Daalụ maka ịga leta Nature.com. Ụdị ihe nchọgharị ị na-eji nwere nkwado dị nta maka CSS. Maka ahụmịhe kachasị mma, anyị na-akwado ka ị jiri ihe nchọgharị emelitere (ma ọ bụ gbanyụọ ọnọdụ ndakọrịta na Internet Explorer). Ka ọ dị ugbu a, iji hụ na nkwado na-aga n'ihu, anyị ga-egosi saịtị ahụ na-enweghị ụdị na JavaScript.
Ihe nkiri biofilm dị mkpa n'ịmepụta ọrịa ndị na-adịghị ala ala, ọkachasị mgbe ngwaọrụ ahụike metụtara ya. Nsogbu a na-eweta nnukwu ihe ịma aka nye ndị dọkịta, ebe ọ bụ na ọgwụ nje nkịtị nwere ike iwepụ naanị ihe nkiri biofilm ruo n'ókè dị oke oke. Mgbochi imepụta ihe nkiri biofilm emeela ka e nwee ọtụtụ ụzọ mkpuchi na ihe ọhụrụ. Usoro ndị a na-achọ ikpuchi elu n'ụzọ na-egbochi mmepụta ihe nkiri biofilm. Ihe ndị e ji iko mee, karịsịa ndị nwere ọla kọpa na titanium, apụtala dị ka ihe mkpuchi nje antimicrobial kacha mma. N'otu oge ahụ, ojiji nke teknụzụ ịgba oyi amụbaala ebe ọ bụ usoro kwesịrị ekwesị maka nhazi ihe ndị na-emetụta okpomọkụ. Akụkụ nke ebumnuche nke ọmụmụ a bụ ịmepụta iko ihe nkiri antibacterial ọhụrụ nke mejupụtara Cu-Zr-Ni ternary site na iji usoro mmịpụta igwe. A na-eji ntụ ntụ gburugburu nke mejupụtara ngwaahịa ikpeazụ dị ka ihe eji eme ihe maka mkpuchi ịgba oyi nke elu ígwè anaghị agba nchara na obere okpomọkụ. Ihe ndị e ji iko ígwè kpuchie nwere ike ibelata mmepụta ihe nkiri biofilm nke ukwuu site na opekata mpe 1 log ma e jiri ya tụnyere ígwè anaghị agba nchara.
N'akụkọ ihe mere eme mmadụ, obodo ọ bụla enweela ike imepụta ma kwalite mmeghe nke ihe ọhụrụ ndị na-emezu ihe achọrọ kpọmkwem, nke emeela ka arụmọrụ na ọkwa ka mma n'akụnụba zuru ụwa ọnụ. A na-ekwu na ọ bụ ikike mmadụ nwere ịmepụta ihe na akụrụngwa mmepụta na atụmatụ maka imepụta ihe na njirimara iji nweta uru na ahụike, agụmakwụkwọ, ụlọ ọrụ, akụnụba, omenala na mpaghara ndị ọzọ site na otu mba ma ọ bụ mpaghara gaa na nke ọzọ. A na-atụ ọganihu n'agbanyeghị mba ma ọ bụ mpaghara. 2 Ruo afọ 60, ndị ọkà mmụta sayensị ihe eji eme ihe etinyela oge ha dị ukwuu n'ilekwasị anya n'otu nnukwu nchegbu: ịchụso ihe ọhụrụ na nke kachasị ọhụrụ. Nnyocha e mere n'oge na-adịbeghị anya elekwasị anya n'ịkwalite mma na arụmọrụ nke ihe ndị dị adị, yana ịmepụta na ịmepụta ụdị ihe ọhụrụ kpamkpam.
Mgbakwunye nke ihe ndị na-agwakọta ihe, mgbanwe nke obere ihe owuwu ihe, na itinye usoro nhazi okpomọkụ, mekaniki ma ọ bụ thermo-mekaniki emeela ka e nwee mmụba dị ukwuu na ihe ndị dị iche iche dị iche iche. Ọzọkwa, a na-emepụta ihe ndị a na-anụbeghị nke ọma n'oge a. Mgbalị ndị a na-aga n'ihu emeela ka e nwee ezinụlọ ọhụrụ nke ihe ọhụrụ, nke a maara dị ka Advanced Materials2. Nanocrystals, nanoparticles, nanotubes, quantum dots, zero-dimensional, amorphous metal glasses, na high-entropy alloys bụ naanị ụfọdụ ihe atụ nke ihe ndị dị elu ewebatala n'ụwa kemgbe etiti narị afọ gara aga. Mgbe a na-emepụta ma na-emepụta alloys ọhụrụ nwere ihe ndị ka mma, ma na ngwaahịa ikpeazụ ma ọ bụ na ọkwa etiti nke mmepụta ya, a na-agbakwụnyekarị nsogbu nke enweghị nguzozi. N'ihi itinye usoro mmepụta ọhụrụ iji wepụ nke ukwuu na nguzozi, achọpụtala otu ụdị ọhụrụ nke alloys metastable, nke a maara dị ka iko metal.
Ọrụ ya na Caltech na 1960 wetara mgbanwe n'echiche nke alloys metal mgbe o mepụtara alloys iko Au-25 at.% Si site na ime ka mmiri sie ike ngwa ngwa na ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ otu nde degrees kwa sekọnd 4. Ihe omume nchọpụta Prọfesọ Pol Duwezs abụghị naanị na ọ kpọsara mmalite nke akụkọ ihe mere eme nke iko metal (MG), kamakwa o dugara na mgbanwe paradigm n'ụzọ ndị mmadụ si eche banyere alloys metal. Kemgbe ọmụmụ ihe mbụ na njikọta nke alloys MG, ihe fọrọ nke nta ka ọ bụrụ iko metal niile ka emepụtara kpamkpam site na iji otu n'ime ụzọ ndị a; (i) ịgbaze ngwa ngwa ma ọ bụ steam, (ii) mgbanwe atọm nke lattice, (iii) mmeghachi omume amorphization siri ike n'etiti ihe metal dị ọcha, na (iv) mgbanwe siri ike nke usoro metastable.
