Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Vérsi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan terbatas pikeun CSS. Kanggo pangalaman pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi mareuman modeu kasaluyuan dina Internet Explorer).
Biofilms mangrupakeun komponén penting dina ngembangkeun inféksi kronis, utamana lamun alat médis aub.Masalah ieu presents tangtangan badag ka masarakat médis, sakumaha antibiotik baku ngan bisa ngabasmi biofilms ka extent pohara kawates.Nyegah formasi biofilm geus ngarah ka ngembangkeun rupa métode palapis jeung bahan anyar.Metoda ieu boga tujuan pikeun coating surfaces dina manner nu ngahambat maranéhanana formasi biofilms logam, utamana logam, logam alloying. geus mecenghul salaku coatings antimikrobial idéal. Dina waktu nu sarua, pamakéan téknologi semprot tiis geus ngaronjat sabab mangrupakeun metoda cocog pikeun ngolah materials.Part suhu-sénsitip. Bagian tina tujuan ulikan ieu pikeun ngamekarkeun novél antibakteri film kaca metalik diwangun ku ternary Cu-Zr-Ni ngagunakeun téhnik alloying mékanis. The bubuk buleud buleud nu nyieun nepi ka bahan atah low coatings stainless steel dipaké salaku bahan ahir semprot permukaan stainless steel. temperatures.Substrates coated kalawan kaca logam éta bisa nyata ngurangan formasi biofilm ku sahanteuna 1 log dibandingkeun stainless steel.
Sapanjang sajarah manusa, masarakat mana wae geus bisa ngarancang jeung ngamajukeun bubuka bahan novél nu minuhan sarat husus na, nu geus ngahasilkeun ningkat kinerja sarta ranking dina ékonomi globalized1.It geus salawasna geus attributed ka kamampuh manusa pikeun ngembangkeun bahan jeung alat fabrikasi jeung desain pikeun bahan fabrikasi jeung characterization pikeun ngahontal gains dina kaséhatan, atikan, industri, ékonomi, budaya jeung widang séjén tina hiji nagara atawa wewengkon nu lian ukuran kamajuan. 2 Pikeun 60 taun, élmuwan bahan geus devoted loba waktu maranéhna pikeun fokus dina hiji perhatian utama: ngungudag novel sarta motong-ujung materials.Recent panalungtikan geus fokus kana ngaronjatkeun kualitas jeung kinerja bahan aya, kitu ogé sintésis jeung inventing tipe sagemblengna anyar bahan.
Penambahan elemen alloying, modifikasi tina microstructure bahan, sarta aplikasi tina termal, mékanis atawa téknik processing thermo-mékanis geus nyababkeun perbaikan signifikan dina mékanis, kimia jeung fisik sipat rupa-rupa bahan béda. nanopartikel, nanotube, titik-titik kuantum, nol-dimensi, gelas logam amorf, jeung alloy tinggi-éntropi téh ngan sababaraha conto bahan canggih diwanohkeun ka dunya saprak pertengahan abad panungtungan. Nalika manufaktur sarta ngembangkeun alloy anyar mibanda sipat unggul, boh dina produk ahir atawa dina tahap panengah produksi na, masalah off-kasaimbangan anyar mindeng ditambahkeun kana hasil tina panyimbangan anyar. kasatimbangan, kelas anyar sakabeh alloy metastabil, katelah gelas logam, geus kapanggih.
Karyana di Caltech di 1960 dibawa revolusi dina konsép alloy logam nalika anjeunna disintésis glassy Au-25 at.% Si alloy ku gancang solidifying cair dina ampir sajuta darajat per detik 4.Profesor Pol Duwezs 'kajadian kapanggihna teu ukur heralded awal sajarah gelas logam (MG), tapi ogé ngarah ka parobihan metalik. studi pioneering dina sintésis alloy MG, ampir kabéh gelas logam geus dihasilkeun sagemblengna ku ngagunakeun salah sahiji metodeu di handap ieu; (i) solidifikasi gancang tina lebur atawa uap, (ii) gangguan atom tina kisi, (iii) réaksi amorphization solid-state antara unsur logam murni, jeung (iv) transisi solid-state fase metastabil.
