维度网讯，德国MechSyn公司研发出一种在室温下直接合成相纯碳化铬（Cr₃C₂）的机械化学新工艺，所得材料的电导率远超市售产品。
该成果发表于皇家化学学会（Royal Society of Chemistry）的期刊《RSC Mechanochemistry》上。传统制造碳化铬通常需要超过1400°C的高温和强还原性气体气氛。早期的机械化学路线虽能降低热需求，但仍需在约800°C下进行后续退火。MechSyn的新方法通过加压球磨铬粉和碳粉，无需后续高温处理，即可直接获得相纯度超过99%的Cr₃C₂。研究表明，控制反应压力可在显著更温和的条件下实现相选择性碳化物形成，这一过程展示了机械化学如何有针对性地利用机械能引发化学反应。潜在优势包括更低的能耗、更少的热处理步骤以及对材料性质的更好控制。
除了低温合成路线，该研究还揭示了机械化学过程对材料性能的影响。采用机械化学合成的Cr₃C₂制备的涂层，其面内电导率达到6.7×10⁶ S/m，而基于市售Cr₃C₂的涂层仅为2.3×10⁵ S/m。这些涂层还表现出显著更低的接触电阻，这是燃料电池应用中的关键参数。研究团队将这一差异归因于在惰性条件下合成和处理过程中表面氧化减少。这些结果与电化学能源技术密切相关，其中电导率、界面电阻和长期稳定性直接影响组件性能。尽管碳化铬作为模型系统，但类似潜力也可能出现在碳化钛、碳化钼、碳化钨、氮化钛以及各种硼化物体系中，这些材料正作为催化剂载体、电催化剂以及电池和燃料电池的导电材料被广泛研究。
该合成概念已在实验室和中试规模得到验证。目前的工作重点在于开发更大的机械化学反应器，以推动该技术向高性能碳化物、氮化物和硼化物材料的工业化生产过渡。这些材料兼具高电导率、耐化学性、热稳定性和机械强度，适用于催化剂载体、电解槽、电池、导电陶瓷和半导体技术等应用场景。
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