Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን። እየተጠቀሙበት ያለው የአሳሽ ስሪት የተወሰነ የሲኤስኤስ ድጋፍ አለው። ለበለጠ ልምድ፣ የዘመነ አሳሽ እንድትጠቀም እንመክርሃለን (ወይም የተኳኋኝነት ሁነታን በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር አሰናክል)። እስከዚያው ድረስ ቀጣይ ድጋፍን ለማረጋገጥ ጣቢያውን ያለ ቅጦች እና ጃቫስክሪፕት እናቀርባለን።
ባዮፊልሞች ሥር የሰደዱ ኢንፌክሽኖች በተለይም የሕክምና መሣሪያዎችን በሚመለከቱበት ጊዜ አስፈላጊ አካል ናቸው። መደበኛ አንቲባዮቲኮች ባዮፊልሞችን በጣም ውስን በሆነ መጠን ሊያጠፉ ስለሚችሉ ይህ ችግር ለህክምናው ማህበረሰብ ትልቅ ፈተናን ይፈጥራል። የባዮፊልም መፈጠርን መከላከል የተለያዩ የሽፋን ዘዴዎችን እና አዳዲስ ቁሳቁሶችን እንዲፈጠር አድርጓል. እነዚህ ዘዴዎች የባዮፊልም መፈጠርን በሚከላከል መልኩ ንጣፎችን ለመልበስ ነው. በተለይ የመዳብ እና የታይታኒየም ብረቶች የያዙ ቪትሪየስ ብረታ ብረት ውህዶች ተስማሚ ፀረ-ተሕዋስያን ሽፋን ሆነዋል። በተመሳሳይ ጊዜ የሙቀት መጠንን የሚነኩ ቁሳቁሶችን ለማቀነባበር ተስማሚ ዘዴ በመሆኑ ቀዝቃዛ ርጭት ቴክኖሎጂን መጠቀም ጨምሯል. የዚህ ጥናት ግብ አካል ሜካኒካል ቅይጥ ቴክኒኮችን በመጠቀም ከ Cu-Zr-Ni ternary የተዋቀረ አዲስ ፀረ-ባክቴሪያ ፊልም ብረታ ብረት መስታወት ማዘጋጀት ነበር። የመጨረሻውን ምርት የሚያመርተው ሉላዊ ዱቄት በዝቅተኛ የሙቀት መጠን ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ንጣፎችን በብርድ ለመርጨት እንደ ጥሬ ዕቃ ያገለግላል። የብረታ ብረት መስታወት የተሸፈኑ ንጣፎች ከማይዝግ ብረት ጋር ሲነፃፀሩ ቢያንስ 1 ሎግ የባዮፊልም አፈጣጠርን በእጅጉ መቀነስ ችለዋል።
በሰው ልጅ ታሪክ ውስጥ፣ ማንኛውም ማህበረሰብ የተወሰኑ መስፈርቶችን ለማሟላት አዳዲስ ቁሳቁሶችን ማዳበር እና ማስተዋወቅ ችሏል፣ በዚህም ምክንያት ምርታማነት መጨመር እና በአለምአቀፍ ኢኮኖሚ ደረጃ1. የሰው ልጅ የቁሳቁስና የማኑፋክቸሪንግ መሳሪያዎችን በመንደፍ እንዲሁም ጤናን፣ ትምህርትን፣ ኢንዱስትሪን፣ ኢኮኖሚን፣ ባህልን እና ሌሎች መስኮችን ከአንድ ሀገር ወይም ክልል ወደ ሌላው ለማስኬድ የቁሳቁሶችን ዲዛይንና ባህሪይ ዲዛይን በማድረግ ነው። እድገት የሚለካው ሀገር እና ክልል ሳይለይ2. ለ 60 ዓመታት የቁሳቁስ ሳይንቲስቶች ለአንድ ዋና ተግባር ብዙ ጊዜ አሳልፈዋል - አዲስ እና የላቀ ቁሳቁሶችን ፍለጋ. የቅርብ ጊዜ ጥናቶች የነባር ቁሳቁሶችን ጥራት እና አፈፃፀም ለማሻሻል እንዲሁም ሙሉ ለሙሉ አዲስ የቁሳቁስ ዓይነቶችን በማዋሃድ እና በመፈልሰፍ ላይ ያተኮሩ ናቸው።
የቅይጥ ንጥረ ነገሮች መጨመር, የቁሳቁሶች ጥቃቅን ለውጦች እና የሙቀት, ሜካኒካል ወይም ቴርሞሜካኒካል ሕክምና ዘዴዎች የተለያዩ ቁሳቁሶች ሜካኒካል, ኬሚካላዊ እና አካላዊ ባህሪያት ላይ ከፍተኛ መሻሻል አሳይተዋል. በተጨማሪም, እስካሁን ድረስ የማይታወቁ ውህዶች በተሳካ ሁኔታ የተዋሃዱ ናቸው. እነዚህ ያልተቋረጡ ጥረቶች አዲስ የፈጠራ ቁሳቁስ ቤተሰብን በጋራ Advanced Materials2 በመባል ይታወቃሉ። ናኖክሪስታሎች፣ ናኖፓርቲሎች፣ ናኖቱብስ፣ ኳንተም ነጠብጣቦች፣ ዜሮ-ዲሜሽናል፣ ሞርፎስ ሜታል መነጽሮች፣ እና ከፍተኛ ኢንትሮፒ ውህዶች፣ ካለፈው ክፍለ ዘመን አጋማሽ ጀምሮ በዓለም ላይ የታዩ የላቁ ቁሶች ምሳሌዎች ናቸው። በመጨረሻው ምርት እና በምርት መካከለኛ ደረጃዎች ውስጥ አዲስ የተሻሻሉ ንብረቶችን በማምረት እና በማልማት ላይ ፣ ሚዛናዊ ያልሆነ ችግር ብዙውን ጊዜ ይጨምራል። ከተመጣጣኝ ሚዛን ጉልህ ልዩነቶችን የሚፈቅዱ አዳዲስ የማኑፋክቸሪንግ ቴክኒኮችን በማስተዋወቅ ምክንያት የብረታ ብረት ብርጭቆዎች በመባል የሚታወቁት ሙሉ ለሙሉ አዲስ የሜታስቲክ ውህዶች ክፍል ተገኝቷል።
እ.ኤ.አ. 4 የፕሮፌሰር ፖል ዱቭስ ግኝት የታሪክ የብረት መነጽሮች (ኤም.ኤስ.) መጀመሩን ብቻ ሳይሆን ሰዎች ስለ ብረት ውህዶች የሚያስቡትን ለውጥ አምጥቷል። MS alloys ያለውን ልምምድ ውስጥ በጣም የመጀመሪያው አቅኚ ምርምር ጀምሮ, ከሞላ ጎደል ሁሉም የብረት መነጽር ሙሉ በሙሉ ከሚከተሉት ዘዴዎች ውስጥ አንዱን በመጠቀም ማግኘት ቆይተዋል: (i) ፈጣን solidification መቅለጥ ወይም ተን, (ii) አቶሚክ ጥልፍልፍ ዲስኦርደር, (iii) ንጹህ ብረት ንጥረ ነገሮች መካከል ጠንካራ-ግዛት amorphization ምላሽ እና (iv) metastable ደረጃዎች መካከል ጠንካራ ዙር ሽግግሮች.
