Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com. Tha taic chuingealaichte aig an dreach brabhsair a tha thu a’ cleachdadh airson CSS. Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brabhsair ùraichte (no gun cuir thu dheth modh co-chòrdalachd ann an Internet Explorer). Aig an aon àm, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, bidh sinn a’ taisbeanadh an làraich gun stoidhlichean agus JavaScript.
Tha biofilms nam pàirt chudromach ann an leasachadh ghalaran leantainneach, gu h-àraidh nuair a tha innealan meidigeach an sàs. Tha an duilgheadas seo a’ cur dùbhlan mòr air a’ choimhearsnachd mheidigeach, leis nach urrainn dha antibiotics àbhaisteach biofilms a dhubhadh às ach gu ìre glè bheag. Tha casg a chuir air cruthachadh biofilm air leantainn gu leasachadh diofar dhòighean còmhdaich agus stuthan ùra. Tha na dòighean sin ag amas air uachdaran a chòmhdach ann an dòigh a chuireas casg air cruthachadh biofilm. Tha aloidhean glainne meatailteach, gu h-àraidh an fheadhainn anns a bheil meatailtean copar agus titanium, air nochdadh mar chòtaichean antimicrobial air leth freagarrach. Aig an aon àm, tha cleachdadh teicneòlas spraeadh fuar air a dhol am meud oir is e dòigh iomchaidh a th’ ann airson stuthan mothachail air teòthachd a phròiseasadh. B’ e pàirt de adhbhar an sgrùdaidh seo film antibacterial ùr a leasachadh de ghlainne meatailteach air a dhèanamh suas de Cu-Zr-Ni trì-fhillte a’ cleachdadh dhòighean aloidh meacanaigeach. Tha am pùdar cruinn a tha a’ dèanamh suas an toradh deireannach air a chleachdadh mar stuth amh airson còmhdach spraeadh fuar de uachdar stàilinn gun staoin aig teòthachd ìosal. Bha fo-stratan còmhdaichte le glainne meatailteach comasach air cruthachadh biofilm a lughdachadh gu mòr le co-dhiù 1 log an taca ri stàilinn gun staoin.
Tro eachdraidh a’ chinne-daonna, tha comann-shòisealta sam bith air a bhith comasach air stuthan ùra a dhealbhadh agus adhartachadh a choinnicheas ri na riatanasan sònraichte aca, agus tha seo air leantainn gu coileanadh agus rangachadh nas fheàrr ann an eaconamaidh chruinneil1. Tha e an-còmhnaidh air a bhith air a chur às leth comas an duine stuthan agus uidheamachd saothrachaidh a leasachadh agus dealbhadh airson saothrachadh agus comharrachadh stuthan gus buannachdan a choileanadh ann an slàinte, foghlam, gnìomhachas, eaconamas, cultar agus raointean eile bho aon dùthaich no roinn gu dùthaich eile. Tha adhartas air a thomhas ge bith dè an dùthaich no an roinn.2 Airson 60 bliadhna, tha luchd-saidheans stuthan air a bhith a’ coisrigeadh mòran den ùine aca a’ cur fòcas air aon phrìomh dhragh: a bhith a’ sireadh stuthan ùra agus ùr-nodha. Tha rannsachadh o chionn ghoirid air fòcas a chuir air càileachd agus coileanadh stuthan a th’ ann mar-thà a leasachadh, a bharrachd air seòrsachan stuthan gu tur ùr a cho-chur ri chèile agus a chruthachadh.
Tha cur-ris eileamaidean aloidh, atharrachadh meanbh-structar an stuth, agus cleachdadh dhòighean-obrach giullachd teirmeach, meacanaigeach no teirmo-mheacanaigeach air leasachaidhean mòra a thoirt gu buil ann an feartan meacanaigeach, ceimigeach agus corporra grunn stuthan eadar-dhealaichte. A bharrachd air an sin, chaidh todhar nach cualas a-riamh roimhe a cho-chur gu soirbheachail aig an ìre seo. Tha na h-oidhirpean leantainneach seo air teaghlach ùr de stuthan ùr-ghnàthach a chruthachadh, ris an canar còmhla Stuthan Adhartach2. ​​Chan eil ann an nano-chriostalan, nano-mhìrean, nanotubes, dotagan cuantamach, glainneachan meatailteach neo-mheudach, agus aloidhean àrd-entropy ach beagan eisimpleirean de stuthan adhartach a chaidh a thoirt a-steach don t-saoghal bho mheadhan na linne mu dheireadh. Nuair a bhios aloidhean ùra le feartan nas fheàrr gan dèanamh agus gan leasachadh, an dàrna cuid anns an toradh deireannach no anns na h-ìrean eadar-mheadhanach den chinneasachadh aige, bidh duilgheadas neo-chothromachaidh gu tric air a chur ris. Mar thoradh air dòighean-obrach ùra a chuir an gnìomh gus gluasad gu mòr bho chothromachadh, chaidh clas ùr gu tur de aloidhean meata-sheasmhach, ris an canar glainneachan meatailteach, a lorg.
Thug an obair aige aig Caltech ann an 1960 ar-a-mach ann am bun-bheachd aloidhean meatailt nuair a rinn e co-chur de aloidhean glainneach Au-25 aig.% Si le bhith a’ cruadhachadh lionntan gu luath aig faisg air millean ceum gach diog. 4. Chan e a-mhàin gun do chomharraich tachartas lorg an t-Ollamh Pol Duwezs toiseach eachdraidh glainneachan meatailteach (MG), ach lean e cuideachd gu gluasad paradigm anns an dòigh sa bheil daoine a’ smaoineachadh mu aloidhean meatailt. Bho na sgrùdaidhean ceannardais as tràithe ann an co-chur aloidhean MG, chaidh cha mhòr a h-uile glainne meatailteach a thoirt gu buil gu tur le bhith a’ cleachdadh aon de na dòighean a leanas; (i) cruadhachadh luath an leaghan no an smùid, (ii) eas-òrdugh atamach an laitís, (iii) ath-bheachdan amorphization staid chruaidh eadar eileamaidean meatailt fìor-ghlan, agus (iv) gluasadan staid chruaidh de ìrean metastable.
