[发明专利]取向性MAX相陶瓷及其制造方法

权利要求书

1.一种取向性陶瓷，其特征在于，在含有作为三元化合物的M_n+1AX_n相的取向性陶瓷中，具有由厚度为纳米量级～毫米量级的层所层叠形成的类似贝壳珍珠层的层状细微结构，是整体厚度为至少毫米量级以上的块状取向体，

其中，M表示前过渡金属，A表示A族元素，X表示C或N，n为1～3的整数。

2.如权利要求1所述的取向性陶瓷，M选自Ti、V、Cr、Nb、Ta、Zr、Hf、Mo和Sc。

3.如权利要求1或2所述的取向性陶瓷，A选自Al、Ge、Sn、Pb、P、S、Ga、As、Cd、In、Tl和Si。

4.如权利要求1～3任一项所述的取向性陶瓷，所述三元化合物是Nb₄AlC₃或Ti₃SiC₂。

5.如权利要求1～4任一项所述的取向性陶瓷，实质上由所述三元化合物构成。

6.一种取向性陶瓷的制造方法，其特征在于，在含有作为三元化合物的M_n+1AX_n相的取向性陶瓷的制造方法中，包括以下(a)～(d)步骤：

(a)将作为所述三元化合物的M_n+1AX_n相的粉末、分散介质及分散剂进行混合以形成悬浊液的悬浊液形成步骤，

(b)在将所述悬浊液固化成型的同时施加强磁场以得到成型体的强磁场施加步骤，

(c)对所述成型体施加高压力以得到加压成型体的压力施加步骤，

(d)将所述加压成型体在非活性气体气氛中或真空中烧结以得到烧结成型体的烧结步骤；

其中，M表示前过渡金属，A表示A族元素，X表示C或N，n为1～3的整数。

7.如权利要求6所述的取向性陶瓷的制造方法，所述分散介质选自水、乙醇及丙酮。

8.如权利要求6或7所述的取向性陶瓷的制造方法，所述分散剂是聚乙烯亚胺或聚丙烯酸氨。

9.如权利要求6～8任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述强磁场施加步骤(b)在将所述悬浊液注入多孔质的成型模具后进行。

10.如权利要求6～9任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述强磁场施加步骤(b)进行10分钟～24小时。

11.如权利要求6～10任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述强磁场的强度为1T～12T的范围。

12.如权利要求6～11任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述压力为50MPa～400MPa的范围。

13.如权利要求6～12任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述压力施加步骤(c)由冷等静压来进行。

14.如权利要求6～13任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述烧结步骤(d)中的加热速率为1℃/分钟～400℃/分钟的范围。

15.如权利要求6～14任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述烧结步骤(d)中的烧结温度为1000℃～1700℃的范围。

16.如权利要求6～15任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述烧结步骤(d)进行5分钟～4小时。

17.如权利要求6～16任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述烧结步骤(d)在0～700MPa的压力下进行。

18.如权利要求6～17任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，所述烧结步骤(d)通过脉冲放电烧结来进行。

19.如权利要求6～18任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，M选自Ti、V、Cr、Nb、Ta、Zr、Hf、Mo和Sc。

20.如权利要求6～19任一项所述的取向性陶瓷的制造方法，A选自Al、Ge、Sn、Pb、P、S、Ga、As、Cd、In、Tl和Si。

21.如权利要求20所述的取向性陶瓷的制造方法，所述三元化合物是Nb₄AlC₃或Ti₃SiC₂。