ኤምጂዎች የሚለዩት ከክሪስታሎች ጋር የተቆራኘው የረዥም ጊዜ የአቶሚክ ቅደም ተከተል ባለመኖሩ ነው, እሱም የክሪስታል ባህሪያት. በዘመናዊው ዓለም ውስጥ በብረታ ብረት መስታወት መስክ ትልቅ እድገት ታይቷል. እነዚህ ለጠንካራ ግዛት ፊዚክስ ብቻ ሳይሆን ለብረታ ብረት, ላዩን ኬሚስትሪ, ቴክኖሎጂ, ባዮሎጂ እና ሌሎች በርካታ ቦታዎችን የሚስቡ አስደሳች ባህሪያት ያላቸው አዳዲስ ቁሳቁሶች ናቸው. ይህ አዲስ ዓይነት ቁሳቁስ ከጠንካራ ብረቶች የሚለዩ ባህሪያት አሉት, ይህም በተለያዩ መስኮች ለቴክኖሎጂ አፕሊኬሽኖች ማራኪ እጩ ያደርገዋል. አንዳንድ ጠቃሚ ባህሪያት አሏቸው፡ (i) ከፍተኛ የሜካኒካል ductility እና የምርት ጥንካሬ፣ (ii) ከፍተኛ መግነጢሳዊ ንክኪነት፣ (iii) ዝቅተኛ ማስገደድ፣ (iv) ያልተለመደ የዝገት መቋቋም፣ (v) የሙቀት ነፃነት። ምግባር 6.7.
ሜካኒካል ቅይጥ (MA) 1,8 በአንጻራዊነት አዲስ ዘዴ ነው, ለመጀመሪያ ጊዜ በ 19839 በፕሮፌሰር ኬኬ ኮክ እና ባልደረቦቹ አስተዋወቀ. የንፁህ ኤለመንቶችን ቅልቅል ወደ ክፍል የሙቀት መጠን በጣም ቅርበት በመፍጨት ኒ60Nb40 ዱቄቶችን አምርተዋል። በተለምዶ፣ የኤምኤ ምላሽ የሚከናወነው በሪአክተር ውስጥ፣ አብዛኛውን ጊዜ ከማይዝግ ብረት የተሰራ፣ ወደ ኳስ ወፍጮ ውስጥ በሚገኙ የሬአክተር ዱቄቶች ስርጭት መካከል ነው። 10 (ምስል 1 ሀ, ለ). ከዚያን ጊዜ ጀምሮ፣ ይህ በሜካኒካል የተደገፈ ጠንካራ ሁኔታ ምላሽ ዘዴ ዝቅተኛ (ምስል 1 ሐ) እና ከፍተኛ የኃይል ኳስ ወፍጮዎችን እና ዘንግ ወፍጮዎችን11,12,13,14,15,15,16 በመጠቀም አዲስ amorphous/ብረታማ ብርጭቆ ቅይጥ ዱቄት ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ ውሏል. በተለይም ይህ ዘዴ እንደ Cu-Ta17 ያሉ የማይታዩ ስርዓቶችን እንዲሁም እንደ አል-ትራንስሽን ብረት (TM, Zr, Hf, Nb እና Ta) 18,19 እና Fe-W20 ስርዓቶችን የመሳሰሉ ከፍተኛ የማቅለጫ ነጥቦችን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ ውሏል. , በተለመደው የማብሰያ ዘዴዎች ሊገኝ የማይችል. በተጨማሪም ኤምኤ ከብረት ኦክሳይድ ፣ ካርቦይድ ፣ ኒትሪድ ፣ ሃይድሮይድ ፣ ካርቦን nanotubes ፣ ናኖዲያመንድ ፣ እንዲሁም ከላይ ወደ ታች አቀራረብ በመጠቀም ሰፊ ማረጋጊያ ናኖክሪስታሊን እና ናኖኮምፖዚት ፓውደር ቅንጣቶች የኢንዱስትሪ ሚዛን ለማምረት በጣም ኃይለኛ ናኖቴክኖሎጂ መሳሪያዎች አንዱ ተደርጎ ይወሰዳል። 1 እና የሜታስቲክ ደረጃዎች.
በዚህ ጥናት ውስጥ Cu50 (Zr50-xNix)/SUS 304 የብረት መስታወት ሽፋን ለማዘጋጀት ጥቅም ላይ የዋለውን የማምረት ዘዴን የሚያሳይ ንድፍ። (ሀ) አነስተኛ ኃይል ያለው የኳስ መፍጨት ዘዴን በመጠቀም የኤምሲ ቅይጥ ዱቄቶችን በተለያዩ የኒ x (x; 10፣ 20፣ 30፣ እና 40 at.%) መጠን ማዘጋጀት። (ሀ) የመነሻው ቁሳቁስ በመሳሪያው ሲሊንደር ውስጥ ከመሳሪያ ብረት ኳሶች ጋር ተጭኗል እና (ለ) በሄ ከባቢ አየር በተሞላ የእጅ ጓንት ውስጥ ተዘግቷል። (ሐ) በመፍጨት ወቅት የኳሱን እንቅስቃሴ የሚያሳይ የመፍጨት ዕቃ ግልፅ ሞዴል። ከ 50 ሰአታት በኋላ የተገኘው የመጨረሻው የዱቄት ምርት የ SUS 304 substrate (መ) ለማቀዝቀዝ ጥቅም ላይ ይውላል.
ወደ የጅምላ ቁስ አካላት (ንጥረ ነገሮች) ስንመጣ፣ የገጽታ ምህንድስና በዋናው የጅምላ ቁሳቁስ ውስጥ የማይገኙ የተወሰኑ አካላዊ፣ ኬሚካላዊ እና ቴክኒካል ባህሪያትን ለማቅረብ የወለል ንጣፎችን (ንጥረ-ነገሮችን) መንደፍ እና ማሻሻልን ያካትታል። በገጽታ ህክምና ውጤታማ ከሆኑ ባህሪያት መካከል ጥቂቶቹን ለመጥቀስ ያህል፣ መሸርሸር፣ ኦክሳይድ እና ዝገት መቋቋም፣ የግጭት ቅልጥፍና፣ ባዮይነርትነት፣ የኤሌክትሪክ ንብረቶች እና የሙቀት ማገጃዎች ይገኙበታል። የገጽታ ጥራት በብረታ ብረት፣ ሜካኒካል ወይም ኬሚካላዊ ዘዴዎች ሊሻሻል ይችላል። እንደሚታወቀው ሂደት፣ ሽፋን በቀላሉ ከሌላ ቁስ በተሰራ የጅምላ ነገር (ንጥረ ነገር) ላይ በአርቴፊሻል መንገድ የሚተገበር አንድ ወይም ከዚያ በላይ የሆነ ነገር ነው። ስለዚህ, ሽፋኖች በከፊል የሚፈለጉትን ቴክኒካል ወይም ጌጣጌጥ ባህሪያትን ለማግኘት, እንዲሁም ቁሳቁሶችን ከአካባቢው ከሚጠበቀው ኬሚካላዊ እና አካላዊ ግንኙነቶች ለመጠበቅ ጥቅም ላይ ይውላሉ23.
ተስማሚ የመከላከያ ንብርብሮችን ከጥቂት ማይክሮሜትሮች (ከ10-20 ማይሚሜትር በታች) ከ 30 ማይሚሜትር በላይ ወይም ብዙ ሚሊሜትር ውፍረትን ለመተግበር የተለያዩ ዘዴዎችን እና ዘዴዎችን መጠቀም ይቻላል. በአጠቃላይ የሽፋን ሂደቶች በሁለት ምድቦች ሊከፈሉ ይችላሉ፡- (i) የእርጥበት ሽፋን ዘዴዎች ኤሌክትሮፕላቲንግ፣ ኤሌክትሮፕላቲንግ እና ሙቅ ጋለቫኒዚንግ እና (ii) ደረቅ ሽፋን ዘዴዎች፣ ብየዳውን፣ ጠንከር ያለ፣ አካላዊ የእንፋሎት ማስቀመጫ (PVD) ጨምሮ። )፣ የኬሚካል ትነት ማስቀመጫ (ሲቪዲ)፣ የሙቀት ርጭት ቴክኒኮች፣ እና በቅርብ ጊዜ ቀዝቃዛ የሚረጭ ቴክኒኮች 24 (ምስል 1d)።
ባዮፊልሞች የማይቀለበስ ማህበረሰቦች ተብለው ይገለፃሉ በማይቀለበስ መልኩ ከገጽታ ጋር የተያያዙ እና በራሳቸው ባመረቱ ከሴሉላር ፖሊመሮች (EPS) የተከበቡ። ከመጠን በላይ የበሰለ ባዮፊልም መፈጠር በብዙ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ የምግብ ማቀነባበሪያ፣ የውሃ ስርዓት እና የጤና እንክብካቤን ጨምሮ ከፍተኛ ኪሳራ ያስከትላል። በሰዎች ውስጥ, ባዮፊልሞችን በመፍጠር, ከ 80% በላይ የሚሆኑት ጥቃቅን ተህዋሲያን (ኢንቴሮባክቴሪያስ እና ስቴፕሎኮኪን ጨምሮ) ለማከም አስቸጋሪ ናቸው. በተጨማሪም የጎለመሱ ባዮፊልሞች ከፕላንክቶኒክ የባክቴሪያ ህዋሶች ጋር ሲነፃፀሩ የአንቲባዮቲክ ሕክምናን 1000 እጥፍ የበለጠ የመቋቋም ችሎታ እንዳላቸው ተነግሯል ይህም እንደ ትልቅ የሕክምና ፈተና ይቆጠራል. ከታሪክ አንጻር ሲታይ, ከተለመዱት ኦርጋኒክ ውህዶች የተገኙ ፀረ-ተህዋሲያን ገጽ ሽፋን ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ ይውላሉ. ምንም እንኳን እንደነዚህ ዓይነቶቹ ቁሳቁሶች ብዙውን ጊዜ ለሰው ልጆች ሊጎዱ የሚችሉ መርዛማ ንጥረ ነገሮችን ያካተቱ ቢሆንም, 25,26 ይህ የባክቴሪያ ስርጭትን እና የቁሳቁስ መበላሸትን ለማስወገድ ይረዳል.