A na-amata MG site na enweghị usoro atọm dị ogologo nke jikọtara ya na kristal, nke bụ njirimara doro anya nke kristal. N'ụwa taa, enwere nnukwu ọganihu n'ọhịa nke iko ọla. Ha bụ ihe ọhụrụ nwere ihe onwunwe na-adọrọ mmasị nke na-adọrọ mmasị ọ bụghị naanị na physics siri ike, kamakwa na igwe, kemistri elu, teknụzụ, bayoloji na ọtụtụ ubi ndị ọzọ. Ụdị ihe ọhụrụ a na-egosipụta ihe onwunwe dị iche iche site na ọla siri ike, na-eme ka ọ bụrụ ihe na-adọrọ mmasị maka ngwa teknụzụ n'ọtụtụ ubi. Ha nwere ụfọdụ ihe onwunwe dị mkpa; (i) ike dị elu nke igwe na ike mmepụta, (ii) ikike magnet dị elu, (iii) ike dị ala, (iv) iguzogide nchara pụrụ iche, (v) nnwere onwe okpomọkụ nke 6,7.
Usoro nhazi igwe (MA)1,8 bụ usoro ọhụrụ, nke Prọfesọ CC Kock na ndị ọrụ ibe ya bu ụzọ webata na 19839. Ha kwadebere ntụ ntụ Ni60Nb40 amorphous site n'ịgweri ngwakọta nke ihe dị ọcha na okpomọkụ gburugburu ebe obibi dị nso na okpomọkụ ụlọ. N'ozuzu, a na-eme mmeghachi omume MA n'etiti njikọ mgbasa nke ntụ ntụ ihe ndị na-emeghachi omume n'ime ihe na-eme ihe, nke a na-ejikarị ígwè anaghị agba nchara mee ka ọ bụrụ igwe na-eme ihe na-eme ihe na igwe ... nanodiamonds, Tinyere nhazi sara mbara site na usoro 1 site na elu ruo ala na usoro metastable.
Usoro ihe osise na-egosi usoro mmepụta ihe eji kwadebe mkpuchi iko ọla Cu50(Zr50−xNix)/SUS 304 n'ọmụmụ ihe a.(a) Nkwadebe nke ntụ ntụ alloy MG nwere oke Ni dị iche iche x (x; 10, 20, 30 na 40 at.%) site na iji usoro igwe bọọlụ dị ala.(a) A na-etinye ihe mmalite n'ime silinda ngwaọrụ yana bọọlụ ígwè ngwaọrụ, ma (b) a na-emechi ya na igbe uwe aka jupụtara na ikuku He.(c) Ụdị doro anya nke arịa igwe na-egosi mmegharị bọọlụ n'oge igwe. Ejiri usoro ịgba oyi (d) kpuchie ngwaahịa ikpeazụ nke ntụ ntụ ahụ e nwetara mgbe awa 50 gachara site na iji usoro ịgba oyi (d).
Maka ihe ndị dị n'elu ihe (substrates), injinia elu gụnyere imepụta na mgbanwe nke elu (substrates) iji nye ụfọdụ àgwà anụ ahụ, kemịkalụ na teknụzụ nke na-adịghị na ihe mbụ ahụ. Ụfọdụ ihe onwunwe nke enwere ike imeziwanye nke ọma site na ọgwụgwọ elu gụnyere iguzogide abrasion, oxidation na corrosion resistance, coefficient of friction, bio-inertness, ihe eletriki, na mkpuchi okpomọkụ, ịkpọ aha ole na ole. Enwere ike imeziwanye mma elu elu site na iji usoro metallurgical, mechanical ma ọ bụ kemịkalụ. Dịka usoro a maara nke ọma, a na-akọwa mkpuchi dị ka otu ma ọ bụ ọtụtụ oyi akwa nke ihe e ji aka rụọ n'elu ihe buru ibu (substrate) nke e ji ihe ọzọ mee. Ya mere, a na-eji mkpuchi eme ihe n'akụkụ iji nweta ụfọdụ ihe teknụzụ ma ọ bụ ihe ịchọ mma achọrọ, yana ichebe ihe site na mmekọrịta kemịkalụ na anụ ahụ a tụrụ anya ya na gburugburu ebe obibi gbara ya gburugburu23.
Iji tinye akwa nchekwa elu kwesịrị ekwesị nke nwere ọkpụrụkpụ dị site na obere maịkromita ole na ole (n'okpuru obere maịkromita 10-20) ruo ihe karịrị obere maịkromita 30 ma ọ bụ ọbụna milimita ole na ole, enwere ike itinye ọtụtụ ụzọ na usoro. N'ozuzu, enwere ike kewaa usoro mkpuchi n'ime ụdị abụọ: (i) ụzọ mkpuchi mmiri, gụnyere electroplating, electroless plating, na hot-mip galvanizing ụzọ, na (ii) ụzọ mkpuchi akọrọ, gụnyere brazing, surfacing, physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), thermal spraying techniques na cold spray techniques 24 (Fig. 1d).
A na-akọwa biofilms dị ka obodo nje bacteria ndị ejikọtara na elu ma gbaa ha gburugburu site na polymers ndị na-emepụta onwe ha (EPS). Nhazi biofilm ndị tozuru okè nwere ike ibute nnukwu mfu n'ọtụtụ ngalaba ụlọ ọrụ mmepụta ihe, gụnyere ụlọ ọrụ nri, sistemụ mmiri, na gburugburu ebe nlekọta ahụike. N'ime ụmụ mmadụ, mgbe biofilms na-etolite, ihe karịrị 80% nke ikpe nke ọrịa nje bacteria (gụnyere Enterobacteriaceae na Staphylococci) siri ike ịgwọ. Ọzọkwa, a kọwo na biofilms ndị tozuru okè na-eguzogide ọgwụgwọ ọgwụ nje ugboro 1000 ma e jiri ya tụnyere mkpụrụ ndụ nje bacteria planktonic, nke a na-ewere dị ka nnukwu ihe ịma aka ọgwụgwọ. Ejirila ihe mkpuchi elu antimicrobial sitere na ngwakọta organic nkịtị mee ihe n'oge gara aga. Ọ bụ ezie na ihe ndị dị otú ahụ na-enwekarị ihe ndị na-egbu egbu nke nwere ike ịdị ize ndụ nye ụmụ mmadụ, 25, 26 ọ nwere ike inyere aka izere nnyefe nje bacteria na mbibi ihe.
