MAX phases
میکس کے مراحل پرتوں والے، ہیکساگونل کاربائڈز اور نائٹرائڈز ہوتے ہیں جن کا عمومی فارمولا ہے: Mn + 1AXn، (MAX) جہاں n = 1 سے 4، اور M ایک ابتدائی منتقلی دھات ہے، A ایک A-گروپ ہے (زیادہ تر IIIA اور IVA، یا گروپ 13 اور 14) عنصر اور X یا تو کاربن اور/یا نائٹروجن ہے۔ پرتوں والا ڈھانچہ ایج شیئرنگ، مسخ شدہ XM6 آکٹاہیڈرا پر مشتمل ہوتا ہے جو A-گروپ عنصر کی واحد پلینر تہوں کے ذریعے آپس میں جڑا ہوتا ہے۔ تاریخ 1960 کی دہائی میں، ایچ نووتنی اور ساتھی کارکنوں نے سہ رخی، پرتوں والے کاربائڈز اور نائٹرائڈز کا ایک بڑا خاندان دریافت کیا، جسے انہوں نے 'ایچ' مراحل کہا، جسے اب '211' میکس مراحل (یعنی۔ n = 1)، اور کئی '312' میکس مراحل۔ اس کے بعد کے کام کو '312' مراحل جیسے کہ Ti3SiC2 تک بڑھایا گیا اور اس سے ظاہر ہوا کہ اس میں غیر معمولی مکینیکل خصوصیات ہیں۔ 1996 میں، بارسوم اور ایل راگھی نے پہلی بار مکمل طور پر گھنے اور فیز خالص Ti3SiC2 کی ترکیب کی اور خصوصیت کے ذریعے انکشاف کیا کہ اس میں دھاتوں اور انجینئرنگ سیرامکس کی کچھ بہترین خصوصیات کا ایک الگ مجموعہ موجود ہے۔ 1999 میں انہوں نے Ti4AlN3 (یعنی۔ ایک '413' میکس مرحلہ) اور محسوس کیا کہ وہ ٹھوس مادوں کے ایک بہت بڑے خاندان سے نمٹ رہے ہیں جو سب یکساں طور پر برتاؤ کرتے ہیں۔ 2020 میں، ایم او 4 وی اے ایل سی 4 (یعنی۔ ایک '514' میکس مرحلہ) شائع کیا گیا، جو بیس سالوں میں خاندان کی تعریف کی پہلی بڑی توسیع ہے۔ 1996 سے، جب اس موضوع پر پہلا "جدید" مقالہ شائع ہوا، ان مراحل کی خصوصیات کو سمجھنے میں زبردست پیش رفت ہوئی ہے۔ 2006 کے بعد سے تحقیق نے میکس مرحلے کے مواد سمیت کمپوزائٹس کی تشکیل، خصوصیت اور نفاذ پر توجہ مرکوز کی ہے۔ اس طرح کے نظام، بشمول ایلومینیم-میکس مرحلے کے مرکب، خالص میکس مرحلے کے مواد پر لچک اور سختی کو مزید بہتر بنانے کی صلاحیت رکھتے ہیں۔ ترکیب ٹرنیری میکس مرحلے کے مرکبات اور مرکبات کی ترکیب کو مختلف طریقوں سے محسوس کیا گیا ہے، جن میں دہن کی ترکیب، کیمیائی بخارات کا جمع ہونا، مختلف درجہ حرارت اور بہاؤ کی شرحوں پر جسمانی بخارات کا جمع ہونا، آرک پگھلنا، گرم آئسوسٹیٹک دبانا، خود سے پھیلنے والی اعلی درجہ حرارت کی ترکیب (ایس ایچ ایس)، رد عمل سنٹرنگ، اسپارک پلازما سنٹرنگ، مکینیکل مرکب اور پگھلے ہوئے نمک میں رد عمل شامل ہیں۔ پگھلی ہوئی نمکیات میں عنصر کی تبدیلی کا طریقہ Mn + 1ZnXn اور Mn + 1CuXn MAX مراحل کی سیریز حاصل کرنے کے لیے تیار کیا گیا ہے۔ خصوصیات یہ کاربائڈز اور نائٹرائڈز کیمیائی، جسمانی، برقی اور مکینیکل خصوصیات کا ایک غیر معمولی امتزاج رکھتے ہیں، جو مختلف حالات میں دھاتی اور سیرامک دونوں خصوصیات کی نمائش کرتے ہیں۔ ان میں اعلی برقی اور تھرمل چالکتا، تھرمل شاک مزاحمت، نقصان برداشت، مشینی صلاحیت، اعلی لچکدار سختی، اور کم تھرمل توسیعی گتانک شامل ہیں۔ کچھ میکس مراحل کیمیائی حملے کے لیے بھی انتہائی مزاحم ہوتے ہیں (مثال کے طور پر۔ Ti3SiC2) اور ہوا میں اعلی درجہ حرارت کا آکسیکرن (Ti2ALC، CR2ALC، اور Ti3ALC2)۔ وہ اعلی کارکردگی والے انجنوں، نقصان برداشت کرنے والے تھرمل سسٹم، تھکاوٹ کی مزاحمت میں اضافہ، اور اعلی درجہ حرارت پر سختی کو برقرار رکھنے والی ٹیکنالوجیز میں مفید ہیں۔ یہ خصوصیات میکس مراحل میں الیکٹرانک ڈھانچے اور کیمیائی بندھن سے متعلق ہو سکتی ہیں۔ اسے اعلی اور کم الیکٹران کثافت والے علاقوں کی وقتا فوقتا تبدیلی کے طور پر بیان کیا جا سکتا ہے۔ یہ الیکٹرانک ڈھانچے کی مماثلتوں کی بنیاد پر دیگر نینو لیمینیٹس کے ڈیزائن کی اجازت دیتا ہے، جیسے کہ ایم او 2 بی سی اور پی ڈی ایف ای 3 این۔ برقی میکس مراحل ان کے بندھن کی دھاتی جیسی نوعیت کی وجہ سے برقی اور تھرمل طور پر موصل ہوتے ہیں۔ زیادہ تر میکس فیز ٹی آئی سے بہتر برقی اور تھرمل کنڈکٹر ہوتے ہیں۔ اس کا تعلق الیکٹرانک ڈھانچے سے بھی ہے۔ جسمانی جبکہ میکس مراحل سخت ہوتے ہیں، انہیں کچھ دھاتوں کی طرح آسانی سے بنایا جا سکتا ہے۔ ان سب کو دستی طور پر ہیکسا کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جا سکتا ہے، اس حقیقت کے باوجود کہ ان میں سے کچھ ٹائٹینیم دھات سے تین گنا زیادہ سخت ہیں، جس کی کثافت ٹائٹینیم کے برابر ہے۔ ان کی بہترین برقی چالکتا کی وجہ سے انہیں دھاتی چمک سے پالش بھی کیا جا سکتا ہے۔ وہ تھرمل شاک کے لیے حساس نہیں ہوتے اور غیر معمولی طور پر نقصان برداشت کرنے والے ہوتے ہیں۔ کچھ، جیسے ٹی 2 اے ایل سی اور سی آر 2 اے ایل سی، آکسیکرن اور کٹاؤ کے خلاف مزاحم ہیں۔ پولی کرسٹل لائن Ti3SiC2 میں صفر تھرمو پاور ہے، یہ ایک ایسی خصوصیت ہے جو ان کے انیسوٹروپک الیکٹرانک ڈھانچے سے منسلک ہے۔ مکینیکل ایک کلاس کے طور پر میکس کے مراحل عام طور پر سخت، ہلکے وزن اور اعلی درجہ حرارت پر پلاسٹک کے ہوتے ہیں۔ ان مرکبات کی پرتوں والی جوہری ساخت کی وجہ سے، کچھ، جیسے Ti3SiC2 اور Ti2AlC، بھی رینگنے اور تھکاوٹ کے خلاف مزاحم ہیں، اور اپنی طاقت کو اعلی درجہ حرارت تک برقرار رکھتے ہیں۔ وہ منفرد اخترتی کی نمائش کرتے ہیں جس کی خصوصیت بیسال سلپ ہوتی ہے (بیسال سے باہر کے طیارہ اے-ڈسلوکیشن اور ڈسلوکیشن کراس-سلپس کے ثبوت حال ہی میں میکس مرحلے میں اعلی درجہ حرارت پر خراب ہونے کی اطلاع دی گئی تھی اور کیو-میٹرکس کے پھیلاؤ سے متاثر فرینک جزوی سی-ڈسلوکیشن بھی رپورٹ کیے گئے تھے)، کنک اور شیر بینڈ کی اخترتی کا ایک مجموعہ، اور انفرادی اناج کے ڈیلیمینیشن۔ مکینیکل جانچ کے دوران، یہ پایا گیا ہے کہ پولی کرسٹل لائن ٹی آئی 3 ایس آئی سی 2 سلنڈروں کو کمرے کے درجہ حرارت پر 1 جی پی اے کے دباؤ تک بار بار کمپریس کیا جا سکتا ہے، اور 25 فیصد توانائی کو ختم کرتے ہوئے بوجھ کو ہٹانے پر مکمل طور پر بازیافت کیا جا سکتا ہے۔ یہ میکس مراحل کی ان منفرد مکینیکل خصوصیات کی خصوصیت سے تھا کہ غیر لکیری ٹھوسوں کو کنکنگ دریافت کیا گیا۔ ان خصوصیات کے لیے ذمہ دار سمجھا جانے والا مائکرو میکانزم انسیپینٹ کنک بینڈ (آئی کے بی) ہے۔ تاہم ابھی تک ان آئی کے بیز کا کوئی براہ راست ثبوت حاصل نہیں کیا گیا ہے، اس طرح دوسرے میکانزم کے لیے دروازے کھلے ہیں جو کم مفروضے کے بھوکے ہیں۔ درحقیقت، ایک حالیہ مطالعہ یہ ظاہر کرتا ہے کہ میکس پولی کرسٹل سائیکلنگ کرتے وقت ریورسیبل ہسٹیریٹک لوپس کو بہت ہی انیسوٹروپک لیمیلر مائکرو اسٹرکچر کے پیچیدہ ردعمل سے بھی سمجھایا جا سکتا ہے۔ ممکنہ ایپلی کیشنز سخت، مشینی، تھرمل شاک مزاحم ریفریکٹریز اعلی درجہ حرارت والے حرارتی عناصر برقی رابطوں کے لیے کوٹنگز نیوکلیئر ایپلی کیشنز کے لیے نیوٹرون تابکاری مزاحم حصے MXenes کی ترکیب کے لیے کاربائڈ سے ماخوذ کاربن پریکرسر کی ترکیب کے لیے پیش خیمہ، دو جہتی منتقلی دھاتی کاربائڈز، نائٹرائڈز، اور کاربونیٹرائڈز کا ایک خاندان حوالہ جات کاربائڈز نائٹرائڈز سیرامک مواد