Tha MGan air an comharrachadh leis nach eil an òrdugh atamach fad-raoin aca a tha co-cheangailte ri criostalan, agus is e sin feart sònraichte de chriostalan. Anns an t-saoghal an-diugh, chaidh adhartas mòr a dhèanamh ann an raon glainne meatailteach. Tha iad nan stuthan ùra le feartan inntinneach a tha inntinneach chan ann a-mhàin ann am fiosaigs staid chruaidh, ach cuideachd ann am meatailteachd, ceimigeachd uachdar, teicneòlas, bith-eòlas agus mòran raointean eile. Tha feartan eadar-dhealaichte aig an t-seòrsa stuth ùr seo bho mheatailtean cruaidh, ga dhèanamh na thagraiche inntinneach airson tagraidhean teicneòlais ann an grunn raointean. Tha cuid de fheartan cudromach aca; (i) ductileachd meacanaigeach àrd agus neart toraidh, (ii) treòiteachd magnetach àrd, (iii) coercivity ìosal, (iv) strì an aghaidh creimeadh neo-àbhaisteach, (v) neo-eisimeileachd teòthachd. Tha an seoltachd de 6,7.
'S e dòigh-obrach car ùr a th' ann an aloidh meacanaigeach (MA)1,8, a chaidh a thoirt a-steach an toiseach ann an 19839 leis an Ollamh CC Kock agus a cho-obraichean. Dh'ullaich iad pùdar Ni60Nb40 neo-chruthach le bhith a' bleith measgachadh de eileamaidean fìor-ghlan aig teòthachd àrainneachdail glè fhaisg air teòthachd an t-seòmair. Mar as trice, thèid an ath-bhualadh MA a dhèanamh eadar ceangal sgaoilidh pùdar an stuth ath-bhualaidh ann an reactar, mar as trice air a dhèanamh de stàilinn gun smal, a-steach do mhuileann ball 10 (Figear 1a, b). Bho sin, chaidh an dòigh ath-bhualadh staid-chruaidh seo, a tha air a bhrosnachadh gu meacanaigeach, a chleachdadh gus pùdar aloidh glainne neo-chruthach/meatailteach ùr ullachadh a’ cleachdadh muilnean ball lùth ìosal (Figear 1c) agus àrd, a bharrachd air muilnean slat 11,12,13,14,15,16. Gu sònraichte, chaidh an dòigh seo a chleachdadh gus siostaman neo-mheasgaichte leithid Cu-Ta 17 ullachadh, a bharrachd air aloidhean puing leaghaidh àrd leithid siostaman meatailt gluasaid Al (TM; Zr, Hf, Nb agus Ta) 18,19 agus Fe-W 20, nach gabh fhaighinn a’ cleachdadh slighean ullachaidh àbhaisteach. A bharrachd air an sin, thathas den bheachd gur e MA aon de na h-innealan nanoteicneòlais as cumhachdaiche airson ullachadh mìrean pùdar nanocriostalach agus nano-cho-dhèanta air sgèile gnìomhachais de ocsaidean meatailt, cairbidean, nitrides, hydrides, nanotubes gualain, nanodiamantan, a bharrachd air seasmhachd fharsaing tro dhòigh-obrach bho mhullach gu bonn 1 agus ìrean meata-sheasmhach.
Dealbh sgeamach a’ sealltainn an dòigh saothrachaidh a chaidh a chleachdadh gus còmhdach glainne meatailteach (MG) Cu50(Zr50−xNix)/SUS 304 ullachadh san sgrùdadh seo. (a) Ullachadh phùdar aloidh MG le diofar dùmhlachdan Ni x (x; 10, 20, 30 agus 40 at.%) a’ cleachdadh dòigh-obrach muilneachaidh ball lùth ìosal. (a) Tha an stuth tòiseachaidh air a luchdachadh a-steach do siolandair innealan còmhla ri bàlaichean stàilinn innealan, agus (b) tha e air a seuladh ann am bogsa miotag làn àile He. (c) Modail follaiseach den t-soitheach bleith a’ sealltainn gluasad a’ bhàil rè bleith. Chaidh toradh deireannach a’ phùdair a fhuaireadh às deidh 50 uair a chleachdadh gus còmhdach a dhèanamh air an t-substrate SUS 304 a’ cleachdadh an dòigh spraeadh fuar (d).
Nuair a thig e gu uachdar stuthan mòra (substrates), tha innleadaireachd uachdar a’ toirt a-steach dealbhadh agus atharrachadh uachdaran (substrates) gus feartan fiosaigeach, ceimigeach agus teicnigeach sònraichte a thoirt seachad nach eil anns a’ phrìomh stuth tùsail. Am measg cuid de na feartan a dh’ fhaodar a leasachadh gu h-èifeachdach le làimhseachadh uachdar tha strì an aghaidh sgrìobadh, strì an aghaidh oxidation agus creimeadh, co-èifeachd suathaidh, bith-neo-ghnìomhachd, feartan dealain, agus insulation teirmeach, gus beagan ainmeachadh. Faodar càileachd uachdar a leasachadh le bhith a’ cleachdadh dhòighean meatailteach, meacanaigeach no ceimigeach. Mar phròiseas ainmeil, tha còmhdach air a mhìneachadh gu sìmplidh mar aon shreath no grunn shreathan de stuth air an tasgadh gu saorga air uachdar nì mòr (substrate) air a dhèanamh de stuth eile. Mar sin, thathas a’ cleachdadh còmhdach gu ìre gus cuid de na feartan teicnigeach no sgeadachaidh a tha thu ag iarraidh a choileanadh, a bharrachd air stuthan a dhìon bho eadar-obrachaidhean ceimigeach agus fiosaigeach ris a bheil dùil leis an àrainneachd mun cuairt23.
Gus sreathan dìon uachdar iomchaidh a thasgadh le tiugh bho beagan mhicreameatairean (fo 10-20 micromeatair) gu còrr air 30 micromeatair no eadhon beagan mhìlemeatairean, faodar mòran dhòighean agus innleachdan a chleachdadh. San fharsaingeachd, faodar pròiseasan còtaidh a roinn ann an dà roinn: (i) dòighean còtaidh fliuch, a’ gabhail a-steach electroplating, electroless plating, agus dòighean galvanization teth-tumadh, agus (ii) dòighean còtaidh tioram, a’ gabhail a-steach brazing, uachdar, tasgadh smùid corporra (PVD), tasgadh smùid ceimigeach (CVD), dòighean spraeadh teirmeach agus o chionn ghoirid dòighean spraeadh fuar 24 (Figear 1d).