MG dibédakeun ku kurangna urutan atom jarak jauh anu aya hubunganana sareng kristal, anu mangrupikeun ciri kristal. Di dunya ayeuna, kamajuan hébat parantos dilakukeun dina widang kaca logam. Éta mangrupikeun bahan novel anu gaduh sipat anu pikaresepeun anu dipikaresep henteu ngan ukur dina fisika solid-state, tapi ogé dina metalurgi, kimia permukaan, téknologi, biologi sareng seueur jinis bahan padet anu béda-béda pikeun bahan padet anu béda. aplikasi téhnologis dina rupa-rupa widang.Aranjeunna mibanda sababaraha sipat penting; (I) ductility mékanis tinggi jeung kakuatan ngahasilkeun, (ii) perméabilitas magnét tinggi, (iii) coercivity low, (iv) lalawanan korosi mahiwal, (v) kamerdikaan suhu The konduktivitas 6,7.
Mechanical alloying (MA) 1,8 nyaéta téhnik kawilang anyar, mimiti diwanohkeun dina 19839 ku Prof CC Kock sareng colleagues.They disiapkeun powders amorf Ni60Nb40 ku grinding campuran unsur murni dina suhu ambient deukeut pisan suhu kamar. Ilaharna, réaksi MA dilumangsungkeun antara gandeng diffusive tina powders bahan réaktan dina reaktor a, biasana dijieunna tina stainless steel kana ball mill 10 (Gbr. 1a, b) . Ti saprak éta, téhnik réaksi solid-state ngainduksi mechanically ieu geus dipaké pikeun nyiapkeun novél amorf / bubuk alloy kaca logam ngagunakeun low (Gbr. 1c, kitu ogé mills énergi tinggi), sarta mills énergi tinggi. Mills11,12,13,14,15, 16. Dina sababaraha hal, metoda ieu geus dipaké pikeun nyiapkeun sistem immiscible kayaning Cu-Ta17, kitu ogé alloy titik lebur tinggi kayaning sistem logam Al-transisi (TM; Zr, Hf, Nb jeung Ta) 18,19 jeung Fe-W20 , nu teu bisa dimeunangkeun ku préparasi paling kuat MAFuther, nu teu bisa dimeunangkeun ku préparasi paling konvensional MAF. parabot nanotéhnologi pikeun persiapan nanocrystalline skala industri jeung partikel bubuk nanocomposite oksida logam, karbida, nitrida, hidrida, nanotube karbon, nanodiamonds, Kitu ogé stabilisasi lega ngaliwatan pendekatan luhur-handap 1 jeung tahap metastabil.
Schematic némbongkeun métode fabrikasi dipaké pikeun nyiapkeun Cu50(Zr50−xNix) kaca logam (MG) palapis / SUS 304 dina ulikan ieu. (a) Persiapan bubuk alloy MG kalawan konsentrasi Ni béda x (x; 10, 20, 30 jeung 40 at.%) ngagunakeun téhnik panggilingan bola énergi low.(a) The bahan dimimitian ku cylinder alat baja (a) The bahan dimimitian. geus disegel dina kotak sarung ngeusi He atmosfir.(c) Modél transparan wadah grinding illustrating gerak bola salila grinding.Produk ahir bubuk diala sanggeus 50 jam ieu dipaké pikeun coated substrat SUS 304 ngagunakeun métode semprot tiis (d).
Lamun datang ka surfaces bahan bulk (substrat), rékayasa permukaan ngalibatkeun rarancang jeung modifikasi surfaces (substrat) pikeun nyadiakeun qualities fisik, kimia jeung teknis tangtu teu dikandung dina bulk material.Some aslina sipat nu bisa éféktif ningkat ku perlakuan permukaan kaasup résistansi abrasion, oksidasi jeung korosi résistansi, koefisien gesekan, bio-inertness, sipat listrik, jeung bisa ningkatkeun kualitas termal ku sababaraha sipat listrik. Téhnik metalurgi, mékanis atanapi kimiawi.Salaku prosés anu terkenal, palapis ngan saukur dihartikeun salaku lapisan tunggal atanapi sababaraha bahan anu disimpen sacara artifisial dina permukaan objék bulk (substrat) anu didamel tina bahan anu sanés. Ku kituna, palapis dianggo sabagian pikeun ngahontal sababaraha sipat téknis atanapi hiasan anu dipikahoyong, ogé pikeun ngajagi bahan tina interaksi kimia sareng fisik anu dipiharep sareng lingkungan sakurilingna23.
