MAX相是一類三元納米層狀碳化物或氮化物陶瓷,兼具低硬度、良好的可加工性、良好的導電導熱性等金屬材料的性能和高彈性模量、良好的抗氧化抗腐蝕和抗輻照損傷能力等陶瓷材料的性能。MAX相獨特的性能使其在電接觸材料、高溫結構材料和核電熱交換材料等領域展現(xiàn)了巨大的應用前景。但是,MAX相中的A位金屬晶須自發(fā)生長現(xiàn)象對其在應用過程中的可靠性造成了巨大挑戰(zhàn)。因此,目前迫切需要對MAX相中金屬晶須自發(fā)生長機理形成全面認識以從根本上解決這一問題。此外,從本質上而言,MAX相陶瓷和Sn及Sn基合金等金屬中的晶須自發(fā)生長現(xiàn)象都是原子的運動,因而對MAX相中金屬晶須自發(fā)生長機理的研究也將為解決其他材料中的晶須自發(fā)生長問題提供基礎。本論文以一種典型MAX相Ti₂SnC中的Sn晶須自發(fā)生長現(xiàn)象為主要研究對象,采用第一性原理計算與實驗研究相結合的方法,從原子運動角度對Ti₂SnC中Sn晶須自發(fā)生長的物質遷移機理進行了系統(tǒng)研究,主要研究成果如下:結合穩(wěn)定同位素示蹤和電感耦合等離子體質譜分析（ICP-MS）,研究了Ti₂SnC/Sn體系中Sn晶須自發(fā)生長... 

【文章來源】：東南大學江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 金屬晶須自發(fā)生長問題的發(fā)展歷史
    1.2 MAX相中金屬晶須自發(fā)生長現(xiàn)象
    1.3 MAX相中金屬晶須自發(fā)生長機理的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 晶格脫嵌機理
        1.3.2 界面能機理
        1.3.3 氧化-壓應力機理
        1.3.4 解理面催化機理
    1.4 研究意義及研究內(nèi)容
        1.4.1 研究意義
        1.4.2 研究內(nèi)容
第二章 試驗材料與方法
    2.1 試驗材料
    2.2 Ti_2SnC合成
    2.3 分析測試方法
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 X射線光電子能譜分析
        2.3.3 掃描電子顯微分析
        2.3.4 透射電子顯微分析
        2.3.5 熱分析
        2.3.6 電感耦合等離子體質譜分析
    2.4 第一性原理計算方法
        2.4.1 超晶胞
        2.4.2 冷凍聲子法
第三章 C-Sn-Ti體系的熱力學平衡相與缺陷結構
    3.1 引言
    3.2 C-Sn-Ti三元體系
    3.3 Ti_2SnC相的第一性原理研究
        3.3.1 平衡態(tài)結構
        3.3.2 電子結構
        3.3.3 晶格振動
        3.3.4 熱力學性質
        3.3.5 點空位
    3.4 β-Sn相的第一性原理研究
        3.4.1 平衡態(tài)結構
        3.4.2 電子結構
        3.4.3 點空位
    3.5 本章小結
第四章 Ti_2SnC中Sn晶須自發(fā)生長行為
    4.1 引言
    4.2 Ti_2SnC中Sn晶須自發(fā)生長特征與微觀組織
    4.3 冷壓壓力對Ti_2SnC中Sn晶須自發(fā)生長的影響
    4.4 Sn含量對Ti_2SnC中Sn晶須自發(fā)生長的影響
    4.5 培養(yǎng)環(huán)境對Ti_2SnC中Sn晶須自發(fā)生長的影響
    4.6 本章小結
第五章 MAX相中A位金屬晶須自發(fā)生長機理
    5.1 引言
    5.2 Sn晶須自發(fā)生長的元素來源
        5.2.1 Ti_2SnC/Sn體系中Sn晶須成分分析
        5.2.2 Ti_2SnC/~(120)Sn體系中Sn晶須成分分析
    5.3 Sn晶須自發(fā)生長的驅動力
        5.3.1 Ti_2SnC/A體系交互作用的第一性原理模擬
        5.3.2 Ti_2SnC/A體系中晶須自發(fā)生長行為
    5.4 Sn晶須自發(fā)生長的晶體學條件與傳質通道
        5.4.1 Ti_2SnC/Sn界面的第一性原理模擬
        5.4.2 Ti_2SnC/Sn晶須界面的微觀結構表征
    5.5 Sn晶須的形貌形成機理
        5.5.1 β-Sn表面能的第一性原理計算
        5.5.2 Sn晶須的形貌分析
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
攻讀博士學位期間成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[2]Preparation and arc erosion properties of Ag/Ti2SnC composites under electric arc discharging[J]. Jianxiang DING,Wubian TIAN,Peigen ZHANG,Min ZHANG,Jian CHEN,Yamei ZHANG,Zhengming SUN.  Journal of Advanced Ceramics. 2019(01)
[3]Spontaneous Ga whisker formation on FeGa3[J]. Yushuang Liu,Peigen Zhang,Li Yang,Wubian Tian,Yamei Zhang,Zhengming Sun.  Progress in Natural Science:Materials International. 2018(05)
[4]三元層狀可加工導電MAX相陶瓷研究進展[J]. 李建華,張超,王曉輝.  現(xiàn)代技術陶瓷. 2017(01)
[5]Spontaneous Growth of Metal Whiskers on Surfaces of Solids:A Review[J]. Peigen Zhang,Yamei Zhang,Zhengming Sun.  Journal of Materials Science & Technology. 2015(07)
[6]MAX相陶瓷的制備、結構、性能及發(fā)展趨勢[J]. 鄭麗雅,周延春,馮志海.  宇航材料工藝. 2013(06)
[7]錫晶須生長機理研究的現(xiàn)狀與問題[J]. 趙子壽,冼愛平.  中國有色金屬學報. 2012(08)
[8]鍍層表面錫晶須自發(fā)生長現(xiàn)象的研究進展[J]. 石紅昌,冼愛平.  中國有色金屬學報. 2011(05)

博士論文
[1]Sn基軟釬料合金的晶須快速生長行為和抑制方法研究[D]. 楊海峰.哈爾濱工業(yè)大學 2017

碩士論文
[1]Cr2GaC MAX相的制備以及Ga晶須自發(fā)生長規(guī)律研究[D]. 歐陽建.東南大學 2015



本文編號：3206991