በባዮፊልም አፈጣጠር ምክንያት አንቲባዮቲክ ሕክምናን በስፋት የመቋቋም ችሎታ በአስተማማኝ ሁኔታ ሊተገበር የሚችል ውጤታማ የፀረ-ተህዋሲያን ሽፋን ሽፋን እንዲኖር አስፈለገ27. የባክቴሪያ ህዋሶች በማያያዝ እና በማጣበቅ ምክንያት ባዮፊልሞችን ሊፈጥሩ የማይችሉበት አካላዊ ወይም ኬሚካላዊ ፀረ-ተለጣፊ ወለል እድገት በዚህ ሂደት ውስጥ የመጀመሪያው አቀራረብ ነው27. ሁለተኛው ቴክኖሎጂ ፀረ-ተህዋሲያን ኬሚካሎችን በሚፈልጉበት ቦታ በከፍተኛ ደረጃ በተጠናቀረ እና በተመጣጣኝ መጠን የሚያቀርቡ ሽፋኖችን ማዘጋጀት ነው። ይህ የተገኘው እንደ graphene/germanium28፣ Black diamond29 እና ​​ZnO30-doped አልማዝ መሰል የካርቦን ሽፋኖችን የመሳሰሉ ልዩ የማቀፊያ ቁሶችን በማዘጋጀት ተህዋሲያንን የመቋቋም አቅም ያለው ይህ ቴክኖሎጂ በባዮፊልም መፈጠር ምክንያት የመመረዝ እና የመቋቋም እድገትን ከፍ የሚያደርግ ቴክኖሎጂ ነው። በተጨማሪም የባክቴሪያ ብክለትን ለረጅም ጊዜ የሚከላከሉ ጀርሞች ኬሚካሎችን ያካተቱ ሽፋኖች በጣም ተወዳጅ እየሆኑ መጥተዋል. ሦስቱም ሂደቶች የፀረ-ተህዋሲያን እንቅስቃሴን በተሸፈኑ ቦታዎች ላይ ማድረግ ቢችሉም, እያንዳንዱ የመተግበሪያ ስልት ሲዘጋጅ ግምት ውስጥ መግባት ያለባቸው የራሱ ገደቦች አሉት.
በአሁኑ ጊዜ በገበያ ላይ ያሉ ምርቶች ባዮሎጂያዊ ንቁ ንጥረ ነገሮችን ለመተንተን እና የመከላከያ ሽፋኖችን ለመፈተሽ ጊዜ በማጣት እንቅፋት ሆነዋል። ኩባንያዎች ምርቶቻቸው ለተጠቃሚዎች የሚፈለጉትን የተግባር ገፅታዎች እንደሚያቀርቡ ይገልጻሉ, ነገር ግን ይህ በአሁኑ ጊዜ በገበያ ላይ ላሉ ምርቶች ስኬት እንቅፋት ሆኗል. ከብር የተገኙ ውህዶች በአሁኑ ጊዜ ለተጠቃሚዎች በሚገኙ እጅግ በጣም ብዙ ፀረ ጀርሞች ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላሉ. እነዚህ ምርቶች ተጠቃሚዎችን ሊጎዱ ከሚችሉ ጥቃቅን ተህዋሲያን ለመጠበቅ የተነደፉ ናቸው። የዘገየ ፀረ ተሕዋስያን ተጽእኖ እና የብር ውህዶች ተያያዥነት ያለው መርዛማነት በተመራማሪዎች ላይ ያለውን ጫና ያሳድጋል ያነሰ ጎጂ አማራጭ 36,37. ከውስጥ እና ከውጪ የሚሰራ አለም አቀፋዊ ፀረ-ተህዋስያን ሽፋን መፍጠር ፈታኝ ነው። ይህ ከተያያዙ የጤና እና የደህንነት ስጋቶች ጋር አብሮ ይመጣል። ለሰዎች ብዙም የማይጎዳ ፀረ-ተህዋስያን ወኪል ማግኘት እና ከረጅም ጊዜ የመቆያ ህይወት ጋር እንዴት ወደ ሽፋን መሸፈኛዎች እንደሚካተት ማወቅ በጣም የሚፈለግ ግብ38 ነው። የቅርብ ጊዜዎቹ ፀረ-ተህዋሲያን እና ፀረ-ባዮፊልም ቁሳቁሶች በቀጥታ ግንኙነት ወይም ንቁ ወኪል ከተለቀቀ በኋላ ባክቴሪያዎችን በቅርብ ርቀት ለመግደል የተነደፉ ናቸው. ይህን ማድረግ የሚችሉት የመጀመሪያውን የባክቴሪያ ማጣበቂያ (በላይኛው ላይ የፕሮቲን ሽፋን እንዳይፈጠር መከላከልን ጨምሮ) ወይም በሴል ግድግዳ ላይ ጣልቃ በመግባት ባክቴሪያዎችን በመግደል ነው.
በመሠረቱ, የወለል ንጣፎች የንጣፍ ባህሪያትን ለማሻሻል ሌላ ንብርብር ወደ አንድ አካል ወለል ላይ የመተግበር ሂደት ነው. የወለል ንጣፍ ዓላማ የአንድ አካል39 ቅርብ-ገጽታ አካባቢ ጥቃቅን መዋቅር እና/ወይም ቅንብርን መለወጥ ነው። የገጽታ ሽፋን ዘዴዎች በተለያዩ ዘዴዎች ሊከፋፈሉ ይችላሉ, እነዚህም በስእል 2 ሀ ውስጥ ተጠቃለዋል. ሽፋኑን ለመፍጠር ጥቅም ላይ በሚውለው ዘዴ መሰረት ሽፋኖች በሙቀት, በኬሚካል, በአካላዊ እና በኤሌክትሮኬሚካል ምድቦች ሊከፋፈሉ ይችላሉ.
