Nature.com වෙත පිවිසීම ගැන ඔබට ස්තූතියි. ඔබ භාවිතා කරන බ්‍රව්සර් අනුවාදයේ සීමිත CSS සහාය ඇත. හොඳම අත්දැකීම සඳහා, යාවත්කාලීන කළ බ්‍රව්සරයක් භාවිතා කරන ලෙස අපි නිර්දේශ කරමු (නැතහොත් Internet Explorer හි අනුකූලතා මාදිලිය අක්‍රීය කරන්න). මේ අතරතුර, අඛණ්ඩ සහාය සහතික කිරීම සඳහා, අපි වෙබ් අඩවිය විලාස සහ JavaScript නොමැතිව විදැහුම් කරන්නෙමු.
නිදන්ගත ආසාදන වර්ධනය කිරීමේදී ජෛව පටල වැදගත් අංගයකි, විශේෂයෙන් වෛද්‍ය උපකරණ සම්බන්ධයෙන්. සම්මත ප්‍රතිජීවක මගින් ජෛව පටල විනාශ කළ හැක්කේ ඉතා සීමිත ප්‍රමාණයකට පමණක් බැවින් මෙම ගැටළුව වෛද්‍ය ප්‍රජාවට විශාල අභියෝගයක් එල්ල කරයි. ජෛව පටල සෑදීම වැළැක්වීම විවිධ ආලේපන ක්‍රම සහ නව ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනය කිරීමට හේතු වී තිබේ. මෙම ශිල්පීය ක්‍රම ජෛව පටල සෑදීම වළක්වන ආකාරයෙන් මතුපිට ආලේප කිරීම අරමුණු කරයි. විට්‍රියස් ලෝහ මිශ්‍ර ලෝහ, විශේෂයෙන් තඹ සහ ටයිටේනියම් ලෝහ අඩංගු ඒවා කදිම ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී ආලේපන බවට පත්ව ඇත. ඒ සමඟම, උෂ්ණත්වයට සංවේදී ද්‍රව්‍ය සැකසීම සඳහා සුදුසු ක්‍රමයක් වන බැවින් සීතල ඉසින තාක්ෂණය භාවිතය වැඩි වී ඇත. මෙම පර්යේෂණයේ ඉලක්කයේ කොටසක් වූයේ යාන්ත්‍රික මිශ්‍ර ලෝහ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරමින් Cu-Zr-Ni ත්‍රිත්ව වලින් සමන්විත නව ප්‍රතිබැක්ටීරීය පටල ලෝහ වීදුරුවක් සංවර්ධනය කිරීමයි. අවසාන නිෂ්පාදනය සෑදෙන ගෝලාකාර කුඩු අඩු උෂ්ණත්වවලදී මල නොබැඳෙන වානේ මතුපිට සීතල ඉසීම සඳහා අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කරයි. මල නොබැඳෙන වානේ හා සසඳන විට ලෝහ වීදුරු ආලේපිත උපස්ථර වලට ජෛව පටල සෑදීම අවම වශයෙන් ලොග් 1 කින් සැලකිය යුතු ලෙස අඩු කිරීමට හැකි විය.
මානව ඉතිහාසය පුරාම, ඕනෑම සමාජයකට එහි නිශ්චිත අවශ්‍යතා සපුරාලීම සඳහා නව ද්‍රව්‍ය හඳුන්වාදීම සංවර්ධනය කිරීමට සහ ප්‍රවර්ධනය කිරීමට හැකි වී ඇති අතර, එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ගෝලීයකරණය වූ ආර්ථිකයක ඵලදායිතාව සහ ශ්‍රේණිගත කිරීම වැඩි වී ඇත. එය සැමවිටම ආරෝපණය කර ඇත්තේ ද්‍රව්‍ය සහ නිෂ්පාදන උපකරණ සැලසුම් කිරීමට මෙන්ම සෞඛ්‍ය, අධ්‍යාපනය, කර්මාන්ත, ආර්ථික විද්‍යාව, සංස්කෘතිය සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍ර එක් රටකින් හෝ කලාපයකින් තවත් රටකට ළඟා කර ගැනීම සඳහා ද්‍රව්‍ය නිෂ්පාදනය කිරීමට සහ සංලක්ෂිත කිරීමට සැලසුම් කිරීමට මානව හැකියාවට ය. රට හෝ කලාපය නොසලකා ප්‍රගතිය මනිනු ලැබේ2. වසර 60 ක් තිස්සේ, ද්‍රව්‍ය විද්‍යාඥයින් එක් ප්‍රධාන කාර්යයක් සඳහා බොහෝ කාලයක් කැප කර ඇත: නව සහ උසස් ද්‍රව්‍ය සෙවීම. මෑත කාලීන පර්යේෂණ මගින් පවතින ද්‍රව්‍යවල ගුණාත්මකභාවය සහ කාර්ය සාධනය වැඩිදියුණු කිරීම මෙන්ම සම්පූර්ණයෙන්ම නව වර්ගවල ද්‍රව්‍ය සංස්ලේෂණය කිරීම සහ සොයා ගැනීම කෙරෙහි අවධානය යොමු කර ඇත.
මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍ය එකතු කිරීම, ද්‍රව්‍යයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය වෙනස් කිරීම සහ තාප, යාන්ත්‍රික හෝ තාප යාන්ත්‍රික ප්‍රතිකාර ක්‍රම යෙදීම විවිධ ද්‍රව්‍යවල යාන්ත්‍රික, රසායනික සහ භෞතික ගුණාංගවල සැලකිය යුතු දියුණුවක් ඇති කිරීමට හේතු වී තිබේ. මීට අමතරව, මෙතෙක් නොදන්නා සංයෝග සාර්ථකව සංස්ලේෂණය කර ඇත. මෙම නොනවතින උත්සාහයන් සාමූහිකව උසස් ද්‍රව්‍ය ලෙස හැඳින්වෙන නව නව්‍ය ද්‍රව්‍ය පවුලක් බිහි කර ඇත. නැනෝ ස්ඵටික, නැනෝ අංශු, නැනෝ ටියුබ්, ක්වොන්ටම් තිත්, ශුන්‍ය-මාන, අස්ඵටික ලෝහ වීදුරු සහ ඉහළ-එන්ට්‍රොපි මිශ්‍ර ලෝහ යනු පසුගිය සියවසේ මැද භාගයේ සිට ලෝකයේ දර්ශනය වූ දියුණු ද්‍රව්‍ය සඳහා උදාහරණ කිහිපයක් පමණි. වැඩිදියුණු කළ ගුණාංග සහිත නව මිශ්‍ර ලෝහ නිෂ්පාදනය සහ සංවර්ධනය කිරීමේදී, අවසාන නිෂ්පාදනයේ සහ එහි නිෂ්පාදනයේ අතරමැදි අවධීන් දෙකෙහිම, අසමතුලිතතාවයේ ගැටළුව බොහෝ විට එකතු වේ. සමතුලිතතාවයෙන් සැලකිය යුතු අපගමනයන්ට ඉඩ සලසන නව නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම හඳුන්වාදීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, ලෝහමය වීදුරු ලෙස හඳුන්වන නව මෙටාස්ටේබල් මිශ්‍ර ලෝහ පන්තියක් සොයාගෙන ඇත.
1960 දී කැල්ටෙක් හි ඔහුගේ කාර්යය තත්පරයට අංශක මිලියනයකට ආසන්න වේගයකින් ද්‍රව ඝණීකරණය කිරීමෙන් Au-25 at.% Si වීදුරු මිශ්‍ර ලෝහ සංස්ලේෂණය කළ විට ලෝහ මිශ්‍ර ලෝහ සංකල්පය විප්ලවීය වෙනසක් ඇති කළේය. 4 මහාචාර්ය පෝල් ඩූව්ස්ගේ සොයාගැනීම ඉතිහාස ලෝහ වීදුරු (MS) ආරම්භය සනිටුහන් කළා පමණක් නොව, ලෝහ මිශ්‍ර ලෝහ ගැන මිනිසුන් සිතන ආකාරයෙහි සුසමාදර්ශී වෙනසක් ද ඇති කළේය. MS මිශ්‍ර ලෝහ සංස්ලේෂණය පිළිබඳ පළමු පුරෝගාමී පර්යේෂණයේ සිට, සියලුම ලෝහ වීදුරු පාහේ පහත සඳහන් ක්‍රමවලින් එකක් භාවිතයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම ලබාගෙන ඇත: (i) දියවීම හෝ වාෂ්පයේ වේගවත් ඝණීකරණය, (ii) පරමාණුක දැලිස් ආබාධය, (iii) පිරිසිදු ලෝහමය මූලද්‍රව්‍ය අතර ඝන-තත්ව අමෝෆීකරණ ප්‍රතික්‍රියා සහ (iv) මෙටාස්ටේබල් අවධිවල ඝන අවධි සංක්‍රාන්ති.
