MAX phases
मैक्स चरण स्तरित, षट्कोणीय कार्बाइड और नाइट्राइड होते हैं जिनका सामान्य सूत्र होता हैः Mn + 1AXn, (MAX) जहाँ n = 1 से 4, और M एक प्रारंभिक संक्रमण धातु है, A एक A-समूह (ज्यादातर IIIA और IVA, या समूह 13 और 14) तत्व है और X या तो कार्बन और/या नाइट्रोजन है। स्तरित संरचना में ए-समूह तत्व की एकल समतलीय परतों द्वारा अंतःस्थापित किनारे-साझाकरण, विकृत एक्स. एम. 6 ऑक्टाहेड्रा होते हैं। इतिहास 1960 के दशक में, एच. नोवोत्नी और सहकर्मियों ने त्रयी, स्तरित कार्बाइड और नाइट्राइड के एक बड़े परिवार की खोज की, जिसे उन्होंने 'एच' चरण कहा, जिसे अब '211' मैक्स चरण (यानी। एन = 1), और कई '312' मैक्स चरण। बाद के काम ने '312' चरणों जैसे कि Ti3SiC2 तक विस्तार किया और दिखाया कि इसमें असामान्य यांत्रिक गुण हैं। 1996 में, बारसौम और एल-राघी ने पहली बार पूरी तरह से घने और चरण शुद्ध Ti3SiC2 को संश्लेषित किया और लक्षण वर्णन से पता चला कि इसमें धातुओं और इंजीनियरिंग मिट्टी के बर्तनों के कुछ सर्वोत्तम गुणों का एक अलग संयोजन है। 1999 में उन्होंने टी. आई. 4ए. एल. एन. 3 (अर्थात टी. आई. 4ए. एल. एन. 3) का भी संश्लेषण किया। एक '413' मैक्स चरण) और महसूस किया कि वे ठोस पदार्थों के एक बहुत बड़े परिवार के साथ काम कर रहे थे जो सभी समान रूप से व्यवहार करते थे। 2020 में एम. ओ. 4. वी. ए. एल. सी. 4 (यानी. एक '514' मैक्स चरण) प्रकाशित किया गया था, जो बीस वर्षों में परिवार की परिभाषा का पहला बड़ा विस्तार था। 1996 से, जब इस विषय पर पहला "आधुनिक" पेपर प्रकाशित हुआ था, इन चरणों के गुणों को समझने में जबरदस्त प्रगति हुई है। 2006 से अनुसंधान ने मैक्स चरण सामग्री सहित संयोजनों के निर्माण, लक्षण वर्णन और कार्यान्वयन पर ध्यान केंद्रित किया है। एल्यूमीनियम-मैक्स चरण संमिश्रण सहित ऐसी प्रणालियों में शुद्ध मैक्स चरण सामग्री पर लचीलापन और कठोरता में और सुधार करने की क्षमता होती है। त्रयी मैक्स चरण यौगिकों और यौगिकों के संश्लेषण को विभिन्न तरीकों से महसूस किया गया है, जिसमें दहन संश्लेषण, रासायनिक वाष्प निक्षेपण, विभिन्न तापमानों और प्रवाह दरों पर भौतिक वाष्प निक्षेपण, चाप पिघलना, गर्म आइसोस्टैटिक प्रेसिंग, स्व-प्रसार उच्च-तापमान संश्लेषण (एसएचएस), प्रतिक्रियाशील सिंटरिंग, स्पार्क प्लाज्मा सिंटरिंग, यांत्रिक मिश्र धातु और पिघले हुए नमक में प्रतिक्रिया शामिल हैं। Mn + 1ZnXn और Mn + 1CuXn MAX चरणों की श्रृंखला प्राप्त करने के लिए पिघले हुए लवणों में एक तत्व प्रतिस्थापन विधि विकसित की गई है। ये कार्बाइड और नाइट्राइड रासायनिक, भौतिक, विद्युत और यांत्रिक गुणों का एक असामान्य संयोजन रखते हैं, जो विभिन्न परिस्थितियों में धातु और चीनी मिट्टी दोनों विशेषताओं को प्रदर्शित करते हैं। इनमें उच्च विद्युत और तापीय चालकता, तापीय आघात प्रतिरोध, क्षति सहिष्णुता, यंत्रीयता, उच्च लोचदार कठोरता और कम तापीय विस्तार गुणांक शामिल हैं। कुछ मैक्स चरण भी रासायनिक हमले के लिए अत्यधिक प्रतिरोधी हैं (जैसे। टीआई3एसआईसी2) और हवा में उच्च तापमान ऑक्सीकरण (टीआई2एएलसी, सीआर2एएलसी, और टीआई3एएलसी2)। वे उच्च दक्षता वाले इंजनों, क्षति सहिष्णु तापीय प्रणालियों, थकान प्रतिरोध को बढ़ाने और उच्च तापमान पर कठोरता को बनाए रखने वाली तकनीकों में उपयोगी हैं। ये गुण मैक्स चरणों में इलेक्ट्रॉनिक संरचना और रासायनिक बंधन से संबंधित