Nature.com сайтад зочилсонд баярлалаа. Таны ашиглаж буй хөтчийн хувилбар нь CSS-ийн дэмжлэг хязгаарлагдмал байна. Хамгийн сайн туршлагын тулд бид танд шинэчлэгдсэн хөтчийг ашиглахыг зөвлөж байна (эсвэл Internet Explorer дээр нийцтэй байдлын горимыг унтраах). Энэ хооронд бид үргэлжлүүлэн дэмжлэг үзүүлэхийн тулд сайтыг хэв маяг болон JavaScriptгүйгээр харуулах болно.
Био хальс нь архаг халдварын хөгжилд чухал бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд ялангуяа эмнэлгийн хэрэгсэл оролцсон үед чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ асуудал нь анагаах ухааны нийгэмлэгт асар том сорилт болж байна, учир нь стандарт антибиотикууд нь био хальсыг маш хязгаарлагдмал хэмжээгээр л устгаж чаддаг. Био хальс үүсэхээс урьдчилан сэргийлэх нь янз бүрийн бүрхүүлийн аргууд болон шинэ материалыг хөгжүүлэхэд хүргэсэн. Эдгээр аргууд нь био хальс үүсэхийг саатуулдаг байдлаар гадаргууг бүрэхийг зорьдог. Металл шилэн хайлш, ялангуяа зэс, титан металл агуулсан хайлшууд нь нянгийн эсрэг хамгийн тохиромжтой бүрхүүл болж гарч ирсэн. Үүний зэрэгцээ, хүйтэн шүрших технологийн хэрэглээ нэмэгдсэн нь температурт мэдрэмтгий материалыг боловсруулахад тохиромжтой арга юм. Энэхүү судалгааны зорилгын нэг хэсэг нь механик хайлшийн техникийг ашиглан гурвалсан Cu-Zr-Ni-ээс бүрдсэн шинэ бактерийн эсрэг хальсан металл шил боловсруулах явдал байв. Эцсийн бүтээгдэхүүнийг бүрдүүлдэг бөмбөрцөг нунтагыг бага температурт зэвэрдэггүй ган гадаргууг хүйтэн шүрших бүрхүүлд түүхий эд болгон ашигладаг. Металл шилээр бүрсэн суурь нь зэвэрдэггүй гантай харьцуулахад био хальс үүсэхийг дор хаяж 1 логоор мэдэгдэхүйц бууруулж чадсан.
Хүн төрөлхтний түүхийн туршид аливаа нийгэм өөрийн онцлог шаардлагыг хангасан шинэ материалыг нэвтрүүлэхийг зохион бүтээж, сурталчилж чадсан бөгөөд энэ нь даяаршсан эдийн засагт гүйцэтгэл, зэрэглэлийг сайжруулсан1. Үүнийг хүн төрөлхтний нэг улс орон эсвэл бүс нутгаас нөгөө улс руу эрүүл мэнд, боловсрол, аж үйлдвэр, эдийн засаг, соёл болон бусад салбарт амжилт гаргахын тулд материал, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмж, материалын үйлдвэрлэл, шинж чанарыг боловсруулах чадвартай үргэлж холбон тайлбарладаг байсан. Ахиц дэвшлийг улс орон эсвэл бүс нутгаас үл хамааран хэмждэг.2 60 жилийн турш материалын эрдэмтэд цаг заваа нэг гол асуудалд анхаарлаа төвлөрүүлэхэд зарцуулсан: шинэлэг, дэвшилтэт материалыг эрэлхийлэх. Сүүлийн үеийн судалгаагаар одоо байгаа материалын чанар, гүйцэтгэлийг сайжруулах, мөн цоо шинэ төрлийн материалыг нэгтгэх, зохион бүтээхэд анхаарлаа хандуулсан.
Хайлшийн элементүүдийг нэмэх, материалын бичил бүтцийг өөрчлөх, дулааны, механик эсвэл термомеханик боловсруулалтын техникийг хэрэглэх нь янз бүрийн материалын механик, химийн болон физик шинж чанарыг мэдэгдэхүйц сайжруулахад хүргэсэн. Цаашилбал, өмнө нь сонсогдоогүй нэгдлүүдийг энэ үед амжилттай нэгтгэсэн. Эдгээр тасралтгүй хүчин чармайлтын үр дүнд Дэвшилтэт Материалууд2 гэж нэрлэгддэг шинэлэг материалын шинэ гэр бүл бий болсон. Нанокристал, нано хэсгүүд, нано хоолой, квант цэгүүд, тэг хэмжээст, аморф металл шил, өндөр энтропи хайлшууд нь өнгөрсөн зууны дунд үеэс дэлхийд нэвтэрсэн дэвшилтэт материалын цөөн хэдэн жишээ юм. Эцсийн бүтээгдэхүүн эсвэл үйлдвэрлэлийн завсрын үе шатанд дээд зэргийн шинж чанартай шинэ хайлшийг үйлдвэрлэх, хөгжүүлэх үед тэнцвэргүй байдлын асуудал ихэвчлэн нэмэгддэг. Тэнцвэрээс мэдэгдэхүйц хазайх шинэ үйлдвэрлэлийн техникийг хэрэгжүүлсний үр дүнд металл шил гэж нэрлэгддэг мета тогтворжуулагч хайлшийн цоо шинэ анги нээгдсэн.
1960 онд Калифорнийн технологид ажиллаж байхдаа тэрээр шилэн Au-25 at.% Si хайлшийг секундэд бараг сая градусын хурдаар хурдан хатууруулж нийлэгжүүлснээр металл хайлшийн тухай ойлголтод хувьсгал авчирсан. 4. Профессор Пол Дувезын нээлтийн үйл явдал нь металл шил (MG)-ийн түүхийн эхлэлийг зарлаад зогсохгүй хүмүүсийн металл хайлшийн талаарх ойлголтод парадигмын өөрчлөлтийг авчирсан юм. MG хайлшийн нийлэгжилтийн талаарх хамгийн эртний анхдагч судалгаанаас хойш бараг бүх металл шилийг дараах аргуудын аль нэгийг ашиглан бүрэн үйлдвэрлэж ирсэн; (i) хайлмал эсвэл уурын хурдан хатуурал, (ii) торны атомын эмх замбараагүй байдал, (iii) цэвэр металл элементүүдийн хоорондох хатуу төлөвийн аморфийн урвал, (iv) мета тогтворгүй фазын хатуу төлөвийн шилжилт.