(ሀ) ዋናውን የወለል ንጣፎችን የማምረት ቴክኒኮችን የሚያሳይ ኢንሴት፣ እና (ለ) የቀዝቃዛው ርጭት ዘዴ ጥቅምና ጉዳት የተመረጠ።
የቀዝቃዛ ርጭት ቴክኖሎጂ ከባህላዊ የሙቀት መከላከያ ዘዴዎች ጋር ተመሳሳይነት አለው። ይሁን እንጂ ቀዝቃዛውን የመርጨት ሂደትን እና የቀዝቃዛ ቁሳቁሶችን ልዩ የሚያደርጉ አንዳንድ ቁልፍ መሰረታዊ ባህሪያትም አሉ. የቀዝቃዛ ርጭት ቴክኖሎጂ ገና በጅምር ላይ ነው, ነገር ግን ጥሩ የወደፊት ጊዜ አለው. በአንዳንድ ሁኔታዎች, ቀዝቃዛ የመርጨት ልዩ ባህሪያት የተለመዱ የሙቀት መከላከያ ዘዴዎችን ውሱንነት በማሸነፍ ትልቅ ጥቅም ይሰጣሉ. በባህላዊ የሙቀት ርጭት ቴክኖሎጂ ጉልህ ገደቦችን ያሸንፋል ፣ በዚህ ውስጥ ዱቄቱ በአንድ ንጣፍ ላይ እንዲቀመጥ መቅለጥ አለበት። በግልጽ ለማየት እንደሚቻለው ይህ ባህላዊ ሽፋን ሂደት እንደ ናኖክሪስታሎች ፣ ናኖፓርቲሎች ፣ አሞርፎስ እና ብረታማ ብርጭቆዎች ላሉ በጣም የሙቀት መጠን ተስማሚ አይደለም 40 ፣ 41 ፣ 42 ። በተጨማሪም ፣ የሙቀት የሚረጭ ሽፋን ቁሶች ሁል ጊዜ ከፍተኛ የፖታስየም እና ኦክሳይድ ደረጃ አላቸው። የቀዝቃዛ ርጭት ቴክኖሎጂ በሙቀት ርጭት ቴክኖሎጂ ላይ ብዙ ጠቃሚ ጥቅሞች አሉት፣ ለምሳሌ (i) አነስተኛ ሙቀት ወደ ታችኛው ክፍል ግብዓት ፣ (ii) የንጥረትን ሽፋን ለመምረጥ ተለዋዋጭነት ፣ (iii) የደረጃ ለውጥ እና የእህል እድገት የለም ፣ (iv) ከፍተኛ የማጣበቂያ ጥንካሬ1 .39 (ምስል 2 ለ)። በተጨማሪም, ቀዝቃዛ የሚረጭ ሽፋን ቁሳቁሶች ከፍተኛ ዝገት የመቋቋም, ከፍተኛ ጥንካሬ እና ጥንካሬ, ከፍተኛ የኤሌክትሪክ conductivity እና ከፍተኛ density41. የቀዝቃዛው የመርጨት ሂደት ጥቅሞች ቢኖሩም, ይህ ዘዴ አሁንም አንዳንድ ድክመቶች አሉት, በስእል 2 ለ እንደሚታየው. እንደ Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, ወዘተ ያሉ ንጹህ የሴራሚክ ዱቄቶችን ሲሸፍኑ ቀዝቃዛውን የሚረጭ ዘዴ መጠቀም አይቻልም. በሌላ በኩል የሴራሚክ / የብረት ድብልቅ ዱቄቶች ለሽፋኖች እንደ ጥሬ ዕቃዎች ሊጠቀሙበት ይችላሉ. ስለ ሌሎች የሙቀት ርጭት ዘዴዎች ተመሳሳይ ነው. አስቸጋሪ ቦታዎች እና የቧንቧ ውስጣዊ ነገሮች አሁንም ለመርጨት አስቸጋሪ ናቸው.
አሁን ያለው ሥራ የሚመረተው ለብረታ ብረት ብናኝ ብናኞች እንደ መነሻ ቁሳቁሶች ለሽፋኖች ጥቅም ላይ የሚውል መሆኑን ከግምት ውስጥ በማስገባት የተለመደው የሙቀት ርጭት ለዚህ ዓላማ ጥቅም ላይ ሊውል እንደማይችል ግልጽ ነው. ይህ የሆነበት ምክንያት የብረታ ብረት ቫይተር ዱቄቶች በከፍተኛ ሙቀት ውስጥ ክሪስታላይዜሽን በመሆናቸው ነው1.
በሕክምና እና በምግብ ኢንዱስትሪዎች ውስጥ ጥቅም ላይ የሚውሉት አብዛኛዎቹ መሳሪያዎች ከኦስቲኒቲክ አይዝጌ ብረት ውህዶች (SUS316 እና SUS304) ከ 12 እስከ 20 wt.% ክሮሚየም ይዘት ያላቸው የቀዶ ጥገና መሳሪያዎችን ለማምረት የተሰሩ ናቸው. በብረት ውህዶች ውስጥ ክሮሚየም ብረትን እንደ ማቀፊያ አካል አድርጎ መጠቀም መደበኛ የብረት ውህዶችን የዝገት መቋቋምን በእጅጉ እንደሚያሻሽል በአጠቃላይ ተቀባይነት አለው። ከማይዝግ ብረት የተሰሩ ውህዶች ምንም እንኳን ከፍተኛ የዝገት መከላከያ ቢኖራቸውም, ምንም እንኳን ጠቃሚ የፀረ-ተባይ ባህሪያት የላቸውም38,39. ይህ ከከፍተኛ የዝገት መቋቋም ጋር ይቃረናል. ከዚያ በኋላ, በዋናነት ከማይዝግ ብረት biomaterials ላይ ላዩን በባክቴሪያ adhesion እና ቅኝ ምክንያት ናቸው ይህም ኢንፌክሽን እና እብጠት, ልማት መተንበይ ይቻላል. ከባክቴሪያ መድሀኒት እና ባዮፊልም አፈጣጠር መንገዶች ጋር በተያያዙ ጉልህ ችግሮች ምክንያት ከፍተኛ ችግሮች ሊፈጠሩ ይችላሉ፣ይህም ወደ ጤና መጓደል ሊመራ ይችላል፣ይህም በሰው ልጅ ጤና ላይ በቀጥታም ሆነ በተዘዋዋሪ የሚጎዱ ብዙ መዘዝ ያስከትላል።
ይህ ጥናት በኩዌት ፋውንዴሽን ለሳይንስ እድገት ፋውንዴሽን (KFAS) የገንዘብ ድጋፍ የተደረገለት የፕሮጀክት የመጀመሪያ ምዕራፍ ነው። 2010-550401, MA ቴክኖሎጂ (ሠንጠረዥ) በመጠቀም ብረት ብርጭቆ Cu-Zr-Ni ternary powders ለማምረት ያለውን አዋጭነት ለመመርመር. 1) የ SUS304 ፀረ-ባክቴሪያ ንጣፍ መከላከያ ፊልም / ሽፋን ለማምረት. በጃንዋሪ 2023 የሚጀመረው የፕሮጀክቱ ሁለተኛ ደረጃ የጋላቫኒክ ዝገት ባህሪያትን እና የስርዓቱን ሜካኒካል ባህሪያት በዝርዝር ያጠናል. ለተለያዩ የባክቴሪያ ዓይነቶች ዝርዝር የማይክሮባዮሎጂ ምርመራዎች ይከናወናሉ.
ይህ ጽሑፍ በሥነ-ቅርጽ እና መዋቅራዊ ባህሪያት ላይ በመመርኮዝ የ Zr alloy ይዘት በመስታወት የመፍጠር ችሎታ (ጂኤፍኤ) ላይ ያለውን ተጽእኖ ያብራራል። በተጨማሪም በዱቄት የተሸፈነው የብረት መስታወት / SUS304 ስብጥር ፀረ-ባክቴሪያ ባህሪያት ተብራርተዋል. በተጨማሪም በተቀነባበረ የብረታ ብረት መስታወት ስርዓት እጅግ በጣም ቀዝቃዛ በሆነው ፈሳሽ ክልል ውስጥ በቀዝቃዛው ርጭት ወቅት የሚከሰቱ የብረታ ብረት መስታወት ዱቄቶችን ወደ መዋቅራዊ ለውጥ የመቀየር እድልን ለማጣራት ቀጣይነት ያለው ስራ ተሰርቷል። Cu50Zr30Ni20 እና Cu50Zr20Ni30 የብረታ ብረት መስታወት ቅይጥ በዚህ ጥናት ውስጥ እንደ ተወካይ ምሳሌዎች ጥቅም ላይ ውለዋል።
ይህ ክፍል ዝቅተኛ ኃይል ባለው የኳስ ወፍጮ ወቅት በኤሌሜንታል ኩ፣ ዜር እና ኒ ዱቄቶች ላይ የሚደረጉትን የሞርሞሎጂ ለውጦች ያሳያል። Cu50Zr20Ni30 እና Cu50Zr40Ni10 ያካተቱ ሁለት የተለያዩ ስርዓቶች እንደ ምሳሌያዊ ምሳሌዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ። የ MA ሂደት በሦስት የተለያዩ ደረጃዎች ሊከፈል ይችላል, (የበለስ. 3).
