西北工業大學杜乘風/余泓課題組報道了對Ti₃AlC₂ MAX相陶瓷的A位點進行Al-Si的系列固溶摻雜，并揭示了Si對Ti₃Al_1?xSi_xC₂在1000°C條件下的氧化行為影響機制。

MAX相陶瓷材料具有良好的熱穩定性、抗氧化性和高溫機械強度，其高溫應用被廣泛研究。例如，Ti₃AlC₂是被廣泛研究的MAX相陶瓷材料，其良好的抗氧化性得益于高溫下原位形成的氧化膜，氧化膜可以阻止氧氣進一步滲透。A位Al-Si固溶調控的研究表明Ti₃AlC₂ MAX相陶瓷進一步增強抗氧化性的可能。然而，Si的含量優化及其對Ti₃Al_1?xSi_xC₂陶瓷氧化行為作用機理還有待挖掘。

因此，杜乘風/余泓課題組合成了系列Al-Si固溶的Ti₃Al_1?xSi_xC₂ (x=0, 0.2, 0.4, 0.6)陶瓷材料，并對其晶體結構和在1000°C空氣中的氧化行為進行了研究。Si的添加，不僅會形成Ti₅Si₃雜相導致陶瓷相純度降低，也影響了氧化膜的形成及陶瓷相的抗氧化性能。在有Si固溶的陶瓷材料氧化膜上，可以觀測到Si摻雜的TiO₂晶柱聚集結構，這是由于Si的加入降低了TiO₂中(110)面形成的能壘，同時也提高了O原子在(110)面上的吸附能。Si可以加速氧化膜形成的傳質過程，形成TiO₂/Al₂O₃交替保護外層和Al₂O₃連續內層，進而阻止氧的進一步內滲而提高陶瓷材料的抗氧化性。因此，適量的Si可以形成致密而連續氧化膜而獲得良好的抗氧化性；然而過量的Si會破壞Al₂O₃氧化膜的連續性導致抗氧化性能衰減。