Pikeun neundeun lapisan panyalindungan permukaan anu cocog sareng ketebalan mimitian ti sababaraha mikrométer (handap 10-20 mikrométer) dugi ka langkung ti 30 mikrometer atanapi bahkan sababaraha milimeter, seueur metode sareng téknik tiasa diterapkeun. kaasup brazing, surfacing, déposisi uap fisik (PVD), déposisi uap kimiawi (CVD), téhnik semprot termal tur leuwih anyar téhnik semprot tiis 24 (Gbr. 1d).
Biofilm dihartikeun salaku komunitas mikroba nu teu bisa balik napel na surfaces tur dikurilingan ku polimér extracellular (EPS) dihasilkeun sorangan. Formasi biofilm superficially dewasa bisa ngakibatkeun karugian signifikan dina loba séktor industri, kaasup industri pangan, sistem cai, jeung lingkungan kaséhatan. Staphylococci) hese diubaran.Salajengna, biofilm dewasa geus dilaporkeun 1000 kali leuwih tahan ka perlakuan antibiotik dibandingkeun sél baktéri planktonic, nu dianggap tantangan terapi utama.Bahan palapis permukaan antimikrobial diturunkeun tina sanyawa organik konvensional geus sajarahna dipaké.Sanajan bahan sapertos mindeng ngandung komponén toksik,62 berpotensi ngahindarkeun bahan toksik ka manusa. karuksakan.
Résistansi nyebar baktéri ka perlakuan antibiotik alatan formasi biofilm geus ngarah ka kabutuhan pikeun ngembangkeun hiji antimikrobial permukaan coated mémbran mujarab nu bisa aman dilarapkeun27. Ngembangkeun permukaan anti adherent fisik atawa kimiawi nu sél baktéri dipeungpeuk meungkeut jeung ngawangun biofilms alatan adhesion nyaeta pendekatan kahiji dina prosés ieu27. The téhnologi kadua pikeun nganteurkeun coatings antimikrobial nu kadua. aranjeunna diperlukeun, dina jumlah anu kacida kentel sarta tailored. Ieu kahontal ku ngamekarkeun bahan palapis unik kayaning graphene / germanium28, black diamond29 sarta ZnO-doped inten-kawas coatings karbon30 anu tahan ka baktéri, téhnologi nu maximizes Toksisitas sarta ngembangkeun lalawanan alatan formasi biofilm anu nyata ngurangan. Sajaba ti éta, coatings termal-kimiawi surfaces nu di korporasi karbon dioksidasi dina jangka panjang. kontaminasi jadi beuki populér.Sanajan sakabeh tilu prosedur sanggup ngahasilkeun épék antimikrobial on surfaces coated, aranjeunna masing-masing boga set sorangan watesan nu kudu dianggap nalika ngamekarkeun strategi aplikasi.
Produk ayeuna dina pasaran anu hampered ku waktu cukup pikeun nganalisis sarta nguji coatings pelindung pikeun bahan biologis aktip.Pausahaan ngaku yen produk maranéhanana baris nyadiakeun pamaké kalawan aspék fungsional desirable; kumaha oge, ieu geus jadi halangan pikeun kasuksésan produk ayeuna di pasar.Sanyawa diturunkeun tina pérak dipaké dina Lolobana terapi antimikroba ayeuna sadia pikeun consumers.Produk ieu dikembangkeun pikeun ngajaga pamaké ti épék berpotensi bahaya mikroorganisme.Efék antimikroba nyangsang jeung karacunan pakait tina sanyawa pérak ngaronjatkeun tekanan dina panalungtik alternatif C36 ngabahayakeun. Anu tiasa dianggo di jero ruangan sareng di luar masih kabuktian janten tugas anu pikasieuneun. Ieu kusabab résiko anu aya hubunganana pikeun kaséhatan sareng kasalametan. Manggihan agén antimikroba anu kirang ngabahayakeun pikeun manusa sareng mikirkeun kumaha cara ngalebetkeun kana substrat palapis kalayan umur rak anu langkung panjang mangrupikeun tujuan anu paling dipilarian 38. Agén antimikroba sareng anti-biofilm pang anyarna dirarancang ku kontak langsung atanapi saatos bahan kontak, atanapi saatos dileupaskeun. bisa ngalakukeun ieu ku cara ngahambat adhesion baktéri awal (kaasup counteracting formasi lapisan protéin dina beungeut cai) atawa ku maéhan baktéri ku interfering jeung témbok sél.