MG нь талстуудтай холбоотой урт хугацааны атомын дараалалгүй байдгаараа ялгардаг бөгөөд энэ нь талстуудын тодорхой шинж чанар юм. Өнөөгийн ертөнцөд металл шилний салбарт асар их ахиц дэвшил гарсан. Эдгээр нь зөвхөн хатуу төлөвийн физикт төдийгүй металлурги, гадаргуугийн хими, технологи, биологи болон бусад олон салбарт сонирхолтой шинж чанартай шинэ материалууд юм. Энэхүү шинэ төрлийн материал нь хатуу металлаас ялгаатай шинж чанарыг харуулдаг тул янз бүрийн салбарт технологийн хэрэглээнд сонирхолтой нэр дэвшигч болгодог. Тэдгээр нь зарим чухал шинж чанартай; (i) өндөр механик уян хатан чанар ба урсацын бат бэх, (ii) өндөр соронзон нэвчилт, (iii) бага коэрцитив, (iv) ер бусын зэврэлтэд тэсвэртэй, (v) температурын хамааралгүй байдал. Цахилгаан дамжуулах чанар 6,7.
Механик хайлшжуулалт (MA)1,8 нь харьцангуй шинэ арга бөгөөд анх 19839 онд профессор К.К.Кок болон түүний хамтрагчид нэвтрүүлсэн. Тэд цэвэр элементүүдийн холимгийг өрөөний температурт маш ойрхон температурт нунтаглаж аморф Ni60Nb40 нунтаг бэлтгэсэн. Ерөнхийдөө MA урвалыг реакторт урвалжийн материалын нунтагыг диффузийн холболтын хооронд явуулдаг бөгөөд ихэвчлэн зэвэрдэггүй гангаар хийгдсэн бөмбөлөгт тээрэм 10 руу хийдэг (Зураг 1a, b). Түүнээс хойш энэхүү механикаар өдөөгдсөн хатуу төлөвт урвалын аргыг бага (Зураг 1c) болон өндөр энергитэй бөмбөлөгт тээрэм, түүнчлэн саваа тээрэм 11,12,13,14,15, 16 ашиглан шинэ аморф/металл шилэн хайлшийн нунтаг бэлтгэхэд ашиглаж ирсэн. Ялангуяа энэ аргыг Cu-Ta17 зэрэг холилдохгүй системүүд, мөн уламжлалт бэлтгэх замаар гаргаж авах боломжгүй Al-шилжилтийн металл системүүд (TM; Zr, Hf, Nb ба Ta) 18,19 болон Fe-W20 зэрэг өндөр хайлах цэгтэй хайлшуудыг бэлтгэхэд ашиглаж ирсэн. Цаашилбал, MA нь металлын исэл, карбид, нитрид, гидрид, нүүрстөрөгчийн нано хоолой зэрэг үйлдвэрлэлийн хэмжээний нанокристалл болон нанокомпозит нунтаг хэсгүүдийг бэлтгэх хамгийн хүчирхэг нанотехнологийн хэрэгслүүдийн нэг гэж тооцогддог. нано алмаз, мөн дээрээс доош чиглэсэн арга 1 болон мета тогтворжуулагч үе шатуудаар дамжуулан өргөн хүрээтэй тогтворжуулалт.
Энэхүү судалгаанд Cu50(Zr50−xNix) металл шилэн (MG) бүрхүүл/SUS 304 бэлтгэхэд ашигласан үйлдвэрлэлийн аргыг харуулсан схем.(a) Бага энергийн бөмбөлөг тээрэмдэх аргыг ашиглан өөр өөр Ni концентрацитай x (x; 10, 20, 30 ба 40 at.%) MG хайлшийн нунтаг бэлтгэх.(a) Анхны материалыг багажны ган бөмбөлөгтэй хамт багажны цилиндрт хийж, (b) He агаар мандлаар дүүргэсэн бээлийний хайрцагт битүүмжилнэ.(c) Нунтаглах үеийн бөмбөлөгний хөдөлгөөнийг харуулсан нунтаглах савны тунгалаг загвар. 50 цагийн дараа гаргаж авсан нунтагны эцсийн бүтээгдэхүүнийг хүйтэн шүрших аргаар SUS 304 суурь дээр бүрэхэд ашигласан (d).
Бөөн материалын гадаргуу (суурь материал)-ын тухайд гадаргуугийн инженерчлэл нь анхны бөөн материалд агуулагдахгүй тодорхой физик, химийн болон техникийн чанарыг хангахын тулд гадаргууг (суурь материал) зохион бүтээх, өөрчлөхийг хэлнэ. Гадаргуугийн боловсруулалтаар үр дүнтэй сайжруулж болох зарим шинж чанаруудад үрэлтэд тэсвэртэй байдал, исэлдэлт ба зэврэлтэд тэсвэртэй байдал, үрэлтийн коэффициент, биоинерц, цахилгаан шинж чанар, дулаан тусгаарлалт гэх мэт орно. Гадаргуугийн чанарыг металлургийн, механик эсвэл химийн техник ашиглан сайжруулж болно. Мэдэгдэж буй процессын хувьд бүрхүүл гэдэг нь өөр материалаар хийгдсэн бөөн объект (суурь материал)-ын гадаргуу дээр зохиомлоор хуримтлагдсан нэг буюу олон давхар материал гэж тодорхойлогддог. Тиймээс бүрхүүлийг хүссэн техникийн болон гоёл чимэглэлийн шинж чанарыг бий болгох, мөн материалыг хүрээлэн буй орчинтой химийн болон физик харилцан үйлчлэлээс хамгаалах зорилгоор ашигладаг.
Хэдэн микрометрээс (10-20 микрометрээс доош) 30 микрометрээс дээш эсвэл бүр хэдэн миллиметр хүртэл зузаантай тохиромжтой гадаргуугийн хамгаалалтын давхаргыг түрхэхийн тулд олон арга, техникийг ашиглаж болно. Ерөнхийдөө бүрэх процессыг хоёр ангилалд хувааж болно: (i) электролиз, электролизгүй бүрэх, халуун дүрж цайрдуулах аргууд зэрэг нойтон бүрэх аргууд, мөн (ii) гагнуур, гадаргуу, физик уурын тунадасжуулалт (PVD), химийн уурын тунадасжуулалт (CVD), дулааны шүрших техник болон саяхан хүйтэн шүрших техник 24 зэрэг хуурай бүрэх аргууд (Зураг 1d).
