MAX phases
MAX கட்டங்கள் அடுக்கு, அறுகோண கார்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகள் பொதுவான சூத்திரத்தைக் கொண்டுள்ளனஃ Mn + 1AXn, (MAX) இதில் n = 1 முதல் 4 வரை, மற்றும் M ஒரு ஆரம்ப மாற்ற உலோகம், A என்பது ஒரு A-குழு (பெரும்பாலும் IIIA மற்றும் IVA, அல்லது குழுக்கள் 13 மற்றும் 14) உறுப்பு மற்றும் X என்பது கார்பன் மற்றும்/அல்லது நைட்ரஜன் ஆகும். அடுக்கு அமைப்பு விளிம்பு-பகிர்வு, சிதைந்த எக்ஸ்எம் 6 எக்டாஹெட்ராவைக் கொண்டுள்ளது, இது ஏ-குழு உறுப்பின் ஒற்றை பிளானர் அடுக்குகளால் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்டுள்ளது. 1960 களில், எச். நவோட்னி மற்றும் சக ஊழியர்கள் முக்கோண, அடுக்கு கார்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகளின் ஒரு பெரிய குடும்பத்தைக் கண்டுபிடித்தனர், அவை 'எச்' கட்டங்கள் என்று அழைக்கப்பட்டன, இப்போது '211' மேக்ஸ் கட்டங்கள் (அதாவது. n = 1), மற்றும் பல '312' மேக்ஸ் கட்டங்கள். அடுத்தடுத்த வேலைகள் Ti3SiC2 போன்ற '312' கட்டங்களுக்கு நீட்டிக்கப்பட்டன, மேலும் இது அசாதாரண இயந்திர பண்புகளைக் கொண்டிருப்பதைக் காட்டியது. 1996 ஆம் ஆண்டில், பார்சூம் மற்றும் எல்-ராகி முதன்முறையாக முழுமையாக அடர்த்தியான மற்றும் கட்ட தூய Ti3SiC2 ஐ ஒருங்கிணைத்து, உலோகங்கள் மற்றும் பொறியியல் மட்பாண்டங்களின் சில சிறந்த பண்புகளின் தனித்துவமான கலவையைக் கொண்டிருப்பதை குணாதிசயத்தால் வெளிப்படுத்தினர். 1999 ஆம் ஆண்டில் அவர்கள் Ti4AlN3 ஐ ஒருங்கிணைத்தனர். ஒரு '413' மேக்ஸ் கட்டம்) மற்றும் அவர்கள் அனைவரும் ஒரே மாதிரியாக நடந்து கொள்ளும் திடப்பொருட்களின் மிகப் பெரிய குடும்பத்துடன் கையாள்வதை உணர்ந்தனர். 2020ஆம் ஆண்டில், எம். ஓ. 4வி. ஏ. எல். சி. 4 (அதாவது. ஒரு '514' மேக்ஸ் கட்டம்) வெளியிடப்பட்டது, இது இருபது ஆண்டுகளுக்கும் மேலாக குடும்பத்தின் வரையறையின் முதல் பெரிய விரிவாக்கமாகும். 1996 முதல், இந்த விஷயத்தில் முதல் "நவீன" கட்டுரை வெளியிடப்பட்டதிலிருந்து, இந்த கட்டங்களின் பண்புகளைப் புரிந்துகொள்வதில் மிகப்பெரிய முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. 2006 முதல் ஆராய்ச்சி மேக்ஸ் கட்ட பொருட்கள் உள்ளிட்ட கலவைகளின் புனையமைப்பு, தன்மை மற்றும் செயல்படுத்தல் ஆகியவற்றில் கவனம் செலுத்தியுள்ளது. அலுமினியம்-மேக்ஸ் கட்ட கலவைகள் உள்ளிட்ட இத்தகைய அமைப்புகள், தூய மேக்ஸ் கட்ட பொருளை விட நீர்த்தன்மை மற்றும் கடினத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்தும் திறனைக் கொண்டுள்ளன. முப்பரிமாண மேக்ஸ் கட்ட சேர்மங்கள் மற்றும் கலவைகளின் தொகுப்பு எரிப்பு தொகுப்பு, இரசாயன நீராவி படிவு, வெவ்வேறு வெப்பநிலைகள் மற்றும் பாய்வு விகிதங்களில் இயற்பியல் நீராவி படிவு, வளைவு