Nguzogide zuru oke nke nje bacteria na ọgwụgwọ ọgwụ nje n'ihi mmepụta biofilm emeela ka ọ dị mkpa ịmepụta elu dị irè nke a kpuchiri akpụkpọ ahụ nke nwere ike itinye n'enweghị nsogbu27. Mmepe nke elu anụ ahụ ma ọ bụ kemịkalụ nke a na-egbochi mkpụrụ ndụ nje bacteria ijikọ ma wulite biofilms n'ihi njikọta bụ ụzọ mbụ na usoro a27. Teknụzụ nke abụọ bụ ịmepụta mkpuchi nke na-eme ka e nwee ike ibuga kemịkalụ nje bacteria kpọmkwem ebe achọrọ ha, na oke mkpokọta na nke ahaziri ahazi. A na-enweta nke a site n'ịmepụta ihe mkpuchi pụrụ iche dị ka graphene/germanium28, black diamond29 na mkpuchi carbon dị ka ZnO30 nke na-eguzogide nje bacteria, teknụzụ nke na-eme ka mmepe nsí na iguzogide n'ihi mmepụta biofilm dịkwuo elu. Na mgbakwunye, mkpuchi ndị na-etinye kemịkalụ nje bacteria n'ime elu iji nye nchebe ogologo oge site na mmetọ nje bacteria na-aghọwanye ewu ewu. Ọ bụ ezie na usoro atọ niile nwere ike imepụta mmetụta nje bacteria na elu mkpuchi, ha nke ọ bụla nwere oke nke ha nke a ga-atụle mgbe ha na-emepụta atụmatụ itinye.
Ngwaahịa ndị dị ugbu a n'ahịa anaghị enwe oge zuru oke iji nyochaa ma nwalee mkpuchi nchebe maka ihe ndị na-arụ ọrụ na bayoloji. Ụlọ ọrụ na-ekwu na ngwaahịa ha ga-enye ndị ọrụ akụkụ ọrụ dị mkpa; Agbanyeghị, nke a abụrụla ihe mgbochi maka ihe ịga nke ọma nke ngwaahịa dị ugbu a n'ahịa. A na-eji ngwakọta sitere na ọlaọcha eme ihe n'ọtụtụ ọgwụgwọ nje ndị dị ugbu a maka ndị ahịa. Emepụtara ngwaahịa ndị a iji chebe ndị ọrụ site na mmetụta dị ize ndụ nke nje ndị dị ndụ. Mmetụta nje na-egbu oge na nsí nke ihe ndị dị na ọlaọcha na-eme ka nrụgide dị n'ahụ ndị nchọpụta ịmepụta ihe ọzọ na-adịghị emerụ ahụ 36,37. Ịmepụta mkpuchi nje zuru ụwa ọnụ nke na-arụ ọrụ n'ime ụlọ na n'èzí ka na-egosi na ọ bụ ọrụ siri ike. Nke a bụ n'ihi ihe egwu ndị metụtara ahụike na nchekwa. Ịchọpụta ihe na-egbu nje nke na-adịghị emerụ ahụ nye ụmụ mmadụ na ịchọpụta otu esi etinye ya na ihe mkpuchi nwere ndụ ogologo oge bụ ihe mgbaru ọsọ a na-achọsi ike nke ukwuu38. Emebere ihe ndị na-egbu nje na ihe ndị na-egbochi biofilm kachasị ọhụrụ iji gbuo nje bacteria n'ebe dị nso, ma site na kọntaktị kpọmkwem ma ọ bụ mgbe ahapụchara ihe na-arụ ọrụ. Ha nwere ike ime nke a site na igbochi njikọta nje bacteria mbụ (gụnyere igbochi nhazi nke oyi akwa protein n'elu) ma ọ bụ site na igbu nje bacteria site na itinye aka na mgbidi sel.
N'ụzọ bụ isi, mkpuchi elu bụ usoro nke itinye oyi akwa ọzọ n'elu ihe mejupụtara iji mee ka àgwà ndị metụtara elu dịkwuo mma. Ebumnuche nke mkpuchi elu bụ ịhazi obere nhazi na/ma ọ bụ nhazi nke mpaghara dị nso nke ihe mejupụtara ahụ39. Enwere ike kewaa usoro mkpuchi elu n'ime ụzọ dị iche iche, nke a chịkọtara na Fig. 2a. Enwere ike kewaa mkpuchi n'ime ụdị okpomọkụ, kemịkalụ, anụ ahụ, na electrochemical, dabere na usoro eji emepụta mkpuchi ahụ.
(a) Ihe e tinyere n'ime ya na-egosi usoro mmepụta ihe ndị bụ isi e ji eme ihe n'elu ya, na (b) uru na ọghọm ahọpụtara nke usoro ịgba oyi.