Био хальсыг гадаргуу дээр эргэлт буцалтгүй наалдсан, өөрөө үйлдвэрлэсэн эсийн гаднах полимерүүдээр (EPS) хүрээлэгдсэн бичил биетний бүлгэмдэл гэж тодорхойлдог. Өнгөц боловсорсон био хальс үүсэх нь хүнсний үйлдвэрлэл, усны систем, эрүүл мэндийн орчин зэрэг олон үйлдвэрлэлийн салбарт ихээхэн алдагдалд хүргэж болзошгүй юм. Хүний биед био хальс үүсэх үед бичил биетний халдварын 80 гаруй хувь нь (Enterobacteriaceae болон Staphylococci орно) эмчлэхэд хэцүү байдаг. Цаашилбал, боловсорсон био хальс нь планктоник бактерийн эсүүдтэй харьцуулахад антибиотик эмчилгээнд 1000 дахин илүү тэсвэртэй байдаг нь эмчилгээний томоохон бэрхшээл гэж тооцогддог. Уламжлалт органик нэгдлүүдээс гаргаж авсан нянгийн эсрэг гадаргуугийн бүрхүүлийн материалыг түүхэнд ашиглаж ирсэн. Ийм материал нь ихэвчлэн хүний ​​биед эрсдэл учруулж болзошгүй хортой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаг боловч25,26 энэ нь бактерийн халдвар дамжих, материалыг устгахаас зайлсхийхэд тусалдаг.
Био хальс үүссэнээс болж бактерийн антибиотик эмчилгээнд өргөн тархсан эсэргүүцэл нь аюулгүй хэрэглэж болох үр дүнтэй нянгийн эсрэг мембранаар бүрсэн гадаргууг боловсруулах шаардлагатай болсон27. Бактерийн эсүүд наалдацаас болж био хальс үүсгэхээс сэргийлдэг физик эсвэл химийн наалдамхай эсрэг гадаргууг боловсруулах нь энэ үйл явцын эхний арга юм27. Хоёр дахь технологи нь нянгийн эсрэг химийн бодисыг шаардлагатай газарт нь, өндөр төвлөрсөн, тохируулсан хэмжээгээр хүргэх боломжийг олгодог бүрхүүл боловсруулах явдал юм. Үүнийг бактерид тэсвэртэй графен/германи28, хар алмааз29, ZnO-д хольцтой алмааз төст нүүрстөрөгчийн бүрхүүл30 зэрэг өвөрмөц бүрхүүлийн материалыг боловсруулснаар хэрэгжүүлдэг бөгөөд энэ технологи нь био хальс үүссэнээс үүдэлтэй хоруу чанар, эсэргүүцлийн хөгжлийг эрс бууруулдаг. Нэмж дурдахад, бактерийн бохирдлоос урт хугацааны хамгаалалтыг хангахын тулд гадаргуу дээр нян устгах химийн бодисыг оруулсан бүрхүүлүүд улам бүр түгээмэл болж байна. Хэдийгээр гурван процедур нь бүрсэн гадаргуу дээр нянгийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлэх чадвартай боловч тэдгээр нь тус бүрдээ хэрэглээний стратеги боловсруулахдаа анхаарах ёстой өөрийн гэсэн хязгаарлалттай байдаг.
Биологийн идэвхт найрлагад зориулсан хамгаалалтын бүрхүүлийг шинжлэх, турших цаг хугацаа хангалтгүй байгаагаас зах зээл дээр одоогоор байгаа бүтээгдэхүүнүүд саатаж байна. Компаниуд өөрсдийн бүтээгдэхүүн нь хэрэглэгчдэд хүссэн функциональ талуудыг олгоно гэж мэдэгдэж байна; Гэсэн хэдий ч энэ нь одоогоор зах зээл дээр байгаа бүтээгдэхүүний амжилтанд саад болж байна. Мөнгөнөөс гаргаж авсан нэгдлүүдийг одоо хэрэглэгчдэд хүртээмжтэй байгаа нянгийн эсрэг эмчилгээний дийлэнх хэсэгт ашигладаг. Эдгээр бүтээгдэхүүнийг хэрэглэгчдийг бичил биетний болзошгүй аюултай нөлөөллөөс хамгаалах зорилгоор боловсруулсан. Мөнгөний нэгдлүүдийн нянгийн эсрэг нөлөө болон холбогдох хоруу чанар нь судлаачдад бага хор хөнөөлтэй хувилбарыг боловсруулах дарамтыг нэмэгдүүлдэг36,37. Дотор болон гадаа ажилладаг дэлхийн хэмжээний нянгийн эсрэг бүрхүүл бий болгох нь одоо ч гэсэн хүнд ажил хэвээр байна. Энэ нь эрүүл мэнд, аюулгүй байдалд учирч болзошгүй эрсдэлээс үүдэлтэй юм. Хүний биед бага хор хөнөөлтэй нянгийн эсрэг бодисыг олж илрүүлж, удаан хадгалах хугацаатай бүрхүүлийн субстратад хэрхэн оруулахыг олж мэдэх нь маш их эрэлттэй зорилго юм38. Хамгийн сүүлийн үеийн нянгийн эсрэг болон био хальсны эсрэг материалууд нь шууд холбоо барих эсвэл идэвхтэй бодис ялгарсны дараа нянг ойрын зайд устгах зориулалттай. Тэд үүнийг бактерийн анхны наалдацыг дарангуйлах (гадаргуу дээр уургийн давхарга үүсэхийг эсэргүүцэх зэрэг) эсвэл эсийн хананд саад учруулснаар нянг устгах замаар хийж чадна.
Үндсэндээ гадаргуугийн бүрхүүл гэдэг нь гадаргуутай холбоотой чанарыг сайжруулахын тулд бүрэлдэхүүн хэсгийн гадаргуу дээр өөр давхарга байрлуулах үйл явц юм. Гадаргуугийн бүрхүүлийн зорилго нь бүрэлдэхүүн хэсгийн гадаргуугийн ойролцоох хэсгийн бичил бүтэц болон/эсвэл найрлагыг тохируулах явдал юм. Гадаргуугийн бүрхүүлийн техникийг Зураг 2a-д нэгтгэн харуулсан өөр өөр аргуудад хувааж болно. Бүрхүүлийг бүрдүүлэхэд ашигласан аргаас хамааран бүрээсийг дулааны, химийн, физик болон электрохимийн ангилалд хувааж болно.
(a) Гадаргууг үйлдвэрлэхэд ашигласан үндсэн аргуудыг харуулсан оруулга, мөн (b) хүйтэн шүрших аргын давуу болон сул талуудыг сонгосон.
