第十五届全国表面工程大会

    MAX相是一类分子式为M_n+1AX_n（n=1，2和3），兼具金属和陶瓷优异性能的非范德瓦尔兹型层状化合物，被认为是海洋、空天、先进制造等极端环境表面防护涂层材料的理想体系之一。但是MAX相材料垂直基面方向位错滑移受限、层间弱结合易失稳解理开裂，因此如何实现MAX相材料的强度和韧性协同调控极具挑战，也是限制MAX相材料应用的核心瓶颈。
    基于此，报告人及其团队开展了系统研究工作，取得了阶段研究进展：1）率先揭示出纳米晶(~90 nm) Cr₂AlC MAX相涂层的微观变形机制，发现其在变形过程中产生应变诱导晶粒细化和孪晶化，赋予高屈服强度(5 GPa)和延展性(12.5%)；2）通过退火精准调控形核与长大的动力学，构筑了不同晶粒尺寸(10-100 nm)的Cr₂AlC涂层，阐明MAX相晶粒纳米化后，基面滑移临界分切应力大幅增加，层间裂纹得到明显抑制；并发现启动锥面&柱面新滑移，使其变形均匀性增强，最终在Cr₂AlC涂层(15 nm晶粒尺寸)中获得12.8 GPa高屈服强度和31%大应变；3）发展出高价电子密度金属元素M位梯度固溶、低固溶度易剪切Ag与MAX相双相复合等系列提高MAX相涂层强韧性新策略，为克服MAX相材料强各向异性、突破强度与延展性的倒置关系提供新思路。
 

MAX相,强韧化机理,梯度固溶,双相复合