[发明专利]一种制备MAX相材料的方法

权利要求书

1.一种制备层状陶瓷材料MAX相材料的方法，是将过渡金属源、主族元素源、碳源和/或氮源混合形成固体原料，然后在反应炉中、保护气氛下、固体原料经过一个加热过程，所述的固体原料碳化和/或氮化生成MAX相材料，其特征在于：

所述的MAX相材料具有M_n+1AX_n通式或化学式，其中的M代表过渡金属元素、A代表主族元素，X代表碳和/或氮元素，n为正数；

所述的加热过程为：在反应炉中通过将电流馈入所述的固体原料和/或其在所述的加热过程中变化所得的物料(以下统称物料)直接对物料通电，通过物料自身的电阻或者物料颗粒或者块之间的接触电阻发热而加热物料，并且所述的物料经过的最高温度不低于900℃；

所述的还原气氛压强低于2MPa。

2.根据权利要求1所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于： 所述的反应炉为给所述的物料直接通电的回转窑，所述的回转窑具有加热段，所述的物料在所述的回转窑的加热段中堆积形成电流通路。

3.根据权利要求1所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于： 所述的反应炉为给所述的物料直接通电的立式窑炉，所述的立式窑炉具有加热段，在该所述的加热段的两端设置有加热电源的正负电极，该正负电极与所述的物料电接触，所述的物料在立式窑炉的加热段堆积形成电流通路。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于： 所述的保护气氛为：甲醇、CO、氮气、氨气、碳氢化合物、其它气态含碳和/或氮的有机物中的一种或者它们的混合物，或者在其中掺入不超过10%体积比的氧气；

所述的碳源为：碳与M_n+1AX_n中元素M和/或A的化合物、煤、石墨、碳黑、活性炭、焦炭、石油焦、沥青、生物质材料、有机高分子、三聚氰胺、石蜡、糖、所述的保护气氛中的含碳物质中的一种或者一种以上的混合物；

所述的氮源为：氮与M_n+1AX_n中元素M和/或A的化合物、所述的保护气氛中的氮元素、含氮的有机物中的一种或者一种以上的混合物；

所述的过渡金属元素为：Sc、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Ta、Hf中的一种或一种以上；

所述的过渡金属源为含有所述的过渡金属元素的单质、合金或者化合物中的一种或一种以上；

所述的主族元素为：B、Al、Ga、In、Tl、Si、Ge、Sn、Pb、P、As、Sb、Bi、Zn、Cd中的一种或一种以上；

所述的主族元素源为含有所述的主族元素的单质、合金或者化合物中的一种或一种以上。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于：所述的通式Mn+1AXn中的n为大于等于1、小于等于20的正整数。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于：对所述的物料直接通电的电压为10～10000伏特，电流为10～100000安培。

7.根据权利要求1至6中任意一项所述的制备MAX相材料的方法，其特征在于：在所述的固体物料进入反应炉之前进行球磨、碾压、混合和/或成型。