Ti3AlC2陶瓷（鈦碳化鋁陶瓷）兼具金屬、陶瓷優點 制備工藝還在不斷改進

　　Ti3AlC2陶瓷，即鈦碳化鋁陶瓷，是一種MAX相陶瓷材料，是以三元碳化物為主晶相的結構陶瓷，為六方晶系、層狀結構，外觀呈現灰黑色，兼具陶瓷材料與金屬材料性能優點。

 

　　根據新思界產業研究中心發布的《2025-2030年中國Ti3AlC2陶瓷（鈦碳化鋁陶瓷）行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示，Ti3AlC2陶瓷具有金屬材料的優良導電性、導熱性，也具有陶瓷材料的優良強度、高溫穩定性、抗氧化性、耐腐蝕性，并具有彈性模量較高、韌性好、磨擦系數低、自潤滑性好、抗輻照等特點，可以用作高溫結構材料、高溫導電材料、高溫耐蝕材料等。

 

　　金屬鋁表面接觸空氣，會與氧氣反應生成氧化鋁（Al2O3）膜層。Ti3AlC2陶瓷的主要成分是Ti3AlC2化合物，其中的Al元素會氧化生成致密氧化膜，保護內部材料不被氧化。Ti3AlC2陶瓷具有高溫自愈合能力，當材料表面出現裂紋或者劃痕時，高溫條件下可以快速生成氧化鋁膜層，使材料具有愈合性能，從而保證材料的力學性能穩定，可靠性提高。

 

　　Ti3AlC2陶瓷可以廣泛應用在航空航天、核工業、汽車、機械、電力、能源、化工等領域。Ti3AlC2陶瓷在航空航天領域，可制造航空發動機渦輪葉片、燃燒室高溫結構件等；在核工業領域，可用作核燃料包殼材料；在機械領域，可用來制造軸承；在能源領域，可用作電極材料、電刷材料；在化工領域，可用作抗高溫氧化涂層、耐高溫腐蝕涂層。

 

　　利用含氟刻蝕液侵蝕MAX相可以獲得MXene。Ti3AlC2陶瓷是MAX相材料，在Ti3AlC2化合物中，Al片層與TiC片層之間弱結合，利用氫氟酸可將Ti3AlC2化合物的Al片層剝離，制備二維MXene材料。MXene結構類似石墨烯，具有優異的導電性、自潤滑性，可以應用在超級電容器、鋰離子電池等領域。因此，Ti3AlC2陶瓷也可用作Mxene前驅體。

 

　　Ti3AlC2陶瓷制備可以粉末鈦、粉末鋁、活性炭粉體為原料，采用熱壓燒結法（HP）、自蔓延高溫合成法（SHS）、放電等離子燒結法（SPS）、熱等靜壓法（HIP）等工藝制備得到。Ti3AlC2陶瓷中通常含有雜質相，會對其性能造成不良影響，制備單相Ti3AlC2陶瓷難度大，因此其原材料選擇、制備工藝還在不斷改進優化。

 

　　新思界行業分析人士表示，我國Ti3AlC2陶瓷相關研究機構主要有武漢理工大學、焦作工學院、清華大學、云南民族大學、西安理工大學、吉林大學、長春工業大學、哈爾濱工程大學、哈爾濱工業大學等。

 

關鍵字： MAX相陶瓷 鈦碳化鋁陶瓷 Ti3AlC2