Хүйтэн шүрших технологи нь уламжлалт дулааны шүрших аргуудтай олон ижил төстэй шинж чанартай байдаг. Гэсэн хэдий ч хүйтэн шүрших процесс болон хүйтэн шүрших материалыг онцгой өвөрмөц болгодог зарим гол үндсэн шинж чанарууд байдаг. Хүйтэн шүрших технологи нь эхэн үедээ байгаа ч ирээдүй нь гэрэл гэгээтэй байна. Зарим хэрэглээнд хүйтэн шүрших өвөрмөц шинж чанарууд нь ердийн дулааны шүрших аргуудын дотоод хязгаарлалтыг даван туулж, маш их ашиг тустай байдаг. Энэ нь уламжлалт дулааны шүрших технологийн мэдэгдэхүйц хязгаарлалтыг даван туулах арга замыг олгодог бөгөөд энэ үед нунтагыг суурь дээр тогтохын тулд хайлуулах шаардлагатай болдог. Мэдээжийн хэрэг, энэхүү уламжлалт бүрэх процесс нь нанокристал, нано хэсгүүд, аморф болон металл шил зэрэг маш температурт мэдрэмтгий материалд тохиромжгүй40, 41, 42. Цаашилбал, дулааны шүрших бүрхүүлийн материалууд нь үргэлж өндөр түвшний сүвэрхэг чанар болон исэлдлийн түвшинг харуулдаг. Хүйтэн шүрших технологи нь дулааны шүрших технологиос олон чухал давуу талтай, тухайлбал (i) суурь руу хамгийн бага дулаан оруулах, (ii) суурь бүрэх сонголтын уян хатан байдал, (iii) фазын хувирал ба үр тарианы өсөлт байхгүй байх, (iv) өндөр холболтын бат бэх1,39 (Зураг 2b). Үүнээс гадна, хүйтэн шүрших бүрхүүлийн материалууд нь зэврэлт ихтэй байдаг. эсэргүүцэл, өндөр бат бэх ба хатуулаг, өндөр цахилгаан дамжуулах чанар ба өндөр нягтрал41. Хүйтэн шүрших процессын давуу талуудаас ялгаатай нь Зураг 2b-д үзүүлсэнчлэн энэ аргыг ашиглахад зарим сул талууд байсаар байна. Al2O3, TiO2, ZrO2, WC гэх мэт цэвэр керамик нунтагыг бүрэх үед хүйтэн шүрших аргыг ашиглах боломжгүй. Нөгөөтэйгүүр, керамик/металл нийлмэл нунтагыг бүрэх түүхий эд болгон ашиглаж болно. Бусад дулааны шүрших аргуудад мөн адил хамаарна. Нарийн төвөгтэй гадаргуу болон дотор хоолойн гадаргууг шүршихэд хэцүү хэвээр байна.
Одоогийн ажил нь металл шилэн нунтагыг түүхий бүрэх материал болгон ашиглах зорилготой тул уламжлалт дулааны шүршигчийг энэ зорилгоор ашиглах боломжгүй гэдэг нь тодорхой байна. Учир нь металл шилэн нунтаг нь өндөр температурт талсждаг1.
Эмнэлгийн болон хүнсний үйлдвэрт ашиглагддаг ихэнх багаж хэрэгслийг мэс заслын багаж үйлдвэрлэхэд 12-20 жингийн% хооронд хромын агууламжтай аустенит зэвэрдэггүй ган хайлшаар (SUS316 ба SUS304) хийдэг. Ган хайлшид хайлшийн элемент болгон хромын металлыг ашиглах нь стандарт ган хайлшийн зэврэлтээс хамгаалах чадварыг ихээхэн сайжруулдаг гэж ерөнхийдөө хүлээн зөвшөөрдөг. Зэвэрдэггүй ган хайлш нь зэврэлтээс хамгаалах өндөр чадвартай хэдий ч нянгийн эсрэг мэдэгдэхүйц шинж чанартай байдаггүй38,39. Энэ нь тэдний зэврэлтээс хамгаалах өндөр чадвартай харьцуулахад ялгаатай. Үүний дараа халдвар, үрэвслийн хөгжлийг урьдчилан таамаглаж болох бөгөөд энэ нь голчлон зэвэрдэггүй ган биоматериалын гадаргуу дээр бактерийн наалдац, колоничлолоос үүдэлтэй байдаг. Бактерийн наалдац, биофильм үүсэх замтай холбоотой ноцтой бэрхшээлүүдээс болж ноцтой бэрхшээлүүд үүсч болзошгүй бөгөөд энэ нь хүний ​​эрүүл мэндэд шууд болон шууд бусаар нөлөөлж болзошгүй олон үр дагаварт хүргэж болзошгүй эрүүл мэнд муудахад хүргэж болзошгүй юм.
Энэхүү судалгаа нь Кувейтын Шинжлэх ухааныг хөгжүүлэх сан (KFAS)-аас санхүүжүүлсэн, 2010-550401 дугаартай гэрээний төслийн эхний үе шат бөгөөд MA технологи (Хүснэгт 1) ашиглан металл шилэн Cu-Zr-Ni гурвалсан нунтаг үйлдвэрлэх, бактерийн эсрэг хальс/SUS304 гадаргуугийн хамгаалалтын бүрхүүл үйлдвэрлэх боломжийг судлах зорилготой юм. 2023 оны 1-р сард эхлэх төслийн хоёр дахь үе шатанд системийн электрохимийн зэврэлтийн шинж чанар болон механик шинж чанарыг нарийвчлан судлах болно. Төрөл бүрийн бактерийн төрөл зүйлд микробиологийн нарийвчилсан туршилт хийх болно.
Энэхүү өгүүлэлд Zr хайлшийн элементийн агууламж нь шил үүсгэх чадварт (GFA) хэрхэн нөлөөлж байгааг морфологийн болон бүтцийн шинж чанарууд дээр үндэслэн авч үзсэн болно. Үүнээс гадна, бүрсэн металл шилэн нунтаг бүрхүүл/SUS304 нийлмэл материалын бактерийн эсрэг шинж чанарыг мөн авч үзсэн. Цаашилбал, үйлдвэрлэсэн металл шилэн системийн хөргөлтгүй шингэн хэсэгт хүйтэн шүрших үед металл шилэн нунтаг бүтцийн өөрчлөлт гарах боломжийг судлах чиглэлээр одоогийн ажил хийгдсэн. Төлөөллийн жишээ болгон энэхүү судалгаанд Cu50Zr30Ni20 болон Cu50Zr20Ni30 металл шилэн хайлшийг ашигласан болно.