Teknụzụ ịgba oyi na-ekerịta ọtụtụ ihe yiri ya na usoro ịgba oyi nkịtị. Agbanyeghị, enwere ụfọdụ ihe ndị bụ isi dị mkpa na-eme ka usoro ịgba oyi na ihe ịgba oyi pụrụ iche. Teknụzụ ịgba oyi ka dị obere, mana ọ nwere ọdịnihu dị mma. N'ọtụtụ ngwa, ihe pụrụ iche nke ịgba oyi na-enye nnukwu uru, na-emeri oke dị n'ime nke usoro ịgba okpomọkụ nkịtị. Ọ na-enye ụzọ isi merie oke dị mkpa nke teknụzụ ịgba okpomọkụ ọdịnala, n'oge a ga-agbaze ntụ ntụ iji tinye na substrate ahụ. N'ụzọ doro anya, usoro mkpuchi ọdịnala a adabaghị maka ihe ndị nwere mmetụta okpomọkụ dị oke njọ dịka nanocrystals, nanoparticles, amorphous na metal glass40, 41, 42. Ọzọkwa, ihe mkpuchi ịgba okpomọkụ na-egosipụta ọkwa dị elu nke porosity na oxides mgbe niile. Teknụzụ ịgba oyi nwere ọtụtụ uru dị mkpa karịa teknụzụ ịgba okpomọkụ, dịka (i) ntinye okpomọkụ dị ntakịrị na substrate, (ii) mgbanwe na nhọrọ mkpuchi substrate, (iii) enweghị mgbanwe nkebi na uto ọka, (iv) ike njikọ dị elu1,39 (Fig. 2b). Na mgbakwunye, ihe mkpuchi ịgba oyi nwere nnukwu iguzogide nchara, ike na ike dị elu, ike eletriki dị elu na njupụta dị elu41. N'adịghị ka uru nke usoro ịgba oyi, enwere ụfọdụ ọghọm dị na iji usoro a, dịka egosiri na Foto 2b. Mgbe ị na-ekpuchi ntụ ntụ seramiiki dị ọcha dịka Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, wdg, enweghị ike iji usoro ịgba oyi. N'aka nke ọzọ, enwere ike iji ntụ ntụ seramiiki/metal mee ihe dị ka ihe eji eme ihe mkpuchi. Otu ihe ahụ na-agakwa maka ụzọ ịgba ọkụ ndị ọzọ. Elu ndị siri ike na elu paịpụ dị n'ime ka siri ike ịgba.
Ebe ọ bụ na ọrụ a na-arụ ugbu a bụ iji ntụ ntụ iko ọla dị ka ihe mkpuchi ihe, o doro anya na a gaghị eji mmiri ọkụ nkịtị eme ihe maka ebumnuche a. Nke a bụ n'ihi na ntụ ntụ iko ọla na-eme ka ọ dị ka kristal na okpomọkụ dị elu1.
A na-eji ihe ndị e ji eme ihe n'ụlọ ọgwụ na nri eme ihe site na ihe ndị e ji ígwè anaghị agba nchara austenitic mee (SUS316 na SUS304) nke nwere chromium dị n'etiti 12 na 20 wt% maka mmepụta ngwa ịwa ahụ. A na-anabatakarị na iji chromium metal dị ka ihe na-agwakọta ihe na ihe ndị e ji ígwè mee nwere ike ime ka iguzogide nchara nke ihe ndị e ji ígwè mee ka mma. Ihe ndị e ji ígwè anaghị agba nchara mee, n'agbanyeghị na ha nwere nnukwu iguzogide nchara, anaghị egosi nnukwu ihe ndị na-egbochi nje.38,39. Nke a dị iche na nnukwu iguzogide nchara ha. Mgbe nke a gasịrị, enwere ike ịkọ amụma banyere mmepe nke ọrịa na mbufụt, nke bụ isi ihe kpatara ya bụ njikọta nje bacteria na ịchịisi n'elu ihe ndị e ji ígwè anaghị agba nchara mee. Nsogbu dị mkpa nwere ike ibilite n'ihi nnukwu nsogbu metụtara njikọta nje bacteria na ụzọ nhazi biofilm, nke nwere ike ibute mmebi ahụike, nke nwere ike inwe ọtụtụ ihe ndị nwere ike imetụta ahụike mmadụ ozugbo ma ọ bụ n'ụzọ na-apụtaghị ìhè.
Ọmụmụ ihe a bụ nke mbụ nke ọrụ nke Kuwait Foundation for the Advancement of Science (KFAS) kwadoro, Nkwekọrịta Nke 2010-550401, iji nyochaa ohere nke imepụta ntụ ntụ Cu-Zr-Ni nke nwere iko ọla site na iji teknụzụ MA (Tebụl 1) maka mmepụta nke ihe mkpuchi nchedo elu SUS304 nke nje bacteria. Nkebi nke abụọ nke ọrụ ahụ, nke a ga-amalite na Jenụwarị 2023, ga-enyocha njirimara corrosion electrochemical na njirimara igwe nke sistemụ ahụ nke ọma. A ga-eme nnwale microbiological zuru ezu maka ụdị nje bacteria dị iche iche.
N'akwụkwọ a, a tụlere mmetụta nke ọdịnaya ihe Zr na-agwakọta na ikike ịkpụ iko (GFA) dabere na njirimara morphological na nhazi. Na mgbakwunye, a tụlere ihe ndị na-egbu nje nke mkpuchi ntụ ntụ iko ọla/SUS304 mejupụtara. Ọzọkwa, arụọla ọrụ ugbu a iji nyochaa ohere nke mgbanwe nhazi nke ntụ ntụ iko ọla na-eme n'oge ịgba mmiri oyi n'ime mpaghara mmiri oyi nke sistemụ iko ọla e mepụtara. Dịka ihe atụ nnọchite anya, ejirila ihe ndị na-eme iko ọla Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr20Ni30 mee ihe na ọmụmụ ihe a.
N'akụkụ a, a na-egosi mgbanwe dị iche iche nke ntụ Cu, Zr na Ni n'ime ntụ ọka bọọlụ dị ala. Dịka ihe atụ ihe atụ, a ga-eji usoro abụọ dị iche iche nke Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr40Ni10 mee ihe atụ ndị nnọchiteanya. Enwere ike kewaa usoro MA n'ime usoro atọ dị iche iche, dịka egosiri site na njirimara metallographic nke ntụ ntụ e mepụtara n'oge a na-egweri ya (Foto 3).