உருகுதல், சூடான ஐசோஸ்டாடிக் அழுத்துதல், சுய-பரப்புதல் உயர் வெப்பநிலை தொகுப்பு (எஸ். எச். எஸ்), எதிர்வினை சின்டரிங், தீப்பொறி பிளாஸ்மா சின்டரிங், இயந்திர அலாய் மற்றும் உருகிய உப்பில் எதிர்வினை உள்ளிட்ட பல்வேறு முறைகளால் உணரப்பட்டுள்ளது. உருகிய உப்புகளில் ஒரு உறுப்பு மாற்று முறை Mn + 1ZnXn மற்றும் Mn + 1CuXn MAX கட்டங்களின் தொடரைப் பெற உருவாக்கப்பட்டது. பண்புகள் இந்த கார்பைடுகள் மற்றும் நைட்ரைடுகள் இரசாயன, இயற்பியல், மின் மற்றும் இயந்திர பண்புகளின் அசாதாரண கலவையைக் கொண்டுள்ளன, அவை பல்வேறு நிலைமைகளின் கீழ் உலோக மற்றும் பீங்கான் பண்புகள் இரண்டையும் வெளிப்படுத்துகின்றன. இவற்றில் உயர் மின் மற்றும் வெப்ப கடத்துத்திறன், வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு, சேத சகிப்புத்தன்மை, இயந்திரத்தன்மை, அதிக நெகிழ்வான விறைப்பு மற்றும் குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகங்கள் ஆகியவை அடங்கும். சில மேக்ஸ் கட்டங்களும் இரசாயன தாக்குதலுக்கு மிகவும் எதிர்க்கின்றன (எ. கா. Ti3SiC2) மற்றும் காற்றில் அதிக வெப்பநிலை ஆக்சிஜனேற்றம் (Ti2ALC, CR2ALC, மற்றும் Ti3ALC2). அதிக செயல்திறன் கொண்ட இயந்திரங்கள், சேதத்தைத் தாங்கும் வெப்ப அமைப்புகள், சோர்வு எதிர்ப்பை அதிகரிப்பது மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் விறைப்புத்தன்மையைத் தக்கவைத்துக்கொள்வது ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய தொழில்நுட்பங்களில் அவை பயனுள்ளதாக இருக்கும். இந்த பண்புகள் மேக்ஸ் கட்டங்களில் மின்னணு அமைப்பு மற்றும் வேதியியல் பிணைப்புடன் தொடர்புடையதாக இருக்கலாம். இது உயர் மற்றும் குறைந்த எலக்ட்ரான் அடர்த்தி பகுதிகளின் குறிப்பிட்ட கால மாற்றமாக விவரிக்கப்படலாம். இது மோ2பிசி மற்றும் பிடிஎஃப்இ3என் போன்ற மின்னணு கட்டமைப்பு ஒற்றுமைகளின் அடிப்படையில் பிற நானோலமினேட்டுகளை வடிவமைக்க அனுமதிக்கிறது. மேக்ஸ் கட்டங்கள் அவற்றின் பிணைப்பின் உலோகம் போன்ற தன்மை காரணமாக மின்சார ரீதியாகவும் வெப்ப ரீதியாகவும் கடத்தும் தன்மை கொண்டவை. பெரும்பாலான மேக்ஸ் நிலைகள் Ti ஐ விட சிறந்த மின்சார மற்றும் வெப்ப கடத்திகளாகும். இது மின்னணு கட்டமைப்புடனும் தொடர்புடையது. இயற்பியல் ரீதியாக மேக்ஸ் கட்டங்கள் கடினமானவை என்றாலும், அவை சில உலோகங்களைப் போலவே எளிதில் இயந்திரமயமாக்கப்படலாம். அவற்றில் சில டைட்டானியம் உலோகத்தை விட மூன்று மடங்கு கடினமானவை, டைட்டானியத்தின் அதே அடர்த்தியுடன் இருந்தாலும், அவை அனைத்தையும் ஒரு ஹேக்ஸா பயன்படுத்தி கைமுறையாக இயக்க முடியும். அவற்றின் சிறந்த மின் கடத்துத்திறன் காரணமாக அவற்றை உலோக பளபளப்பாக மெருகூட்டலாம். அவை வெப்ப அதிர்ச்சிக்கு ஆளாகாது மற்றும் விதிவிலக்காக சேதத்தை சகிப்புத்தன்மை கொண்டவை. Ti2AlC