Энэ хэсэгт бага энергитэй бөмбөлөг тээрэмдэх үед элементийн Cu, Zr болон Ni нунтагуудын морфологийн өөрчлөлтийг үзүүлэв. Жишээ болгон Cu50Zr20Ni30 болон Cu50Zr40Ni10-аас бүрдсэн хоёр өөр системийг төлөөлөх жишээ болгон ашиглах болно. Нунтаглах үе шатанд үүссэн нунтагын металлографийн шинж чанараас харахад MA процессыг гурван өөр үе шатанд хувааж болно (Зураг 3).
Бөмбөлөг тээрэмдэх хугацааны янз бүрийн үе шатуудын дараа гаргаж авсан механик хайлш (MA) нунтагуудын металлографийн шинж чанарууд. Cu50Zr20Ni30 системийн хувьд 3, 12, 50 цагийн бага энергитэй бөмбөлөг тээрэмдэх хугацааны дараа гаргаж авсан MA болон Cu50Zr40Ni10 нунтагуудын талбайн ялгаралтын сканнердах электрон микроскоп (FE-SEM) зургийг (a), (c) болон (e)-д үзүүлсэн бол Cu50Zr40Ni10 системийн цаг хугацааны дараа авсан харгалзах зургийг мөн MA-д (b), (d) болон (f)-д үзүүлэв.
Бөмбөлөг тээрэмдэх явцад металл нунтаг руу шилжиж болох үр дүнтэй кинетик энерги нь Зураг 1a-д үзүүлсэн шиг параметрүүдийн хослолоос хамаардаг. Үүнд бөмбөлөг болон нунтаг хоорондын мөргөлдөөн, нунтаглах хэрэгслийн хооронд эсвэл тэдгээрийн хооронд гацсан нунтаг шахалтын зүсэлт, унаж буй бөмбөлөгний цохилт, хөдөлж буй бөмбөлөг тээрэмдэх хэрэгслийн хоорондох нунтаг чирэлтээс үүдэлтэй зүсэлт ба элэгдэл, мөн ургацын ачааллаар тархсан унаж буй бөмбөлөгөөр дамжин өнгөрөх цочролын долгион орно (Зураг 1a). Элементийн Cu, Zr, Ni нунтаг нь MA-ийн эхний үе шатанд (3 цаг) хүйтэн гагнуурын улмаас ноцтой деформацид орж, том хэмжээний нунтаг хэсгүүд (диаметр нь >1 мм) үүссэн. Эдгээр том хэмжээний нийлмэл хэсгүүд нь Зураг 3a,b-д үзүүлсэн шиг хайлшлах элементүүдийн (Cu, Zr, Ni) зузаан давхарга үүссэнээр тодорхойлогддог. MA хугацааг 12 цаг (завсрын үе шат) болгон нэмэгдүүлснээр бөмбөлөг тээрмийн кинетик энерги нэмэгдэж, нийлмэл нунтаг нь нарийн ширхэгтэй нунтаг (200 µm-ээс бага) болж задрахад хүргэсэн, Зураг 3c, d-д үзүүлсэн шиг. Энэ үе шатанд хэрэглэсэн зүсэлтийн хүч Зураг 3c, d-д үзүүлсэн шиг нарийн ширхэгтэй Cu, Zr, Ni-ийн давхаргатай шинэ металл гадаргуу үүсэхэд хүргэдэг. Давхаргын цэвэршүүлэлтийн үр дүнд шинэ фазууд үүсэхийн тулд хагарлын хил дээр хатуу фазын урвал явагддаг.
MA процессын оргил үед (50 цагийн дараа) хальслаг металлографи нь зөвхөн бүдэгхэн харагдаж байсан (Зураг 3e, f), гэхдээ нунтаг өнгөлсөн гадаргуу нь толин тусгал металлографийг харуулсан. Энэ нь MA процесс дууссан бөгөөд нэг урвалын үе шат үүссэн гэсэн үг юм. Зураг 3e (I, II, III), f, v, vi)-д индекслэгдсэн бүсүүдийн элементийн найрлагыг хээрийн ялгаруулалтын сканнердах электрон микроскоп (FE-SEM) болон энергийн тархалтын рентген спектроскопи (EDS) (IV)-ийг хослуулан тодорхойлсон.
Хүснэгт 2-т хайлшлах элементүүдийн элементийн концентрацийг Зураг 3e, f-д сонгосон бүс тус бүрийн нийт жингийн хувиар харуулав. Эдгээр үр дүнг Хүснэгт 1-д жагсаасан Cu50Zr20Ni30 ба Cu50Zr40Ni10-ийн анхны нэрлэсэн найрлагатай харьцуулж үзэхэд эдгээр хоёр эцсийн бүтээгдэхүүний найрлага нь нэрлэсэн найрлагатай маш төстэй утгатай болохыг харж болно. Цаашилбал, Зураг 3e, f-д жагсаасан бүсүүдийн харьцангуй бүрэлдэхүүн хэсгийн утга нь нэг бүсээс нөгөө бүсэд дээж бүрийн найрлага мэдэгдэхүйц муудаж эсвэл хэлбэлзэж байгааг илэрхийлдэггүй. Үүнийг нэг бүсээс нөгөө бүсэд найрлага өөрчлөгдөөгүйгээс харж болно. Энэ нь Хүснэгт 2-т үзүүлсэн шиг нэгэн төрлийн хайлшийн нунтаг үйлдвэрлэж байгааг харуулж байна.
Зураг 4a–d-д үзүүлсэн шиг эцсийн бүтээгдэхүүн болох Cu50(Zr50−xNix) нунтагны FE-SEM микрографийг 50 MA удаагийн дараа авсан бөгөөд x нь тус тус 10, 20, 30 ба 40 at.% байна. Энэхүү тээрэмдэх алхамын дараа нунтаг нь ван дер Ваалсын нөлөөгөөр агрегат болж, Зураг 4-т үзүүлсэн шиг 73-126 нм диаметртэй хэт нарийн ширхэгтэй хэсгүүдээс бүрдсэн том агрегатууд үүсдэг.
50 цагийн MA хугацааны дараа гаргаж авсан Cu50(Zr50−xNix) нунтагуудын морфологийн шинж чанарууд. Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 системийн хувьд 50 MA хугацааны дараа гаргаж авсан нунтагуудын FE-SEM зургийг тус тус (a), (b), (c) болон (d)-д үзүүлэв.
