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Elastic and Mechanical Properties of the MAX Phases

最大相位 材料科学 蠕动 三元运算 各向同性 脆性 复合材料 弹性能 变形(气象学) 热冲击 位错 碳化物 热力学 程序设计语言 物理 量子力学 计算机科学
作者
Michel W. Barsoum,Miladin Radović
出处
期刊:Annual Review of Materials Research [Annual Reviews]
卷期号:41 (1): 195-227 被引量:1068
标识
DOI:10.1146/annurev-matsci-062910-100448
摘要

The more than 60 ternary carbides and nitrides, with the general formula M n +1 AX n —where n = 1, 2, or 3; M is an early transition metal; A is an A-group element (a subset of groups 13–16); and X is C and/or N—represent a new class of layered solids, where M n +1 X n layers are interleaved with pure A-group element layers. The growing interest in the M n +1 AX n phases lies in their unusual, and sometimes unique, set of properties that can be traced back to their layered nature and the fact that basal dislocations multiply and are mobile at room temperature. Because of their chemical and structural similarities, the MAX phases and their corresponding MX phases share many physical and chemical properties. In this paper we review our current understanding of the elastic and mechanical properties of bulk MAX phases where they differ significantly from their MX counterparts. Elastically the MAX phases are in general quite stiff and elastically isotropic. The MAX phases are relatively soft (2–8 GPa), are most readily machinable, and are damage tolerant. Some of them are also lightweight and resistant to thermal shock, oxidation, fatigue, and creep. In addition, they behave as nonlinear elastic solids, dissipating 25% of the mechanical energy during compressive cycling loading of up to 1 GPa at room temperature. At higher temperatures, they undergo a brittle-to-plastic transition, and their mechanical behavior is a strong function of deformation rate.
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