ከተለያዩ የኳስ መፍጨት ደረጃዎች በኋላ የተገኙ የሜካኒካል alloys (ኤምኤ) ብናኞች ሜታሎግራፊያዊ ባህሪዎች። የመስክ ልቀት ቅኝት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (FE-SEM) ምስሎች MA እና Cu50Zr40Ni10 ዱቄቶች ለ 3 ፣ 12 እና 50 ሰአታት ዝቅተኛ ኃይል ያለው ኳስ መፍጨት በ (a) ፣ (ሐ) እና (ሠ) በCu50Zr20Ni30 ስርዓት ውስጥ ይታያሉ ፣ በተመሳሳይ MA ላይ። ከጊዜ በኋላ የተነሱት የCu50Zr40Ni10 ተጓዳኝ ምስሎች በ(ለ)፣ (መ) እና (ረ) ውስጥ ይታያሉ።
በኳስ ወፍጮ ጊዜ ወደ ብረታ ብናኝ የሚተላለፈው ውጤታማ የኪነቲክ ሃይል በምስል 1 ሀ ላይ እንደሚታየው በመለኪያዎች ጥምረት ይጎዳል። ይህ በኳስ እና በዱቄት መካከል ግጭት፣ በመፍጨት ሚዲያ መካከል ወይም በዱቄት መሃከል ተጣብቆ መቆራረጥ፣ በሚወድቁ ኳሶች ላይ የሚደርሰውን ጉዳት፣ በኳስ ወፍጮ ተንቀሳቃሽ አካላት መካከል በዱቄት መጎተት ምክንያት የሚፈጠር መቆራረጥ እና ማልበስ እና በተጫኑ ባህሎች ውስጥ በሚተላለፉ ኳሶች ውስጥ የሚያልፍ አስደንጋጭ ማዕበል (ምስል 1 ሀ)። ኤሌሜንታርኒ ፖሮሺኪ ኩ፣ ዜር እና ኒ ቢሊ ሲሊኖ ዴፈርሚሮቫንይ образованию крупных частиц порошка (> 1 мм в диаметре). ኤሌሜንታል Cu፣ Zr እና Ni ዱቄቶች በቀዝቃዛ ብየዳ ምክንያት በኤምኤ (3 ሰ) መጀመሪያ ደረጃ ላይ በጣም ተበላሽተዋል፣ ይህም ትላልቅ የዱቄት ቅንጣቶች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኗል (> 1 ሚሜ ዲያሜትር)።የበለስ ላይ እንደሚታየው እነዚህ ትላልቅ የተቀናጁ ቅንጣቶች (Cu, Zr, Ni) ጥቅጥቅ ያሉ የቅይጥ ንጥረ ነገሮችን (Cu, Zr, Ni) በመፍጠር ተለይተው ይታወቃሉ. 3a,b. በኤምኤ ጊዜ ወደ 12 ሰአታት (መካከለኛ ደረጃ) መጨመር የኳስ ወፍጮውን የኪነቲክ ሃይል እንዲጨምር አድርጓል, ይህም የተቀነባበረ ዱቄት ወደ ትናንሽ ብናኞች (ከ 200 μm ያነሰ) እንዲበሰብስ አድርጓል, በስእል 3 ሐ ከተማ. በዚህ ደረጃ, የተተገበረው የመግረዝ ኃይል በስእል 3 ሐ, መ ላይ እንደሚታየው ቀጭን Cu, Zr, Ni ፍንጭ ንብርብሮች ያለው አዲስ የብረት ገጽ እንዲፈጠር ያደርጋል. በ flakes መካከል ያለውን በይነገጽ ላይ ያለውን ንብርብር መፍጨት ምክንያት, አዲስ ደረጃዎች ምስረታ ጋር ጠንካራ-ደረጃ ምላሽ.
በኤምኤ ሂደቱ ጫፍ ላይ (ከ50 ሰአታት በኋላ) ፍሌክ ሜታሎግራፊ ብዙም አይታይም ነበር (ምስል 3e, f) እና የመስታወት ሜታሎግራፊ በተጣራው የዱቄት ወለል ላይ ታይቷል. ይህ ማለት የ MA ሂደቱ ተጠናቀቀ እና አንድ ነጠላ የምላሽ ደረጃ ተፈጠረ። የበለስ ውስጥ የተመለከተው የክልሎች ኤለመንታዊ ቅንብር. 3e (I, II, III), f, v, vi) የመስክ ልቀት ቅኝት ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (FE-SEM) በመጠቀም ከኃይል ስርጭት ኤክስ ሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDS) ጋር ተዳምሮ ተወስኗል። (IV)
በሠንጠረዥ ውስጥ. 2 የንጥረ ነገሮች ቅይጥ ንጥረ ነገሮች በምስል ከተመረጡት የእያንዳንዱ ክልል አጠቃላይ ብዛት በመቶኛ ይታያሉ። 3e, ረ. እነዚህን ውጤቶች በሰንጠረዥ 1 ከተሰጡት የCu50Zr20Ni30 እና Cu50Zr40Ni10 የመጀመሪያ የስመ ጥንቅሮች ጋር ማነፃፀር የእነዚህ ሁለት የመጨረሻ ምርቶች ጥንቅሮች ከስመ ጥንቅሮች ጋር በጣም ቅርብ መሆናቸውን ያሳያል። በተጨማሪም ፣ በስእል 3e ፣f ውስጥ ለተዘረዘሩት ክልሎች የንፅፅር እሴቶች የእያንዳንዱ ናሙና ስብጥር ከአንድ ክልል ወደ ሌላ ጉልህ መበላሸት ወይም ልዩነት አይጠቁም። ከአንዱ ክልል ወደሌላ ክልል ምንም አይነት ለውጥ አለመኖሩ ለዚህ ማሳያ ነው። ይህ በሰንጠረዥ 2 ላይ እንደሚታየው አንድ ወጥ የሆነ ቅይጥ ዱቄት መመረቱን ያሳያል።
የ FE-SEM ማይክሮግራፍ የ Cu50 (Zr50-xNix) የመጨረሻ ምርት ዱቄት ከ 50 MA ጊዜ በኋላ ተገኝቷል, በስእል 4a-d, x 10, 20, 30 እና 40 በ%, በቅደም ተከተል. ከዚህ የመፍጨት ደረጃ በኋላ ዱቄቱ በቫን ደር ዋልስ ተጽእኖ ምክንያት ይሰበሰባል ፣ ይህም በስእል 4 እንደሚታየው ከ 73 እስከ 126 nm የሆነ ዲያሜትር ያላቸው ultrafine ቅንጣቶችን ያካተቱ ትላልቅ ስብስቦችን ወደመፍጠር ያመራል ።
ከ 50-ሰዓት MA በኋላ የተገኙ የ Cu50 (Zr50-xNix) ዱቄቶች ሞሮሎጂካል ባህሪያት. ለ Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 ስርዓቶች ከ 50 MA በኋላ የተገኙ የ FE-SEM የዱቄት ምስሎች በ (a), (b), (c) እና (d), በቅደም ተከተል ይታያሉ.