Dasarna, palapis permukaan nyaéta prosés nempatkeun lapisan anu sanés dina permukaan komponén pikeun ningkatkeun kualitas anu aya hubunganana sareng permukaan. Tujuan palapis permukaan nyaéta pikeun nyaluyukeun mikrostruktur sareng / atanapi komposisi daérah caket permukaan komponén39. Téhnik palapis permukaan tiasa dibagi kana metode anu béda, anu diringkeskeun dina Gbr. 2a.Coatings tiasa dibagi kana metode kimia, kimia, kimia, kimia, kimia, sareng termal anu dianggo gumantung kana metodeu, kimia, kimia, sareng termal. pikeun nyieun palapis.
(a) Inset nunjukkeun téknik fabrikasi utama anu dianggo pikeun permukaan, sareng (b) kaunggulan sareng kalemahan anu dipilih tina téknik semprot tiis.
Téknologi semprot tiis babagi loba kamiripan jeung métode semprot termal konvensional.Najan kitu, aya ogé sababaraha sipat fundamental konci anu nyieun prosés semprot tiis jeung bahan semprot tiis utamana unique.Cold téhnologi semprot masih di infancy na, tapi ngabogaan future.In caang aplikasi tangtu, sipat unik tina semprot tiis nawarkeun kauntungan hébat, overcoming watesan alamiah tina métode semprot termal has. dilebur guna deposit onto substrate.Obviously, prosés palapis tradisional ieu teu cocog pikeun bahan pisan suhu-sénsitip kayaning nanocrystals, nanoparticles, amorf jeung metallic glasses40, 41, 42.Furthermore, bahan palapis semprot termal salawasna némbongkeun tingkat luhur porosity na oxides.Cold téhnologi semprot termal (teknologi semprot termal minimal misalna), kaunggulan misalna tina input termal loba, kayaning substrat panas. (ii) kalenturan dina pilihan palapis substrat, (iii) henteuna transformasi fase jeung tumuwuhna sisikian, (iv) kakuatan beungkeut tinggi1,39 (Gbr. 2b). Sajaba ti éta, bahan palapis semprot tiis boga résistansi korosi tinggi, kakuatan tinggi na teu karasa, konduktivitas listrik tinggi na dénsitas tinggi41. Contrary kana kaunggulan tina prosés semprot tiis, aya kénéh sababaraha disadvantage ieu, sakumaha ditémbongkeun di handap ieu. 2b.When palapis powders keramik murni kayaning Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, jsb, metoda semprot tiis teu bisa used.On sisi séjén, powders komposit keramik / logam bisa dipaké salaku bahan baku pikeun coatings.The sarua lumaku pikeun métode semprot termal séjén. Permukaan rumit sarta surfaces pipe interior masih hésé menyemprot.
Nunjukkeun yen karya ayeuna boga tujuan pikeun ngagunakeun powders glassy logam salaku bahan palapis atah, éta jelas yén nyemprot termal konvensional teu bisa dipaké pikeun purpose.This ieu alatan powders glassy logam crystallize dina temperatures1 luhur.
Kaseueuran alat-alat anu dianggo dina industri médis sareng pangan didamel tina alloy stainless steel austenitic (SUS316 sareng SUS304) kalayan eusi kromium antara 12 sareng 20 wt% pikeun produksi instrumen bedah. Hal ieu umumna ditarima yén pamakéan logam kromium salaku unsur alloying dina alloy baja bisa greatly ngaronjatkeun résistansi korosi tina alloy baja standar, teu alloy baja tahan korosi tinggi. némbongkeun sipat antimikrobial signifikan38,39.Ieu kontras jeung résistansi korosi tinggi maranéhanana.Sanggeus ieu, ngembangkeun inféksi and inflammation bisa diprediksi, nu utamana disababkeun ku adhesion baktéri jeung kolonisasi dina beungeut biomaterials stainless steel.Kasulitan signifikan bisa timbul alatan kasusah signifikan pakait sareng adhesion baktéri jeung biofilm bisa ngabalukarkeun deterioration langsung, nu bisa ngakibatkeun deterioration langsung tina kaséhatan, nu bisa ngakibatkeun deterioration langsung, nu bisa ngakibatkeun deterioration langsung. mangaruhan kaséhatan manusa.