Tha biofilms air am mìneachadh mar choimhearsnachdan meanbh-fhàs-bheairtean a tha ceangailte gu neo-atharrachail ri uachdaran agus air an cuairteachadh le poileimeirean taobh a-muigh cealla fèin-riochdaichte (EPS). Faodaidh cruthachadh biofilm aibidh air an uachdar call mòr adhbhrachadh ann am mòran roinnean gnìomhachais, a’ gabhail a-steach gnìomhachas a’ bhidhe, siostaman uisge, agus àrainneachdan cùram slàinte. Ann an daoine, nuair a bhios biofilms a’ cruthachadh, tha e duilich còrr air 80% de chùisean ghalaran meanbh-fhàs-bheairtean (a’ gabhail a-steach Enterobacteriaceae agus Staphylococci) a làimhseachadh. A bharrachd air an sin, chaidh aithris gu bheil biofilms aibidh 1000 uair nas seasmhaiche ri làimhseachadh antibiotic an taca ri ceallan bacterial planctonach, a thathas a’ meas mar dhùbhlan leigheasach mòr. Gu h-eachdraidheil, chaidh stuthan còmhdach uachdar antimicrobial a tha air an toirt bho choimeasgaidhean organach àbhaisteach a chleachdadh. Ged a bhios co-phàirtean puinnseanta ann an stuthan mar sin gu tric a dh’ fhaodadh a bhith cunnartach do dhaoine,25,26 faodaidh e cuideachadh le bhith a’ seachnadh sgaoileadh bacterial agus sgrios stuthan.
Tha an aghaidh fharsaing a tha bacteria a’ dèanamh ri leigheasan antibiotic mar thoradh air cruthachadh biofilm air leantainn gu feum uachdar còmhdaichte le membran antimicrobial èifeachdach a leasachadh a ghabhas a chur an sàs gu sàbhailte27. Is e leasachadh uachdar corporra no ceimigeach an-aghaidh greamachaidh ris am bi ceallan bacterial air an casg bho bhith a’ ceangal agus a’ togail biofilms mar thoradh air greamachadh a’ chiad dhòigh-obrach sa phròiseas seo27. Is e an dàrna teicneòlas còmhdach a leasachadh a leigeas le ceimigean antimicrobial a bhith air an lìbhrigeadh dìreach far a bheil feum orra, ann an suimean gu math dùmhail agus sònraichte. Tha seo air a choileanadh le bhith a’ leasachadh stuthan còmhdaich sònraichte leithid graphene / germanium28, daoimean dubh29 agus còmhdach gualain coltach ri daoimean le doping ZnO30 a tha an aghaidh bacteria, teicneòlas a tha a’ meudachadh puinnseanta agus leasachadh strì mar thoradh air cruthachadh biofilm air an lughdachadh gu mòr. A bharrachd air an sin, tha còmhdach a bhios a’ toirt a-steach ceimigean germicidal ann an uachdaran gus dìon fad-ùine a thoirt seachad bho thruailleadh bacterial a’ sìor fhàs mòr-chòrdte. Ged a tha na trì modhan-obrach comasach air buaidhean antimicrobial a thoirt gu buil air uachdaran còmhdaichte, tha na crìochan aca fhèin aig gach fear a bu chòir beachdachadh orra nuair a thathar a’ leasachadh ro-innleachdan tagraidh.
Tha bathar a tha air a’ mhargaidh an-dràsta air a bhacadh leis nach eil ùine gu leòr ann airson còmhdach dìon a sgrùdadh agus a dhearbhadh airson tàthchuid bith-eòlasach gnìomhach. Tha companaidhean ag ràdh gun toir na bathar aca taobhan obrachaidh ion-mhiannaichte do luchd-cleachdaidh; ge-tà, tha seo air a bhith na bhacadh air soirbheachas thoraidhean a tha air a’ mhargaidh an-dràsta. Tha todhar a tha air an dèanamh bho airgead air an cleachdadh anns a’ mhòr-chuid de leigheasan antimicrobial a tha rim faighinn a-nis do luchd-cleachdaidh. Tha na toraidhean seo air an leasachadh gus luchd-cleachdaidh a dhìon bho bhuaidhean a dh’ fhaodadh a bhith cunnartach bho meanbh-fhàs-bheairtean. Tha buaidh antimicrobial dàil agus puinnseanta co-cheangailte ri todhar airgid ag àrdachadh cuideam air luchd-rannsachaidh roghainn eile nach eil cho cronail a leasachadh36,37. Tha e fhathast na obair mhòr còmhdach antimicrobial cruinneil a chruthachadh a bhios ag obair a-staigh agus a-muigh. Tha seo air sgàth nan cunnartan co-cheangailte ri slàinte agus sàbhailteachd. Tha e na amas a tha air a shireadh gu mòr riochdaire antimicrobial a lorg a tha nas lugha cronail do dhaoine agus faighinn a-mach mar a chuireas tu a-steach e ann am bun-stuthan còmhdaich le beatha sgeilp nas fhaide38. Tha na stuthan antimicrobial agus anti-biofilm as ùire air an dealbhadh gus bacteria a mharbhadh aig raon dlùth, an dàrna cuid tro cheangal dìreach no às deidh don riochdaire gnìomhach a bhith air a leigeil ma sgaoil. Faodaidh iad seo a dhèanamh le bhith a’ cur bacadh air greamachadh bacterial tùsail (a’ gabhail a-steach a bhith a’ cur an aghaidh cruthachadh sreath pròtain air an uachdar) no le bhith a’ marbhadh bacteria le bhith a’ cur bacadh air balla na cealla.
Gu bunaiteach, ’s e còmhdach uachdar am pròiseas a bhith a’ cur sreath eile air uachdar pàirt gus feartan co-cheangailte ris an uachdar a leasachadh. Is e amas còmhdach uachdar meanbh-structar agus/no co-dhèanamh na sgìre faisg air uachdar den phàirt a dhealbhadh39. Faodar dòighean còmhdach uachdar a roinn ann an diofar dhòighean, a tha air an geàrr-chunntas ann am Figear 2a. Faodar còmhdach a roinn ann an roinnean teirmeach, ceimigeach, corporra agus dealan-cheimigeach, a rèir an dòigh a thathar a’ cleachdadh gus an còmhdach a chruthachadh.
(a) Dealbh a-staigh a’ sealltainn nam prìomh dhòighean saothrachaidh a thathas a’ cleachdadh airson an uachdair, agus (b) buannachdan agus eas-bhuannachdan taghte den dòigh-obrach spraeadh fuar.
