【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及晶须生长抑制方法，具体为一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法。
技术介绍
1、max相是一种三元层状碳化物或氮化物陶瓷材料，其化学通式为mn+1axn，其中m为过渡族金属元素，a为主族元素，x为碳或氮。max相兼具金属和陶瓷的优良性能，如良好的导电导热性，抗热震性能，使其在诸多领域具有巨大的应用前景，如摩擦材料、电接触材料、抗辐照材料等。然而，近年来发现许多max相均有a位金属晶须生长现象，如cr2gac、ti2snc、ti2inc等a位为低熔点金属的max相，在经过轻微的打磨、抛光、划伤、球磨等破坏后，均出现大量金属晶须生长现象。金属晶须生长会造成短路、蒸汽电弧、碎屑污染等问题，严重威胁max相材料的服役可靠性。
2、目前抑制材料金属晶须生长的方法主要是在材料表面涂覆保护性涂层，然而，涂层可能在使用中磨损降低防护效果。而且，对于高温或化学腐蚀环境，涂层的稳定性可能受到影响。涂层的制备和维护可能较为复杂，而且有可能影响材料的其他性能。
3、现有技术中，能够从根本上抑制max相材料晶须生长的方法研究很少。申请号为2022100477706的中国专利公开了一种抑制max相中金属晶须生长的方法，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，抑制a元素晶须生长。但是，由于引入了金属相，双相结构无法应用于腐蚀性强的海洋环境等，抗腐蚀性有待进一步提高。申请号为202210047770.6的中国专利公开了一种抑制max相中a元素晶须生长的方法，利用氧化
技术实现思路
1、专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术的目的是提供一种简单方便、成本低廉、切断表面a晶须生长所需物质来源的抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法。
2、技术方案：本专利技术所述的一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法，包括以下步骤：
3、步骤一，将m、a、c、m’元素混合，在氩气保护下无压烧结，得到具有m位固溶元素的max相固溶体，m元素为过渡族金属元素，a元素为主族元素，m’元素为v、cr或nb；(m+m')、a、c的摩尔比为2:(1～1.2):1；
4、步骤二，将具有m位固溶元素的max相固溶体进行酸洗，搅拌反应，真空抽滤，真空干燥。
5、进一步地，步骤一中，m元素为ti、zr、lu、hf、sc、mo、ta、cr、nb中的任意一种。a元素为sn、in、ga、zn、cd、pb中的任意一种。
6、进一步地，步骤一中，max相为ti2snc、zr2snc、sc2snc、lu2snc、hf2snc、hf2snn、ti3snc2、ti2inc、ti2inn、zr2inc、zr2inn、hf2inc、hf2inn、sc2inc、ti3inc2、zr3inc2、hf3inc2、ti2gac、ti2gan、mo2gac、ta2gac、sc2gac、ti3gac2、ti2znc、ti2znn、ti3znc2、ti2cdc、hf2pbc、ti2pbc、zr2pbc中的任意一种。
7、进一步地，步骤一中，m’元素在max相m位中的浓度为20.0～99.9at％。无压烧结的温度为1300～1350℃，时间为2～3h。
8、进一步地，步骤二中，酸洗使用浓度为1～2mol/l的盐酸。搅拌的转速为450～550r/min。反应的温度为40～50℃，反应的时间为5～12h。真空干燥的温度为60～70℃，时间为8～12h。
9、进一步地，步骤二所得max相固溶体在机械损伤处理时具有更高的抗氧化和抗分解能力，机械损伤的方式为打磨、抛光、划伤、球磨中的任意一种。max相固溶体经损伤处理后，抑制晶须生长的适用培养条件为：温度范围为低于a晶须元素的熔点，优选为常温，湿度为0～100％。
10、制备原理：制备的max相固溶体由含有m位固溶原子的m6x八面体层和的a原子层以三明治结构堆垛而成，具有与max相材料相同的晶体结构，nb、cr、v等元素进入m层是可行的。m’原子固溶到max相中后，产生固溶强化，阻碍max相分解，从根本上减少表面a晶须生长所需的物质来源，可有效抑制晶须生长，还能起到改善max相抗氧化能力的作用，抵抗max相氧化加速的分解，在一定程度上抵抗打磨、抛光、划伤和球磨等损伤。
11、有益效果：本专利技术和现有技术相比，具有如下显著性特点：
12、1、能够从根本上抑制a元素晶须生长，制备工艺简单，成本较低，能够应用于高温高湿环境，耐腐蚀性好；
13、2、利用max固溶体的固溶强化，阻碍max相分解，切断表面a晶须生长所需的物质来源，可有效抑制晶须生长；
14、3、m’元素固溶到max相中后，还能起到改善max相抗氧化能力的作用，抵抗max相氧化加速的分解，在一定程度上抵抗打磨、抛光、划伤和球磨等损伤；
15、4、本专利技术适用于所有max相，在球磨处理后，含有m’固溶原子的max相在室温长时间培养后，均出现晶须抑制的作用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，M元素为Ti、Zr、Lu、Hf、Sc、Mo、Ta、Cr、Nb中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，A元素为Sn、In、Ga、Zn、Cd、Pb中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，MAX相为Ti2SnC、Zr2SnC、Sc2SnC、Lu2SnC、Hf2SnC、Hf2SnN、Ti3SnC2、Ti2InC、Ti2InN、Zr2InC、Zr2InN、Hf2InC、Hf2InN、Sc2InC、Ti3InC2、Zr3InC2、Hf3InC2、Ti2GaC、Ti2GaN、Mo2GaC、Ta2GaC、Sc2GaC、Ti3GaC2、Ti2ZnC、Ti2ZnN、Ti3ZnC2、Ti2CdC、Hf2PbC、Ti2PbC、Zr2PbC中的任意一
5.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，M’元素在MAX相M位中的浓度为20.0～99.9at％。
6.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，无压烧结的温度为1300～1350℃，时间为2～3h。
7.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤二中，酸洗使用浓度为1～2mol/L的盐酸。
8.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤二中，搅拌的转速为450～550r/min。
9.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤二中，反应的温度为40～50℃，反应的时间为5～12h。
10.根据权利要求1所述的一种抑制MAX相摩擦材料中A元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤二，真空干燥的温度为60～70℃，时间为8～12h。
...【技术特征摘要】
1.一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，m元素为ti、zr、lu、hf、sc、mo、ta、cr、nb中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，a元素为sn、in、ga、zn、cd、pb中的任意一种。
4.根据权利要求1所述的一种抑制max相摩擦材料中a元素晶须生长的方法，其特征在于：所述步骤一中，max相为ti2snc、zr2snc、sc2snc、lu2snc、hf2snc、hf2snn、ti3snc2、ti2inc、ti2inn、zr2inc、zr2inn、hf2inc、hf2inn、sc2inc、ti3inc2、zr3inc2、hf3inc2、ti2gac、ti2gan、mo2gac、ta2gac、sc2gac、ti3gac2、ti2znc、ti2znn、ti3znc2、ti2cdc、hf2pbc、ti2pbc、zr2...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘健，张培根，孙正明，唐海峰，尹小丹，田志华，
申请(专利权)人：南通林泰克斯新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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