碳化铌高温磷化制备MAX相Nb₂PC

学术精汇

作者：

丛良伟1 庞昇2 王志*2 李来时*1 吴玉胜1

作者单位：

1. 沈阳工业大学材料科学与工程学院2. 中国科学院过程工程研究所，中国科学院绿色过程与工程重点实验室，战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心

摘要：

理论计算结果已经证实MAX相Nb₂PC机械性能优于其它MAX相，是极具发展潜力的结构材料。但受限于现有含磷MAX相制备过程存在的原料成本高（原料需使用高纯金属、红磷、石墨粉体）、反应器设计复杂（反应需在密闭石英反应器中进行）以及反应时间长（由于磷沸点低，需进行长时间的低温磷化—高温反应制备MAX相）等瓶颈问题，含磷MAX相的深入研究一直被忽视。基于此，提出基于气固反应机理的含磷MAX相高温磷化制备新思路，利用磷铁渣中的FeP高温释放磷蒸汽特征，使其在高温下对Nb₂O₅碳热还原产物NbC进行磷化，成功实现了MAX相Nb₂PC的高效制备。同时，探究了原料配比、烧结温度及保温时间对产物纯度的影响。结果表明，当NbC与磷铁渣摩尔比为1∶5时，在1 200℃下保温1 h可得到纯度大于99%的Nb₂PC。该方法有望为含磷MAX相的低成本、规模化制备提供技术基础。

关键词：

磷铁渣NbC高温磷化气固反应Nb2PC

刊期：

2025，1（34）

所属栏目：

冶金与材料

基金资助：

国家自然科学基金资助项目(52374418,52404328),中国博士后面上基金资助项目(2024M753248)

分类号：

TF83；TF84

DOI：

10. 3969/j. issn. 1005-7854. 2025. 01. 014

页数：

页码：

104-111,168

来源期刊

矿冶

Mining and Metallurgy

碳化铌高温磷化制备MAX相Nb2PC

碳化铌高温磷化制备MAX相Nb₂PC