Tha mòran choltachdan aig teicneòlas spraeadh fuar le dòighean spraeadh teirmeach traidiseanta. Ach, tha cuid de fheartan bunaiteach cudromach ann cuideachd a tha a’ dèanamh a’ phròiseas spraeadh fuar agus stuthan spraeadh fuar gu sònraichte sònraichte. Tha teicneòlas spraeadh fuar fhathast na òige, ach tha àm ri teachd soilleir aige. Ann an cuid de thagraidhean, tha feartan sònraichte spraeadh fuar a’ tabhann buannachdan mòra, a’ faighinn thairis air crìochan nàdarra dhòighean spraeadh teirmeach àbhaisteach. Tha e a’ toirt seachad dòigh air faighinn thairis air crìochan mòra teicneòlas spraeadh teirmeach traidiseanta, agus rè na h-ùine sin feumar am pùdar a leaghadh gus a thasgadh air an t-substrate. Gu follaiseach, chan eil am pròiseas còmhdach traidiseanta seo freagarrach airson stuthan a tha gu math mothachail air teòthachd leithid nano-chriostalan, nano-mhìrean, glainneachan neo-chruthach agus meatailteach40, 41, 42. A bharrachd air an sin, bidh stuthan còmhdach spraeadh teirmeach an-còmhnaidh a’ nochdadh ìrean àrda de thòrrachd agus ocsaidean. Tha mòran bhuannachdan mòra aig teicneòlas spraeadh fuar thairis air teicneòlas spraeadh teirmeach, leithid (i) glè bheag de chuir a-steach teas don t-substrate, (ii) sùbailteachd ann an roghainnean còmhdach substrate, (iii) dìth cruth-atharrachadh ìre agus fàs gràin, (iv) neart ceangail àrd1,39 (Figear 2b). A bharrachd air an sin, tha creimeadh àrd aig stuthan còmhdach spraeadh fuar. strì an aghaidh, neart is cruas àrd, seoltachd dealain àrd agus dùmhlachd àrd41. An aghaidh bhuannachdan a’ phròiseis spraeadh fuar, tha cuid de eas-bhuannachdan ann fhathast bho bhith a’ cleachdadh an dòigh seo, mar a chithear ann am Figear 2b. Nuair a thathar a’ còmhdach pùdar ceirmeag fìor-ghlan leithid Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, msaa., chan urrainnear an dòigh spraeadh fuar a chleachdadh. Air an làimh eile, faodar pùdar co-dhèanta ceirmeag/meatailt a chleachdadh mar stuthan amh airson còmhdach. Tha an aon rud a’ buntainn ri dòighean spraeadh teirmeach eile. Tha uachdaran iom-fhillte agus uachdaran pìoban a-staigh fhathast duilich a spraeadh.
Leis gu bheil an obair làithreach ag amas air pùdar glainne meatailteach a chleachdadh mar stuthan còmhdaich amh, tha e soilleir nach gabh spraeadh teirmeach àbhaisteach a chleachdadh airson an adhbhair seo. Tha seo air sgàth gu bheil pùdar glainne meatailteach a’ criostalachadh aig teòthachd àrd.
Tha a’ mhòr-chuid de na h-innealan a thathas a’ cleachdadh anns na gnìomhachasan meidigeach is bìdh air an dèanamh de aloidhean stàilinn gun smal austenitic (SUS316 agus SUS304) le susbaint cromium eadar 12 agus 20% wt% airson cinneasachadh ionnstramaidean lannsaireachd. Thathas a’ gabhail ris san fharsaingeachd gum faod cleachdadh meatailt cromium mar eileamaid aloidhean ann an aloidhean stàilinn an aghaidh creimeadh ann an aloidhean stàilinn àbhaisteach a leasachadh gu mòr. Chan eil feartan cudromach an aghaidh meanbh-fhàs-bheairtean aig aloidhean stàilinn gun smal, a dh’ aindeoin an aghaidh creimeadh àrd aca38,39. Tha seo eadar-dhealaichte bhon aghaidh creimeadh àrd aca. Às deidh seo, faodar ro-innse leasachadh gabhaltachd agus sèid, a tha air adhbhrachadh sa mhòr-chuid le greamachadh bacterial agus coloineachadh air uachdar stuthan bith-eòlasach stàilinn gun smal. Faodaidh duilgheadasan mòra èirigh mar thoradh air duilgheadasan mòra co-cheangailte ri greamachadh bacterial agus slighean cruthachadh biofilm, a dh’ fhaodadh leantainn gu crìonadh slàinte, a dh’ fhaodadh mòran bhuilean a bhith aige a dh’ fhaodadh buaidh dhìreach no neo-dhìreach a thoirt air slàinte dhaoine.
’S e seo a’ chiad ìre de phròiseact a tha air a mhaoineachadh leis a’ Bhunait Kuwait airson Adhartachadh Saidheans (KFAS), Cùmhnant Àir. 2010-550401, gus sgrùdadh a dhèanamh air comasachd pùdar trì-fhillte Cu-Zr-Ni glainneach meatailteach a dhèanamh a’ cleachdadh teicneòlas MA (Clàr 1) airson còmhdach dìon uachdar film antibacterial/SUS304 a dhèanamh. Bidh an dàrna ìre den phròiseact, a thathar an dùil tòiseachadh san Fhaoilleach 2023, a’ sgrùdadh feartan creimeadh electroceimiceach agus feartan meacanaigeach an t-siostaim gu mionaideach. Thèid deuchainnean meanbh-bhitheòlasach mionaideach a dhèanamh airson diofar ghnèithean bacteria.
Anns a’ phàipear seo, thathar a’ beachdachadh air buaidh susbaint eileamaid aloidh Zr air comas cruthachadh glainne (GFA) stèidhichte air feartan morf-eòlach agus structarail. A bharrachd air an sin, chaidh beachdachadh cuideachd air feartan antibacterial a’ chòta pùdar glainne meatailteach còmhdaichte / co-dhèanamh SUS304. A bharrachd air an sin, chaidh obair làithreach a dhèanamh gus sgrùdadh a dhèanamh air a’ chomas gun tèid cruth-atharrachadh structarail pùdar glainne meatailteach a dhèanamh rè spraeadh fuar taobh a-staigh roinn leaghaidh fo-fhuarachadh siostaman glainne meatailteach saothraichte. Mar eisimpleirean riochdachail, chaidh aloidhean glainne meatailteach Cu50Zr30Ni20 agus Cu50Zr20Ni30 a chleachdadh san sgrùdadh seo.