ස්ඵටික සමඟ සම්බන්ධ දිගු දුර පරමාණුක අනුපිළිවෙලක් නොමැති වීමෙන් MG කැපී පෙනේ, එය ස්ඵටිකවල නිර්වචන ලක්ෂණයකි. නූතන ලෝකයේ, ලෝහ වීදුරු ක්ෂේත්‍රයේ විශාල ප්‍රගතියක් ලබා ඇත. මේවා ඝන තත්ව භෞතික විද්‍යාව සඳහා පමණක් නොව, ලෝහ විද්‍යාව, මතුපිට රසායන විද්‍යාව, තාක්ෂණය, ජීව විද්‍යාව සහ තවත් බොහෝ ක්ෂේත්‍ර සඳහා උනන්දුවක් දක්වන රසවත් ගුණාංග සහිත නව ද්‍රව්‍ය වේ. මෙම නව වර්ගයේ ද්‍රව්‍ය දෘඩ ලෝහවලට වඩා වෙනස් ගුණාංග ඇති අතර, එය විවිධ ක්ෂේත්‍රවල තාක්ෂණික යෙදුම් සඳහා සිත්ගන්නා අපේක්ෂකයෙකු බවට පත් කරයි. ඒවාට වැදගත් ගුණාංග කිහිපයක් ඇත: (i) ඉහළ යාන්ත්‍රික ductility සහ අස්වැන්න ශක්තිය, (ii) ඉහළ චුම්භක පාරගම්යතාව, (iii) අඩු බලහත්කාරය, (iv) අසාමාන්‍ය විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, (v) උෂ්ණත්ව ස්වාධීනත්වය. සන්නායකතාවය 6.7.
යාන්ත්‍රික මිශ්‍ර ලෝහකරණය (MA)1,8 යනු සාපේක්ෂව නව ක්‍රමයක් වන අතර එය ප්‍රථම වරට 19839 දී මහාචාර්ය කේ.කේ. කොක් සහ ඔහුගේ සගයන් විසින් හඳුන්වා දෙන ලදී. ඔවුන් කාමර උෂ්ණත්වයට ඉතා ආසන්න පරිසර උෂ්ණත්වයකදී පිරිසිදු මූලද්‍රව්‍ය මිශ්‍රණයක් ඇඹරීමෙන් අස්ඵටික Ni60Nb40 කුඩු නිෂ්පාදනය කළහ. සාමාන්‍යයෙන්, MA ප්‍රතික්‍රියාව සිදු කරනු ලබන්නේ ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක ප්‍රතික්‍රියාකාරක කුඩු විසරණ බන්ධනය අතර, සාමාන්‍යයෙන් මල නොබැඳෙන වානේ වලින් සාදන ලද බෝල මෝලකට ය. 10 (රූපය 1a, b). එතැන් සිට, මෙම යාන්ත්‍රිකව ප්‍රේරිත ඝන තත්ව ප්‍රතික්‍රියා ක්‍රමය අඩු (රූපය 1c) සහ ඉහළ ශක්ති බෝල මෝල් සහ දණ්ඩ මෝල් භාවිතා කරමින් නව අස්ඵටික/ලෝහමය වීදුරු මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු සකස් කිරීමට භාවිතා කර ඇත11,12,13,14,15,16. විශේෂයෙන්, මෙම ක්‍රමය Cu-Ta17 වැනි මිශ්‍ර කළ නොහැකි පද්ධති මෙන්ම Al-සංක්‍රාන්ති ලෝහ (TM, Zr, Hf, Nb සහ Ta)18,19 සහ Fe-W20 පද්ධති වැනි ඉහළ ද්‍රවාංක මිශ්‍ර ලෝහ සකස් කිරීමට භාවිතා කර ඇත. , සාම්ප්‍රදායික ඉවුම් පිහුම් ක්‍රම භාවිතයෙන් ලබා ගත නොහැක. ඊට අමතරව, ලෝහ ඔක්සයිඩ්, කාබයිඩ්, නයිට්‍රයිඩ්, හයිඩ්‍රයිඩ්, කාබන් නැනෝ ටියුබ්, නැනෝ දියමන්ති වල නැනෝ ස්ඵටිකරූපී සහ නැනෝ සංයුක්ත කුඩු අංශු කාර්මික පරිමාණයෙන් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා මෙන්ම ඉහළ-පහළ ප්‍රවේශයක් භාවිතා කරමින් පුළුල් ස්ථායීකරණය සඳහා MA වඩාත් බලගතු නැනෝ තාක්ෂණික මෙවලම් වලින් එකක් ලෙස සැලකේ. 1 සහ මෙටාස්ටේබල් අදියර.
මෙම අධ්‍යයනයේ දී Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 ලෝහ වීදුරු ආලේපනය සකස් කිරීම සඳහා භාවිතා කරන නිෂ්පාදන ක්‍රමය පෙන්වන ක්‍රමලේඛනය. (අ) අඩු ශක්ති බෝල ඇඹරුම් ක්‍රමය භාවිතා කරමින් Ni x (x; 10, 20, 30, සහ 40 at.%) හි විවිධ සාන්ද්‍රණයන් සහිත MC මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු සකස් කිරීම. (අ) ආරම්භක ද්‍රව්‍ය මෙවලම් වානේ බෝල සමඟ මෙවලම් සිලින්ඩරයකට පටවා (ආ) He වායුගෝලයෙන් පිරුණු අත්වැසුම් පෙට්ටියක මුද්‍රා තබා ඇත. (ඇ) ඇඹරීමේදී බෝලයේ චලනය නිරූපණය කරන ඇඹරුම් භාජනයේ විනිවිද පෙනෙන ආකෘතිය. පැය 50 කට පසු ලබාගත් අවසාන කුඩු නිෂ්පාදනය SUS 304 උපස්ථරය (d) සීතල ඉසින ආලේප කිරීම සඳහා භාවිතා කරන ලදී.
තොග ද්‍රව්‍ය මතුපිට (උපස්ථර) සම්බන්ධයෙන් ගත් කල, මතුපිට ඉංජිනේරු විද්‍යාවට මුල් තොග ද්‍රව්‍යයේ නොමැති ඇතැම් භෞතික, රසායනික සහ තාක්ෂණික ගුණාංග ලබා දීම සඳහා මතුපිට (උපස්ථර) සැලසුම් කිරීම සහ වෙනස් කිරීම ඇතුළත් වේ. මතුපිට ප්‍රතිකාරය හරහා ඵලදායී ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි සමහර ගුණාංග අතරට උල්ෙල්ඛ, ඔක්සිකරණ සහ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ඝර්ෂණ සංගුණකය, ජෛව නිෂ්ක්‍රීයතාවය, විද්‍යුත් ගුණාංග සහ තාප පරිවරණය ඇතුළත් වේ. ලෝහ විද්‍යාත්මක, යාන්ත්‍රික හෝ රසායනික ක්‍රම මගින් මතුපිට ගුණාත්මකභාවය වැඩිදියුණු කළ හැකිය. ප්‍රසිද්ධ ක්‍රියාවලියක් ලෙස, ආලේපනය සරලව අර්ථ දැක්වෙන්නේ වෙනත් ද්‍රව්‍යයකින් සාදන ලද තොග වස්තුවක (උපස්ථර) මතුපිටට කෘතිමව යොදන ලද ද්‍රව්‍ය ස්ථර එකක් හෝ කිහිපයක් ලෙස ය. මේ අනුව, අපේක්ෂිත තාක්ෂණික හෝ අලංකාර ගුණාංග ලබා ගැනීම සඳහා මෙන්ම පරිසරය සමඟ අපේක්ෂිත රසායනික හා භෞතික අන්තර්ක්‍රියා වලින් ද්‍රව්‍ය ආරක්ෂා කිරීම සඳහා ආලේපන අර්ධ වශයෙන් භාවිතා වේ23.