Ulikan ieu fase kahiji proyek dibiayaan ku Yayasan Kuwait pikeun kamajuan Élmu (KFAS), Kontrak No. 2023, bakal nalungtik ciri korosi éléktrokimia jeung sipat mékanis tina sistem di jéntré. Tés mikrobiologis rinci bakal dilaksanakeun pikeun spésiés baktéri béda.
Dina makalah ieu, pangaruh eusi unsur alloying Zr dina kamampuan ngabentuk kaca (GFA) dibahas dumasar kana ciri morfologis sareng struktural. fabricated kaca metalik systems.As conto wawakil, Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr20Ni30 alloy kaca logam geus dipaké dina ulikan ieu.
Dina bagian ieu, parobahan morfologis of Cu50Zr20Ni30 jeung Cu50Zr40Ni10 bakal dipaké salaku wawakil examples.Prosés MA bisa dibagi kana tilu tahapan béda, sakumaha ditémbongkeun ku metallographic characterization tina bubuk 3.
ciri Metallographic of alloy mékanis (MA) powders diala sanggeus tahapan béda bola panggilingan time.Field émisi scanning mikroskop éléktron mikroskop (FE-SEM) gambar MA na Cu50Zr40Ni10 powders diala sanggeus low énergi bola panggilingan kali 3, 12 jeung 50 h ditémbongkeun dina (a), (c) jeung (e) pikeun sistem Cu50Zr, MA, jeung nu sarua. Sistim Cu50Zr40Ni10 dicokot sanggeus waktu ditémbongkeun dina (b), (d) jeung (f).
Salila panggilingan bola, énergi kinétik éféktif nu bisa dibikeun ka bubuk logam kapangaruhan ku kombinasi parameter, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 1a. Ieu ngawengku tabrakan antara bal jeung powders, shearing compressive bubuk nyangkut antara atawa antara média grinding, dampak bola ragrag, geser jeung maké alatan sered bubuk antara gerak bola panggilingan média ngaliwatan, sarta gelombang shock ngalir ngaliwatan Facrop. 1a) Unsur Cu, Zr, sarta Ni bubuk anu parah deformed alatan las tiis dina tahap awal MA (3 h), hasilna partikel bubuk badag (> 1 mm diaméterna).Ieu partikel komposit badag dicirikeun ku formasi lapisan kandel elemen alloying (Cu, Zr, Ni), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3a, b.Ngaronjatkeun tahapan h dina waktu MA (intercreasing tahap h dina) h. énergi kinétik tina ball mill, hasilna dékomposisi bubuk komposit kana powders finer (kirang ti 200 µm), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3c, d. Dina tahap ieu, gaya geser dilarapkeun ngabalukarkeun formasi permukaan logam anyar jeung Cu, Zr, lapisan hint Ni, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3c, d. flakes pikeun ngahasilkeun fase anyar.
Dina klimaks prosés MA (sanggeus 50 h), nu metallography flaky ngan samar katempo (Gbr. 3e, f), tapi beungeut digosok bubuk némbongkeun eunteung metallography.Ieu ngandung harti yén prosés MA geus réngsé sarta kreasi fase réaksi tunggal geus lumangsung.Komponén unsur wewengkon indéks dina Gbr. 3e (I, II, vin), nangtukeun f. mikroskop (FE-SEM) digabungkeun jeung énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDS) (IV).
