مکسین
تاریخچه
مکس فازها دارای دو تاریخچه هستند. اولین دوره مربوط به بازه زمانی مابین کشف در دهه ۱۹۶۰ میلادی تا اواسط دهه ۱۹۹۰ است که این فازها در این دوره غالباً نادیده گرفته می‌شدند. دومین دوره مربوط به حدود ۱۵ سال پیش است که در این دوره زمانی کوتاه علاقه‌مندی به این فازها افزایش یافته‌است. تقریباً ۴۰ سال پیش در دهه ۱۹۶۰، آقای نووتنی و همکارانش مقاله‌ای مروری دربارهٔ سنتز تعداد زیادی از کاربیدها و نیتریدها چاپ کردند. تحقیقات این گروه در نوبه خود دستاورد تأثیرگذاری بود، چرا که در آن دهه گروه ایشان توانستتند بیش از ۱۰۰ نوع کاربید و نیترید جدید را شناسایی کنند. در این میان بیش از ۳۰ فاز تحت عنوان هاگ فاز بیش از سایرین مورد توجه قرار گرفتند. این فازها که فازهای H هم نامیده می‌شدند ساختاری به صورت M 2 AX (شکل ۱–۲) داشتند. تاریخچه فازهای H تا قبل از سال ۱۹۹۷ بسیار کوتاه است. از زمان کشف این فازها تا اولین گزارش توسط آقایان بارسوم، برودکین و الرقی در سال ۱۹۹۷ و جدا از مقالات نوشته شده توسط نویسندگان روسی در اواسط دهه ۱۹۷۰ - که ادعا می‌کردند فازهای متراکم Ti 2 AlC و Ti 2 AlN راسنتز کردند- این فازها به کلی نادیده انگاشته می‌شدند. گروه آقای نووتنی در سال ۱۹۶۷، اولین دو فاز از رده ۳۱۲ یعنی Ti 3 SiC 2 و Ti 3 GeC 2 را کشف کردند، که هر دوی آنها از نظر ساختاری مربوط به فازهای H بودند. در این فازها، لایه‌های M 3 X 2 لایه هایA را از هم جدا می‌کنند (شکل ۲–۱). اما با کشف Ti 3 AlC 2 در اوایل دهه ۱۹۹۰ توسط پیتزکا و شوستر، این ماده نیز به فهرست افزوده شد. بارسوم هونگ در سال ۱۹۹۶ با استفاده از روش پرس گرم واکنشی، در یک مرحله نمونه‌های تک فاز و کاملاً متراکم Ti 3 SiC 2 با استفاده از TiH 2 و SiC و گرافیت سنتز کردند. به‌طور قابل توجهی، دمای سنتز که حدود ۱۶۰۰ درجه بود- از دمای تجزیه ای که در آن سالها به این فاز نسبت داده می‌شد- بیشتر به نظر می‌رسید. با استفاده از نمونه‌های ساخت شده با این روش ترکیب نامتعارف خواص Ti 3 SiC 2 مشاهده شد و رفته رفته علاقه‌مندی به این فاز افزایش یافت، به نحوی که اولین مقاله نویسندگان بارسوم هونگ تحت عنوان «سنتز و شناسایی خواص یک سرامیک منحصر به فرد» Ti 3 SiC 2 به چاپ رسید. در سال ۱۹۹۷ بارسوم، برودکین و الرقی، طی مقاله‌ای نشان دادند که فازهایTi2AlC ,Ti 2 AlN ,Ti 2 GeC و Ti 3 GeC 2 خواصی تقریباً مشابه با خواص Ti 3 SiC 2 دارند. در این مقاله سنتز مکس فازهای V 2 AlC ,Nb 2 AlC و Ta 2 AlC نیز بررسی و نشان داده شد که این مواد نیز قابلیت ماشینکاری بالایی دارند. در همان سال بارسوم، یاروشوک و تیتاگی مقاله ای در مورد ساخت و شناسایی خواص Ti 2 SnC ,Zr 2 SnC ,Nb 2 SnC و Hf 2 SnC چاپ کردند و طی آن به شباهت خواص این مواد با خواص مربوط به مکس فازها تأکید نمودند. بارسوم و همکارانش در سال‌های ۱۹۹۸ و ۱۹۹۹، تکثیر نابجایی‌ها و تحرک آنها را در دمای محیط توسط تصاویر میکروسکوپ الکترونی عبوری بررسی کردند. در سال ۱۹۹۹، گروه بارسوم مکس فازهای سیستم سه تایی N-Al-Ti را مطالعه کردند. در طی جستجوی منابع معلوم شدکه در یک مقاله به حضور Ti 3 AlN 2 تصریح شده‌است. با مقایسه پارامتر شبکه گزارش شده برای این فاز با هم خانواده مشابه‌اش یعنیTi 3 AlC 2 ، مشخص شدکه ساختار گزارش شده نمی‌تواند یک فاز ۳۱۲ باشد. یک سال بعد با کمک میکروسکوپ الکترونی عبوری وضوح بالا، معلوم شد که ساختار گزارش شده به نامTi 3 AlN 2 ، در واقع Ti 4 AlN 3 بوده‌است که در آن چهار لایه اتمی تیتانیوم توسط لایه‌های آلومینیوم جدا شده‌اند (شکل۱–۲). طی پنج سال بعد، فازهای ۴۱۳ دیگری کشف و شناسایی شدند. این فازها عبارت بودند ازTa 4 AlC 3 ،V 4 AlC 3 و Ti 4 GaC 3 که به ترتیب توسط اتزکورن، هتو و مانون کشف شدند. به صورت خلاصه می‌توان گفت، علی‌رغم اینکه زمان نسبتاً کمی از شناسایی خواص غیرعادی و در برخی موارد منحصر به فرد این ترکیبات می‌گذرد، محققان راهی طولانی در فهم صحیح خواص مکانیکی، فیزیکی و شیمیایی آنها پیموده‌اند. در حال حاضر نیز این زمینه پژوهشی در حوزه‌های کشف فازهای جدید، جای زیادی برای کار دارد.