මයික්‍රෝමීටර කිහිපයක (මයික්‍රොමීටර 10-20 ට අඩු) සිට මයික්‍රෝමීටර 30 ට වැඩි හෝ මිලිමීටර කිහිපයක් පවා ඝනකම දක්වා සුදුසු ආරක්ෂිත ස්ථර යෙදීම සඳහා විවිධ ක්‍රම සහ ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කළ හැකිය. සාමාන්‍යයෙන්, ආලේපන ක්‍රියාවලීන් කාණ්ඩ දෙකකට බෙදිය හැකිය: (i) විද්‍යුත් ආලේපනය, විද්‍යුත් ආලේපනය සහ උණුසුම් ඩිප් ගැල්වනයිස් කිරීම ඇතුළුව තෙත් ආලේපන ක්‍රම, සහ (ii) පෑස්සුම්, දෘඩ මුහුණත, භෞතික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (PVD) ඇතුළුව වියළි ආලේපන ක්‍රම. ), රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම (CVD), තාප ඉසින ශිල්පීය ක්‍රම සහ මෑතකදී සීතල ඉසින ශිල්පීය ක්‍රම 24 (රූපය 1d).
ජෛව පටල යනු ආපසු හැරවිය නොහැකි ලෙස මතුපිටට සම්බන්ධ වී ස්වයං-නිපදවන ලද බාහිර සෛලීය බහු අවයවක (EPS) වලින් වට වූ ක්ෂුද්‍රජීවී ප්‍රජාවන් ලෙස අර්ථ දැක්වේ. මතුපිටින් පරිණත ජෛව පටලයක් සෑදීම ආහාර සැකසුම්, ජල පද්ධති සහ සෞඛ්‍ය සේවා ඇතුළු බොහෝ කර්මාන්තවල සැලකිය යුතු පාඩු වලට හේතු විය හැක. මිනිසුන් තුළ, ජෛව පටල සෑදීමත් සමඟ, ක්ෂුද්‍රජීවී ආසාදනවලින් 80% කට වඩා (Enterobacteriaceae සහ Staphylococci ඇතුළුව) ප්‍රතිකාර කිරීමට අපහසු වේ. ඊට අමතරව, ප්‍රධාන චිකිත්සක අභියෝගයක් ලෙස සැලකෙන ප්ලාන්ක්ටොනික් බැක්ටීරියා සෛල හා සසඳන විට, පරිණත ජෛව පටල ප්‍රතිජීවක ප්‍රතිකාර සඳහා 1000 ගුණයකින් ප්‍රතිරෝධී බව වාර්තා වී ඇත. ඓතිහාසිකව, පොදු කාබනික සංයෝග වලින් ලබාගත් ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී මතුපිට ආලේපන ද්‍රව්‍ය භාවිතා කර ඇත. එවැනි ද්‍රව්‍යවල බොහෝ විට මිනිසුන්ට හානිකර විය හැකි විෂ සහිත සංරචක අඩංගු වුවද, 25,26 මෙය බැක්ටීරියා සම්ප්‍රේෂණය සහ ද්‍රව්‍ය හායනය වළක්වා ගැනීමට උපකාරී වේ.
ජෛව පටල සෑදීම හේතුවෙන් ප්‍රතිජීවක ප්‍රතිකාර සඳහා පුළුල් ලෙස පැතිරී ඇති බැක්ටීරියා ප්‍රතිරෝධය, ආරක්ෂිතව යෙදිය හැකි ඵලදායී ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී පටල ආලේපිත මතුපිටක් සංවර්ධනය කිරීමේ අවශ්‍යතාවයට හේතු වී ඇත27. බැක්ටීරියා සෛල වලට බන්ධනය වී ජෛව පටල සෑදිය නොහැකි භෞතික හෝ රසායනික ප්‍රති-ඇලවුම් මතුපිටක් සංවර්ධනය කිරීම මෙම ක්‍රියාවලියේ පළමු ප්‍රවේශයයි27. දෙවන තාක්ෂණය වන්නේ ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී රසායනික ද්‍රව්‍ය අවශ්‍ය තැනට, අධික සාන්ද්‍රිත සහ සකස් කළ ප්‍රමාණවලින් ලබා දෙන ආලේපන සංවර්ධනය කිරීමයි. මෙය සාක්ෂාත් කරගනු ලබන්නේ ග්‍රැෆීන්/ජර්මේනියම්28, කළු දියමන්ති29 සහ ZnO30-ඩෝප් කළ දියමන්ති වැනි කාබන් ආලේපන වැනි බැක්ටීරියා වලට ප්‍රතිරෝධී අද්විතීය ආලේපන ද්‍රව්‍ය සංවර්ධනය කිරීමෙනි, ජෛව පටල සෑදීම හේතුවෙන් විෂ වීම සහ ප්‍රතිරෝධය උපරිම කරන තාක්ෂණයකි. ඊට අමතරව, බැක්ටීරියා දූෂණයට එරෙහිව දිගුකාලීන ආරක්ෂාවක් සපයන විෂබීජ නාශක රසායනික ද්‍රව්‍ය අඩංගු ආලේපන වැඩි වැඩියෙන් ජනප්‍රිය වෙමින් පවතී. ක්‍රියා පටිපාටි තුනම ආලේපිත මතුපිට මත ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී ක්‍රියාකාරකම් ක්‍රියාත්මක කිරීමට සමත් වුවද, යෙදුම් උපාය මාර්ගයක් සංවර්ධනය කිරීමේදී සලකා බැලිය යුතු තමන්ගේම සීමාවන් ඇත.
දැනට වෙළඳපොලේ ඇති නිෂ්පාදන, ජීව විද්‍යාත්මකව ක්‍රියාකාරී අමුද්‍රව්‍ය සඳහා ආරක්ෂිත ආලේපන විශ්ලේෂණය කිරීමට සහ පරීක්ෂා කිරීමට කාලය නොමැතිකම නිසා බාධා ඇති වේ. සමාගම් කියා සිටින්නේ තම නිෂ්පාදන පරිශීලකයින්ට අපේක්ෂිත ක්‍රියාකාරී අංශ ලබා දෙන බවයි, කෙසේ වෙතත්, මෙය දැනට වෙළඳපොලේ ඇති නිෂ්පාදනවල සාර්ථකත්වයට බාධාවක් වී ඇත. රිදී වලින් ලබාගත් සංයෝග පාරිභෝගිකයින්ට දැනට ලබා ගත හැකි ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී නාශකවලින් අතිමහත් බහුතරයක භාවිතා වේ. මෙම නිෂ්පාදන නිර්මාණය කර ඇත්තේ ක්ෂුද්‍ර ජීවීන්ට හානිකර විය හැකි නිරාවරණයෙන් පරිශීලකයින් ආරක්ෂා කිරීම සඳහා ය. ප්‍රමාද වූ ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී බලපෑම සහ රිදී සංයෝගවල ආශ්‍රිත විෂ වීම අඩු හානිකර විකල්පයක් සංවර්ධනය කිරීම සඳහා පර්යේෂකයන් මත පීඩනය වැඩි කරයි36,37. ඇතුළත සහ පිටත ක්‍රියා කරන ගෝලීය ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී ආලේපනයක් නිර්මාණය කිරීම අභියෝගයක් ලෙස පවතී. මෙය ආශ්‍රිත සෞඛ්‍ය සහ ආරක්ෂක අවදානම් සමඟ පැමිණේ. මිනිසුන්ට අඩු හානිකර ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී කාරකයක් සොයා ගැනීම සහ දිගු ආයු කාලයක් සහිත ආලේපන උපස්ථරවලට එය ඇතුළත් කරන්නේ කෙසේදැයි සොයා ගැනීම බොහෝ සෙයින් අපේක්ෂා කරන ඉලක්කයකි38. නවතම ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී සහ ප්‍රති-ජෛව පටල ද්‍රව්‍ය නිර්මාණය කර ඇත්තේ සෘජු ස්පර්ශයෙන් හෝ ක්‍රියාකාරී කාරකය මුදා හැරීමෙන් පසුව සමීප පරාසයක බැක්ටීරියා විනාශ කිරීමට ය. ඔවුන්ට මෙය කළ හැක්කේ ආරම්භක බැක්ටීරියා ඇලවීම වැළැක්වීමෙන් (මතුපිට ප්‍රෝටීන් තට්ටුවක් සෑදීම වැළැක්වීම ඇතුළුව) හෝ සෛල බිත්තියට බාධා කිරීමෙන් බැක්ටීරියා විනාශ කිරීමෙනි.
මූලික වශයෙන්, මතුපිට ආලේපනය යනු මතුපිට ලක්ෂණ වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා සංරචකයක මතුපිටට තවත් ස්ථරයක් යෙදීමේ ක්‍රියාවලියයි. මතුපිට ආලේපනයක අරමුණ වන්නේ සංරචකයක මතුපිටට ආසන්න කලාපයේ ක්ෂුද්‍ර ව්‍යුහය සහ/හෝ සංයුතිය වෙනස් කිරීමයි39. මතුපිට ආලේපන ක්‍රම විවිධ ක්‍රමවලට බෙදිය හැකි අතර ඒවා රූපය 2a හි සාරාංශ කර ඇත. ආලේපනය නිර්මාණය කිරීමට භාවිතා කරන ක්‍රමය අනුව තාප, රසායනික, භෞතික සහ විද්‍යුත් රසායනික කාණ්ඩවලට බෙදිය හැකිය.