Anns an earrainn seo, tha na h-atharrachaidhean morf-eòlach ann am pùdar eileamaideach Cu, Zr agus Ni ann am muilneachadh ball lùth ìosal air an taisbeanadh. Mar eisimpleirean taisbeanach, thèid dà shiostam eadar-dhealaichte anns a bheil Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr40Ni10 a chleachdadh mar eisimpleirean riochdachail. Faodar am pròiseas MA a roinn ann an trì ìrean eadar-dhealaichte, mar a chithear leis a’ chomharrachadh meatailteach den phùdar a thèid a thoirt a-mach aig ìre na bleith (Figear 3).
Feartan meatailteagrafach pùdar aloidh meacanaigeach (MA) a fhuaireadh an dèidh diofar ìrean de ùine muilneachaidh ball. Tha ìomhaighean microscopaidh sganaidh dealanach sgaoilidh achaidh (FE-SEM) de phùdar MA agus Cu50Zr40Ni10 a fhuaireadh an dèidh amannan muilneachaidh ball lùth ìosal de 3, 12 agus 50 uair air an sealltainn ann an (a), (c) agus (e) airson an t-siostam Cu50Zr20Ni30, agus san aon MA Tha ìomhaighean co-fhreagarrach den t-siostam Cu50Zr40Ni10 a chaidh a thogail an dèidh ùine air an sealltainn ann an (b), (d) agus (f).
Rè muilneadh ball, tha buaidh aig measgachadh de pharaimeatairean air an lùth cineatach èifeachdach a ghabhas gluasad chun phùdar meatailt, mar a chithear ann am Figear 1a. Tha seo a’ toirt a-steach bualaidhean eadar bàlaichean agus pùdar, rùsgadh teannachaidh pùdar a tha steigte eadar no eadar meadhanan bleith, buaidh bhàlaichean a’ tuiteam, rùsgadh agus caitheamh mar thoradh air slaodadh pùdar eadar meadhanan muilneadh ball gluasadach, agus tonn clisgeadh a’ dol troimhe. Bidh bàlaichean a’ tuiteam a’ sgaoileadh tro luchdan bàrr (Figear 1a). Chaidh pùdaran eileamaideach Cu, Zr, agus Ni a dhì-dhealbhadh gu mòr mar thoradh air tàthadh fuar aig ìre thràth MA (3 uairean), agus mar thoradh air sin bha mìrean pùdar mòra (> 1 mm ann an trast-thomhas). Tha na mìrean co-dhèanta mòra seo air an comharrachadh le cruthachadh sreathan tiugh de eileamaidean aloidh (Cu, Zr, Ni), mar a chithear ann am Figear 3a,b. Mar thoradh air an ùine MA a mheudachadh gu 12 uairean (ìre eadar-mheadhanach) chaidh àrdachadh a dhèanamh air lùth cineatach a’ mhuilinn ball, agus mar thoradh air sin chaidh am pùdar co-dhèanta a lobhadh gu pùdaran nas mìne (nas lugha na 200 µm), mar a chithear ann am Figear 3c,d. Aig an ìre seo, bidh an fheachd rùsgadh a chaidh a chuir an sàs ag adhbhrachadh… cruthachadh uachdar meatailt ùr le sreathan mìne de Cu, Zr, Ni, mar a chithear ann am Figear 3c,d. Mar thoradh air leasachadh sreathan, bidh ath-bheachdan ìre chruaidh a’ tachairt aig eadar-aghaidh nan sgoltagan gus ìrean ùra a chruthachadh.
Aig àirde a’ phròiseis MA (às dèidh 50 uair), cha robh am meatailteachd sgoltach ach glè bheag ri fhaicinn (Figear 3e,f), ach sheall uachdar snasta a’ phùdair meatailteachd sgàthan. Tha seo a’ ciallachadh gu bheil am pròiseas MA air a chrìochnachadh agus gu bheil cruthachadh aon ìre ath-bhualadh air tachairt. Chaidh co-dhèanamh eileamaideach nan roinnean a tha air an clàr-amais ann am Figear 3e (I, II, III), f, v, vi) a dhearbhadh le bhith a’ cleachdadh microsgopaidh sganaidh dealanach sgaoilidh achaidh (FE-SEM) còmhla ri speactroscopaidh X-ghath sgaoilidh lùtha (EDS) (IV).
Ann an Clàr 2, tha dùmhlachdan eileamaideach nan eileamaidean aloidh air an sealltainn mar cheudad de chuideam iomlan gach roinne a chaidh a thaghadh ann am Figear 3e,f. Nuair a thathar a’ dèanamh coimeas eadar na toraidhean seo agus na co-dhèanamhan ainmichte tòiseachaidh de Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr40Ni10 a tha air an liostadh ann an Clàr 1, chithear gu bheil luachan glè choltach aig co-dhèanamh an dà thoradh dheireannaich seo ris na co-dhèanamhan ainmichte. A bharrachd air an sin, chan eil na luachan co-phàirteach airson nan roinnean a tha air an liostadh ann am Figear 3e,f a’ ciallachadh crìonadh no atharrachadh mòr ann an co-dhèanamh gach sampall bho aon roinn gu roinn eile. Tha seo ri fhaicinn leis nach eil atharrachadh sam bith ann an co-dhèanamh bho aon roinn gu roinn eile. Tha seo a’ comharrachadh cinneasachadh pùdar aloidh aon-ghnèitheach, mar a chithear ann an Clàr 2.
Fhuaireadh micreagrafan FE-SEM den phùdar Cu50(Zr50−xNix) den toradh deireannach an dèidh 50 uair MA, mar a chithear ann am Figear 4a–d, far a bheil x co-ionann ri 10, 20, 30 agus 40 at.%, fa leth. Às dèidh a’ cheum muilneachaidh seo, bidh am pùdar a’ cruinneachadh air sgàth buaidh van der Waals, agus mar thoradh air sin bidh cruinneachaidhean mòra air an cruthachadh anns a bheil mìrean fìor-mhìn le trast-thomhasan eadar 73 agus 126 nm, mar a chithear ann am Figear 4.
Feartan morf-eòlach phùdairean Cu50(Zr50−xNix) a fhuaireadh an dèidh ùine MA de 50 uair. Airson nan siostaman Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, tha na h-ìomhaighean FE-SEM de na pùdairean a fhuaireadh an dèidh 50 uair MA air an sealltainn ann an (a), (b), (c) agus (d), fa leth.