Нунтагуудыг хүйтэн шүршигч тэжээгч рүү хийхээс өмнө тэдгээрийг эхлээд аналитик зэрэглэлийн этанолд 15 минутын турш хэт авиагаар боловсруулж, дараа нь 150°C-д 2 цагийн турш хатаасан. Бүрхүүл процессын туршид олон ноцтой асуудал үүсгэдэг бөөгнөрөлтэй амжилттай тэмцэхийн тулд энэ алхмыг хийх ёстой. MA процесс дууссаны дараа хайлшийн нунтагуудын нэгэн төрлийн байдлыг судлахын тулд цаашид шинж чанарыг нь тодорхойлсон. Зураг 5a–d-д тус тус 50 цагийн M хугацааны дараа олж авсан Cu50Zr30Ni20 хайлшийн Cu, Zr болон Ni хайлшийн элементүүдийн FE-SEM микрограф болон харгалзах EDS зургийг харуулав. Зураг 5-т үзүүлсэн шиг энэ алхамын дараа үүссэн хайлшийн нунтагууд нь нанометрийн түвшингээс доогуур ямар ч найрлагын хэлбэлзэлгүй тул нэгэн төрлийн болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй.
FE-SEM/энергийн тархалтын рентген спектроскопи (EDS) аргаар 50 MA удаа гарган авсан MG Cu50Zr30Ni20 нунтагын морфологи ба орон нутгийн элементийн тархалт.(a) (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα болон (d) Ni-Kα зургуудын SEM болон рентген EDS зураглал.
50 цагийн MA хугацааны дараа гаргаж авсан механик хайлштай Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 болон Cu50Zr20Ni30 нунтагуудын XRD хэв маягийг Зураг 6a-d-д тус тус үзүүлэв. Тээрэмдэх энэ үе шатны дараа өөр өөр Zr концентрацитай бүх дээжүүд нь Зураг 6-д үзүүлсэн онцлог гало диффузийн хэв маягтай аморф бүтэцтэй байв.
(a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 болон (d) Cu50Zr20Ni30 нунтагуудын 50 цагийн турш MA хийсний дараах рентген зураг. Үл хамаарах зүйлгүйгээр бүх дээжинд гало диффузийн хэв маяг ажиглагдсан бөгөөд энэ нь аморф фаз үүссэнийг илтгэнэ.
Талбайн ялгаралтын өндөр нягтралтай дамжуулалтын электрон микроскоп (FE-HRTEM)-ийг ашиглан бүтцийн өөрчлөлтийг ажиглаж, өөр өөр MA цагуудад бөмбөлөг тээрэмдэхээс үүссэн нунтагуудын орон нутгийн бүтцийг ойлгосон. Cu50Zr30Ni20 болон Cu50Zr40Ni10 нунтагуудын тээрэмдэх эхэн (6 цаг) болон завсрын (18 цаг) үе шатуудын дараа олж авсан нунтагуудын FE-HRTEM зургийг Зураг 7a,c-д тус тус үзүүлэв. MA 6 цагийн дараа гаргаж авсан нунтагуудын тод талбайн зургийн (BFI) дагуу нунтаг нь fcc-Cu, hcp-Zr болон fcc-Ni элементүүдийн тодорхой хил хязгаартай том ширхэгүүдээс бүрдэх бөгөөд Зураг 7a-д үзүүлсэн шиг урвалын үе шат үүссэн шинж тэмдэг байхгүй байна. Цаашилбал, (a)-ийн дунд хэсгээс авсан хамааралтай сонгосон талбайн дифракцийн хэв маяг (SADP) нь том талстууд байгаа болон урвалд орох үе шат байхгүй байгааг илтгэх оргил дифракцийн хэв маягийг (Зураг 7b) илрүүлсэн.
Эрт (6 цаг) болон завсрын (18 цаг) үе шатуудын дараа гаргаж авсан MA нунтагын орон нутгийн бүтцийн шинж чанар. (a) Талбайн ялгаралтын өндөр нарийвчлалтай дамжуулалтын электрон микроскоп (FE-HRTEM), болон (b) 6 цагийн турш MA боловсруулсны дараа Cu50Zr30Ni20 нунтагын харгалзах сонгосон талбайн дифракцийн хэв маяг (SADP). 18 цагийн MA хугацааны дараа гаргаж авсан Cu50Zr40Ni10-ын FE-HRTEM зургийг (c)-д үзүүлэв.
Зураг 7c-д үзүүлсэнчлэн, MA хугацааг 18 цаг хүртэл сунгаснаар торны ноцтой согог болон хуванцар деформаци үүссэн. MA процессын энэ завсрын үе шатанд нунтаг нь давхарлах хагарал, торны согог, цэгийн согог зэрэг янз бүрийн согогтой байдаг (Зураг 7). Эдгээр согогууд нь том ширхэгүүдийг ширхэгийн хил хязгаарын дагуу 20 нм-ээс бага хэмжээтэй дэд ширхэг болгон хуваахад хүргэдэг (Зураг 7c).
36 цагийн турш тээрэмдсэн Cu50Z30Ni20 нунтагны орон нутгийн бүтэц нь аморф нарийн матрицад суулгагдсан хэт нарийн нано ширхэгүүд үүсгэдэг бөгөөд үүнийг Зураг 8a-д үзүүлэв. Орон нутгийн EDS шинжилгээгээр Зураг 8a-д үзүүлсэн эдгээр нанокластерууд нь боловсруулаагүй Cu, Zr болон Ni нунтаг хайлшийн элементүүдтэй холбоотой болохыг харуулсан. Үүний зэрэгцээ матрицын Cu-ийн агууламж ~32 at.% (туранхай талбай)-аас ~74 at.% (баялаг талбай) хүртэл хэлбэлзэж байсан нь олон төрлийн бүтээгдэхүүн үүссэнийг харуулж байна. Цаашилбал, энэ үе шатанд тээрэмдсэний дараа гаргаж авсан нунтагуудын харгалзах SADP нь Зураг 8b-д үзүүлсэн шиг эдгээр түүхий хайлшийн элементүүдтэй холбоотой хурц үзүүрүүдтэй давхцаж буй аморф фазын гало-тархсан анхдагч ба хоёрдогч цагиргуудыг харуулж байна.