Dina Tabél 2, konséntrasi unsur unsur paduan dipidangkeun salaku perséntase tina total beurat unggal daérah anu dipilih dina Gbr. 3e,f. Nalika ngabandingkeun hasil ieu sareng komposisi nominal awal Cu50Zr20Ni30 sareng Cu50Zr40Ni10 anu didaptarkeun dina Tabel 1, tiasa ditingali yén komposisi dua produk akhir ieu henteu gaduh nilai anu sami sareng komposisi anu sanés. Pikeun daérah anu didaptarkeun dina Gbr. 3e,f henteu nunjukkeun karusakan atanapi turun naek anu signifikan dina komposisi unggal sampel ti hiji daérah ka daérah anu sanés. Hal ieu dibuktikeun ku kanyataan yén teu aya parobahan komposisi ti hiji daérah ka daérah anu sanés. Ieu nunjukkeun produksi bubuk alloy homogen, sapertos anu dipidangkeun dina Tabel 2
Mikrograf FE-SEM tina produk ahir bubuk Cu50(Zr50−xNix) dicandak saatos 50 kali MA, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr. 4a-d, dimana x nyaéta 10, 20, 30 sareng 40 at.%, masing-masing. Saatos léngkah panggilingan ieu, bubuk agrégat disababkeun ku formasi vaning der Waals anu ageung. diaméterna ti 73 nepi ka 126 nm, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4.
Karakteristik morfologis bubuk Cu50 (Zr50−xNix) diala saatos waktos MA 50 h. Pikeun Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 sistem, gambar FE-SEM tina powders, (sakali ditingalikeun dina (c).
Sateuacan ngamuat bubuk kana feeder semprot tiis, aranjeunna mimiti sonicated dina étanol kelas analitik salila 15 menit lajeng garing dina 150 ° C salila 2 hours.Lengkah ieu kudu dilaksanakeun pikeun hasil merangan agglomeration anu mindeng ngabalukarkeun loba masalah signifikan sapanjang proses palapis.After prosés MA geus réngsé, characterizations salajengna dilumangsungkeun pikeun nalungtik homogenitas bubuk. Micrographs FE-SEM jeung gambar EDS pakait tina Cu, Zr jeung Ni alloying elemen tina alloy Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus 50 h waktu M, masing-masing.Perlu dicatet yén powders alloy dihasilkeun sanggeus hambalan ieu homogen sabab teu némbongkeun fluctuations komposisi saluareun tingkat sub-nanometer, ditémbongkeun saperti dina Gambar 5.
Morfologi jeung distribusi unsur lokal bubuk mg Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus 50 MA kali ku FE-SEM / énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDS).
The pola XRD of mechanically alloyed Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr20Ni30 powders diala sanggeus MA waktu 50 h ditémbongkeun dina Gbr. 6a-d. Gbr. 6.
pola XRD of (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) bubuk Cu50Zr20Ni30 sanggeus MA waktu 50 h.All sampel tanpa iwal némbongkeun pola difusi halo, implying formasi hiji fase amorf.
Émisi médan-resolusi luhur mikroskop éléktron transmisi (FE-HRTEM) ieu dipaké pikeun niténan parobahan struktural jeung ngarti struktur lokal tina powders hasilna tina panggilingan bola di MA times.FE-HRTEM béda gambar tina powders diala sanggeus mimiti (6 h) jeung panengah (18 h) tahap panggilingan pikeun Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr40 Ni20 na Cu50Zr4. Numutkeun gambar lapangan caang (BFI) tina bubuk dihasilkeun sanggeus MA​​ 6 h, bubuk diwangun ku séréal badag kalayan wates well-diartikeun unsur fcc-Cu, hcp-Zr jeung fcc-Ni, sarta euweuh tanda yén fase réaksi geus kabentuk, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 7a. (a) nembongkeun pola difraksi cusp (Gbr. 7b), nunjukkeun ayana crystallites badag sarta henteuna fase réaktif.
Karakterisasi struktural lokal bubuk MA diala sanggeus mimiti (6 h) jeung panengah (18 h) tahap. (a) Émisi médan résolusi luhur transmisi mikroskop éléktron (FE-HRTEM), jeung (b) nu saluyu dipilih aréa difraksi pola (SADP) bubuk Cu50Zr30Ni20 sanggeus perlakuan MA pikeun 6 h.The FE-HRTEM4 waktu gambar tina Cu500Zr 8 tina waktu Cu50Zr 1 MA8. ditémbongkeun dina (c).
Ditémbongkeun saperti dina Gbr. 7c, manjangkeun durasi MA ka 18 h ngakibatkeun defects kisi parna digabungkeun jeung deformation palastik. Salila tahap panengah ieu prosés MA, bubuk nu némbongkeun rupa defects, kaasup stacking faults, defects kisi, sarta defects titik (Gambar 7) .Defects ieu ngabalukarkeun beulah séréal ukuranana leuwih leutik batan séréal badag maranéhanana. 20 nm (Gbr. 7c).