Mus deach na pùdairean a luchdachadh a-steach do bhiadhadh spraeraidh fuar, chaidh an sonicachadh an toiseach ann an ethanol ìre anailis airson 15 mionaidean agus an uairsin a thiormachadh aig 150 ° C airson 2 uair a thìde. Feumar an ceum seo a ghabhail gus sabaid an-aghaidh cruinneachadh a bhios gu tric ag adhbhrachadh mòran dhuilgheadasan mòra tron ​​​​phròiseas còmhdaich. Às deidh don phròiseas MA a bhith deiseil, chaidh tuilleadh chomharrachaidhean a dhèanamh gus sgrùdadh a dhèanamh air aon-ghnèitheachd nam pùdar aloidh. Tha Figear 5a–d a’ sealltainn na micrografaichean FE-SEM agus na h-ìomhaighean EDS co-fhreagarrach de na h-eileamaidean aloidh Cu, Zr agus Ni den aloidh Cu50Zr30Ni20 a fhuaireadh às deidh 50 uair de ùine M, fa leth. Bu chòir a thoirt fa-near gu bheil na pùdairean aloidh a chaidh a thoirt a-mach às deidh a’ cheum seo aon-ghnèitheach leis nach eil iad a’ sealltainn atharrachaidhean co-dhèanamh sam bith nas fhaide na an ìre fo-nanometer, mar a chithear ann am Figear 5.
Morf-eòlas agus sgaoileadh eileamaideach ionadail pùdar MG Cu50Zr30Ni20 a fhuaireadh an dèidh 50 uair MA le speactroscopaidh FE-SEM/X-ghath sgaoilidh lùtha (EDS). (a) Mapadh SEM agus X-ghath EDS de (b) ìomhaighean Cu-Kα, (c) Zr-Lα agus (d) Ni-Kα.
Tha na pàtrain XRD de phùdar Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr20Ni30 air an dèanamh le aloidh meacanaigeach a fhuaireadh an dèidh ùine MA de 50 uair air an sealltainn ann am Figear 6a–d, fa leth. Às dèidh na h-ìre seo de mhuileann, sheall a h-uile sampall le diofar dùmhlachdan Zr structaran neo-chruthach le pàtrain sgaoilidh halo sònraichte a chithear ann am Figear 6.
Pàtrain XRD de phùdar (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (d) Cu50Zr20Ni30 an dèidh ùine MA de 50 uair a thìde. Sheall a h-uile sampall gun eisgeachd pàtran sgaoilidh halo, a’ ciallachadh cruthachadh ìre neo-chruthach.
Chaidh microscopaidh dealanach tar-chuir àrd-rùn sgaoilidh achaidh (FE-HRTEM) a chleachdadh gus atharrachaidhean structarail fhaicinn agus tuigse fhaighinn air structar ionadail nam pùdar mar thoradh air muillean ball aig diofar amannan MA. Tha ìomhaighean FE-HRTEM de na pùdar a fhuaireadh às deidh na h-ìrean tràtha (6 uairean) agus eadar-mheadhanach (18 uairean) de mhuileann airson pùdar Cu50Zr30Ni20 agus Cu50Zr40Ni10 air an sealltainn ann am Figear 7a,c, fa leth. A rèir ìomhaigh achaidh shoilleir (BFI) a’ phùdair a chaidh a thoirt a-mach às deidh MA 6 uairean, tha am pùdar air a dhèanamh suas de ghràinean mòra le crìochan soilleir de na h-eileamaidean fcc-Cu, hcp-Zr agus fcc-Ni, agus chan eil comharradh ann gu bheil an ìre ath-bhualadh air a chruthachadh, mar a chithear ann am Figear 7a. A bharrachd air an sin, nochd am pàtran diffraction raon taghte co-cheangailte (SADP) a chaidh a thoirt bhon roinn mheadhanach de (a) pàtran diffraction cusp (Figear 7b), a’ nochdadh gu bheil criostalan mòra ann agus nach eil ìre ath-ghnìomhach ann.
Comharrachadh structarail ionadail pùdar MA a fhuaireadh an dèidh ìrean tràtha (6 uairean) agus eadar-mheadhanach (18 uairean). (a) Miocroscopaidh dealanach tar-chuir àrd-rùn sgaoilidh achaidh (FE-HRTEM), agus (b) am pàtran diffraction raon taghte co-fhreagarrach (SADP) de phùdar Cu50Zr30Ni20 an dèidh làimhseachadh MA airson 6 uairean. Tha an ìomhaigh FE-HRTEM de Cu50Zr40Ni10 a fhuaireadh an dèidh ùine MA de 18 uairean air a shealltainn ann an (c).
Mar a chithear ann am Figear 7c, dh’ adhbhraich leudachadh fad an MA gu 18 uair a thìde lochdan mòra anns a’ ghrèin còmhla ri deformachadh plastaig. Rè na h-ìre eadar-mheadhanach seo den phròiseas MA, tha grunn lochdan aig a’ phùdar, nam measg lochdan cruachaidh, lochdan grèin, agus lochdan puing (Figear 7). Bidh na lochdan sin ag adhbhrachadh gum bi na gràinean mòra a’ sgoltadh air feadh crìochan an gràin ann am fo-ghràinean le meudan nas lugha na 20 nm (Figear 7c).
Tha structar ionadail pùdar Cu50Z30Ni20 air a mhuileann airson 36 uair a thìde de MA a’ nochdadh cruthachadh nanogràinean ultra-mhìn air an leabachadh ann am maitrís mìn neo-chruthach, mar a chithear ann am Figear 8a. Chomharraich mion-sgrùdadh EDS ionadail gu robh na nano-chruinneachaidhean sin a chithear ann am Figear 8a co-cheangailte ri eileamaidean aloidh pùdar Cu, Zr agus Ni neo-phròiseasaichte. Aig an aon àm, bha susbaint Cu a’ mhaitrís ag atharrachadh bho ~32 at.% (sgìre tana) gu ~74 at.% (sgìre bheairteach), a’ nochdadh cruthachadh thoraidhean eadar-dhealaichte. A bharrachd air an sin, tha na SADPan co-fhreagarrach de na pùdar a fhuaireadh às deidh muilleann aig an ìre seo a’ sealltainn fàinneachan bun-sgoile is àrd-sgoile halo-sgaoilidh de ìre neo-chruthach, a’ dol thairis air puingean biorach co-cheangailte ris na h-eileamaidean aloidh amh sin, mar a chithear ann am Figear 8b.
Feartan structarail ionadail air sgèile nano pùdar Cu50Zr30Ni20 nas fhaide na 36 uair. (a) Ìomhaigh raoin shoilleir (BFI) agus (b) SADP co-fhreagarrach de phùdar Cu50Zr30Ni20 a fhuaireadh às dèidh bleith airson ùine MA 36 uair.
