二维Ti3C2纳米材料的制备表征及其性能研究.pdf

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1、二维Ti3C2纳米材料的制备表征及其性能研究Synthesis，CharacterizationandPropertiesofTwo—dimensionTi3C2Nanomaterials姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明

2、。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：凿声曲y，够年6月；日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向

3、社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生处办理。本学位论文属于不保密囤。学位论文作者签名：啼古I习砂，串年6月；日指导教师签名：加，舻年石月；日江苏大学硕士学位论文摘要将A“IAⅪ相结构中的‘A’层选择性抽离后所得到的二维结构^“IXn材料具有很多类似于石墨烯的优异性能，如具有很好的稳定性，很高的弯曲强度和弹性模量，良好的电学性能和铁磁性，同时还保持着Mn+1AXn相材料的特性，如良好的抗氧化性能，很高的热稳定性等。这些优异的性能和独特的结构使得M。+，Xn材料在锂电池电极材料，电子器件，超

4、级电容器，摩擦润滑以及复合材料增强相等领域有着广阔的应用前景。本文用无压烧结法制备了较高纯度的Ti3SiC2和Ti3A1C2粉体，研究了其在HF溶液中的微观结构变化，成功制备了类石墨烯二维Ti3C2材料，并考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。主要研究内有如下：(1)将原料按照一定的配比，通过5h的球磨混合，在1350oC下无压烧结2h制备了较高纯度的Ti3SiC2和Ti3A1C2粉体。探索了原料配比和不同工艺参数对合成产物的影响，研究了原料在950～13500C下烧结过程中的相变化，得出了Ti3SiC2

5、和Ti3A1C2的合成机制。(2)探讨了Ti3A1C2和Ti3SiC2在高压水热条件下与HF溶液的反应机制，发现Ti3A1C2结构中的舢层首先被刻蚀掉，六方排布的Ti—C层发生了晶格重排转变成了立方排布，但Ti3AIC2最终溶解在HF溶液中，从结构中刻蚀的m与溶液发生反应，在水热状态下生成立方体状的A1F3-H20。而Ti3SiC2在常温HF溶液中发生了层片分离的想象，但是结构中的Si层的刻蚀还伴随着Ti．C层的破裂，层间分离的程度并不理想。(3)将用化学液相刻蚀法在室温下对Ti3A1C2粉体进行20h化

6、学刻蚀制备了类石墨烯二维Ti3c2材料，发现其刻蚀方向会优先选择(0001)基面，使舢层从结构中抽离，以致结构中的Ti．c层相互剥离，层片的平均厚度约为13．75nm，约含有7个Ti．C单层。将Ti3C2纳米材料作为添加剂能明显改善液体石蜡的摩擦学性能，由于摩擦副之间的剪切与极压作用使得表面形成一层Ti3C2润滑膜，阻隔两个摩擦副的直接接触，添加量为1wt％的减摩抗磨效果最优。关键词：Ti3SiC2和Ti3A1C2，二维材料，物相组成，微观形貌，摩擦学性能二维Ti3C2纳米材料的制备表征及其性能研究Ⅱ江苏

7、大学硕士学位论文ABSTRACTThetwo-dimensionMn+lXnphaseswereobtainedbyselectivelyetching‘A’layersfromMn+1AXnphases．Mn+lXnphasesexhibitexcellentpropertieslikegraphene，suchashighstability,largeelasticmoduli，goods仃engthandpliability,novelelectronicandmagneticproperties．

8、Inaddition，theystilll眈LinsomeoriginalpropertiesofMn+IAXnphaseslikegoodthermalstabilityandoxidationresistance．111euniquestructuresandexceptionalpropertiesofMn+lKmaterialsenablethemofawiderangeofpotentialapplicationsi