312 MAX Phases: Ελαστικές ιδιότητες και Λίθιο

Abstract

Τα MAX phases είναι μια συναρπαστική κατηγορία στερεών τα οποία αποτελούνται από στρώματα και η σύνθεση τους έχει γινει το 1960. Τα τελευταία χρόνια υπάρχει έντονο ενδιαφέρον για τα συγκεκριμένα υλικά, καθώς συνδυάζουν έναν ασυνήθιστο αριθμό ιδιοτήτων. Για παράδειγμα, κάποια είναι άκαμπτα και με μικρή πυκνότητα και παρόλα αυτά μπορούν να κατεργαστούν εύκολα. Το πιο εντυπωσιακό όλων ωστόσο, είναι ότι συνδυάζουν μεταλλικές και κεραμικές ιδιότητες ενώ κάποια από αυτά έχουν δείξει και υπεραγώγιμες σε θερμοκρασίες κοντά στα 11 K. Στην διεθνή βιβλιογραφία, μπορεί να βρει κανείς πολλές μελέτες που αφορούν αρκετά MAX phase και ιδιαίτερα τα Ti3SiC2, Ti3AlC2, Ti2AlC,Cr2AlC τα οποία έχουν πολλές εφαρμογές λόγο της καλής τους αντίστασης στην οξείδωση και σε αρκετές χημικές ουσίες. Κάποιες πρακτικές τους εφαρμογές αφορούν τις μπαταρίες Λιθίου καθώς και πυρηνικές εφαρμογές. Η παρούσα διπλωματική εργασία ασχολείται με τα 312 MAX phases σαν υλικά ανόδου σε μπαταρίες ιόντων Λιθίου . Αρχικά θα μελετηθούν οι ελαστικές τους ιδιότητες και οι σχετικοί πίνακες ελαστικότητας και σκληρότητας οι οποίοι βρέθηκαν μέσω Density Functional Theory υπολογισμών. Στην συνέχεια, θα δούμε τις πιθανές θέσεις τοποθέτησης Λιθίου σε αυτά τα στερεά και τέλος θα συσχετίσουμε το κατά πόσο η ελαστικότητα επηρεάζει την τοποθέτηση Λιθίου στο πλέγμα.