The invention relates to a MAX phase ceramics metal layered composite material, a preparation method and a use thereof. The MAX phase ceramics metal layered composite material comprises N layered elements, each of which includes a metal foil layer and a MAX phase ceramic layer attached to the metal foil layer, the n > 2. The MAX phase ceramic-metal laminated composite material is prepared from Ti2AlC powder and metal foil by superposition of metal foil coated with MAX phase ceramic particles, and then the pre-product is heat-treated under pressure to obtain the MAX phase ceramic-metal laminated composite material. The MAX phase ceramics and metal laminated composites are used in the fields of vehicles, power transmission and transformation, or military materials.
【技术实现步骤摘要】
一种MAX相陶瓷-金属层状复合材料、制备方法和用途
本专利技术属于复合材料领域,具体涉及一种MAX相陶瓷-金属层状复合材料及其制备方法和用途,所述MAX相陶瓷-金属层状复合材料用于载运工具材料领域、输变电领域或军工材料领域。
技术介绍
MAX相陶瓷是一类三元层状陶瓷的通称,M为过渡元素,A为III或IV主族中的某些元素,X为C或N。所有MAX相陶瓷化合物的原子结合方式既有共价键、离子键又有金属键,因而兼有金属和陶瓷的性质,如类似金属的导热、导电性、抗热震性和可加工性,类似陶瓷的抗氧化性、耐磨性、自润滑性、耐腐蚀性和耐高温性。因此,在许多领域具有重要的应用价值。金属具有优异的导电、导热、耐腐蚀及易延展等性能,因此被广泛应用在电力电子、机械制造等领域。但金属的强度低、硬度低,耐热性差和耐磨性差,限制了它的使用条件和寿命。为了能在不过多牺牲导电性和导热性的前提下改善金属的力学性能,许多人曾经尝试将MAX相陶瓷和金属复合以达到增强金属性能的目的。CN103085395A公开了一种Cu-Ti2AlC功能梯度材料的制备方法,所述方法制备的梯度材料一侧为纯Cu或主要成分为Cu的复合材料,另一侧为纯Ti2AlC或主要成分为Ti2AlC的复合材料,中间层数为1~4层,随厚度方向,Cu与Ti2AlC的含量呈梯度变化,并伴随性能逐渐变化。所述材料是通过以Cu与Ti2AlC粉末为原料,均匀混合后分层装料,在一定气氛下采用热压烧结制备,烧结温度为800~1000℃,升温速率为8~20℃/min,压力为20~40MPa,保温0.5~3小时。所述的梯度材料对于满足不同接触面具备不同使用 ...
【技术保护点】
1.一种MAX相陶瓷‑金属层状复合材料,其特征在于,所述复合材料包括n层叠加单元,每个所述叠加单元均包括金属箔层和附着在所述金属箔层上的MAX相陶瓷层,所述n≥2。
【技术特征摘要】
1.一种MAX相陶瓷-金属层状复合材料,其特征在于,所述复合材料包括n层叠加单元,每个所述叠加单元均包括金属箔层和附着在所述金属箔层上的MAX相陶瓷层,所述n≥2。2.如权利要求1所述的复合材料,其特征在于,所述n≥10,优选n≥20,进一步优选n≥50,最优选50≤n≤100。3.如权利要求1或2所述的复合材料,其特征在于,所述金属箔包括铜箔和/或镍箔;优选地,所述每个叠加单元中,MAX相陶瓷的体积含量为5%~30%;优选地,所述每个叠加单元中,MAX相陶瓷层平均厚度为2~16μm;优选地,所述每个叠加单元中,金属箔层厚度为9~80μm。4.如权利要求1-3之一所述的复合材料,其特征在于,所述MAX相陶瓷包括312相MAX相陶瓷、211相MAX相陶瓷和413相MAX相陶瓷中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述312相MAX相陶瓷包括Ti3AlC2、Ti3SiC2和Ti3SnC2中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述211相MAX相陶瓷包括Ti2AlC、Ti2AlN、Nb2AlC、Ti2AlN0.5C0.5、Cr2AlC、Ti2SnC和Nb2SnC中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述413相MAX相陶瓷包括Ti4AlC3和/或Nb4AlC3。5.一种如权利要求1-4之一所述的一种MAX相陶瓷-金属层状复合材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:(1)将MAX相陶瓷颗粒悬浮液涂覆在金属箔上;(2)将涂覆有MAX相陶瓷颗粒的金属箔叠加,并除去MAX相陶瓷颗粒悬浮液中的分散剂,得到预产品;(3)将预产品加压热处理,制得MAX相陶瓷-金属层状复合材料。6.如权利要求5所述的复合材料制备方法,其特征在于,步骤(1)所述MAX相陶瓷颗粒悬浮液中,MAX相陶瓷颗粒的浓度为5wt%~20wt%;优选地,所述MAX相陶瓷颗粒悬浮液中的分散剂包括PVA水溶液、PMMA苯甲醚溶液、聚乙二醇和环己烷中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述金属箔层厚度为6~400μm;优选地,所述MAX相...
【专利技术属性】
技术研发人员:王钰,司鹏超,
申请(专利权)人:中国科学院过程工程研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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