[发明专利]一种铌铝化碳的低温制备方法

说明书

一种铌铝化碳的低温制备方法，属于材料合成领域。该方法基于铌粉、石墨粉、铝粉通过低温熔融盐法合成，按照铌铝化碳(Nb₂AlC)为目标产物，计算各原料的用量，并称取适量氯化钠待用。包含两种方法：室温下，将铌粉、铝粉、石墨粉混合球磨；在刚玉舟里先铺上一层氯化钠粉末，再将混合粉末铺放在刚玉舟上，再铺氯化钠粉末，形成氯化钠粉末包覆原料混合物的形式；将刚玉舟煅烧后处理得到产物。或将碳源、铝源和钛源与氯化钠混合球磨后，放入刚玉舟中，将刚玉舟煅烧得到产物。本发明能够明显降低合成温度，节约能源，可以很容易地控制粉末的形貌。

技术领域

本发明属于材料合成领域，涉及一种基于铌铝化碳的低温制备方法。

背景技术

随着社会的不断进步和科学的不断发展，陶瓷材料的使用也越来越广泛。MAX相材料作为一种新型的陶瓷材料，受到了越来越多的关注。MAX相陶瓷材料是一种三元层状化合物，其微观结构为六方层状结构，由MX层和A原子层交替排列而成。其中M为过渡金属元素，A为主族元素，X为碳元素或者氮元素。MAX相材料拥有着十分优异的性能，在很多领域都将大有作为。目前已经有超过60种MAX相材料被发现，包括Ti₂AlC，Ti₃AlC₂，V₂AlC等。

铌铝化碳(Nb₂AlC)作为一种典型的三元层状陶瓷MAX相材料，具有许多金属材料和陶瓷材料的优点，例如较好的导电性，较好的导热性，较好的抗高温氧化性能，强度高，模量高等。凭借着其优异的性能和与众不同的微观结构，铌铝化碳(Nb₂AlC)在很多领域都拥有着巨大的应用潜力与价值。

发明内容

本发明的目的在于公开一种铌铝化碳的低温制备方法。基于铌粉、石墨粉、铝粉通过低温熔融盐法合成。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种铌铝化碳的低温制备方法，基于铌粉、石墨粉、铝粉通过低温熔融盐法合成，具体为：该制备方法以铌粉、铝粉、石墨粉为原料，按照铌铝化碳(Nb₂AlC)为目标产物，计算各原料的用量。低温熔盐法是指将一定比例的盐与反应物混合均匀后，对混合物进行加热，让盐熔化，从而使反应物在盐的熔体内部反应，最后得到所需物质。随后降温，再将盐去除，得到产物。包含以下两种方法：

第一种制备方法步骤如下：

首先，以铌粉、铝粉、石墨粉为原料，按照铌铝化碳(Nb₂AlC)为目标产物，计算各原料的用量；并称取氯化钠待用。其次，室温下，将铌粉、铝粉、石墨粉混合球磨18～24小时后得到混合粉末。再次，将部分氯化钠粉末铺放在刚玉舟上，形成一薄层后，将混合粉末铺放在刚玉舟上，再铺放剩余氯化钠粉末，形成氯化钠粉末包覆原料混合物的形式。最后，将刚玉舟放入管式炉中，900～1500℃煅烧2～48小时，同时通入氩气，将合成后的粉末放入盐酸中加热搅拌后进行抽滤并真空干燥。

所述的铌粉、铝粉、石墨粉、氯化钠的质量分别为0.1～10g、0.1～10g、0.01～10g、5～20g。

第二种制备方法步骤如下：

首先，以铌粉、铝粉、石墨粉为原料，按照铌铝化碳(Nb₂AlC)为目标产物，计算各原料的用量；并称取氯化钠待用。其次，将原料铌粉、铝粉、石墨粉与氯化钠混合球磨18～24小时后得到混合粉末。再次，将混合粉末取出放入刚玉舟中。最后，将刚玉舟放入管式炉中，900～1500℃煅烧2～48小时，同时通入氩气，将合成后的粉末放入盐酸中加热搅拌后进行抽滤并真空干燥。

所述的铌粉、铝粉、石墨粉、氯化钠的质量分别为0.1～10g、0.1～10g、0.01～10g、5～20g。