(අ) ප්‍රධාන මතුපිට නිෂ්පාදන ශිල්පීය ක්‍රම පෙන්වන ඇතුළත් කිරීමක් සහ (ආ) සීතල ඉසින ක්‍රමයේ තෝරාගත් වාසි සහ අවාසි.
සීතල ඉසින තාක්ෂණය සාම්ප්‍රදායික තාප ඉසින ශිල්පීය ක්‍රම සමඟ බොහෝ සමානකම් දක්වයි. කෙසේ වෙතත්, සීතල ඉසින ක්‍රියාවලිය සහ සීතල ඉසින ද්‍රව්‍ය විශේෂයෙන් අද්විතීය කරන ප්‍රධාන මූලික ගුණාංග කිහිපයක් ද ඇත. සීතල ඉසින තාක්ෂණය තවමත් ළදරු අවධියේ පවතී, නමුත් එයට විශිෂ්ට අනාගතයක් ඇත. සමහර අවස්ථාවලදී, සීතල ඉසීමේ අද්විතීය ගුණාංග සාම්ප්‍රදායික තාප ඉසින ශිල්පීය ක්‍රමවල සීමාවන් අභිබවා යමින් විශාල ප්‍රතිලාභ ලබා දෙයි. උපස්ථරයක් මත තැන්පත් කිරීම සඳහා කුඩු උණු කළ යුතු සාම්ප්‍රදායික තාප ඉසින තාක්ෂණයේ සැලකිය යුතු සීමාවන් එය ජය ගනී. පැහැදිලිවම, මෙම සාම්ප්‍රදායික ආලේපන ක්‍රියාවලිය නැනෝ ස්ඵටික, නැනෝ අංශු, අස්ඵටික සහ ලෝහ වීදුරු වැනි ඉතා උෂ්ණත්ව සංවේදී ද්‍රව්‍ය සඳහා සුදුසු නොවේ40, 41, 42. ඊට අමතරව, තාප ඉසින ආලේපන ද්‍රව්‍ය සෑම විටම ඉහළ මට්ටමේ සිදුරු සහ ඔක්සයිඩ ඇත. සීතල ඉසින තාක්ෂණයට තාප ඉසින තාක්ෂණයට වඩා සැලකිය යුතු වාසි රාශියක් ඇත, එනම් (i) උපස්ථරයට අවම තාප ආදානය, (ii) උපස්ථර ආලේපනය තෝරා ගැනීමේදී නම්‍යශීලීභාවය, (iii) අදියර පරිවර්තනයක් සහ ධාන්‍ය වර්ධනයක් නොමැති වීම, (iv) ඉහළ ඇලවුම් ශක්තිය1 .39 (රූපය 2b). මීට අමතරව, සීතල ඉසින ආලේපන ද්‍රව්‍යවල ඉහළ විඛාදන ප්‍රතිරෝධයක්, ඉහළ ශක්තියක් සහ දෘඪතාවයක්, ඉහළ විද්‍යුත් සන්නායකතාවයක් සහ ඉහළ ඝනත්වයක් ඇත41. සීතල ඉසින ක්‍රියාවලියේ වාසි තිබියදීත්, මෙම ක්‍රමයට තවමත් යම් අවාසි ඇත, රූපය 2b හි පෙන්වා ඇති පරිදි. Al2O3, TiO2, ZrO2, WC වැනි පිරිසිදු සෙරමික් කුඩු ආලේප කිරීමේදී, සීතල ඉසින ක්‍රමය භාවිතා කළ නොහැක. අනෙක් අතට, සෙරමික්/ලෝහ සංයුක්ත කුඩු ආලේපන සඳහා අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කළ හැකිය. අනෙකුත් තාප ඉසින ක්‍රම සඳහාද මෙයම වේ. දුෂ්කර පෘෂ්ඨ සහ නල අභ්‍යන්තරයන් තවමත් ඉසීමට අපහසුය.
වර්තමාන කාර්යය ආලේපන සඳහා ආරම්භක ද්‍රව්‍ය ලෙස ලෝහ වීදුරු කුඩු භාවිතය කෙරෙහි යොමු කර ඇති බව සලකන විට, සාම්ප්‍රදායික තාප ඉසීම මේ සඳහා භාවිතා කළ නොහැකි බව පැහැදිලිය. මෙයට හේතුව ලෝහ වීදුරු කුඩු ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී ස්ඵටිකීකරණය වීමයි1.
වෛද්‍ය සහ ආහාර කර්මාන්තවල භාවිතා වන බොහෝ උපකරණ ශල්‍ය උපකරණ නිෂ්පාදනය සඳහා 12 සිට 20 wt.% දක්වා ක්‍රෝමියම් අන්තර්ගතයක් සහිත ඔස්ටෙනිටික් මල නොබැඳෙන වානේ මිශ්‍ර ලෝහ (SUS316 සහ SUS304) වලින් සාදා ඇත. වානේ මිශ්‍ර ලෝහවල මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍යයක් ලෙස ක්‍රෝමියම් ලෝහය භාවිතා කිරීමෙන් සම්මත වානේ මිශ්‍ර ලෝහවල විඛාදන ප්‍රතිරෝධය සැලකිය යුතු ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකි බව සාමාන්‍යයෙන් පිළිගැනේ. මල නොබැඳෙන වානේ මිශ්‍ර ලෝහ, ඒවායේ ඉහළ විඛාදන ප්‍රතිරෝධය තිබියදීත්, සැලකිය යුතු ප්‍රති-ක්ෂුද්‍ර ජීවී ගුණ නොමැත38,39. මෙය ඒවායේ ඉහළ විඛාදන ප්‍රතිරෝධයට වෙනස් වේ. ඊට පසු, ප්‍රධාන වශයෙන් මල නොබැඳෙන වානේ ජෛව ද්‍රව්‍ය මතුපිට බැක්ටීරියා ඇලීම සහ ජනපදකරණය හේතුවෙන් ඇතිවන ආසාදන සහ දැවිල්ල වර්ධනය වීම පුරෝකථනය කළ හැකිය. බැක්ටීරියා ඇලීම සහ ජෛව පටල සෑදීමේ මාර්ග සමඟ සම්බන්ධ සැලකිය යුතු දුෂ්කරතා හේතුවෙන් සැලකිය යුතු දුෂ්කරතා ඇති විය හැකි අතර, එය දුර්වල සෞඛ්‍යයට හේතු විය හැකි අතර, එය මිනිස් සෞඛ්‍යයට සෘජුව හෝ වක්‍රව බලපෑ හැකි බොහෝ ප්‍රතිවිපාක ඇති කළ හැකිය.
මෙම අධ්‍යයනය, MA තාක්ෂණය භාවිතයෙන් ලෝහමය වීදුරු Cu-Zr-Ni ත්‍රිත්ව කුඩු නිෂ්පාදනය කිරීමේ ශක්‍යතාව විමර්ශනය කිරීම සඳහා, කුවේට් විද්‍යා දියුණුව සඳහා වූ පදනම (KFAS) විසින් අරමුදල් සපයන ලද ව්‍යාපෘතියක පළමු අදියර වේ (වගුව). 1) SUS304 ප්‍රතිබැක්ටීරීය මතුපිට ආරක්ෂණ පටල/ආලේපනය නිෂ්පාදනය සඳහා. 2023 ජනවාරි මාසයේ ආරම්භ වීමට නියමිත ව්‍යාපෘතියේ දෙවන අදියරේදී ගැල්වනික් විඛාදන ලක්ෂණ සහ පද්ධතියේ යාන්ත්‍රික ගුණාංග විස්තරාත්මකව අධ්‍යයනය කෙරේ. විවිධ වර්ගයේ බැක්ටීරියා සඳහා සවිස්තරාත්මක ක්ෂුද්‍රජීව විද්‍යාත්මක පරීක්ෂණ සිදු කරනු ලැබේ.