Struktur lokal bubuk Cu50Z30Ni20 giling pikeun 36 h waktos MA boga formasi nanograins ultrafine study dina matrix rupa amorf, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 8a. Analisis EDS Lokal nunjukkeun yén maranéhanana nanoclusters ditémbongkeun dina Gbr. 8a ieu pakait sareng unprocessed Cu, Zr jeung Ni bubuk alloying elements.At eusi Cutu 2 dina waktos anu sarua tina fluktuasi% 3. (area lean) ka ~ 74 at.% (wewengkon euyeub), nunjukkeun formasi produk hétérogén.Salajengna, nu SADPs pakait tina powders diala sanggeus panggilingan dina tahap ieu nembongkeun halo-diffusing cingcin primér sarta sekundér fase amorf, tumpang tindih jeung titik seukeut pakait sareng maranéhanana elemen alloying atah, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 8b.
Saluareun 36 h-Cu50Zr30Ni20 bubuk nanoscale fitur struktural lokal. (a) Gambar widang caang (BFI) jeung saluyu (b) SADP bubuk Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus panggilingan pikeun 36 h waktos MA.
Deukeut tungtung prosés MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 jeung 40 at.% powders invariably boga labyrinthine amorphous morfologi fase ditémbongkeun saperti dina Gbr. 9a–d .Dina SADP pakait unggal komposisi, teu aya difraksi titik-kawas atawa pola annular seukeut bisa detected.This nunjukkeun yén teu aya bubuk kristalin SADP nu teu diolah aya. némbongkeun pola difusi halo ogé dipaké salaku bukti pikeun ngembangkeun fase amorf dina bahan produk ahir.
Struktur lokal tina produk ahir MG Cu50 (Zr50−xNix) system.FE-HRTEM jeung pola difraksi nanobeam correlated (NBDP) tina (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) Cu50Zr tina MA.
Stabilitas termal tina suhu transisi kaca (Tg), wewengkon cair subcooled (ΔTx) jeung suhu kristalisasi (Tx) salaku fungsi eusi Ni (x) tina Cu50 amorf (Zr50−xNix) sistem geus ditalungtik ngagunakeun diferensial scanning Calorimetry (DSC) sipat dina aliran gas He.The DSC ngambah Cu500Zr Cu50Zr, Cu50Zr. sarta Cu50Zr10Ni40 bubuk alloy amorf diala sanggeus waktu MA of 50 h ditémbongkeun dina Gbr. 10a, b, e, respectively.While kurva DSC of amorf Cu50Zr20Ni30 ditémbongkeun misah di Gbr. 10c.Meanwhile, anu Cu50Zr30Nig. 10d.
stabilitas termal of Cu50 (Zr50−xNix) mg powders diala sanggeus waktu MA of 50 h, sakumaha saestuna ku suhu transisi kaca (Tg), suhu kristalisasi (Tx), sarta wewengkon cair subcooled (ΔTx) .Differential scanning calorimeter (DSC) thermograms of (a) Cu50Zr40bNi10, (a) Cu50Zr40Nic0, (a) Cu50Zr40bNi10, (A) Cu50Zr20Ni30 jeung (e) Cu50Zr10Ni40 MG alloy powders sanggeus MA waktu 50 h.The X-ray difraksi (XRD) pola sampel Cu50Zr30Ni20 dipanaskeun nepi ka ~ 700 ° C di DSC ditémbongkeun dina (d).
Ditémbongkeun saperti dina Gambar 10, kurva DSC sadaya komposisi jeung konsentrasi Ni béda (x) nuduhkeun dua kasus béda, hiji endothermic jeung exothermic lianna. Kajadian endothermic kahiji pakait jeung Tg, sedengkeun nu kadua patali jeung Tx. Wewengkon bentang horizontal nu aya antara Tg jeung Tx disebut wewengkon cair subcooled (ΔTx = Tx jeung Tx). Sampel Cu50Zr40Ni10 (Gbr. 10a), disimpen dina 526 ° C sareng 612 ° C, mindahkeun eusi (x) ka 20 at.% nuju sisi suhu rendah 482 ° C sareng 563 ° C kalayan ningkatkeun eusi Ni (x), masing-masing, sapertos anu dipidangkeun dina Gambar 10b.Consequently of Cu50Tx4. °C (Gbr. 10a) nepi ka 81 °C pikeun Cu50Zr30Ni20 (Gbr. 10b) .Pikeun alloy MG Cu50Zr40Ni10, éta ogé katalungtik yén nilai Tg, Tx jeung ΔTx turun nepi ka tingkat 447 °C, 526 °C jeung 526 °C. ka panurunan dina stabilitas termal tina alloy MG. Kontras, nilai Tg (507 °C) tina alloy MG Cu50Zr20Ni30 leuwih handap tina alloy MG Cu50Zr40Ni10; Tapi, Tx na nembongkeun nilai comparable ka baheula (612 °C). Ku kituna, ΔTx némbongkeun nilai luhur (87 °C), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 10c.