36 цаг-Cu50Zr30Ni20 нунтаг нано хэмжээний орон нутгийн бүтцийн онцлогоос гадна.(a) Гэрэлт талбайн дүрс (BFI) болон харгалзах (b) 36 цагийн турш тээрэмдсэний дараа гаргаж авсан Cu50Zr30Ni20 нунтагын SADP.
MA процессын төгсгөлд (50 цаг) Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 болон 40 ат.% нунтаг нь Зураг 9a-d-д үзүүлсэн шиг лабиринт аморф фазын морфологитой байдаг. Найрлага бүрийн харгалзах SADP-д цэгэн хэлбэрийн дифракци болон хурц цагираг хэлбэрийн хээ илрээгүй. Энэ нь боловсруулаагүй талст металл байхгүй, харин аморф хайлшийн нунтаг үүссэнийг харуулж байна. Гало диффузийн хээг харуулсан эдгээр хамааралтай SADP-үүдийг эцсийн бүтээгдэхүүний материалд аморф фазын хөгжлийн нотолгоо болгон ашигласан.
MG Cu50 (Zr50−xNix) системийн эцсийн бүтээгдэхүүний орон нутгийн бүтэц. MA-аас 50 цагийн дараа гаргаж авсан (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 болон (d) Cu50Zr10Ni40-ийн FE-HRTEM болон корреляцилагдсан наноцацрагийн дифракцийн хэв маяг (NBDP).
Аморф Cu50(Zr50−xNix) системийн Ni агууламжаас (x) хамааран шилэн шилжилтийн температур (Tg), хөргөлтгүй шингэний бүс (ΔTx) болон талсжих температур (Tx)-ийн дулааны тогтвортой байдлыг He хийн урсгалын доорх шинж чанаруудын дифференциал сканнердах калориметр (DSC) ашиглан судалсан. 50 цагийн MA хугацааны дараа гаргаж авсан Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 болон Cu50Zr10Ni40 аморф хайлшийн нунтагуудын DSC ул мөрийг Зураг 10a, b, e-д тус тус харуулав. Аморф Cu50Zr20Ni30-ийн DSC муруйг Зураг 10c-д тусад нь харуулав. Үүний зэрэгцээ, DSC-д ~700 °C хүртэл халаасан Cu50Zr30Ni20 дээжийг Зураг 10d-д үзүүлэв.
Шилний шилжилтийн температур (Tg), талсжих температур (Tx), хөргөлтгүй шингэний бүс (ΔTx)-ээр индексжүүлсэн 50 цагийн MA хугацааны дараа гаргаж авсан Cu50(Zr50−xNix) MG нунтагуудын дулааны тогтвортой байдал. (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 болон (e) Cu50Zr10Ni40 MG хайлшийн нунтагуудын 50 цагийн MA хугацааны дараах дифференциал сканнердах калориметрийн (DSC) термограмм. DSC-д ~700 °C хүртэл халаасан Cu50Zr30Ni20 дээжийн рентген дифракцийн (XRD) хэв маягийг (d)-д үзүүлэв.
Зураг 10-т үзүүлсэнчлэн, өөр өөр Ni концентрацитай (x) бүх найрлагын DSC муруй нь эндотермик ба экзотермик гэсэн хоёр өөр тохиолдлыг харуулж байна. Эхний эндотермик үйл явдал нь Tg-тэй тохирч байгаа бол хоёр дахь нь Tx-тэй холбоотой. Tg ба Tx-ийн хооронд орших хэвтээ хүрээний бүсийг хөргөлтгүй шингэний бүс гэж нэрлэдэг (ΔTx = Tx – Tg). Үр дүнгээс харахад 526°C ба 612°C температурт байрлуулсан Cu50Zr40Ni10 дээжийн (Зураг 10a) Tg ба Tx нь Ni-ийн агууламж (x) нэмэгдэхийн хэрээр (x) агууламжийг тус тус 482°C ба 563°C-ийн бага температурын тал руу 20 at.% болгон шилжүүлдэг болохыг Зураг 10b-д үзүүлэв. Үүний үр дүнд Cu50Zr40Ni10-ийн ΔTx нь Cu50Zr30Ni20-ийн хувьд 86 °C (Зураг 10a)-аас 81 °C болж буурдаг (Зураг 1). 10b). MG Cu50Zr40Ni10 хайлшийн хувьд Tg, Tx болон ΔTx-ийн утга 447°C, 526°C болон 79°C хүртэл буурсан нь ажиглагдсан (Зураг 10b). Энэ нь Ni-ийн агууламж нэмэгдэх нь MG хайлшийн дулааны тогтвортой байдлыг бууруулахад хүргэдэг болохыг харуулж байна. Үүний эсрэгээр, MG Cu50Zr20Ni30 хайлшийн Tg утга (507 °C) нь MG Cu50Zr40Ni10 хайлшийнхаас бага байна; гэсэн хэдий ч түүний Tx нь өмнөхтэй (612 °C) харьцуулах боломжтой утгыг харуулж байна. Тиймээс ΔTx нь Зураг 10c-д үзүүлсэн шиг илүү өндөр утга (87 °C) харуулж байна.
MG Cu50(Zr50−xNix) систем нь MG Cu50Zr20Ni30 хайлшийг жишээ болгон авч үзвэл хурц экзотермик оргилоор дамжин fcc-ZrCu5, орторомбик-Zr7Cu10 болон орторомбик-ZrNi-ийн талст фазууд руу талсждаг (Зураг 10c). Энэхүү аморфоос талст фазын шилжилтийг MG дээжийн рентген зураг (XRD)-ээр баталгаажуулсан (Зураг 10d) бөгөөд үүнийг DSC-д 700 °C хүртэл халаасан.
Зураг 11-т одоогийн ажилд хийгдсэн хүйтэн шүрших процессын үеэр авсан зургуудыг харуулав. Энэхүү судалгаанд 50 цагийн MA хугацааны дараа нийлэгжсэн металл шилэн нунтаг хэсгүүдийг (жишээ нь Cu50Zr20Ni30) бактерийн эсрэг түүхий эд болгон ашигласан бөгөөд зэвэрдэггүй ган хавтанг (SUS304) хүйтэн шүрших технологиор бүрсэн. Дулааны шүрших технологийн цувралд хүйтэн шүрших аргыг сонгосон, учир нь энэ нь дулааны шүрших цувралын хамгийн үр ашигтай арга бөгөөд фазын шилжилтэд өртдөггүй аморф болон нанокристалл нунтаг зэрэг металлын мета тогтвортой температурт мэдрэмтгий материалд ашиглаж болно. Энэ аргыг сонгох гол хүчин зүйл бол энэ юм. Хүйтэн шүрших процессыг өндөр хурдтай хэсгүүдийг ашиглан гүйцэтгэдэг бөгөөд эдгээр нь хэсгүүдийн кинетик энергийг суурь эсвэл өмнө нь хуримтлагдсан хэсгүүдтэй мөргөлдөх үед хуванцар деформаци, омог болон дулаан болгон хувиргадаг.
