MAX相Ti3SiC2高导电涂层的研究进展

作者：朱界; 张方舟^*; 谢有菊; 贾林涛; 王梦千; 李爱军^*

来源：材料导报, 2021, 35(23): 23025-23039.

• Ti3SiC2涂层
• 结构
• 性能
• 制备方法

钛硅碳(Ti3SiC2,TSC)是一种兼具金属材料和陶瓷材料优异性能的新型三元化合物MAX相。Ti3SiC2作为高导电功能涂层具有很大的应用潜力,近年来受到越来越多的关注。Ti3SiC2涂层的制备技术在不断改革优化,主要有五种常见制备工艺,分别是化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)、固相反应合成法(Solid-state reaction)、气溶胶沉积法(ADM)和热喷涂法(Thermal spraying)。Ti3SiC2涂层的性能在很大程度上与其纯度相关,通常制得的Ti3SiC2涂层均含有一定程度的杂质,这是制约其广泛应用的一个重要因素。Ti3SiC2涂层中经常出现的杂质主要是TiC、Ti5Si3、SiC、TiSi2等,不同的制备方法产生的杂质种类也不一样。为了提高Ti3SiC2涂层的纯度,需要对其制备工艺进行探索和优化。目前,反应化学气相沉积(RCVD)实现了通过消耗碳化硅(SiC)子层在石墨基底上生长纯Ti3SiC2涂层。近年来利用ADM也实现了在室温下合成纯Ti3SiC2涂层,这一技术降低了常规Ti3SiC2涂层的合成温度。此外,PVD法不仅为低温制备Ti3SiC2涂层提供了可能性,还实现了Ti-Si-C复合涂层的工业化生产。本文综述了Ti3SiC2涂层的研究现状,分析了Ti3SiC2涂层独特的晶体结构及优异性能,介绍了近年来几种常见的Ti3SiC2涂层制备技术,并指出了目前合成纯Ti3SiC2涂层所面临的巨大挑战。

• 单位
  上海大学