东北大学在新型稀土有序占位的层状化合物研究方面取得重要进展

作者:孙淑丽编辑:张广宏 李家祥来源:材料电磁过程研究教育部重点实验室更新日期:2022-11-09浏览次数:17

近日,东北大学崔伟斌教授课题组的研究成果以“The crystallographic structure and properties of novel quaternary nanolaminated rare-earth-Cr-based i-MAX phases”为题发表在国际著名期刊Acta Materialia上。我校博士研究生孙淑丽为论文第一作者,崔伟斌教授为通讯作者。

该研究首次合成了一系列新型稀土有序占位的层状化合物-(Cr2/3R1/3)2AlC (R=镧系稀土原子) i-MAX相。(Cr2/3R1/3)2AlC化合物的晶体结构为正交结构,Cmcm空间群,稀土原子RCr原子在R-Cr层内有序交替排列并突出于R-Cr层朝向Al层原子。合成的新型(Cr2/3R1/3)2AlC化合物在低温下表现出特定的磁性相转变行为,在室温和高温环境下具有高的硬度和耐压强度(图1)以及优异的耐磨损性能,并且进一步研究了块体(Cr2/3R1/3)2AlC样品经高温压缩后,正交结构向单斜结构转变的机制(图2)。

该研究工作将稀土原子引入传统MAXCr2AlC化合物晶格,首次合成了一系列新型稀土有序占位的层状化合物,赋予了材料新的磁性能和显著改善的硬度、耐压强度以及耐磨等物理特性,为设计合成新型层状化合物提供了新的思路,为拓宽i-MAX相层状化合物的潜在应用领域提供了重要的理论基础。感谢东北大学分析测试中心对本研究中结构表征方面工作的大力支持。

论文链接:https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118479

1. 硬度和耐压强度对比不同温度下,Cr2AlC(Cr2/3Lu1/3)2AlC(a) 维氏硬度值对比图;(b)-(e)压痕形貌对比图;(f) 耐压强度-应变对比图;(g)  (h) 压缩断裂形貌对比图。

2. 高温压缩后晶体结构表征。(Cr2/3Lu1/3)2AlC[110]o晶向对应的正交和单斜结构HAADF图像及对应的原子排列示意图

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