මෙම ලිපියෙන් රූප විද්‍යාත්මක සහ ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ මත පදනම්ව වීදුරු සෑදීමේ හැකියාව (GFA) මත Zr මිශ්‍ර ලෝහ අන්තර්ගතයේ බලපෑම සාකච්ඡා කෙරේ. ඊට අමතරව, කුඩු ආලේපිත ලෝහ වීදුරු/SUS304 සංයුක්තයේ ප්‍රතිබැක්ටීරීය ගුණාංග ද සාකච්ඡා කරන ලදී. මීට අමතරව, නිපදවන ලද ලෝහ වීදුරු පද්ධතිවල සුපිරි සිසිලන ද්‍රව කලාපයේ සීතල ඉසීමේදී සිදුවන ලෝහ වීදුරු කුඩු වල ව්‍යුහාත්මක පරිවර්තනයේ හැකියාව විමර්ශනය කිරීම සඳහා අඛණ්ඩ කටයුතු සිදු කර ඇත. මෙම අධ්‍යයනයේ දී Cu50Zr30Ni20 සහ Cu50Zr20Ni30 ලෝහ වීදුරු මිශ්‍ර ලෝහ නියෝජිත උදාහරණ ලෙස භාවිතා කරන ලදී.
අඩු ශක්ති බෝල ඇඹරීමේදී මූලද්‍රව්‍ය Cu, Zr සහ Ni කුඩු වල රූප විද්‍යාත්මක වෙනස්කම් මෙම කොටසින් ඉදිරිපත් කෙරේ. Cu50Zr20Ni30 සහ Cu50Zr40Ni10 වලින් සමන්විත විවිධ පද්ධති දෙකක් නිදර්ශන උදාහරණ ලෙස භාවිතා කරනු ඇත. ඇඹරුම් අවධියේදී ලබාගත් කුඩු වල ලෝහ විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ මගින් සාක්ෂි දරන පරිදි, MA ක්‍රියාවලිය වෙනම අදියර තුනකට බෙදිය හැකිය (රූපය 3).
බෝල ඇඹරීමේ විවිධ අවධීන්ගෙන් පසුව ලබාගත් යාන්ත්‍රික මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු (MA) වල ලෝහ විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ. පැය 3, 12 සහ 50 සඳහා අඩු ශක්ති බෝල ඇඹරීමෙන් පසු ලබාගත් MA සහ Cu50Zr40Ni10 කුඩු වල ක්ෂේත්‍ර විමෝචන ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (FE-SEM) රූප Cu50Zr20Ni30 පද්ධතිය සඳහා (a), (c) සහ (e) හි දක්වා ඇති අතර, එම MA හි ද දක්වා ඇත. කාලයෙන් පසු ගන්නා ලද Cu50Zr40Ni10 පද්ධතියේ අනුරූප රූප (b), (d) සහ (f) හි දක්වා ඇත.
බෝල ඇඹරීමේදී, ලෝහ කුඩු වෙත මාරු කළ හැකි ඵලදායී චාලක ශක්තිය, රූපය 1a හි පෙන්වා ඇති පරිදි, පරාමිතීන්ගේ සංයෝජනයකින් බලපායි. මෙයට බෝල සහ කුඩු අතර ගැටුම්, ඇඹරුම් මාධ්‍ය අතර හෝ අතර සිරවී ඇති කුඩු කැපුම් සම්පීඩනය, වැටෙන බෝල වලින් ඇතිවන බලපෑම්, බෝල මෝලක චලනය වන සිරුරු අතර කුඩු ඇදීම නිසා ඇතිවන කැපුම් සහ ඇඳීම් සහ පටවන ලද සංස්කෘතිය හරහා ප්‍රචාරණය වන වැටෙන බෝල හරහා ගමන් කරන කම්පන තරංගයක් ඇතුළත් වේ (රූපය 1a). Элементарные порошки Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за холодной сварки на ранней стади (චැඩි 3), привело к образованию крупных частиц порошка (> 1 මි.මී. දක්වා). MA (3 h) හි මුල් අවධියේදී සීතල වෑල්ඩින් කිරීම හේතුවෙන් මූලද්‍රව්‍ය Cu, Zr සහ Ni කුඩු දැඩි ලෙස විකෘති වූ අතර එමඟින් විශාල කුඩු අංශු (> 1 mm විෂ්කම්භය) සෑදීමට හේතු විය.මෙම විශාල සංයුක්ත අංශු, රූපය 3a,b හි පෙන්වා ඇති පරිදි, මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍ය (Cu, Zr, Ni) ඝන ස්ථර සෑදීම මගින් සංලක්ෂිත වේ. MA කාලය පැය 12 (අතරමැදි අවධිය) දක්වා වැඩි වීම බෝල මෝලෙහි චාලක ශක්තිය වැඩි කිරීමට හේතු වූ අතර, එමඟින් රූපය 3c, නගරයෙහි පෙන්වා ඇති පරිදි සංයුක්ත කුඩු කුඩා කුඩු (200 μm ට අඩු) බවට දිරාපත් වීමට හේතු විය. මෙම අදියරේදී, යොදන ලද කැපුම් බලය රූපය 3c, d හි පෙන්වා ඇති පරිදි තුනී Cu, Zr, Ni ඉඟි ස්ථර සහිත නව ලෝහ මතුපිටක් සෑදීමට හේතු වේ. පෙති වල අතුරුමුහුණතෙහි ස්ථර ඇඹරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, නව අදියර සෑදීමත් සමඟ ඝන-අදියර ප්‍රතික්‍රියා සිදු වේ.
MA ක්‍රියාවලියේ උච්චතම අවස්ථාවේදී (පැය 50 කට පසු), ෆ්ලේක් ලෝහ විද්‍යාව යන්තම් කැපී පෙනුණි (රූපය 3e, f), සහ කුඩු වල ඔප දැමූ මතුපිට දර්පණ ලෝහ විද්‍යාව නිරීක්ෂණය කරන ලදී. මෙයින් අදහස් කරන්නේ MA ක්‍රියාවලිය සම්පූර්ණ කර තනි ප්‍රතික්‍රියා අවධියක් නිර්මාණය වූ බවයි. රූප සටහන් 3e (I, II, III), f, v, vi) හි දක්වා ඇති කලාපවල මූලද්‍රව්‍ය සංයුතිය ශක්ති විසරණ X-කිරණ වර්ණාවලීක්ෂය (EDS) සමඟ ඒකාබද්ධව ක්ෂේත්‍ර විමෝචන ස්කෑනිං ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (FE-SEM) භාවිතයෙන් තීරණය කරන ලදී. (IV).
වගුවේ. මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍යවල 2 මූලද්‍රව්‍ය සාන්ද්‍රණයන් රූපය 3e, f හි තෝරාගත් එක් එක් කලාපයේ මුළු ස්කන්ධයෙන් ප්‍රතිශතයක් ලෙස දක්වා ඇත. මෙම ප්‍රතිඵල වගුව 1 හි දක්වා ඇති Cu50Zr20Ni30 සහ Cu50Zr40Ni10 හි ආරම්භක නාමික සංයුති සමඟ සංසන්දනය කිරීමෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම අවසාන නිෂ්පාදන දෙකෙහි සංයුති නාමික සංයුතිවලට ඉතා ආසන්න බවයි. ඊට අමතරව, රූපය 3e,f හි ලැයිස්තුගත කර ඇති කලාප සඳහා සංරචකවල සාපේක්ෂ අගයන් එක් කලාපයකින් තවත් කලාපයකට එක් එක් සාම්පලයේ සංයුතියේ සැලකිය යුතු පිරිහීමක් හෝ විචලනයක් යෝජනා නොකරයි. එක් කලාපයකින් තවත් කලාපයකට සංයුතියේ වෙනසක් නොමැති බව මෙයින් සනාථ වේ. මෙය වගුව 2 හි පෙන්වා ඇති පරිදි ඒකාකාර මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු නිෂ්පාදනය පෙන්නුම් කරයි.
Cu50(Zr50-xNix) අවසාන නිෂ්පාදන කුඩු වල FE-SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆ් 50 MA වාරයකට පසුව ලබා ගන්නා ලදී, රූපය 4a-d හි පෙන්වා ඇති පරිදි, x පිළිවෙලින් 10, 20, 30 සහ 40 at.% වේ. මෙම ඇඹරුම් පියවරෙන් පසු, කුඩු වැන් ඩර් වෝල්ස් ආචරණය හේතුවෙන් එකතු වන අතර, එය රූපය 4 හි පෙන්වා ඇති පරිදි 73 සිට 126 nm දක්වා විෂ්කම්භයක් සහිත අල්ට්‍රාෆයින් අංශු වලින් සමන්විත විශාල එකතු කිරීම් සෑදීමට හේතු වේ.
පැය 50 MA ට පසුව ලබාගත් Cu50(Zr50-xNix) කුඩු වල රූප විද්‍යාත්මක ලක්ෂණ. Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 පද්ධති සඳහා, 50 MA ට පසුව ලබාගත් කුඩු වල FE-SEM රූප පිළිවෙලින් (a), (b), (c) සහ (d) හි දක්වා ඇත.