A na-egosi njirimara metallographic nke ntụ ntụ mekanikal (MA) nke e nwetara mgbe oge dị iche iche nke oge ịkpụ bọọlụ gasịrị. Foto nke ntụ ntụ elektrọn nyocha ikuku ubi (FE-SEM) nke ntụ ntụ MA na Cu50Zr40Ni10 nke e nwetara mgbe oge ịkpụ bọọlụ dị obere nke awa 3, 12 na 50 gachara na (a), (c) na (e) maka sistemụ Cu50Zr20Ni30, ebe n'otu MA ahụ, foto ndị kwekọrọ na sistemụ Cu50Zr40Ni10 e wepụtara mgbe oge gasịrị na-egosi na (b), (d) na (f).
N'oge a na-egweri bọọlụ, ike kinetic dị irè nke enwere ike ibufe na ntụ ígwè na-emetụta site na njikọta nke paramita, dịka egosiri na Fig. 1a. Nke a gụnyere nkpọkọ n'etiti bọọlụ na ntụ, ịkpacha ntụ ntụ nke rapaara n'etiti ma ọ bụ n'etiti ihe na-egweri, mmetụta nke bọọlụ na-ada, ịkwa akwa na iyi n'ihi ndọda ntụ n'etiti ihe na-egweri bọọlụ na-agagharị, na ebili mmiri na-agafe. Bọọlụ ndị na-ada ada gbasaa site na ibu ihe ubi (Fig. 1a). Ntụ ntụ Cu, Zr, na Ni mebiri emebi nke ukwuu n'ihi ịgbado oyi na mbido MA (awa 3), nke butere nnukwu ntụ ntụ (>1 mm na dayameta). A na-amata nnukwu ihe ndị a site na ịmepụta akwa dị arọ nke ihe ndị na-agwakọta (Cu, Zr, Ni), dịka egosiri na Fig. 3a, b. Ịbawanye oge MA ruo awa 12 (ọkwa etiti) butere mmụba na ike kinetic nke igwe bọọlụ, na-ebute mmebi nke ntụ ntụ mejupụtara ka ọ bụrụ ntụ ntụ dị mma (erughị 200 µm), dịka egosiri na Fig. 3c, d. Na nke a Ogbo, ike ịkwa akwa etinyere na-eduga n'ịmepụta elu ígwè ọhụrụ nwere akwa Cu dị mma, Zr, na Ni, dịka egosiri na Fig. 3c, d. N'ihi nhazi oyi akwa, mmeghachi omume siri ike na-eme na njikọ nke flakes iji mepụta usoro ọhụrụ.
Mgbe usoro MA gasịrị (mgbe awa iri ise gachara), a hụrụ naanị obere ihe osise metal ahụ (Foto 3e,f), mana elu ntụ ntụ ahụ e ji enyo mee gosiri metallografi enyo. Nke a pụtara na emechara usoro MA ma mepụta otu usoro mmeghachi omume. Ejiri igwe eletrọn nyocha ikuku (FE-SEM) jikọtara ya na igwe onyonyo X-ray ike (EDS) (IV) chọpụta ihe mejupụtara mpaghara ndị a na-enyocha ikuku (E, FE-SEM) yana igwe onyonyo X-ray ike (EDS) (IV).
Na Tebụl 2, a na-egosi njupụta nke ihe ndị na-agwakọta ihe dị ka pasentị nke mkpokọta ibu nke mpaghara ọ bụla ahọpụtara na Fig. 3e,f. Mgbe ị na-atụnyere nsonaazụ ndị a na nhazi aha mbụ nke Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr40Ni10 edepụtara na Tebụl 1, enwere ike ịhụ na nhazi nke ngwaahịa ikpeazụ abụọ a nwere uru yiri nke ahụ na nhazi aha. Ọzọkwa, uru ihe ndị dị mkpa maka mpaghara edepụtara na Fig. 3e,f apụtaghị nnukwu mmebi ma ọ bụ mgbanwe na nhazi nke ihe nlele ọ bụla site na otu mpaghara gaa na nke ọzọ. Nke a na-egosi site n'eziokwu na enweghị mgbanwe na nhazi site na otu mpaghara gaa na nke ọzọ. Nke a na-egosi mmepụta nke ntụ ntụ alloy yiri nke ahụ, dịka egosiri na Tebụl 2.
E nwetara obere ihe osise FE-SEM nke ngwaahịa ikpeazụ Cu50 (Zr50−xNix) ntụ mgbe oge MA 50 gasịrị, dịka egosiri na Fig. 4a–d, ebe x bụ 10, 20, 30 na 40 at.%, n'otu n'otu. Mgbe usoro igwe a gasịrị, ntụ ntụ ahụ na-agbakọta n'ihi mmetụta van der Waals, na-ebute mmepụta nke nnukwu mkpokọta nwere obere ihe dị larịị nwere dayameta sitere na 73 ruo 126 nm, dịka egosiri na Fig 4.
Àgwà ọdịdị nke ntụ Cu50 (Zr50−xNix) e nwetara mgbe oge MA gachara awa iri ise. Maka sistemụ Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, ka egosiri onyonyo FE-SEM nke ntụ ndị e nwetara mgbe oge MA gasịrị na (a), (b), (c) na (d), n'otu n'otu.
Tupu e tinye ntụ ntụ ndị ahụ n'ime ihe na-enye mmiri oyi, e buru ụzọ tinye ha na ethanol nke ọkwa nyocha ruo nkeji iri na ise wee kpọọ nkụ na 150°C ruo awa abụọ. A ga-emerịrị nzọụkwụ a iji lụso ọgụ nke ọma megide njikọta nke na-akpata ọtụtụ nsogbu dị mkpa n'oge usoro mkpuchi ahụ. Mgbe emechara usoro MA, e mere nkọwa ndị ọzọ iji nyochaa otu ntụ ntụ alloy si dị. Foto 5a–d na-egosi micrographs FE-SEM na onyonyo EDS kwekọrọ na ihe ndị mejupụtara Cu, Zr na Ni nke alloy Cu50Zr30Ni20 enwetara mgbe awa iri ise nke oge M gasịrị, n'otu n'otu. Ọ dị mkpa ịmara na ntụ ntụ alloy emepụtara mgbe nke a gasịrị bụ otu n'ihi na ha anaghị egosi mgbanwe nhazi ọ bụla gafere ọkwa sub-nanometer, dịka egosiri na Foto 5.