ዱቄቶችን ወደ ቀዝቃዛው የሚረጭ መጋቢ ከመጫንዎ በፊት በመጀመሪያ ለ 15 ደቂቃዎች በመተንተን ደረጃ ኤታኖል ውስጥ ተጠርተዋል እና ከዚያም በ 150 ° ሴ ለ 2 ሰዓታት ደርቀዋል. ይህ እርምጃ ብዙውን ጊዜ በሽፋን ሂደት ውስጥ ብዙ ከባድ ችግሮችን የሚያመጣውን agglomeration በተሳካ ሁኔታ ለመዋጋት መወሰድ አለበት ። የኤምኤው ሂደት ከተጠናቀቀ በኋላ, የአሎይ ዱቄቶችን ተመሳሳይነት ለመመርመር ተጨማሪ ጥናቶች ተካሂደዋል. በለስ ላይ. 5a–d የ FE-SEM ማይክሮግራፍ እና ተዛማጅ የCu50Zr30Ni20 ቅይጥ የ Cu, Zr እና Ni alloying አባሎችን ከ50 ሰአታት M በኋላ የተወሰዱ የEDS ምስሎችን ያሳያል። በስእል 5 ላይ እንደሚታየው ከንዑስ ናኖሜትር ደረጃ በላይ ምንም አይነት የቅንብር ውጣ ውረድ ስላላሳየ ከዚህ እርምጃ በኋላ የተገኙት ቅይጥ ዱቄቶች ተመሳሳይነት ያላቸው መሆናቸውን ልብ ሊባል ይገባል።
በ MG Cu50Zr30Ni20 ዱቄት ውስጥ የሞርፎሎጂ እና የአካባቢ ስርጭት ንጥረ ነገሮች ከ 50 MA በኋላ በ FE-SEM/Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) የተገኘ። (ሀ) SEM እና X-ray EDS ምስል (ለ) Cu-KA፣ (c) Zr-LA፣ እና (መ) Ni-KA።
ከ50-ሰዓት MA በኋላ የተገኙት የኤክስ ሬይ ዲፍራክሽን ንድፎች በሜካኒካል ቅይጥ Cu50Zr40Ni10፣ Cu50Zr30Ni20፣ Cu50Zr20Ni30 እና Cu50Zr20Ni30 ዱቄት በምስል ላይ ይታያሉ። 6a–d፣ በቅደም ተከተል። ከዚህ የመፍጨት ደረጃ በኋላ፣ ሁሉም የተለያየ የZr ክምችት ያላቸው ናሙናዎች በምስል 6 ላይ የሚታየው የሃሎ ስርጭት ዘይቤ ያላቸው ቅርጽ ያላቸው ቅርጾች ነበሯቸው።
የCu50Zr40Ni10 (a)፣ Cu50Zr30Ni20 (b)፣ Cu50Zr20Ni30 (c) እና Cu50Zr20Ni30 (d) ዱቄት ከኤምኤ በኋላ ለ50 ሰአታት ያህል የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ቅጦች። በሁሉም ናሙናዎች ውስጥ ያለ ልዩነት የሃሎ-ስርጭት ንድፍ ታይቷል, ይህም የአሞርፊክ ደረጃ መፈጠሩን ያመለክታል.
ከፍተኛ ጥራት ያለው የመስክ ልቀትን ማስተላለፍ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (FE-HRTEM) መዋቅራዊ ለውጦችን ለመመልከት እና በተለያዩ የኤምኤ ጊዜዎች ኳስ መፍጨት የሚያስከትለውን የዱቄት አወቃቀር ለመረዳት ጥቅም ላይ ውሏል። Cu50Zr30Ni20 እና Cu50Zr40Ni10 ዱቄቶችን መፍጨት ከመጀመሪያዎቹ (6 ሰ) እና መካከለኛ (18 ሰ) ደረጃዎች በኋላ በ FE-HRTEM ዘዴ የተገኙ የዱቄት ምስሎች በምስል ውስጥ ይታያሉ ። 7ሀ፣ በቅደም ተከተል። ከ 6 ሰአታት MA በኋላ በተገኘው የዱቄት ደማቅ-መስክ ምስል (BFI) መሰረት, ዱቄቱ የ fcc-Cu, hcp-Zr እና fcc-Ni ንጥረ ነገሮች ግልጽ የሆኑ ድንበሮች ያላቸው ትላልቅ እህልች ያካትታል, እና በስእል 7 ሀ ላይ እንደሚታየው የምላሽ ደረጃ መፈጠር ምልክቶች የሉም. በተጨማሪም፣ ከመካከለኛው ክልል የተወሰደው ተዛማጅ የተመረጠ የቦታ ልዩነት ንድፍ (SADP) ከመካከለኛው ክልል የተወሰደ (ሀ) ትልቅ ክሪስታላይቶች መኖራቸውን እና ምላሽ ሰጪ ደረጃ አለመኖራቸውን የሚያመለክት ሹል የዲፍራክሽን ንድፍ አሳይቷል (ምስል 7 ለ)።
ከመጀመሪያዎቹ (6 ሰ) እና መካከለኛ (18 ሰ) ደረጃዎች በኋላ የተገኘው የ MA ዱቄት የአካባቢ መዋቅራዊ ባህሪያት. (ሀ) ከፍተኛ ጥራት ያለው የመስክ ልቀትን ማስተላለፍ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፕ (FE-HRTEM) እና (ለ) ተዛማጅ የተመረጠ አካባቢ diffractogram (SADP) የ Cu50Zr30Ni20 ዱቄት ከኤምኤ ሕክምና በኋላ ለ 6 ሰዓታት። ከ18 ሰአታት MA በኋላ የተገኘው የ FE-HRTEM የCu50Zr40Ni10 ምስል በ(ሐ) ውስጥ ይታያል።
በለስ ላይ እንደሚታየው. 7c፣ የ MA ወደ 18 ሰአታት የሚቆይበት ጊዜ መጨመር ከፕላስቲክ መበላሸት ጋር በማጣመር ወደ ከባድ የላቲስ ጉድለቶች አስከትሏል። በዚህ የ MA ሂደት መካከለኛ ደረጃ ላይ የተለያዩ ጉድለቶች በዱቄት ውስጥ ይታያሉ, የተደራረቡ ጉድለቶች, የጭረት ጉድለቶች እና የነጥብ ጉድለቶች (ምስል 7). እነዚህ ጉድለቶች በእህል ድንበሮች ላይ የሚገኙትን ትላልቅ እህልች ከ 20 nm ያነሰ መጠን ያላቸውን ጥራጥሬዎች (ምስል 7 ሐ) እንዲከፋፈሉ ያደርጋሉ.