කුඩු සීතල ඉසින පෝෂකයට පැටවීමට පෙර, ඒවා මුලින්ම විශ්ලේෂණාත්මක ශ්‍රේණියේ එතනෝල් වල විනාඩි 15 ක් sonicated කර පසුව පැය 2 ක් 150° C දී වියළන ලදී. ආලේපන ක්‍රියාවලියේදී බොහෝ විට බරපතල ගැටළු ඇති කරන සමුච්චයකරණයට සාර්ථකව සටන් කිරීමට මෙම පියවර ගත යුතුය. MA ක්‍රියාවලිය අවසන් වූ පසු, මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු වල සමජාතීයතාවය විමර්ශනය කිරීම සඳහා වැඩිදුර අධ්‍යයනයන් සිදු කරන ලදී. රූපයේ. 5a-d හි පිළිවෙලින් පැය 50 ක කාලයක් M ට පසුව ගන්නා ලද Cu50Zr30Ni20 මිශ්‍ර ලෝහයේ Cu, Zr සහ Ni මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍යවල FE-SEM ක්ෂුද්‍ර ග්‍රැෆි සහ අනුරූප EDS රූප පෙන්වයි. මෙම පියවරෙන් පසු ලබාගත් මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු සමජාතීය බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය, මන්ද ඒවා රූප සටහන 5 හි පෙන්වා ඇති පරිදි උප-නැනෝමීටර මට්ටමට වඩා කිසිදු සංයුති උච්චාවචනයක් නොපෙන්වයි.
FE-SEM/ශක්ති විසරණ X-කිරණ වර්ණාවලීක්ෂය (EDS) මගින් 50 MA ට පසුව ලබාගත් MG Cu50Zr30Ni20 කුඩු වල මූලද්‍රව්‍යවල රූප විද්‍යාව සහ දේශීය ව්‍යාප්තිය. (a) (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα, සහ (d) Ni-Kα හි SEM සහ X-කිරණ EDS රූපකරණය.
පැය 50ක MA කාලයෙන් පසු ලබාගත් යාන්ත්‍රිකව මිශ්‍ර කරන ලද Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 සහ Cu50Zr20Ni30 කුඩු වල X-කිරණ විවර්තන රටා පිළිවෙලින් රූප සටහන් 6a-d හි දක්වා ඇත. මෙම ඇඹරුම් අවධියෙන් පසු, විවිධ Zr සාන්ද්‍රණයන් සහිත සියලුම සාම්පලවල රූප සටහන් 6 හි දැක්වෙන ලාක්ෂණික හැලෝ විසරණ රටා සහිත අස්ඵටික ව්‍යුහයන් තිබුණි.
MA පසු පැය 50ක් සඳහා Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), සහ Cu50Zr20Ni30 (d) කුඩු වල එක්ස් කිරණ විවර්තන රටා. සියලුම සාම්පලවල ව්‍යතිරේකයකින් තොරව හැලෝ-විසරණ රටාවක් නිරීක්ෂණය කරන ලද අතර, එය අස්ඵටික අවධියක් සෑදීම පෙන්නුම් කරයි.
විවිධ MA කාලවලදී බෝල ඇඹරීමෙන් ඇතිවන කුඩු වල ව්‍යුහාත්මක වෙනස්කම් නිරීක්ෂණය කිරීමට සහ දේශීය ව්‍යුහය තේරුම් ගැනීමට අධි විභේදන ක්ෂේත්‍ර විමෝචන සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (FE-HRTEM) භාවිතා කරන ලදී. Cu50Zr30Ni20 සහ Cu50Zr40Ni10 කුඩු ඇඹරීමේ මුල් (පැය 6) සහ අතරමැදි (පැය 18) අවධීන්ගෙන් පසු FE-HRTEM ක්‍රමය මගින් ලබාගත් කුඩු වල රූප පිළිවෙලින් රූප 7a හි දක්වා ඇත. MA හි පැය 6 කට පසු ලබාගත් කුඩු වල දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර රූපය (BFI) ට අනුව, කුඩු fcc-Cu, hcp-Zr සහ fcc-Ni මූලද්‍රව්‍යවල පැහැදිලිව අර්ථ දක්වා ඇති මායිම් සහිත විශාල ධාන්‍ය වලින් සමන්විත වන අතර, රූපය 7a හි පෙන්වා ඇති පරිදි ප්‍රතික්‍රියා අවධියක් සෑදීමේ සලකුණු නොමැත. ඊට අමතරව, මැද කලාපයෙන් (a) ලබාගත් සහසම්බන්ධිත තෝරාගත් ප්‍රදේශ විවර්තන රටාවක් (SADP) තියුණු විවර්තන රටාවක් (රූපය 7b) හෙළි කළේය, එය විශාල ස්ඵටික තිබීම සහ ප්‍රතික්‍රියාශීලී අවධියක් නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි.
මුල් (පැය 6) සහ අතරමැදි (පැය 18) අවධීන්ගෙන් පසුව ලබාගත් MA කුඩු වල දේශීය ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ. (අ) පැය 6 ක් සඳහා MA ප්‍රතිකාරයෙන් පසු Cu50Zr30Ni20 කුඩු වල අධි විභේදන ක්ෂේත්‍ර විමෝචන සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂය (FE-HRTEM) සහ (ආ) අනුරූප තෝරාගත් ප්‍රදේශ විවර්තන රූප සටහන (SADP). පැය 18 ක MA ප්‍රතිකාරයෙන් පසු ලබාගත් Cu50Zr40Ni10 හි FE-HRTEM රූපය (ඇ) හි දක්වා ඇත.
රූපය 7c හි පෙන්වා ඇති පරිදි, MA හි කාලසීමාව පැය 18 දක්වා වැඩි වීම ප්ලාස්ටික් විරූපණය සමඟ ඒකාබද්ධව බරපතල දැලිස් දෝෂ ඇති කිරීමට හේතු විය. MA ක්‍රියාවලියේ මෙම අතරමැදි අවධියේදී, කුඩු වල විවිධ දෝෂ දක්නට ලැබේ, ඒවාට ගොඩගැසීමේ දෝෂ, දැලිස් දෝෂ සහ ලක්ෂ්‍ය දෝෂ ඇතුළත් වේ (රූපය 7). මෙම දෝෂ නිසා ධාන්‍ය මායිම් දිගේ විශාල ධාන්‍ය කැබලි වී ප්‍රමාණයෙන් 20 nm ට වඩා කුඩා උප ධාන්‍ය බවට පත්වේ (රූපය 7c).
36 h MA සඳහා ඇඹරූ Cu50Z30Ni20 කුඩු වල දේශීය ව්‍යුහය, රූපය 8a හි දැක්වෙන පරිදි, අස්ඵටික තුනී අනුකෘතියක තැන්පත් කර ඇති අතිශය සියුම් නැනෝ ධාන්‍ය සෑදීම මගින් සංලක්ෂිත වේ. EMF හි දේශීය විශ්ලේෂණයකින් පෙන්නුම් කළේ රූපය 8a හි දැක්වෙන නැනෝ පොකුරු ප්‍රතිකාර නොකළ Cu, Zr සහ Ni කුඩු මිශ්‍ර ලෝහ සමඟ සම්බන්ධ වී ඇති බවයි. අනුකෘතියේ Cu හි අන්තර්ගතය ~32 at.% (දුප්පත් කලාපය) සිට ~74 at.% (පොහොසත් කලාපය) දක්වා වෙනස් වූ අතර එය විෂමජාතීය නිෂ්පාදන සෑදීම පෙන්නුම් කරයි. මීට අමතරව, මෙම පියවරේදී ඇඹරීමෙන් පසු ලබාගත් කුඩු වල අනුරූප SADPs, රූපය 8b හි පෙන්වා ඇති පරිදි, මෙම ප්‍රතිකාර නොකළ මිශ්‍ර ලෝහ මූලද්‍රව්‍ය සමඟ සම්බන්ධ තියුණු ලක්ෂ්‍ය සමඟ අතිච්ඡාදනය වන ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික හැලෝ-විසරණ අමෝෆස් අවධි වළලු පෙන්වයි.
36 h-Cu50Zr30Ni20 කුඩු වලින් ඔබ්බට නැනෝ පරිමාණ දේශීය ව්‍යුහාත්මක ලක්ෂණ. (අ) දීප්තිමත් ක්ෂේත්‍ර රූපය (BFI) සහ අනුරූප (ආ) පැය 36 MA සඳහා ඇඹරීමෙන් පසු ලබාගත් Cu50Zr30Ni20 කුඩු වල SADP.