Хээрийн зургуудад MG бүрхүүл/SUS 304-ийг 550 °C-д дараалсан таван удаа бэлтгэхэд ашигласан хүйтэн шүрших аргыг харуулж байна.
Бөөмсийн кинетик энерги, улмаар бүрхүүл үүсэх үед бөөм бүрийн импульсийг хуванцар деформаци (субстрат дахь анхны бөөм ба бөөм-бөөмийн харилцан үйлчлэл ба бөөмийн харилцан үйлчлэл), хоосон зайг нэгтгэх, бөөм-бөөмийн эргэлт, омог болон эцэст нь дулаан 39 зэрэг механизмаар дамжуулан бусад энергийн хэлбэрт хувиргах ёстой. Цаашилбал, хэрэв ирж буй бүх кинетик энерги дулаан ба омог энерги болж хувирахгүй бол үр дүн нь уян харимхай мөргөлдөөн бөгөөд энэ нь бөөмсүүд цохилтын дараа зүгээр л буцаж буцдаг гэсэн үг юм. Бөөм/субстрат материалд хэрэглэсэн цохилтын энергийн 90% нь орон нутгийн дулаан 40 болж хувирдаг болохыг онцолсон. Цаашилбал, цохилтын стрессийг хэрэглэх үед холбоо барих бөөм/субстрат бүсэд маш богино хугацаанд өндөр хуванцар омог үүсэх хурд бий болдог41,42.
Хуванцар деформацийг ерөнхийдөө энергийн тархалтын үйл явц, эсвэл илүү тодорхой хэлбэл, гадаргуугийн бүс дэх дулааны эх үүсвэр гэж үздэг. Гэсэн хэдий ч гадаргуугийн бүс дэх температурын өсөлт нь гадаргуугийн хайлалтыг бий болгох эсвэл атомын хоорондын тархалтыг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхэд хангалтгүй байдаг. Зохиогчдын мэддэг ямар ч бүтээлд эдгээр металл шилэн нунтагуудын шинж чанар нь хүйтэн шүрших аргыг ашиглах үед үүсдэг нунтаг наалдац ба тунадасжилтад хэрхэн нөлөөлж байгааг судлаагүй болно.
MG Cu50Zr20Ni30 хайлшийн нунтаг BFI-г SUS 304 суурь дээр бүрсэн Зураг 12a-д харж болно (Зураг 11, 12b). Зурагнаас харахад бүрсэн нунтаг нь ямар ч талст шинж чанар эсвэл торны согоггүй нарийн лабиринт бүтэцтэй тул анхны аморф бүтцээ хадгалдаг. Нөгөөтэйгүүр, зураг нь MG-ээр бүрсэн нунтаг матрицад оруулсан нано хэсгүүдээс харагдаж байгаачлан гадны фаз байгааг харуулж байна (Зураг 12a). Зураг 12c нь I бүстэй холбоотой индексжүүлсэн наноцацрагийн дифракцийн хэв маягийг (NBDP) дүрсэлсэн (Зураг 12a). Зураг 12c-д үзүүлсэнчлэн NBDP нь аморф бүтцийн сул гало диффузийн хэв маягийг харуулдаг бөгөөд талст том куб Zr2Ni метастабтай ба тетрагональ CuO фазтай харгалзах хурц толботой зэрэгцэн оршдог. CuO үүсэх нь шүршигч бууны цоргоноос SUS руу шилжих үед нунтаг исэлдсэнтэй холбоотой байж болно. 304 нь задгай агаарт хэт авианы урсгалын дор явагдсан. Нөгөөтэйгүүр, металл шилэн нунтагыг девитрификжүүлснээр 550°C-д 30 минутын турш хүйтэн шүрших боловсруулалтын дараа том куб фазууд үүссэн.
(a) (b) SUS 304 суурь дээр бүрсэн MG нунтагны FE-HRTEM дүрс (зургийн оруулга). (a)-д үзүүлсэн дугуй тэмдгийн NBDP индексийг (c)-д үзүүлэв.
Том куб Zr2Ni нано хэсгүүд үүсэх энэхүү боломжит механизмыг баталгаажуулахын тулд бие даасан туршилт хийсэн. Энэхүү туршилтаар нунтагуудыг 550 °C-д шүршигч буунаас SUS 304 суурь чиглэлд шүршсэн; гэсэн хэдий ч нунтагуудын шарах нөлөөг тодруулахын тулд тэдгээрийг SUS304 туузаас аль болох хурдан (ойролцоогоор 60 секунд) зайлуулсан. Өөр нэг туршилтын багцыг хийсэн бөгөөд тунадаснаас хойш 180 секундын дараа нунтагыг суурь дээрээс зайлуулсан.
Зураг 13a,b нь SUS 304 суурь дээр тус тус 60 секунд ба 180 секундын турш цацсан хоёр шүршигч материалыг дамжуулалтын электрон микроскопоор (STEM) сканнердах замаар олж авсан харанхуй талбайн зургуудыг (DFI) харуулж байна. 60 секундын турш цацсан нунтаг зураг нь морфологийн дэлгэрэнгүй мэдээлэлгүй бөгөөд онцлог шинж чанаргүй байгааг харуулж байна (Зураг 13a). Үүнийг мөн XRD-ээр баталгаажуулсан бөгөөд энэ нь эдгээр нунтагуудын ерөнхий бүтэц нь аморф болохыг харуулж байгаа бөгөөд үүнийг Зураг 14a-д үзүүлсэн өргөн анхдагч ба хоёрдогч дифракцийн максимумууд харуулж байна. Эдгээр нь нунтаг нь анхны аморф бүтцээ хадгалдаг метастаз/мезофазын тунадасжилт байхгүй байгааг харуулж байна. Үүний эсрэгээр, ижил температурт (550 °C) цацсан боловч суурь дээр 180 секундын турш үлдээсэн нунтаг нь Зураг 13b-д сумаар заасанчлан нано хэмжээтэй мөхлөгүүдийн тунадасжилтыг харуулсан.