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层状化合物Two dimensional Transition Metal Carbides Produced by Exfoliation of MAX Phases
NSF/AFOSRWorkshopon2DMaterialsBeyondGraphene,
May3031,2012
TwodimensionalTransionMetal
CarbidesProducedbyExfoliaonof
MAXPhases
YuryGogotsiMichelBarsoum
Students:
MichaelNaguib,Olha Mashtalir,MuratKurtoglu
DrexelUniversity
AJDrexelNanotechnologyInstute
MaterialsScienceandEngineeringDepartment
Philadelphia,Pennsylvania
1
MAXPhases
Strong but Ductile Ceramics - not van der Waals Solids
• Ternary metals carbides
and/or nitrides
• Layered hexagonal
structure (P6 /mmc)
3
M
• Composition of X
M
Mn+1AXn ; with n A
=1,2,3
• Examples: Ti AlC, Ti AlN, Ti AlC ,Ti AlN Ta AlC,
2 2 3 2 4 3 2
Ta AlC Cr AlC, Cr AlC V AlC, V AlC Nb AlC,
4 3 2 3 2 2 3 2 2
Nb AlC (60 phases) (Ti Nb ) AlC, Ti Al(C N )
4 3 0.5 0.5 2 3 0.5 0.5 2
(considering solid solution, there will be more)
211 312 2413
Barsoum, M.W. Progress in Solid State Chemistry 28 (2000) 201 – 281 2
Schematic of Solution Synthesis
Summary MAXphasesarelayeredternary
carbides,nitrides,andcarbonitrides
consisngof“M“,“A“,and“X“layers
MAXphase
Selecveetchingonlyofthe“A“
layersfromtheMAXphase
Physicallyseparated2DMXene
sheetsaersonicaon
MXenesheets
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