MA ක්‍රියාවලියේ අවසානය (පැය 50) වන විට, Cu50(Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, සහ 40 at.% කුඩු, ව්‍යතිරේකයකින් තොරව, රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, අස්ඵටික අවධියේ ලිබරින්ටයින් රූප විද්‍යාවක් ඇත. එක් එක් සංයුතියේ අනුරූප SADS හි ලක්ෂ්‍ය විවර්තනය හෝ තියුණු වළයාකාර රටා අනාවරණය කර ගත නොහැකි විය. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ ප්‍රතිකාර නොකළ ස්ඵටික ලෝහයක් නොමැති බවයි, නමුත් අස්ඵටික මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු සෑදීමයි. අවසාන නිෂ්පාදන ද්‍රව්‍යයේ අස්ඵටික අවධීන් වර්ධනය සඳහා සාක්ෂි ලෙස හැලෝ විසරණ රටා පෙන්වන මෙම සහසම්බන්ධිත SADPs ද භාවිතා කරන ලදී.
Cu50 MS පද්ධතියේ (Zr50-xNix) අවසාන නිෂ්පාදනයේ දේශීය ව්‍යුහය. MA හි පැය 50 කට පසු ලබාගත් (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, සහ (d) Cu50Zr10Ni40 හි FE-HRTEM සහ සහසම්බන්ධිත නැනෝ කදම්භ විවර්තන රටා (NBDP).
අවකල ස්කෑනිං කැලරිමිතිය භාවිතා කරමින්, වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වයේ (Tg), සුපිරි සිසිලන ද්‍රව කලාපයේ (ΔTx) සහ ස්ඵටිකීකරණ උෂ්ණත්වයේ (Tx) තාප ස්ථායිතාව Cu50(Zr50-xNix) අස්ඵටික පද්ධතියේ Ni (x) අන්තර්ගතය මත පදනම්ව අධ්‍යයනය කරන ලදී. He වායු ප්‍රවාහයේ (DSC) ගුණාංග. MA ට පසුව පැය 50 ක් සඳහා ලබාගත් Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 සහ Cu50Zr10Ni40 අස්ඵටික මිශ්‍ර ලෝහවල කුඩු වල DSC වක්‍ර පිළිවෙලින් රූප 10a, b, e හි දක්වා ඇත. අස්ඵටික Cu50Zr20Ni30 හි DSC වක්‍රය රූපය 10 වන සියවසේ වෙන වෙනම දක්වා ඇති අතර, මේ අතර, DSC හි ~700°C දක්වා රත් කරන ලද Cu50Zr30Ni20 සාම්පලයක් රූපය 10g හි දක්වා ඇත.
MA ට පසු පැය 50ක් සඳහා ලබාගත් Cu50(Zr50-xNix) MG කුඩු වල තාප ස්ථායිතාව තීරණය වන්නේ වීදුරු සංක්‍රාන්ති උෂ්ණත්වය (Tg), ස්ඵටිකීකරණ උෂ්ණත්වය (Tx) සහ සුපිරි සිසිලන ද්‍රව කලාපය (ΔTx) මගිනි. MA ට පසු පැය 50ක් සඳහා Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), සහ (e) Cu50Zr10Ni40 MG මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු වල අවකල ස්කෑනිං කැලරිමීටර (DSC) කුඩු වල තාප රූප සටහන්. DSC හි ~700°C දක්වා රත් කරන ලද Cu50Zr30Ni20 සාම්පලයක X-කිරණ විවර්තන රටාවක් (XRD) (d) හි දක්වා ඇත.
රූපය 10 හි දැක්වෙන පරිදි, විවිධ නිකල් සාන්ද්‍රණයන් (x) සහිත සියලුම සංයුති සඳහා DSC වක්‍ර මඟින් වෙනස් අවස්ථා දෙකක් පෙන්නුම් කරයි, එකක් තාප අවශෝෂක සහ අනෙක තාප අවශෝෂක. පළමු තාප අවශෝෂක සිදුවීම Tg ට අනුරූප වන අතර දෙවැන්න Tx සමඟ සම්බන්ධ වේ. Tg සහ Tx අතර පවතින තිරස් පරතරය ප්‍රදේශය උප සිසිලන ද්‍රව ප්‍රදේශය ලෙස හැඳින්වේ (ΔTx = Tx – Tg). ප්‍රතිඵලවලින් පෙනී යන්නේ 526°C සහ 612°C හි තබා ඇති Cu50Zr40Ni10 සාම්පලයේ Tg සහ Tx (රූපය 10a) අන්තර්ගතය (x) % දී 482°C සහ 563°C හි අඩු උෂ්ණත්ව පැත්ත දෙසට 20 දක්වා මාරු කරන බවයි. රූපය 10b හි පෙන්වා ඇති පරිදි පිළිවෙලින් Ni අන්තර්ගතය (x) වැඩි වීමත් සමඟ °C. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, Cu50Zr30Ni20 සඳහා ΔTx Cu50Zr40Ni10 86°С (රූපය 10a) සිට 81°С දක්වා අඩු වේ (රූපය 10b). MC Cu50Zr40Ni10 මිශ්‍ර ලෝහය සඳහා, Tg, Tx සහ ΔTx අගයන් 447°С, 526°С සහ 79°С මට්ටම් දක්වා අඩුවීමක් ද නිරීක්ෂණය විය (රූපය 10b). මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ Ni අන්තර්ගතයේ වැඩි වීමක් MS මිශ්‍ර ලෝහයේ තාප ස්ථායිතාවයේ අඩුවීමට හේතු වන බවයි. ඊට පටහැනිව, MC Cu50Zr20Ni30 මිශ්‍ර ලෝහයේ Tg (507 °C) අගය MC Cu50Zr40Ni10 මිශ්‍ර ලෝහයට වඩා අඩුය; කෙසේ වෙතත්, එහි Tx එයට සැසඳිය හැකි අගයක් (612 °C) පෙන්වයි. එබැවින්, රූපයේ දැක්වෙන පරිදි ΔTx හි ඉහළ අගයක් (87°C) ඇත. 10 වන සියවස
උදාහරණයක් ලෙස Cu50Zr20Ni30 MC මිශ්‍ර ලෝහය භාවිතා කරමින් Cu50(Zr50-xNix) MC පද්ධතිය, තියුණු තාපජ උච්චයක් හරහා fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 සහ orthorhombic-ZrNi ස්ඵටික අවධීන් බවට ස්ඵටිකීකරණය වේ (රූපය 10c). මෙම අවධි සංක්‍රාන්තිය MG සාම්පලයේ (රූපය 10d) එක්ස් කිරණ විවර්තන විශ්ලේෂණය මගින් තහවුරු කරන ලද අතර එය DSC හි 700 °C දක්වා රත් කරන ලදී.
රූපයේ. 11 වත්මන් කාර්යයේදී සිදු කරන ලද සීතල ඉසින ක්‍රියාවලියේදී ගන්නා ලද ඡායාරූප පෙන්වයි. මෙම අධ්‍යයනයේ දී, MA පසු පැය 50 ක් සංස්ලේෂණය කරන ලද ලෝහ වීදුරු කුඩු අංශු (උදාහරණයක් ලෙස Cu50Zr20Ni30 භාවිතා කරමින්) ප්‍රතිබැක්ටීරීය අමුද්‍රව්‍යයක් ලෙස භාවිතා කරන ලද අතර, මල නොබැඳෙන වානේ තහඩුවක් (SUS304) සීතල ඉසින ආලේප කර ඇත. තාප ඉසින තාක්‍ෂණ ශ්‍රේණියේ ආලේපනය සඳහා සීතල ඉසින ක්‍රමය තෝරා ගන්නා ලද්දේ එය තාප ඉසින තාක්‍ෂණ ශ්‍රේණියේ වඩාත්ම කාර්යක්ෂම ක්‍රමය වන අතර එහිදී එය අස්ඵටික සහ නැනෝ ස්ඵටික කුඩු වැනි ලෝහමය මෙටාස්ටේබල් තාප සංවේදී ද්‍රව්‍ය සඳහා භාවිතා කළ හැකිය. අදියර. සංක්‍රාන්ති වලට යටත් නොවේ. මෙම ක්‍රමය තෝරා ගැනීමේ ප්‍රධාන සාධකය මෙයයි. සීතල තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රියාවලිය සිදු කරනු ලබන්නේ උපස්ථරය හෝ කලින් තැන්පත් කරන ලද අංශු සමඟ බලපෑම මත අංශුවල චාලක ශක්තිය ප්ලාස්ටික් විරූපණය, විරූපණය සහ තාපය බවට පරිවර්තනය කරන ඉහළ ප්‍රවේග අංශු භාවිතා කරමිනි.
