MAX相是一类新型三元层状化合物,由M、A和X三种元素组成,其化学通式表达为Mn+1AXn,其中,M:过渡金属,A：A族元素,X：碳或氮,n=1,2,3……。电子结构研究表明M-X之间以强的共价键和离子键结合,M-A之间以较弱的共价键和金属键结合,M-M之间以金属键结合。其独特的晶体结构,使其同时兼备金属和陶瓷材料优良性能；有望近期在锂电池、燃料电池、高铁、核能以及国防等领域发挥优势。然而,在MAX相表面发现了与Sn晶须自发生长相似的A元素晶须自发生长现象。这一现象引起了人们对MAX相材料稳定性的疑虑。近年来,MAX相表面A元素晶须的研究工作仍然处于发展阶段,研究工作多借鉴传统的相关金属晶须自发生长的模型与机制,例如压应力机制,但是这些机理多为针对某一特定的材料、在特定环境所提出,至今尚无一个完善的晶须自发生长机理可以为科学界所普遍接受。本研究选取MAX材料的一种——-Cr2GaC,为研究对象,研究MAX相材料Cr2GaC的制备及其表面Ga晶须自发生长现象。首先利用无压反应烧结法制备了Cr2GaC,研究合成温度和Ga含量对Cr/Ga/C混合物反应烧结后相组成的影响,发现在1100℃温120min能够得到主相为Cr2GaC的MAX相材料,随着Ga含量从低到高变化,制备产物主相均为Cr2GaC,杂质相从Cr7C3相变化到Ga单质相。在经过球磨、冷压成型的Cr2GaC坯体材料表面,观察到Ga晶须大量快速生长现象。该现象遵守三条规律：1)样品中的自由Ga元素是Ga晶须自发生长的物质来源；2)球磨过程产生的Cr2GaC品粒解理面是Ga晶须自发生长的必要条件；3)环境温度,如低温,会促进Ga晶须自发生长。对于实验观察到的诸多现象,比如基体孔隙尺寸明显小于晶须直径、以及压应力小的区域晶须生长密度较大等,用传统金属晶须自发生长的压应力机理无法解释。本文根据上述Ga晶须自发生长的三条规律,提出了解理面催化机理：Cr2GaC晶粒中因机械破坏(球磨)产生的解理面能够作为Ga晶须自发生长的催化剂,在有自由Ga原子存在的Cr2GaC晶粒解理面上,Ga晶须会被催化形核。该机理可以合理地解释Cr2GaC坏体表面Ga晶须自发生长现象。另一方面,在实际应用中,主要使用的是致密的Cr2GaC烧结体,而烧结体表面也会长出晶须,晶须的长出会影响其力学性能、电学性能,会给系统带来意外事故。所以,本文制备了Cr2GaC烧结体,并研究Ga含量、致密度对于烧结体表面Ga晶须自发生长的影响。观察Cr2GaC烧结体表面Ga晶须自发生长的规律：1)自由Ga元素是Cr2GaC烧结体表面Ga晶须自发生长的必要条件；2)烧结体致密度越大,表面越不容易长出Ga晶须。应用解理面催化机理.可以合理地解释实验中观察到的Ga晶须形貌,进一步证明了本文提出的解理面催化机理的合理性和科学性,对于解决MAX相表面A元素晶须自发生长这一问题提供了一个新的视角。