Usoro iheomume na nkesa ihe dị n'ime mpaghara nke ntụ ntụ MG Cu50Zr30Ni20 nke e nwetara mgbe ugboro 50 MA gasịrị site na FE-SEM/energi dispersive X-ray spectroscopy (EDS).(a) Maapụ SEM na X-ray EDS nke (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα na (d) onyonyo Ni-Kα.
A na-egosi ụkpụrụ XRD nke ntụ Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr20Ni30 e ji igwe mee ka ha dị n'ime ya mgbe oge MA gachara awa 50, n'otu n'otu na Fig. 6a–d. Mgbe usoro a nke igwe egweri ihe gasịrị, ihe nlele niile nwere ọtụtụ Zr dị iche iche gosiri usoro amorphous nwere ụkpụrụ mgbasa halo nke e gosiri na Fig. 6.
Usoro XRD nke (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 na (d) ntụ Cu50Zr20Ni30 mgbe oge MA nke awa 50 gasịrị. Ihe nlele niile na-enweghị mgbanye gosiri usoro mgbasa halo, nke na-egosi nhazi nke usoro amorphous.
E jiri igwe onyonyo elektrọn nnyefe dị elu (FE-HRTEM) hụ mgbanwe nhazi ma ghọta nhazi mpaghara nke ntụ ntụ sitere na igwe egwe bọọlụ n'oge dị iche iche nke MA. Foto FE-HRTEM nke ntụ ntụ ndị e nwetara mgbe usoro mmalite (awa 6) na nke etiti (awa 18) nke igwe egwe maka ntụ Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr40Ni10 ka egosiri na Fig. 7a,c, n'otu n'otu. Dịka onyonyo ubi na-egbuke egbuke (BFI) nke ntụ ntụ e mepụtara mgbe awa 6 nke MA gasịrị, ntụ ntụ ahụ nwere nnukwu ọka nwere oke akọwapụtara nke ọma nke ihe ndị dị na fcc-Cu, hcp-Zr na fcc-Ni, ọ dịghịkwa ihe ịrịba ama na usoro mmeghachi omume etolitela, dịka egosiri na Fig. 7a. Ọzọkwa, usoro mgbasa mpaghara ahọpụtara (SADP) nke e si na mpaghara etiti nke (a) kpughee ụkpụrụ mgbasa ozi cusp (Fig. 7b), na-egosi ọnụnọ nke nnukwu kristal na enweghị usoro mmeghachi omume.
Nkọwapụta nhazi mpaghara nke ntụ MA nke enwetara mgbe oge mbido (awa 6) na nke etiti (awa 18) gasịrị.(a) Microscopy elektrọn nnyefe dị elu nke na-ewepụta ikuku (FE-HRTEM), na (b) ụkpụrụ mgbanwe mpaghara ahọpụtara (SADP) nke ntụ Cu50Zr30Ni20 mgbe ọgwụgwọ MA gasịrị ruo awa 6. Foto FE-HRTEM nke Cu50Zr40Ni10 nke enwetara mgbe oge MA gasịrị nke awa 18 ka egosiri na (c).
Dịka egosiri na Fig. 7c, ịgbatị oge MA ruo awa 18 butere nnukwu ntụpọ lattice yana mgbanwe plastik. N'oge etiti usoro MA a, ntụ ntụ ahụ na-egosipụta ọtụtụ ntụpọ, gụnyere ntụpọ stacking, ntụpọ lattice, na ntụpọ isi (Foto 7). Nrụhie ndị a na-eme ka nnukwu ọka kewaa n'akụkụ ókè ọka ha ka ọ bụrụ obere ọka nwere nha na-erughị 20 nm (Foto 7c).
Nhazi mpaghara nke ntụ ntụ Cu50Z30Ni20 a gweriri ruo awa 36 MA nwere mmepụta nke nanograins ultrafine nke etinyere na matrix mara mma amorphous, dịka egosiri na Fig. 8a. Nyocha EDS mpaghara gosiri na ụyọkọ nano ndị ahụ egosiri na Fig. 8a jikọtara ya na ihe ndị na-ejikọta ntụ ntụ Cu, Zr na Ni na-enweghị nhazi. N'otu oge ahụ, ọdịnaya Cu nke matrix ahụ gbanwere site na ~32 at.% (mpaghara dị nro) ruo ~74 at.% (mpaghara bara ọgaranya), na-egosi nhazi nke ngwaahịa dị iche iche. Ọzọkwa, SADP ndị kwekọrọ na ntụ ntụ ndị a nwetara mgbe a gweriri ha n'oge a na-egosi mgbanaka isi na nke abụọ nke amorphous phase, na-ejikọta ya na isi ihe dị nkọ jikọtara ya na ihe ndị ahụ na-agwakọta ihe, dịka egosiri na Fig. 8b.
Karịa 36 h-Cu50Zr30Ni20 ntụ ntụ nanoscale atụmatụ nhazi mpaghara.(a) Foto ubi na-egbuke egbuke (BFI) na nke kwekọrọ (b) SADP nke ntụ Cu50Zr30Ni20 e nwetara mgbe e gwechara ya ruo awa 36 MA.
N'oge ngwụcha nke usoro MA (awa 50), Cu50(Zr50−xNix), X; ntụ ntụ 10, 20, 30 na 40 at.% na-enwekarị ọdịdị nke labyrinthine amorphous phase morphology dịka egosiri na Fig. 9a–d. Na SADP kwekọrọ na nke ọ bụla mejupụtara, enweghị ike ịchọpụta ọdịiche dị ka isi ma ọ bụ ụkpụrụ annular dị nkọ. Nke a na-egosi na ọ dịghị ígwè kristal a na-anaghị edozi, kama ọ bụ ntụ ntụ alloy amorphous ka e mepụtara. E jikwa SADP ndị a jikọtara ọnụ na-egosi ụkpụrụ mgbasa halo dị ka ihe akaebe maka mmepe nke usoro amorphous na ihe ngwaahịa ikpeazụ.
