Unter dem Begriff MAX-Phasen werden ternäre Verbindungen, die ein Übergangsmetall (M), ein Hauptgruppenelement (A) und entweder Kohlenstoff oder Stickstoff (X) enthalten, zusammengefasst. Die Verbindungen mit der allgemeinen Formel Mn+1AXnkristallisieren in einer hexagonalen Schichtstruktur. Sie bestehen aus M6X-Oktaedern, die sich mit Schichten aus den A-Atomen abwechseln. Es existieren 211-Phasen für n = 1, 312-Phasen für n = 2 und 413-Phasen für n = 3, bei denen die A-Schichten durch zwei, drei oder vier Oktaeder-Schichten getrennt sind.
MAX-Phasen sind vor allem mit frühen Übergangsmetallen bekannt und besonders im Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften gut charakterisiert. So zeigen sie sowohl Charakteristika von keramischen als auch metallischen Materialien. Ein besonders reizvoller Aspekt dieser Verbindungsklasse ist die Leichtigkeit, mit der die Chemie bei gleichbleibender Struktur verändert werden kann.
Die magnetischen Eigenschaften sind erst in Ansätzen erforscht; die Vielzahl der Verbindungen, die innerhalb dieser Familie existieren, verspricht aber in Kombination mit Elementen, die ein hohes magnetisches Moment besitzen (Mangan, Eisen, Cobalt) sehr großes Potential für interessante magnetische Eigenschaften.
MAX-Phasen mit späteren Übergangsmetallen
Wir konnten bereits erfolgreich verschiedene MAX-Phasen mittels Mikrowellen-Heizen und Spark Plasma Sintern herstellen: M2AlC (M = Ti, V, Cr), V4AlC3, Ti2SnC und Ti3SiC2. Die Verbindungen lassen sich dabei zeitsparend in guter Qualität synthetisieren.
Darüber hinaus ist es uns gelungen Cr2AlC und V2AlC mit kleinen Mengen Mn (und Fe) zu dotieren. Die erhaltenen Materialien sind geprägt von Nebenphasen, die wir im Detail identifizieren und quantifizieren, um ihren Magnetismus zu diskutieren.