Faisg air deireadh a’ phròiseis MA (50 uair), bidh morf-eòlas ìre neo-chruthach labyrinthine aig pùdar Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 agus 40 at.% mar a chithear ann am Figear 9a–d. Anns an SADP co-fhreagarrach de gach co-dhèanamh, cha b’ urrainnear diffractions coltach ri puing no pàtrain fàinneach biorach a lorg. Tha seo a’ nochdadh nach eil meatailt criostalach neo-phròiseasaichte an làthair, ach an àite sin gu bheil pùdar aloidh neo-chruthach air a chruthachadh. Chaidh na SADPan co-cheangailte seo a’ sealltainn pàtrain sgaoilidh halo a chleachdadh cuideachd mar fhianais airson leasachadh ìrean neo-chruthach anns an stuth toraidh deireannach.
Structar ionadail an toraidh dheireannaich den t-siostam MG Cu50 (Zr50−xNix). FE-HRTEM agus pàtrain diffraction nanobeam co-cheangailte (NBDP) de (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (d) Cu50Zr10Ni40 a fhuaireadh an dèidh 50 uair de MA.
Chaidh seasmhachd teirmeach teòthachd gluasaid glainne (Tg), roinn leaghaidh fo-fhuarachadh (ΔTx) agus teòthachd criostalachaidh (Tx) mar ghnìomh de shusbaint Ni (x) an t-siostam neo-chruthach Cu50(Zr50−xNix) a sgrùdadh le bhith a’ cleachdadh Calorimetry sganaidh eadar-dhealaichte (DSC) de fheartan fo shruth gas He. Tha lorgan DSC de phùdar aloidh neo-chruthach Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 agus Cu50Zr10Ni40 a fhuaireadh às deidh ùine MA de 50 uair a thìde air an sealltainn ann am Figear 10a, b, e, fa leth. Ged a tha lùb DSC de neo-chruthach Cu50Zr20Ni30 air a shealltainn air leth ann am Figear 10c. Aig an aon àm, tha an sampall Cu50Zr30Ni20 air a theasachadh gu ~700 °C ann an DSC air a shealltainn ann am Figear 10d.
Seasmhachd teirmeach phùdar Cu50(Zr50−xNix) MG a fhuaireadh an dèidh ùine MA de 50 uair, mar a chaidh a chlàr-amais le teòthachd gluasaid glainne (Tg), teòthachd criostalachaidh (Tx), agus roinn leaghaidh fo-fhuarachaidh (ΔTx). Teirmeagramaichean calorimeter sganaidh eadar-dhealaichte (DSC) de (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (e) pùdar aloidh Cu50Zr10Ni40 MG an dèidh ùine MA de 50 uair. Tha pàtran diffraction X-ghath (XRD) an t-sampall Cu50Zr30Ni20 air a theasachadh gu ~700 °C ann an DSC air a shealltainn ann an (d).
Mar a chithear ann am Figear 10, tha lùban DSC nan co-dhèanamhan uile le dùmhlachdan Ni eadar-dhealaichte (x) a’ nochdadh dà chùis eadar-dhealaichte, aon endothermic agus am fear eile exothermic. Tha a’ chiad tachartas endothermic a’ freagairt ri Tg, agus an dàrna fear co-cheangailte ri Tx. Canar an roinn leaghaidh fo-fhuarachadh (ΔTx = Tx – Tg) ris an roinn rèidh chòmhnard a tha eadar Tg agus Tx. Tha na toraidhean a’ sealltainn gu bheil Tg agus Tx an t-sampall Cu50Zr40Ni10 (Figear 10a), air a chur aig 526°C agus 612°C, ag atharrachadh an t-susbaint (x) gu 20 at.% a dh’ionnsaigh taobh teòthachd ìosal 482°C agus 563°C le susbaint Ni (x) a tha a’ sìor fhàs, fa leth, mar a chithear ann am Figear 10b. Mar thoradh air an sin, tha ΔTx de Cu50Zr40Ni10 a’ lùghdachadh bho 86 °C (Figear 10a) gu 81 °C airson Cu50Zr30Ni20 (Figear. 10b). Airson an aloidh MG Cu50Zr40Ni10, chaidh fhaicinn cuideachd gun do lùghdaich luachan Tg, Tx agus ΔTx gu ìre 447°C, 526°C agus 79°C (Figear 10b). Tha seo a’ nochdadh gu bheil an àrdachadh ann an susbaint Ni ag adhbhrachadh lùghdachadh ann an seasmhachd teirmeach an aloidh MG. An coimeas ri sin, tha luach Tg (507°C) an aloidh MG Cu50Zr20Ni30 nas ìsle na luach an aloidh MG Cu50Zr40Ni10; a dh’aindeoin sin, tha an Tx aige a’ sealltainn luach coimeasach ris a’ chiad fhear (612°C). Mar sin, tha ΔTx a’ nochdadh luach nas àirde (87°C), mar a chithear ann am Figear 10c.
Bidh an siostam MG Cu50(Zr50−xNix), a’ gabhail an aloidh MG Cu50Zr20Ni30 mar eisimpleir, a’ criostalachadh tro mhullach biorach exothermic a-steach do na h-ìrean criostail de fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 agus orthorhombic-ZrNi (Figear 10c). Chaidh an gluasad ìre neo-chruthach gu criostalach seo a dhearbhadh le XRD den sampall MG (Figear 10d), a chaidh a theasachadh gu 700 °C ann an DSC.
Tha Figear 11 a’ sealltainn dealbhan a chaidh a thogail rè a’ phròiseis spraeadh fuar a chaidh a dhèanamh san obair làithreach. Anns an sgrùdadh seo, chaidh na mìrean pùdar meatailt coltach ri glainne a chaidh a cho-chur às deidh ùine MA de 50 uair (a’ gabhail Cu50Zr20Ni30 mar eisimpleir) a chleachdadh mar stuthan amh antibacterial, agus chaidh am plàta stàilinn gun staoin (SUS304) a chòmhdach le teicneòlas spraeadh fuar. Chaidh an dòigh spraeadh fuar a thaghadh airson còmhdach anns an t-sreath teicneòlas spraeadh teirmeach leis gur e seo an dòigh as èifeachdaiche anns an t-sreath spraeadh teirmeach agus faodar a chleachdadh airson stuthan meatailt meata-sheasmhach a tha mothachail air teòthachd leithid pùdar neo-chruthach agus nanocriostalach, nach eil fo ùmhlachd gluasadan ìre. Is e seo am prìomh fheart ann a bhith a’ taghadh an dòigh seo. Tha am pròiseas spraeadh fuar air a dhèanamh le bhith a’ cleachdadh mìrean àrd-astar a bhios ag atharrachadh lùth cineatach nam mìrean gu deformachadh plastaig, deformachadh agus teas nuair a bhuaileas iad an t-substrate no mìrean a chaidh a thasgadh roimhe.