Nhazi mpaghara nke ngwaahịa ikpeazụ nke sistemụ MG Cu50 (Zr50−xNix). FE-HRTEM na ụkpụrụ diffraction nanobeam jikọtara ọnụ (NBDP) nke (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 na (d) Cu50Zr10Ni40 enwetara mgbe awa 50 nke MA gasịrị.
A nyochaala nkwụsi ike okpomọkụ nke okpomọkụ mgbanwe iko (Tg), mpaghara mmiri oyi kpọnwụrụ akpọnwụ (ΔTx) na okpomọkụ kristal (Tx) dịka ọrụ nke ọdịnaya Ni (x) nke sistemụ amorphous Cu50 (Zr50−xNix) site na iji Calorimetry (DSC) nke ihe ndị dị n'okpuru mmiri gas He. A na-egosi akara DSC nke ntụ ntụ amorphous nke Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr10Ni40 amorphous alloy enwetara mgbe oge MA nke awa 50 gasịrị na Fig. 10a, b, e, n'otu n'otu. Ọ bụ ezie na a na-egosi usoro DSC nke amorphous Cu50Zr20Ni30 iche iche na Fig. 10c. Ka ọ dị ugbu a, a na-egosi ihe nlele Cu50Zr30Ni20 nke a na-ekpo ọkụ ruo ~700 °C na DSC na Fig. 10d.
Nkwụsi ike okpomọkụ nke ntụ ntụ Cu50(Zr50−xNix) MG enwetara mgbe oge MA nke awa 50 gachara, dịka e si depụta ya site na okpomọkụ mgbanwe iko (Tg), okpomọkụ kristal (Tx), na mpaghara mmiri mmiri jụrụ oyi (ΔTx). Thermograms calorimeter nyocha dị iche iche (DSC) nke (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 na (e) ntụ ntụ alloy Cu50Zr10Ni40 MG mgbe oge MA gasịrị nke awa 50. A na-egosi ụkpụrụ X-ray diffraction (XRD) nke ihe nlele Cu50Zr30Ni20 nke ọkụ ruo ~700 °C na DSC na (d).
Dịka egosiri na Foto 10, usoro DSC nke ihe mejupụtara niile nwere njupụta Ni dị iche iche (x) na-egosi ikpe abụọ dị iche iche, otu endothermic na nke ọzọ exothermic. Ihe omume endothermic mbụ kwekọrọ na Tg, ebe nke abụọ metụtara Tx. A na-akpọ mpaghara span kwụ ọtọ nke dị n'etiti Tg na Tx mpaghara mmiri jụrụ oyi (ΔTx = Tx – Tg). Nsonaazụ ya na-egosi na Tg na Tx nke ihe nlele Cu50Zr40Ni10 (Fig. 10a), nke edobere na 526°C na 612°C, na-agbanwe ọdịnaya (x) gaa na 20 at.% gaa n'akụkụ okpomọkụ dị ala nke 482°C na 563°C yana mmụba ọdịnaya Ni (x), n'otu n'otu, dịka egosiri na Foto 10b. N'ihi ya, ΔTx nke Cu50Zr40Ni10 na-ebelata site na 86°C (Fig. 10a) gaa na 81°C maka Cu50Zr30Ni20 (Fig. 10b). Maka MG Cu50Zr40Ni10 alloy, a hụkwara na uru nke Tg, Tx na ΔTx belatara ruo ọkwa nke 447°C, 526°C na 79°C (Foto 10b). Nke a na-egosi na mmụba nke ọdịnaya Ni na-eduga na mbelata na nkwụsi ike okpomọkụ nke MG alloy. N'ụzọ dị iche, uru Tg (507°C) nke MG Cu50Zr20Ni30 alloy dị ala karịa nke MG Cu50Zr40Ni10 alloy; agbanyeghị, Tx ya na-egosi uru yiri nke mbụ (612 °C). Ya mere, ΔTx na-egosipụta uru dị elu (87°C), dịka egosiri na Fig. 10c.
Sistemụ MG Cu50(Zr50−xNix), nke na-ewere alloy MG Cu50Zr20Ni30 dịka ihe atụ, na-agbanwe site na oke exothermic dị nkọ gaa na usoro kristal nke fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 na orthorhombic-ZrNi (Foto 10c). XRD nke ihe nlele MG (Foto 10d) kwadoro mgbanwe usoro amorphous na crystalline a, nke e kpochara ọkụ ruo 700 °C na DSC.
Foto nke 11 na-egosi foto ndị e sere n'oge usoro ịgba oyi emere n'ọrụ a. N'ọmụmụ ihe a, e jiri ihe ntụ ntụ ígwè dị ka iko eme ihe mgbe oge MA nke awa 50 gasịrị (na-ewere Cu50Zr20Ni30 dịka ihe atụ) dị ka ihe ndị e ji egbochi nje bacteria, e jikwa teknụzụ ịgba oyi kpuchie efere ígwè anaghị agba nchara (SUS304). A họọrọ usoro ịgba oyi maka mkpuchi na usoro teknụzụ ịgba okpomọkụ n'ihi na ọ bụ usoro kachasị mma na usoro ịgba okpomọkụ ma enwere ike iji ya maka ihe ndị nwere mmetụta okpomọkụ metal dị ka ntụ amorphous na nanocrystalline, nke na-adịghị emetụta mgbanwe nkebi. Nke a bụ isi ihe na-eme ka a họrọ usoro a. A na-eme usoro ịgba oyi site na iji ihe ndị nwere oke ọsọ nke na-agbanwe ike kinetic nke ihe ndị ahụ ka ọ bụrụ mgbanwe plastik, nrụgide na okpomọkụ mgbe mmetụta ya na substrate ma ọ bụ ihe ndị e tinyere na mbụ.