மற்றும் CR2AlC போன்ற சில, ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பை எதிர்க்கின்றன. பாலிகிரிஸ்டலின் Ti3SiC2 பூஜ்ஜிய தெர்மோபவரைக் கொண்டுள்ளது, இது அவற்றின் அனிசோட்ரோபிக் மின்னணு கட்டமைப்புடன் தொடர்புடைய ஒரு அம்சமாகும். இயந்திரம் ஒரு வகுப்பாக மேக்ஸ் கட்டங்கள் பொதுவாக அதிக வெப்பநிலையில் கடினமான, இலகுரக மற்றும் பிளாஸ்டிக் ஆகும். இந்த சேர்மங்களின் அடுக்கு அணு அமைப்பு காரணமாக, Ti3SiC2 மற்றும் Ti2AlC போன்ற சில, ஊர்ந்து செல்வதையும் சோர்வையும் எதிர்க்கின்றன, மேலும் அவற்றின் வலிமையை அதிக வெப்பநிலையில் பராமரிக்கின்றன. அவை அடித்தள சீட்டு மூலம் வகைப்படுத்தப்படும் தனித்துவமான சிதைவை வெளிப்படுத்துகின்றன (அடித்தளத்திற்கு வெளியே உள்ள தளம் ஏ-இடப்பெயர்வுகள் மற்றும் இடப்பெயர்ச்சி குறுக்கு-சீட்டுகளுக்கான சான்றுகள் சமீபத்தில் மேக்ஸ் கட்டத்தில் அதிக வெப்பநிலையில் சிதைந்ததாகவும், கியூ-மேட்ரிக்ஸ் பரவுதலால் தூண்டப்பட்ட ஃபிராங்க் பகுதி சி-இடப்பெயர்வுகளும் பதிவாகியுள்ளன), கிங்க் மற்றும் ஷியர் பேண்ட் சிதைவு மற்றும் தனிப்பட்ட தானியங்களின் டிலமினேஷன்களின் கலவையாகும். இயந்திர சோதனையின் போது, பாலிக்ரிஸ்டலின் Ti3SiC2 சிலிண்டர்களை அறை வெப்பநிலையில் மீண்டும் மீண்டும் அழுத்தலாம், 1 ஜிபிஏ அழுத்தங்கள் வரை, மற்றும் 25 சதவீத ஆற்றலைச் சிதறடிக்கும் போது சுமையை அகற்றும் போது முழுமையாக மீட்க முடியும் என்று கண்டறியப்பட்டுள்ளது. மேக்ஸ் கட்டங்களின் இந்த தனித்துவமான இயந்திர பண்புகளை வகைப்படுத்துவதன் மூலம் தான் நேரியல் அல்லாத திடப்பொருட்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டன. இந்த பண்புகளுக்கு காரணமாக இருக்க வேண்டிய மைக்ரோ மெக்கானிசம் இன்சிபியன்ட் கிங்க் பேண்ட் (ஐ. கே. பி) ஆகும். இருப்பினும், இந்த ஐ. கே. பி. க்கான நேரடி சான்றுகள் எதுவும் இதுவரை பெறப்படவில்லை, இதனால் குறைவான அனுமான பசி கொண்ட பிற வழிமுறைகளுக்கு கதவு திறக்கப்பட்டுள்ளது. உண்மையில், ஒரு சமீபத்திய ஆய்வு MAX பாலிக்ரிஸ்டல்களை சைக்கிள் ஓட்டும்போது தலைகீழ் ஹிஸ்டெரெடிக் சுழற்சிகளை மிகவும் அனிசோட்ரோபிக் லேமெல்லர் மைக்ரோஸ்ட்ரக்சரின் சிக்கலான பதிலால் விளக்க முடியும் என்பதை நிரூபிக்கிறது. சாத்தியமான பயன்பாடுகள் கடினமான, இயந்திரமயமான, வெப்ப அதிர்ச்சி-எதிர்ப்பு ஒளிவிலகலங்கள் உயர் வெப்பநிலை வெப்ப கூறுகள் மின் தொடர்புகளுக்கான பூச்சுகள் அணு பயன்பாடுகளுக்கான நியூட்ரான் கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு பாகங்கள் கார்பைடு-பெறப்பட்ட கார்பனின் தொகுப்புக்கான முன்னோடிகள் இரு பரிமாண மாற்ற உலோக கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள் மற்றும் கார்பனைட்ரைடுகள் குறிப்புகள் கார்பைடுகள் நைட்ரைடுகள் பீங்கான் பொருட்கள்