Tha dealbhan achaidh a’ sealltainn a’ mhodh-obrachaidh spraeadh fuar a chaidh a chleachdadh airson còig ullachaidhean leantainneach de chòmhdach MG/SUS 304 aig 550 °C.
Feumar lùth cineatach nam mìrean, agus mar sin gluasad gach mìrean ann an cruthachadh a’ chòmhdaich, a thionndadh gu cruthan eile de lùth tro dhòighean-obrach leithid deformachadh plastaig (eadar-obrachaidhean tùsail mìrean agus mìrean-mìrean anns an t-substrate agus eadar-obrachaidhean mìrean), daingneachadh beàrnan, cuairteachadh mìrean-mìrean, deformachadh agus mu dheireadh teas 39. A bharrachd air an sin, mura tèid a h-uile lùth cineatach a tha a’ tighinn a-steach a thionndadh gu teas agus lùth deformachaidh, is e an toradh bualadh elastagach, a tha a’ ciallachadh gu bheil na mìrean dìreach a’ breabadh air ais às deidh buaidh. Chaidh a chomharrachadh gu bheil 90% den lùth buaidh a chuirear an sàs anns an stuth mìrean/substrate air a thionndadh gu teas ionadail 40. A bharrachd air an sin, nuair a chuirear cuideam buaidh an sàs, gheibhear ìrean deformachaidh plastaig àrd anns an roinn conaltraidh mìrean/substrate ann an ùine glè ghoirid 41,42.
Mar as trice, thathas den bheachd gur e pròiseas sgaoilidh lùtha a th’ ann an deformachadh plastaig, no nas mionaidiche, stòr teas san roinn eadar-aghaidh. Ach, mar as trice chan eil an àrdachadh teòthachd san roinn eadar-aghaidh gu leòr airson leaghadh eadar-aghaidh a thoirt gu buil no gus eadar-sgaoileadh atamach adhartachadh gu mòr. Chan eil foillseachadh sam bith as aithne do na h-ùghdaran a’ sgrùdadh buaidh fheartan nam pùdar glainneach meatailteach seo air greamachadh agus tasgadh pùdar a thachras nuair a thèid dòighean spraeadh fuar a chleachdadh.
Chithear BFI pùdar aloidh MG Cu50Zr20Ni30 ann am Figear 12a, a chaidh a chòmhdach air fo-strat SUS 304 (Figearan 11, 12b). Mar a chithear bhon fhigear, tha na pùdairean còmhdaichte a’ cumail suas an structar neo-chruthach tùsail aca leis gu bheil structar labyrinth grinn aca gun fheartan criostalach no uireasbhaidhean laitís sam bith. Air an làimh eile, tha an ìomhaigh a’ nochdadh làthaireachd ìre taobh a-muigh, mar a chaidh a mholadh le nanoparticles a chaidh a thoirt a-steach don mhaitris pùdair còmhdaichte le MG (Figear 12a). Tha Figear 12c a’ sealltainn a’ phàtrain diffraction nanobeam clàr-amaisichte (NBDP) co-cheangailte ri roinn I (Figear 12a). Mar a chithear ann am Figear 12c, tha pàtran sgaoilidh halo lag de structar neo-chruthach aig NBDP agus tha e ann còmhla ri badan biorach a tha a’ freagairt ris an ìre CuO metastable mòr criostalach Zr2Ni ciùbach agus ceithir-cheàrnach. Faodar cruthachadh CuO a chur às leth oxidation a’ phùdair nuair a bhios e a’ siubhal bho nozzle a’ ghunna spraeraidh gu SUS 304 ann an an èadhar fosgailte fo shruth supersonach. Air an làimh eile, choilean dì-ghloineachadh nam pùdar glainneach meatailteach cruthachadh ìrean ciùbach mòra às deidh làimhseachadh spraeadh fuar aig 550 °C airson 30 mionaid.
(a) Ìomhaigh FE-HRTEM de MG còmhdaichte le pùdar air (b) fo-strat SUS 304 (inset den fhigear). Tha clàr-amais NBDP an t-samhla chruinn a chithear ann an (a) air a shealltainn ann an (c).
Gus an dòigh-obrach seo a dhearbhadh airson cruthachadh nanoparticles ciùbach mòra Zr2Ni, chaidh deuchainn neo-eisimeileach a dhèanamh. Anns an deuchainn seo, chaidh na pùdar a spùtadh bho ghunna spùtaidh aig 550 °C ann an taobh an t-substrate SUS 304; ge-tà, gus buaidh lasachaidh nam pùdar a shoilleireachadh, chaidh an toirt air falbh bhon stiall SUS304 cho luath ‘s a ghabhadh (mu 60 diogan). Chaidh sreath eile de dheuchainnean a dhèanamh anns an deach pùdar a thoirt air falbh bhon t-substrate mu 180 diogan às deidh a thasgadh.
Tha Figearan 13a, b a’ sealltainn ìomhaighean raoin dhorcha (DFI) a fhuaireadh le microscopaidh dealanach tar-chuir sganaidh (STEM) de dhà stuth spraeraichte a chaidh a thasgadh air fo-stratan SUS 304 airson 60 diogan agus 180 diogan, fa leth. Chan eil mion-fhiosrachadh morf-eòlach sam bith aig an ìomhaigh pùdair a chaidh a thasgadh airson 60 diogan, a’ sealltainn gun fheartan (Figear 13a). Chaidh seo a dhearbhadh cuideachd le XRD, a sheall gu robh structar coitcheann nam pùdar sin neo-chruthach, mar a chithear leis na maxima diffraction bun-sgoile agus àrd-sgoile farsaing a chithear ann am Figear 14a. Tha iad sin a’ nochdadh dìth sileadh metastable/mesophase, far a bheil am pùdar a’ cumail a structar neo-chruthach tùsail. An coimeas ri sin, sheall am pùdar a chaidh a spraeadh aig an aon teòthachd (550 °C), ach air fhàgail air an t-substrate airson 180 diogan, sileadh gràinean nano-mheud, mar a chithear leis na saigheadan ann am Figear 13b.