Foto ubi na-egosi usoro ịgba oyi nke e ji mee nkwadebe ise n'usoro nke mkpuchi MG/SUS 304 na 550 °C.
Ike kinetic nke ihe ndị ahụ, nakwa ọsọ nke ihe ọ bụla dị na nhazi mkpuchi, ga-agbanwe gaa n'ụdị ike ndị ọzọ site na usoro dịka mgbanwe plastik (mmekọrịta ihe mbụ na ihe ndị dị n'ime substrate na mmekọrịta ihe ndị dị n'ime), voids Njikọta, ntụgharị ihe ndị dị n'ime ihe, nrụgide na n'ikpeazụ okpomọkụ 39. Ọzọkwa, ọ bụrụ na ọ bụghị ike kinetic niile na-abata ka a na-agbanwe ka ọ bụrụ ike okpomọkụ na nrụgide, ihe si na ya pụta bụ nkpọkọ elastic, nke pụtara na ihe ndị ahụ na-alaghachi azụ mgbe mmetụta gasịrị. Akọwapụtala na 90% nke ike mmetụta etinyere na ihe ndị dị n'ime ihe ndị dị n'ime ihe na-agbanwe ka ọ bụrụ okpomọkụ mpaghara 40. Ọzọkwa, mgbe etinyere nrụgide mmetụta, a na-enweta oke nrụgide plastik dị elu na mpaghara kọntaktị/ihe ndị dị n'ime ihe dị n'ime obere oge41,42.
A na-ewerekarị mgbanwe plastik dị ka usoro nke ike na-agbaze, ma ọ bụ karịa kpọmkwem, isi iyi okpomọkụ na mpaghara interfacial. Agbanyeghị, mmụba okpomọkụ na mpaghara interfacial anaghị ezuru iji mepụta agbaze interfacial ma ọ bụ kwalite mgbasa atomic nke ukwuu. Ọ dịghị akwụkwọ a maara ndị edemede na-enyocha mmetụta nke ihe onwunwe nke ntụ ntụ metal ndị a na nrapado na ntinye nke na-eme mgbe ejiri usoro ịgba oyi.
Enwere ike ịhụ BFI nke ntụ ntụ alloy MG Cu50Zr20Ni30 na Fig. 12a, nke e kpuchiri na SUS 304 substrate (Fig. 11, 12b). Dịka a pụrụ ịhụ site na eserese ahụ, ntụ ntụ a kpuchiri ekpuchi na-anọgide na-enwe usoro amorphous mbụ ha ebe ha nwere nhazi labyrinth dị nro na-enweghị njirimara kristal ma ọ bụ ntụpọ lattice ọ bụla. N'aka nke ọzọ, onyonyo ahụ na-egosi ọnụnọ nke usoro mpụga, dịka atụmatụ nanoparticles etinyere na matrix ntụ ntụ a kpuchiri MG (Fig. 12a) si kwuo. Foto 12c na-egosi ụkpụrụ diffraction nanobeam indexed (NBDP) nke jikọtara ya na mpaghara I (Foto 12a). Dịka egosiri na Fig. 12c, NBDP na-egosipụta ụkpụrụ diffusation halo na-adịghị ike nke nhazi amorphous ma na-ebikọ na patches dị nkọ nke kwekọrọ na usoro nnukwu cubic Zr2Ni metastable gbakwunyere tetragonal CuO. Enwere ike ịkọwa nhazi nke CuO site na oxidation nke ntụ ntụ mgbe ọ na-aga site na nozzle nke egbe ịgba na SUS 304 n'ikuku n'okpuru mmiri supersonic. N'aka nke ọzọ, mwepụ nke ntụ iko ọla ahụ nwetara nhazi nke nnukwu usoro cubic mgbe ọgwụgwọ fesa oyi na 550 °C maka nkeji iri atọ.
(a) Foto FE-HRTEM nke ntụ ntụ MG nke a kpụchara n'elu (b) SUS 304 substrate (inset of the figure). E gosiri ndeksi NBDP nke akara okirikiri egosiri na (a) na (c).
Iji chọpụta usoro a nwere ike isi mepụta nnukwu mkpụrụ ndụ ihe nketa Zr2Ni dị ka cubic, e mere nnwale onwe ya. N'ime nnwale a, a na-efesa ntụ ntụ ndị ahụ site na egbe ịgba na 550 °C n'akụkụ SUS 304 substrate; agbanyeghị, iji mee ka mmetụta nke ntụ ntụ ahụ doo anya, ewepụrụ ha na eriri SUS304 ngwa ngwa o kwere mee (ihe dị ka sekọnd 60). E mere nnwale ọzọ ebe ewepụrụ ntụ ntụ na substrate ihe dị ka sekọnd 180 mgbe e tinyechara ya.
Foto 13a,b na-egosi onyonyo ubi gbara ọchịchịrị (DFI) nke enwetara site na inyocha ihe abụọ a gbasasịrị na SUS 304 substrates (STEM) maka 60 s na 180 s, n'otu n'otu. Foto ntụ ntụ nke edobere maka sekọnd 60 enweghị nkọwa ọdịdị, na-egosi enweghị ọdịdị (Fig. 13a). XRD kwadokwara nke a, nke gosiri na nhazi izugbe nke ntụ ntụ ndị a bụ amorphous, dịka egosiri site na oke diffraction praịmarị na nke abụọ nke egosiri na Foto 14a. Ndị a na-egosi enweghị mmiri ozuzo metastable/mesophase, ebe ntụ ntụ ahụ na-ejigide nhazi mbụ ya amorphous. N'ụzọ dị iche, ntụ ntụ ahụ a gbasasịrị n'otu okpomọkụ (550 °C), mana a hapụrụ ya na substrate ahụ maka 180 s, gosiri mmiri ozuzo nke mkpụrụ nano, dịka akụ dị na Foto 13b gosiri.