彩8彩票官网 彩8彩票平台 彩8彩票注册 彩8彩票网 彩8彩票app 彩8彩票注册登录 彩8彩票手机版 彩8彩票网站 彩8彩票网址 彩8彩票登入 彩8彩票开户 彩8彩票主页 彩8彩票官方版 彩8彩票下载

彩8彩票

辦公平台 | 所內郵箱 | ARP | English
當前位置: 首頁 > 新聞動態 > 科研動態
彩8彩票-首页 A02組供稿 第23期 2019年04月10日
北京凝聚態物理國家研究中心
新型MAX相的發現及其優異的彈性性能

  MAX相是一類分子式爲Mn+1AXn的非範德瓦爾茲型層狀化合物,其中M爲過渡族金屬,包括Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf或Ta,A爲主族元素Al、Si、P、S、Ga、Ge、As、Cd、In、Sn、Tl和Pb,X爲C或N元素。該系列材料因其優異的綜合熱學、電學以及力學性能已在在很多領域獲得應用,尤其是在高溫導電部件與高溫結構部件領域,受到了廣泛的關注。近年來,MAX相通過室溫腐蝕等方法去掉主族元素A,可以方便地獲得一系列准二維材料MXenes,在儲能材料中有著很好的應用前景,也成爲材料領域的研究熱點之一。
  MAX相的研究起始于20世紀60年代,至今已經有70余種MAX相被相繼發現,其晶體結構可看作是由單層三棱柱配位的MA層與n層八面體配位的MX層交替排列而成,根據不同的n值,存在有M2AX相、M3AX2相與M4AX3相,即211相、312相与413相。费米面附近的能带主要来自MX层的贡献, 这是其金属导电的主要原因,AX层主要是起到性能调控作用。在该系列材料中MX八面体层可以为多层,含有多层MA层的MAX目前尚未有报道。


圖1:MAX相家族:傳統Mn+1AXn相與新系列Mn+1AnX相的晶體結構。

  彩8彩票-首页/北京凝聚態物理國家研究中心先进材料与结构分析实验室陈小龙研究員、郭丽伟研究員、金士锋副研究員和博士生陈洪祥等,基于结构设计,开始了对于含有多层化MA层的MAX相的探索。在含有As、P元素的三元体系中发现了分子式为Mn+1AnX(n=2)的MAX系列新相,包括Nb3As2C、Nb3P2C、Ta3P2C和V3As2C,簡稱321相。通過X射線衍射結構解析與高分辨電子顯微圖像,確定了其晶體結構。該系列材料空間群爲P63/mmc,結構均含有MA三棱柱與MX八面體的結構基元,晶體結構可以看作由兩層三棱柱配位的MA層與單層八面體配位的MX層交替排列而成,不同于含有單層MA結構基元的傳統MAX(Mn+1AXn)相。


圖2:Nb3As2C的晶體結構

  该团队与中国科学院高能物理研究所李晓东研究員和杨栋梁博士合作,通过高压同步辐射X射线衍射,发现Nb3As2C在高达47 GPa的压力下仍保持着晶体结构的稳定性,并通过不同晶胞体积随着压力变化,得出Nb3As2C具有高达225(3) GPa的体积模量,该数值为所有MAX相中最高的之一,与第一性原理计算结果相符。其中Nb3P2C的性能最优,剪切模量EV = 371.8 GPa, 弹性模量GV = 152.0 GPa。该材料毒性小、密度低,具有潜在的应用前景。
321相是第一個具有化學式爲Mn+1AnX相(n>1)的MAX系列新相,其發現證明了多層MA也可以與MX結合形成一類全新的MAX。其獨特的晶體結構以及優良的力學性能值得繼續深入探究,並爲人們探索新MAX相提供了新的思路。同時也爲合成新的MXenes准二維材料提供了可能。
  相关研究成果发表在Angewandte Chemie International Edition上(Angew. Chem. Int. Ed. 2019 58(14) 4576~4580, doi:10.1002/anie.201814128)。该工作受到国家自然科学基金(51532010, 91422303)、中国科学院前沿科学重点研究项目(QYZDJ-SSW-SLH013)以及中国科学院战略性先导科技专项(XDB07000000)的支持。
  文章鏈接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.201814128

下載附件>> Angew. Chem. Int. Ed. 58(14), 4576 (2019).pdf
中科院logo