三元MAX相/类MAX相层状金属陶瓷

对于传统意义上的陶瓷材料主要存在的缺点就是较大的脆性，韧性较差、难以利用机械进行加工以及可靠性不稳定。这是由于传统陶瓷材料晶内各原子之间键合主要为离子键与共价键，两者本身较脆，因此在晶体内部需要引入较弱的键合类型（金属键或范德华力）来改善性能。近年来，一类层状化合物的发现成为了陶瓷材料研究领域的热点，而受到了材料研究工作者的广泛关注。本书介绍了目前MAX相材料的发展现状，最后指出了MAX相材料的未来发展趋势。

本书主要介绍了三/四元层状MAX相和三元类MAX相Al4SiC4的研究进展，并对MAX相材料的未来进展进行预测和阐述，以及二维MXene制备及相关功能应用。
本书适合从事先进功能陶瓷材料研究工作的技术人员，尤其是从事层状陶瓷材料研究工作的教师及科研人员参考使用。

1三元层状MAX相概述（1）
1.1MAX相陶瓷材料及其发展历程（1）
1.2三/四元层状MAX相进展（5）
1.2.1三元211型MAX相的晶体结构与组织结构（6）
1.2.2三/四元312型MAX相的晶体结构（8）
1.2.3Ti2AlC、Ti3AlC2和TiC晶体结构关系（10）
1.2.4三元211型MAX相的性能与制备研究（10）
1.2.5三/四元312型MAX相的性能研究（26）
1.2.6三/四元312型MAX相的制备研究（30）
1.3三元层状类MAX相Al4SiC4进展（35）
1.3.1三元类MAX相Al4SiC4的晶体结构（35）
1.3.2三元类MAX相Al4SiC4的制备研究（35）
1.3.3三元类MAX相Al4SiC4的性能研究（37）
2MAX相陶瓷理论与试验研究方法（39）
2.1第一性原理计算方法（39）
2.1.1第一性原理（39）
2.1.2电子结构（44）
2.1.3力学性能计算（45）
2.1.4晶格动力学与声子（47）
2.1.5晶格热力学性质（48）
2.1.6理论研究中的稳定性和磁性（49）
2.2相图计算方法（52）
2.2.1相图热力学原理（53）
2.2.2相图热力学模型（54）
2.2.3常用的热力学计算软件（56）
2.2.4Gibbs自由能（60）
2.2.5低元系外推高元系相图几何模型（60）
2.3试验研究方法（61）
2.3.1试验材料及设备（61）
2.3.2试验分析设备（62）
3三/四元MAX相陶瓷理论计算（63）
3.1计算参数及模型设置（63）
3.2三/四元312型MAX相晶体结构（64）
3.3三/四元312型MAX相电子结构（65）
3.4三/四元312型MAX相力学性能（75）
3.5三/四元312型MAX相压力下力学性能与热学性能（77）
4新型类MAX相Al4SiC4理论计算（83）
4.1引言（83）
4.2Al4SiC4电子结构与力学性能第一性原理计算（83）
4.2.1计算模型及设置（83）
4.2.2晶体结构与平衡性能（84）
4.2.3Al4SiC4与Al4Si2C5的电子结构（85）
4.2.4Al4SiC4与Al4Si2C5的声学各向异性（89）
4.2.5Al4SiC4与Al4Si2C5的弹性模量各向异性（90）
4.3Al4SiC4与Al4Si2C5声子谱与热学性能
第一性原理计算（92）
4.3.1计算参数及模型设置（92）
4.3.2声子谱与Grüneisen常数（92）
4.3.3热力学性能（99）
4.4Al4SiC4与Al4Si2C5电子结构LO-TO劈裂及静态介电张量（101）
4.4.1计算参数及模型设置（101）
4.4.2光学介电张量（102）
4.4.3LO-TO劈裂（102）
4.4.4静态介电张量（104）
4.5Al4SiC4与Al4Si2C5的高压性能（106）
4.5.1计算参数及模型设置（107）
4.5.2压力下体积与化学键变化（107）
4.5.3压力下力学性能（109）
4.5.4压力下各向异性（110）
4.5.5压力下各物相热学性能（111）
5新型类MAX相Al4SiC4的相图理论预测与样品制备（113）
5.1类MAX相Al4SiC4的热力学研究（113）
5.1.1Al-C，Al-Si，Si-C二元系（113）
5.1.2Al-Si-C三元体系（115）
5.2类MAX相Al4SiC4的试验研究（121）
5.2.1类MAX相Al4SiC4粉末制备（121）
5.2.2MAX相Al4SiC4晶粒生长机理（129）
5.2.3类MAX相Al4SiC4块体制备（131）
6功能性二维MXene金属碳化物制备及进展（134）
6.1功能性二维MXene金属碳化物制备（134）
6.1.1Ti3C2TxMXene制备方法（136）
6.1.2Ti3C2TxMXene性能（146）
6.2功能性二维MXene金属碳化物的应用进展（151）
6.2.1储能（152）
6.2.2储氢（165）
6.2.3催化剂（166）
6.3传感器（168）
参考文献（170）