ለ 36 h MA የተፈጨ የ Cu50Z30Ni20 ዱቄት አካባቢያዊ መዋቅር በአይሞርፊክ ስስ ማትሪክስ ውስጥ የተካተቱ አልትራፊን ናኖግራኖች በመፍጠር ይገለጻል, በስእል 8a ላይ እንደሚታየው. የ EMF የአካባቢያዊ ትንታኔ እንደሚያሳየው ናኖክላስተርስ በምስል. 8a ካልታከሙ Cu፣ Zr እና Ni powder alloys ጋር ተያይዘዋል። በማትሪክስ ውስጥ ያለው የ Cu ይዘት ከ ~ 32 በ% (ድሃ ዞን) ወደ ~ 74 በ% (የበለፀገ ዞን) ይለያያል ፣ ይህ ደግሞ የተለያዩ ምርቶችን መፈጠርን ያሳያል። በተጨማሪም በዚህ ደረጃ ላይ ከተፈጨ በኋላ የተገኙት የዱቄት ተጓዳኝ SADPs የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ የ Halo-diffusion amorphous phase ቀለበቶች በስእል 8 ለ እንደሚታየው ከነዚህ ካልታከሙ ውህድ ንጥረ ነገሮች ጋር በተያያዙ ሹል ነጥቦች ተደራርበው ያሳያሉ።
ከ36 h-Cu50Zr30Ni20 ዱቄት የናኖስኬል አካባቢያዊ መዋቅራዊ ባህሪያት። (ሀ) ደማቅ የመስክ ምስል (BFI) እና ተዛማጅ (ለ) SADP የ Cu50Zr30Ni20 ዱቄት ለ 36 h MA ከተፈጨ በኋላ የተገኘ።
ወደ MA ሂደት መጨረሻ (50 ሰ) ፣ Cu50 (Zr50-xNix) ፣ X ፣ 10 ፣ 20 ፣ 30 ፣ እና 40 እና 40 በ% ዱቄት ፣ ያለ ምንም ልዩነት ፣ በምስል ላይ እንደሚታየው የአሞርፊክ ደረጃ የላቦራቶሪ ሞርፎሎጂ አላቸው ። የነጥብ ልዩነትም ሆነ ሹል ዓመታዊ ቅጦች በእያንዳንዱ ጥንቅር በተዛማጅ SADS ውስጥ ሊገኙ አይችሉም። ይህ የሚያመለክተው ያልታከመ ክሪስታላይን ብረት አለመኖሩን ነው, ይልቁንም የአሞርፊክ ቅይጥ ዱቄት መፈጠርን ያመለክታል. እነዚህ ተያያዥነት ያላቸው SADPs የሃሎ ስርጭት ዘይቤዎችን የሚያሳዩ እንዲሁም በመጨረሻው የምርት ቁሳቁስ ውስጥ ለአሞርፎስ ደረጃዎች እድገት እንደ ማስረጃ ሆነው አገልግለዋል።
የ Cu50 MS ስርዓት (Zr50-xNix) የመጨረሻው ምርት አካባቢያዊ መዋቅር. FE-HRTEM እና ተዛማጅ የናኖቢም ልዩነት ቅጦች (NBDP) የ (ሀ) Cu50Zr40Ni10፣ (ለ) Cu50Zr30Ni20፣ (ሐ) Cu50Zr20Ni30፣ እና (መ) Cu50Zr10Ni40 ከ50 ሰአታት MA በኋላ የተገኙ።
የልዩ ቅኝት ካሎሪሜትሪ በመጠቀም የመስታወት ሽግግር የሙቀት መጠን (Tg) ፣ እጅግ በጣም ቀዝቃዛ የፈሳሽ ክልል (ΔTx) እና ክሪስታላይዜሽን የሙቀት መጠን (Tx) የሙቀት መረጋጋት በ Cu50 (Zr50-xNix) አሞሮፊክ ሲስተም ውስጥ በኒ (x) ይዘት ላይ ተመስርቷል ። (DSC) በ He ጋዝ ፍሰት ውስጥ ያሉ ንብረቶች. ከኤምኤ ለ50 ሰአታት በኋላ የተገኙ የ Cu50Zr40Ni10፣ Cu50Zr30Ni20 እና Cu50Zr10Ni40 የዱቄቶች የDSC ኩርባዎች በምስል ላይ ይታያሉ። 10a, b, e, በቅደም ተከተል. የDSC የአሞፈርስ Cu50Zr20Ni30 ኩርባ ለብቻው በስእል 10ኛው ክፍለ ዘመን ሲታይ፣ በDSC ውስጥ እስከ ~700°C የሚሞቅ የCu50Zr30Ni20 ናሙና ምስል 10g ላይ ይታያል።
የ Cu50 (Zr50-xNix) MG ዱቄት ከኤምኤ በኋላ ለ 50 ሰአታት የተገኘው የሙቀት መረጋጋት በመስታወት ሽግግር ሙቀት (Tg), ክሪስታላይዜሽን የሙቀት መጠን (Tx) እና እጅግ በጣም ቀዝቃዛ ፈሳሽ ክልል (ΔTx) ይወሰናል. ቴርሞግራም የ Cu50Zr40Ni10 (a) ፣ Cu50Zr30Ni20 (b) ፣ Cu50Zr20Ni30 (c) እና (e) Cu50Zr10Ni40 MG alloy powders ከ MA በኋላ ለ50 ሰአታት። የCu50Zr30Ni20 ናሙና በDSC እስከ ~700°C የሚሞቅ የኤክስሬይ ዲፍራክሽን ጥለት (XRD) በ(መ) ውስጥ ይታያል።
በስእል 10 ላይ እንደሚታየው የዲኤስሲ ኩርባዎች ለተለያዩ የኒኬል ውህዶች (x) ሁለት የተለያዩ ጉዳዮችን ያመለክታሉ ፣ አንድ ኢንዶተርሚክ እና ሌላኛው ውጫዊ። የመጀመሪያው የኢንዶተርሚክ ክስተት ከ Tg ጋር ይዛመዳል, ሁለተኛው ደግሞ ከ Tx ጋር የተያያዘ ነው. በTg እና Tx መካከል ያለው አግድም ስፋት ንዑስ ቀዝቃዛ ፈሳሽ ቦታ (ΔTx = Tx - Tg) ይባላል። ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የCu50Zr40Ni10 ናሙና (ምስል 10 ሀ) በ 526 ° ሴ እና 612 ° ሴ ላይ የተቀመጠው Tg እና Tx ይዘቱን (x) እስከ 20 በ% ወደ ዝቅተኛ የሙቀት መጠን ወደ 482 ° ሴ እና 563 ° ሴ ይቀየራል. በስእል 10 ለ እንደሚታየው ° ሴ የኒ ይዘትን (x) በመጨመር። በውጤቱም, ΔTx Cu50Zr40Ni10 ከ 86 ° ሴ (ምስል 10a) ወደ 81 ° ሴ ለ Cu50Zr30Ni20 (ምስል 10b) ይቀንሳል. ለ MC Cu50Zr40Ni10 ቅይጥ የTg፣ Tx እና ΔTx እሴቶች ወደ 447°С፣ 526°С እና 79°C ደረጃ መቀነስ ተስተውሏል (ምስል 10b)። ይህ የሚያመለክተው የኒው ይዘት መጨመር የ MS alloy የሙቀት መረጋጋት እንዲቀንስ እንደሚያደርግ ነው። በተቃራኒው የ MC Cu50Zr20Ni30 ቅይጥ የ Tg (507 ° C) ዋጋ ከ MC Cu50Zr40Ni10 ቅይጥ ያነሰ ነው; ቢሆንም፣ የእሱ Tx ከእሱ (612 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ጋር የሚወዳደር እሴት ያሳያል። ስለዚህ, ΔTx ከፍ ያለ ዋጋ አለው (87 ° ሴ) በምስል ላይ እንደሚታየው. 10ኛው ክፍለ ዘመን
የCu50(Zr50-xNix) MC ስርዓት የCu50Zr20Ni30 MC ቅይጥ እንደ ምሳሌ በመጠቀም በ fcc-ZrCu5፣ orthorhombic-Zr7Cu10፣ እና orthorhombic-ZrNi crystalline ደረጃዎች (ምስል 10c) ላይ ሹል የሆነ ኤክሶተርሚክ ጫፍ በማድረግ ክሪስታላይዝ ያደርጋል። ይህ የደረጃ ሽግግር ከአሞርፎስ ወደ ክሪስታልላይን በኤክስ ሬይ ዲፍራክሽን ትንተና የተረጋገጠው የኤምጂ ናሙና (ምስል 10d) በዲኤስሲ ውስጥ ወደ 700 ዲግሪ ሴንቲግሬድ በማሞቅ ነው።
