i stopów, Materiały ogniotrwałe; Elementy silnika ceramicznego, 10

Alon W układzie Al 2 O 3 -AlN istnieje kilka faz o różnych strukturach. Praktyczne zastosowanie znajduje jedynie faza o strukturze spinelowej i teoretycznym składzie Al 3 O 3 N γ-alon. W praktyce istnieją jedynie roztwory stałe o różnych stosunkach tlenu do azotu. Alon - otrzymywanie Reakcja bezpośrednia w azocie Al 2 O 3 + AlN = Al 3 O 3 N > 1200 C, do kilku dni, zazwyczaj wieloetapowo, Karbotermiczna redukcja 3 Al 2 O3 + 3 C + N 2 = 2 Al 3 O 3 N + 3 CO mieszanina korundu i sadzy reaguje w atmosferze azotu, 1700 C, Spalanie Al + O 2 + N 2 = Al 3 O 3 N 1500 C, produkty są zawsze zanieczyszczone korundem, innym sposobem jest spalanie mieszaniny glinu i tlenku glinu w powietrzu, SHS reakcja mieszaniny glinu i tlenku glinu w azocie z wykorzystaniem ciepła reakcji syntezy AlN, Alon - właściwości Gęstość g/cm 3 3,67 Temperatura topnienia C 2160 Moduł Younga Wytrzymałość na ściskanie Współczynnik rozszerzalności Wytrzymałość na zginanie cieplnej, K -1 3,5 10-6 MPa Przewodność cieplna, W/(m K) 63 Przewodność elektryczna Twardość Vickersa Ω/cm 10-15 Odporność na wstrząs cieplny K 500-600 250-300 1,5 300-700 K Ic MPa m ½ 2-3,5 Przeźroczystość nm 15-17 22-600 dobra odporność chemiczna; dobra odporność na działanie ciekłych metali; 11

Alon zastosowanie Fazy MAX zwane również fazami H, Hägga, Novotnego lub nanolaminatami. Są to związki o stechiometrii M n+1 AX n gdzie: M - metal przejściowy, A pierwiastek grupy 7A, X węgiel lub azot. Struktury są heterodesmiczne, heksagonalne (P6 3 /mmc) i specyficznie warstwowe. Sieć zbudowana jest z naprzemiennych warstw ośmiościanów M 6 X z dominującymi wiązaniami kowalencyjnymi i warstw atomów A umiejscowionych w środkach pryzm trygonalnych. Ośmiościany M 6 X są ze sobą połączone krawędziami. M A X Fazy MAX M A X 12

Fazy MAX Fazy 211 Ti 2 CdC, Sc 2 InC, Ti 2 AlC, Ti 2 GaC, Ti 2 InC, Ti 2 TlC, V 2 AlC, V 2 GaC, Cr 2 GaC, Ti 2 AlN, Ti 2 GaN, Ti 2 InN, V 2 GaN, Cr 2 GaN, Ti 2 GeC, Ti 2 SnC, Ti 2 PbC, V 2 GeC, Cr 2 AlC, Cr 2 GeC, V 2 PC, V 2 AsC, Ti 2 SC, Zr 2 InC, Zr 2 TlC, Nb 2 AlC, Nb 2 GaC, Nb 2 InC, Mo 2 GaC, Zr 2 InN, Zr 2 TlN, Zr 2 SnC, Zr 2 PbC, Nb 2 SnC, Nb 2 PC, Nb 2 AsC, Zr 2 SC, Nb 2 SC, Hf 2 InC, Hf 2 TlC, Ta 2 AlC, Ta 2 GaC, Hf 2 SnC, Hf 2 PbC, Hf 2 SnN, Hf 2 SC Fazy 312 Ti 3 AlC 2 V 3 AlC 2 Ti 3 SiC 2 Ti 3 GeC 2 Ti 3 SnC 2 Ta 3 AlC 2 Fazy 413 Ti 4 AlN 3 V 4 AlC 3 Ti 4 GaC 3 Ti 4 SiC 3 Ti 4 GeC Nb 4 AlC 3 Ta 4 AlC 3 Najlepsze właściwości mechaniczne mają fazy z układu T-Al-N-C, Fazy MAX właściwości (Ti 3 SiC 2 ) Gęstość g/cm 3 3,67 Temperatura topnienia C Moduł Younga Wytrzymałość na ściskanie Współczynnik rozszerzalności Wytrzymałość na zginanie cieplnej, K -1 3,5 10-6 MPa Przewodność cieplna, W/(m K) Przewodność elektryczna Twardość Vickersa Ω/cm 10-1 280-320 0,8 400-600 K Ic MPa m ½ 4,5-11 15 dobra odporność chemiczna; odporność na utlenianie do 1000 C; Fazy MAX właściwości (Ti 3 SiC 2 ) TiC Ti 3 SiC 2 Ze względu na możliwość poślizgu na płaszczyznach o wiązaniach metalicznych, fazy MAX wykazują pseudoplastyczne zachowanie, co podnosi K Ic i umożliwia obróbkę mechaniczną; 13

Fazy MAX zastosowanie W postaci jednofazowych spieków i kompozytów: osłony antybalistyczne; osnowy kompozytów zawierających diament na narzedzia skrawające; elementy grzejne; elementy osłon antyneutronowych w reaktorach; pokrycia styków elektrycznych wysokich mocy; prekursory MXene-ów; MXene dwuwymiarowe fragmenty fazy MAX (zazwyczaj węglików i azotków) powstałe przez chemiczne wytrawienie płaszczyzn zawierających pierwiastek A i defoliację; Mxene właściwości i zastosowanie Mxene wykazują możliwość łatwej interkalacji jonami alkalicznymi, potencjalny elektrolit stały w ogniwach typu Li-ion. 14

15