通过钒固溶体制造更抗分解的 Ti2SnC MAX 相以抑制毛刺生长
材料科学
2025-06-23 v1
摘要
MAX 相在陶瓷与金属性能协同方面具有卓越的优势，使其成为广泛应用场景的理想材料。然而，其稳定性受到 A 位金属毛刺生长现象的威胁。本文通过在其 M 位掺入钒元素，显著减缓了 Ti2SnC 中的锡毛刺生长。随着钒浓度的增加，在相同程度的外部破坏性处理下，M 位固溶体的分解程度显著降低，从而抑制了毛刺的增殖。实验结果和理论计算表明，钒固溶体增强了 Ti2SnC 的硬度、Pughs 比和泊松比，提高了其机械强度和韧性。掺入 V 原子引入更强的 V-C 和 V-Sn 键，正如其电子态密度和体积模量所示，显著增强了 MAX 相抗分解能力，有效抑制了毛刺生长。此外，本文报告的现象也符合毛刺生长的电静力学理论。本工作首次通过 M 位固溶体抑制 A 位毛刺生长，拓宽了其在耐久性和可靠性至关重要的应用领域的潜力。
引用
@article{arxiv.2506.15802,
title = {Inhibition of whisker growth by crafting more decomposition-resistant Ti2SnC MAX phase through vanadium solid solution},
author = {Haifeng Tang and Xiaodan Yin and Peigen Zhang and Victor Karpov and Vamsi Borra and Zhihua Tian and Wei Zheng and Jianxiang Ding and ZhengMing Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.15802},
year = {2025}
}
备注
20 Pages