हो सकते हैं। इसे उच्च और निम्न इलेक्ट्रॉन घनत्व क्षेत्रों के आवधिक परिवर्तन के रूप में वर्णित किया जा सकता है। यह इलेक्ट्रॉनिक संरचना समानताओं के आधार पर अन्य नैनोलामिनेट्स के डिजाइन की अनुमति देता है, जैसे कि एम. ओ. 2. बी. सी. और पी. डी. एफ. ई. 3. एन.। विद्युत मैक्स चरण अपने बंधन की धातु जैसी प्रकृति के कारण विद्युत और तापीय रूप से प्रवाहकीय होते हैं। अधिकांश मैक्स चरण टीआई की तुलना में बेहतर विद्युत और तापीय चालक होते हैं। यह इलेक्ट्रॉनिक संरचना से भी संबंधित है। भौतिक जबकि मैक्स चरण कठोर होते हैं, उन्हें कुछ धातुओं की तरह आसानी से मशीनीकृत किया जा सकता है। इन सभी को एक हैकसॉ का उपयोग करके मैन्युअल रूप से बनाया जा सकता है, इस तथ्य के बावजूद कि उनमें से कुछ टाइटेनियम धातु की तुलना में तीन गुना कठोर हैं, टाइटेनियम के समान घनत्व के साथ। उनकी उत्कृष्ट विद्युत चालकता के कारण उन्हें धातु की चमक के लिए भी चमकाया जा सकता है। वे थर्मल सदमे के प्रति अतिसंवेदनशील नहीं होते हैं और असाधारण रूप से क्षति सहिष्णु होते हैं। कुछ, जैसे टी. आई. 2. ए. एल. सी. और सी. आर. 2. ए. एल. सी., ऑक्सीकरण और जंग प्रतिरोधी हैं। पॉलीक्रिस्टलाइन टीआई3एसआईसी2 में शून्य थर्मोपावर है, एक विशेषता जो उनकी अनिसोट्रोपिक इलेक्ट्रॉनिक संरचना से सहसंबद्ध है। मैकेनिकल एक वर्ग के रूप में मैक्स चरण आम तौर पर कठोर, हल्के और उच्च तापमान पर प्लास्टिक होते हैं। इन यौगिकों की स्तरित परमाणु संरचना के कारण, कुछ, जैसे Ti3SiC2 और Ti2AlC, रेंगने और थकान प्रतिरोधी भी हैं, और उच्च तापमान तक अपनी ताकत बनाए रखते हैं। वे बेसल स्लिप की विशेषता वाले अद्वितीय विरूपण को प्रदर्शित करते हैं (बेसल प्लेन ए-डिस्लोकेशन और डिस्लोकेशन क्रॉस-स्लिप के साक्ष्य हाल ही में मैक्स चरण में उच्च तापमान पर विकृत किए गए थे और क्यू-मैट्रिक्स प्रसार द्वारा प्रेरित फ्रैंक आंशिक सी-डिस्लोकेशन भी रिपोर्ट किए गए थे), किंक और शियर बैंड विरूपण का एक संयोजन, और अलग-अलग अनाज के परिसीमन। यांत्रिक परीक्षण के दौरान, यह पाया गया है कि पॉलीक्रिस्टलाइन टीआई3एसआईसी2 सिलेंडरों को कमरे के तापमान पर बार-बार 1 जीपीए के दबाव तक संपीड़ित किया जा सकता है, और 25 प्रतिशत ऊर्जा को नष्ट करते हुए भार को हटाने पर पूरी तरह से ठीक किया जा सकता है। मैक्स चरणों के इन अद्वितीय यांत्रिक गुणों को चिह्नित करके ही गैर-रैखिक ठोस पदार्थों की खोज की गई थी। इन्सिपियंट किंक बैंड (आई. के. बी.) को इन गुणों के लिए जिम्मेदार माना जाता है। हालाँकि इन आई. के. बी. का कोई प्रत्यक्ष प्रमाण अभी तक प्राप्त नहीं हुआ है, इस प्रकार अन्य तंत्रों के लिए द्वार खुले हैं जो कम धारणा-भूखी हैं। वास्तव में, एक हालिया अध्ययन से पता चलता है कि मैक्स पॉलीक्रिस्टल को साइकिल चलाते समय प्रतिवर्ती हिस्टेरेटिक लूप को बहुत ही अनिसोट्रोपिक लैमेलर माइक्रोस्ट्रक्चर की जटिल प्रतिक्रिया से भी समझाया जा सकता है। संभावित अनुप्रयोग कठिन, मशीनी, तापीय आघात-प्रतिरोधी अपवर्तक उच्च तापमान ताप तत्व विद्युत संपर्कों के लिए कोटिंग्स परमाणु अनुप्रयोगों के लिए न्यूट्रॉन विकिरण प्रतिरोधी भाग एमएक्सनेस के संश्लेषण के लिए कार्बाइड-व्युत्पन्न कार्बन पूर्ववर्ती के संश्लेषण के लिए पूर्ववर्ती, दो आयामी संक्रमण धातु कार्बाइड, नाइट्राइड और कार्बोनाइट्राइड का एक परिवार संदर्भ कार्बाइड नाइट्राइड सिरेमिक सामग्री