በለስ ላይ. 11 በአሁኑ ሥራ ውስጥ በተካሄደው ቀዝቃዛ የመርጨት ሂደት ውስጥ የተነሱ ፎቶግራፎችን ያሳያል. በዚህ ጥናት ውስጥ ከኤምኤ በኋላ ለ 50 ሰአታት (Cu50Zr20Ni30 ን እንደ ምሳሌ በመጠቀም) የተዋሃዱ የብረታ ብረት ብናኝ ብናኞች ለፀረ-ባክቴሪያ ጥሬ እቃዎች ጥቅም ላይ ይውላሉ, እና ከማይዝግ ብረት የተሰራ ሳህን (SUS304) በቀዝቃዛ ርጭት ተሸፍኗል. የቀዝቃዛው ርጭት ዘዴ በሙቀት ርጭት ቴክኖሎጂ ተከታታይ ውስጥ ለመሸፈኛ የተመረጠ ነው ምክንያቱም በሙቀት ርጭት ቴክኖሎጂ ተከታታይ ውስጥ በጣም ቀልጣፋ ዘዴ በመሆኑ ለብረታ ብረት ለሚፈጠሩ ሙቀት ስሜታዊ ቁሶች እንደ አሞርፎስ እና ናኖክሪስታሊን ዱቄቶች ያገለግላል። ደረጃ አይገዛም። ሽግግሮች. ይህንን ዘዴ ለመምረጥ ዋናው ምክንያት ይህ ነው. የቀዝቃዛው አቀማመጥ ሂደት የሚከናወነው ከፍተኛ ፍጥነት ያላቸውን ቅንጣቶች በመጠቀም ነው ።
የመስክ ፎቶግራፎች ለአምስት ተከታታይ የMG/SUS 304 ዝግጅቶች በ550°C ጥቅም ላይ የሚውለውን ቀዝቃዛ ርጭት ሂደት ያሳያሉ።
የንጥረቶቹ የኪነቲክ ኢነርጂ፣ እንዲሁም ሽፋኑ በሚፈጠርበት ጊዜ የእያንዳንዱ ቅንጣቢ ሞመንተም ወደ ሌላ የኃይል ዓይነቶች መለወጥ አለበት እንደ ፕላስቲክ መበላሸት (በማትሪክስ ውስጥ ዋና ቅንጣቶች እና የንጥረ ነገሮች መስተጋብር) ፣ የጠንካራ ንጥረነገሮች የመሃል ቋቶች ፣ ቅንጣቶች መካከል መዞር ፣ መበላሸት እና መገደብ የኃይል መጨመር ካልሆነ በስተቀር 39. የሙቀት ኃይል እና የተዛባ ኃይል, ውጤቱ የመለጠጥ ግጭት ይሆናል, ይህም ማለት ቅንጣቶች ከተጽዕኖ በኋላ በቀላሉ ይነሳሉ ማለት ነው. 90% የሚሆነው በንጥል/ንጥረ-ነገር ላይ የሚተገበረው ተፅእኖ ኃይል ወደ አካባቢያዊ ሙቀት 40 እንደሚቀየር ተስተውሏል. በተጨማሪም፣ የተፅዕኖ ጫና በሚፈጠርበት ጊዜ፣ በጣም አጭር በሆነ ጊዜ ውስጥ ከፍተኛ የፕላስቲክ ውጥረቱ መጠን በንጥል/ substrate ግንኙነት ክልል ውስጥ ይደርሳል።
የፕላስቲክ መበላሸት አብዛኛውን ጊዜ እንደ የኃይል ብክነት ሂደት ነው, ወይም ይልቁንስ በ interfacial ክልል ውስጥ እንደ ሙቀት ምንጭ ነው. ይሁን እንጂ በ interfacial ክልል ውስጥ ያለው የሙቀት መጠን መጨመር አብዛኛውን ጊዜ የፊት መጋጠሚያ ማቅለጥ ወይም የአተሞች የጋራ ስርጭት ከፍተኛ ማበረታቻ በቂ አይደለም. የእነዚህ ብረታ ብረት ቪትሬየስ ዱቄቶች ባህሪያት በዱቄት መጣበቅ እና ቀዝቃዛ የሚረጭ ቴክኒኮችን በሚጠቀሙበት ጊዜ በሚፈጠረው ሁኔታ ላይ የሚያሳድሩትን ተፅእኖ ለጸሃፊዎቹ የሚታወቅ አንድም እትም የለም።
የ MG Cu50Zr20Ni30 ቅይጥ ዱቄት BFI በ SUS 304 substrate (ምስል 11, 12b) ላይ የተቀመጠው በስእል 12a ላይ ሊታይ ይችላል. ከሥዕሉ ላይ እንደሚታየው, የተሸፈኑ ዱቄቶች ምንም ዓይነት ክሪስታላይን ባህሪያት ወይም የላቲስ ጉድለቶች ሳይኖሩበት ለስላሳ የላቦራቶሪ መዋቅር ስላላቸው ዋናውን የአሞርፎስ መዋቅር ይይዛሉ. በሌላ በኩል, ምስሉ በኤምጂ-የተሸፈነው የዱቄት ማትሪክስ (ምስል 12a) ውስጥ በተካተቱት ናኖፓርተሎች እንደታየው ምስሉ የውጭ ደረጃ መኖሩን ያሳያል. ምስል 12c ከክልል I ጋር የተያያዘውን የተጠቆመውን ናኖቢም ዲፍራክሽን ንድፍ (NBDP) ያሳያል (ምስል 12 ሀ)። በለስ ላይ እንደሚታየው. 12c፣ NBDP የአሞርፎስ መዋቅር ደካማ የሃሎ-ስርጭት ንድፍ ያሳያል እና ከክሪስታልላይ ትልቅ ኪዩቢክ metastable Zr2Ni ደረጃ እና ባለ tetragonal CuO ጋር የሚዛመዱ ሹል ነጠብጣቦች ጋር አብሮ ይኖራል። በሱፐርሶኒክ ፍሰት ውስጥ ክፍት አየር ውስጥ ከሚረጨው ሽጉጥ ወደ SUS 304 በሚንቀሳቀስበት ጊዜ የ CuO መፈጠር በዱቄት ኦክሳይድ ሊገለጽ ይችላል። በሌላ በኩል የብረታ ብረት መስታወት ዱቄቶችን ማዛባት በ 550 ዲግሪ ሴንቲግሬድ ውስጥ ለ 30 ደቂቃዎች ከቀዝቃዛ ርጭት ሕክምና በኋላ ትላልቅ ኪዩቢክ ደረጃዎች እንዲፈጠሩ ምክንያት ሆኗል.
(ሀ) FE-HRTEM የኤምጂ ዱቄት ምስል በ (b) SUS 304 substrate (ምስል ውስጠ) ላይ ተቀምጧል። በ (ሀ) ላይ የሚታየው የክብ ምልክት NBDP ኢንዴክስ በ (ሐ) ውስጥ ይታያል።
ትልቅ ኪዩቢክ Zr2Ni nanoparticles እንዲፈጠር ይህንን እምቅ ዘዴ ለመፈተሽ ገለልተኛ ሙከራ ተካሂዷል። በዚህ ሙከራ ውስጥ ዱቄቶች ከአቶሚዘር በ 550 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ በ SUS 304 substrate አቅጣጫ; ሆኖም ግን, የማደንዘዣውን ውጤት ለመወሰን, ዱቄቶች በተቻለ ፍጥነት ከ SUS304 ስትሪፕ (60 ሰከንድ ገደማ) ተወስደዋል. ). ሌላ ተከታታይ ሙከራዎች ተካሂደዋል ዱቄቱ ከተተገበረ በኋላ በግምት 180 ሰከንድ ከንጣፉ ውስጥ ይወገዳል.
ሥዕሎች 13a,b በ SUS 304 substrates ላይ ለ 60 s እና 180 ዎች የተቀመጡ ሁለት የተረፉ ቁሳቁሶች የ Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) dark field (DFI) ምስሎችን ያሳያል። ለ 60 ሰከንድ የተከማቸ የዱቄት ምስል የስነ-ቅርጽ ዝርዝሮች ይጎድለዋል, ባህሪ አልባነትን ያሳያል (ምስል 13 ሀ). ይህ ደግሞ በኤክስአርዲ የተረጋገጠ ሲሆን ይህም በስእል 14a ላይ እንደሚታየው ሰፊው የመጀመሪያ እና ሁለተኛ ደረጃ ልዩነት ከፍተኛ ደረጃ ላይ እንደተገለጸው የእነዚህ ዱቄቶች አጠቃላይ አወቃቀሮች ሞገዶች መሆናቸውን ያሳያል። ይህ የሚያመለክተው ዱቄቱ የመጀመሪያውን የማይዛባ አወቃቀሩን የሚይዝበት የሜታስቴብል / ሜሶፋዝ ዝቃጭ አለመኖሩን ነው። በተቃራኒው, በተመሳሳይ የሙቀት መጠን (550 ዲግሪ ሴንቲ ግሬድ) ላይ የተቀመጠው ዱቄት ለ 180 ሰከንድ በንጣፉ ላይ የተተወው ናኖስዝድ ጥራጥሬዎች በስእል 13 ለ ላይ እንደሚታየው.