550°C දී MG/SUS 304 අනුප්‍රාප්තික සූදානම පහක් සඳහා භාවිතා කරන ලද සීතල ඉසින ක්‍රියා පටිපාටිය ක්ෂේත්‍ර ඡායාරූපවලින් දැක්වේ.
අංශුවල චාලක ශක්තිය මෙන්ම ආලේපනය සෑදීමේදී එක් එක් අංශුවේ ගම්‍යතාවය, ප්ලාස්ටික් විරූපණය (න්‍යාසයේ ප්‍රාථමික අංශු සහ අන්තර් අංශු අන්තර්ක්‍රියා සහ අංශු අන්තර්ක්‍රියා), ඝන ද්‍රව්‍යවල අන්තර් සෛලීය ගැට, අංශු අතර භ්‍රමණය, විරූපණය සහ සීමාකාරී උණුසුම වැනි යාන්ත්‍රණයන් හරහා වෙනත් ශක්ති ආකාර බවට පරිවර්තනය කළ යුතුය. ඊට අමතරව, එන චාලක ශක්තිය සියල්ලම තාප ශක්තිය සහ විරූපණ ශක්තිය බවට පරිවර්තනය නොවන්නේ නම්, ප්‍රතිඵලය ප්‍රත්‍යාස්ථ ගැටුමක් වනු ඇත, එයින් අදහස් වන්නේ අංශු බලපෑමෙන් පසු සරලව පැන යන බවයි. අංශුව/උපස්ථර ද්‍රව්‍යයට යොදන බලපෑම් ශක්තියෙන් 90% ක් දේශීය තාපය බවට පරිවර්තනය වන බව සටහන් කර ඇත. ඊට අමතරව, බලපෑම් ආතතිය යොදන විට, අංශු/උපස්ථර සම්බන්ධතා කලාපයේ ඉතා කෙටි කාලයක් තුළ ඉහළ ප්ලාස්ටික් වික්‍රියා අනුපාත ලබා ගනී41,42.
ප්ලාස්ටික් විරූපණය සාමාන්‍යයෙන් ශක්ති විසර්ජන ක්‍රියාවලියක් ලෙස හෝ ඒ වෙනුවට අන්තර් මුහුණත කලාපයේ තාප ප්‍රභවයක් ලෙස සැලකේ. කෙසේ වෙතත්, අන්තර් මුහුණත කලාපයේ උෂ්ණත්වය වැඩිවීම සාමාන්‍යයෙන් අන්තර් මුහුණත දියවීම හෝ පරමාණුවල අන්‍යෝන්‍ය විසරණය සැලකිය යුතු ලෙස උත්තේජනය කිරීම සඳහා ප්‍රමාණවත් නොවේ. කතුවරුන් දන්නා කිසිදු ප්‍රකාශනයක් මෙම ලෝහමය වීදුරු කුඩු වල ගුණාංගවල කුඩු ඇලවීම සහ සීතල ඉසින ශිල්පීය ක්‍රම භාවිතා කරන විට සිදුවන පදිංචි වීම කෙරෙහි ඇති කරන බලපෑම විමර්ශනය කර නොමැත.
SUS 304 උපස්ථරය මත තැන්පත් කරන ලද MG Cu50Zr20Ni30 මිශ්‍ර ලෝහ කුඩු වල BFI රූපය 12a හි දැකිය හැකිය (රූපය 11, 12b). රූපයෙන් දැකිය හැකි පරිදි, ආලේපිත කුඩු ඒවායේ මුල් අස්ඵටික ව්‍යුහය රඳවා ගනී, මන්ද ඒවාට කිසිදු ස්ඵටික ලක්ෂණ හෝ දැලිස් දෝෂ නොමැතිව සියුම් ලිබ්‍රින්ත් ව්‍යුහයක් ඇත. අනෙක් අතට, රූපය විදේශීය අවධියක් පවතින බව පෙන්නුම් කරයි, MG-ආලේපිත කුඩු අනුකෘතියේ ඇතුළත් කර ඇති නැනෝ අංශු මගින් සාක්ෂි දරයි (රූපය 12a). රූපය 12c කලාපය I (රූපය 12a) හා සම්බන්ධ සුචිගත නැනෝ කදම්භ විවර්තන රටාව (NBDP) පෙන්වයි. රූපය 12c හි පෙන්වා ඇති පරිදි, NBDP අස්ඵටික ව්‍යුහයේ දුර්වල හැලෝ-විසරණ රටාවක් ප්‍රදර්ශනය කරන අතර ස්ඵටිකරූපී විශාල ඝනක මෙටාස්ටේබල් Zr2Ni අවධියක් සහ ටෙට්‍රාගෝනල් CuO අවධියකට අනුරූප තියුණු ලප සමඟ සහජීවනයෙන් පවතී. CuO සෑදීම, ඉසින තුවක්කුවේ තුණ්ඩයේ සිට SUS 304 දක්වා එළිමහනේ දී සුපර්සොනික් ප්‍රවාහයකින් ගමන් කරන විට කුඩු ඔක්සිකරණය වීමෙන් පැහැදිලි කළ හැකිය. අනෙක් අතට, ලෝහ වීදුරු කුඩු අපගමනය කිරීමේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස 550°C දී විනාඩි 30 ක් සීතල ඉසින ප්‍රතිකාරයෙන් පසු විශාල ඝනක අවධි ඇති විය.
(අ) (ආ) SUS 304 උපස්ථරය මත තැන්පත් කර ඇති MG කුඩු වල FE-HRTEM රූපය (රූපය ඇතුළත් කර ඇත). (අ) හි දැක්වෙන වටකුරු සංකේතයේ NBDP දර්ශකය (ඇ) හි දක්වා ඇත.
විශාල ඝනක Zr2Ni නැනෝ අංශු සෑදීම සඳහා මෙම විභව යාන්ත්‍රණය පරීක්ෂා කිරීම සඳහා, ස්වාධීන අත්හදා බැලීමක් සිදු කරන ලදී. මෙම අත්හදා බැලීමේදී, SUS 304 උපස්ථරයේ දිශාවට 550°C දී පරමාණුකාරකයකින් කුඩු ඉසින ලදී; කෙසේ වෙතත්, ඇනීලිං ආචරණය තීරණය කිරීම සඳහා, කුඩු හැකි ඉක්මනින් (තත්පර 60ක් පමණ) SUS304 තීරුවෙන් ඉවත් කරන ලදී. ). තවත් අත්හදා බැලීම් මාලාවක් සිදු කරන ලද අතර, යෙදීමෙන් තත්පර 180 කට පමණ පසු කුඩු උපස්ථරයෙන් ඉවත් කරන ලදී.
රූප 13a,b හි SUS 304 උපස්ථර මත තත්පර 60 සහ තත්පර 180 සඳහා තැන්පත් කරන ලද ඉසින ලද ද්‍රව්‍ය දෙකක ස්කෑනිං සම්ප්‍රේෂණ ඉලෙක්ට්‍රෝන අන්වීක්ෂ (STEM) අඳුරු ක්ෂේත්‍ර (DFI) රූප පිළිවෙලින් පෙන්වයි. තත්පර 60 ක් සඳහා තැන්පත් කරන ලද කුඩු රූපයේ රූප විද්‍යාත්මක විස්තර නොමැති අතර, ලක්ෂණ නොමැති බව පෙන්නුම් කරයි (රූපය 13a). XRD මගින් ද මෙය තහවුරු කරන ලද අතර, රූපය 14a හි දැක්වෙන පුළුල් ප්‍රාථමික සහ ද්විතියික විවර්තන උච්ච මගින් පෙන්නුම් කරන පරිදි, මෙම කුඩු වල සමස්ත ව්‍යුහය අමෝෆස් බව පෙන්නුම් කළේය. මෙයින් පෙන්නුම් කරන්නේ කුඩු එහි මුල් අමෝෆස් ව්‍යුහය රඳවා ගන්නා මෙටාස්ටේබල්/මෙසොෆේස් අවක්ෂේපිත නොමැති බවයි. ඊට වෙනස්ව, එකම උෂ්ණත්වයේ (550°C) තැන්පත් කර ඇති නමුත් තත්පර 180ක් උපස්ථරයේ ඉතිරි වූ කුඩු, රූපය 13b හි ඊතල මගින් පෙන්වා ඇති පරිදි නැනෝ ප්‍රමාණයේ ධාන්‍ය තැන්පත් වීම පෙන්නුම් කළේය.