Sistem MG Cu50(Zr50−xNix), nyokot alloy MG Cu50Zr20Ni30 sabagé conto, kristalisasi ngaliwatan puncak exothermic seukeut kana fase kristal fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 jeung orthorhombic-ZrNi (Gbr. 10c) ieu dikonfirmasi fase kristalin aRD of MG. (Gbr. 10d), anu dipanaskeun nepi ka 700 °C dina DSC.
Gambar 11 nembongkeun foto dicokot salila prosés semprot tiis dilumangsungkeun dina karya ayeuna. Dina ulikan ieu, partikel bubuk kaca-kawas logam disintésis sanggeus waktu MA of 50 h (nyokot Cu50Zr20Ni30 salaku conto) dipaké salaku bahan baku antibakteri, sarta plat stainless steel (SUS304) ieu coated ku métode nyemprot tiis paling efisien dina metoda semprot téhnologis tina téhnologi nyemprot paling efisien. séri semprot termal sarta bisa dipaké pikeun logam bahan sénsitip hawa metatable kayaning amorf jeung nanocrystalline powders, nu teu tunduk kana transisi fase .This faktor utama dina milih method.The prosés semprot tiis ieu dilumangsungkeun ku ngamangpaatkeun partikel-laju tinggi nu ngarobah énergi kinétik partikel kana deformasi plastik, galur jeung panas kana dampak jeung partikel saméméhna ti deposit.
Poto lapangan nunjukkeun prosedur semprot tiis anu dianggo pikeun lima persiapan palapis MG/SUS 304 berturut-turut dina 550 °C.
Énergi kinétik partikel, sahingga moméntum unggal partikel dina formasi palapis, kudu dirobah jadi bentuk sejen énergi ngaliwatan mékanisme kayaning deformasi palastik (partikel awal jeung interaksi partikel-partikel dina substrat jeung interaksi partikel), voids Konsolidasi, rotasi partikel-partikel, galur sarta pamustunganana panas 39. Saterusna, lamun teu kabeh panas, ngarobah kinetik énérgi jadi énergi jeung énergi. tabrakan elastis, nu hartina partikel saukur mumbul deui sanggeus impact.It geus nunjuk kaluar yén 90% tina énergi dampak dilarapkeun ka partikel / bahan substrat dirobah jadi panas lokal 40 .Salajengna, nalika stress dampak diterapkeun, ongkos galur palastik tinggi kahontal dina partikel kontak / wewengkon substrat dina waktu anu pohara pondok41,42.
Deformasi palastik umumna dianggap prosés dissipation énergi, atawa leuwih husus, sumber panas di wewengkon interfaces.However, kanaékan suhu di wewengkon interfaces biasana teu cukup pikeun ngahasilkeun lebur interfaces atawa sacara signifikan ngamajukeun interdiffusion atom.No publikasi dipikawanoh pikeun pangarang investigates efek tina sipat ieu metallic powders glassy lumangsung bubuk tiis jeung deposition.
The BFI of MG Cu50Zr20Ni30 alloy bubuk bisa ditempo dina Gbr. 12a, nu ieu coated on substrat SUS 304 (Gbr. 11, 12b) .Sakumaha bisa ditempo ti gambar, powders coated ngajaga struktur amorf aslina maranéhna boga labyrinth hipu. fase extraneous, sakumaha ngusulkeun ku nanopartikel diasupkeun kana MG-coated bubuk matrix (Gbr. 12a). Gambar 12c depicts nu saestuna nanobeam pola difraksi (NBDP) pakait jeung wewengkon I (Gambar 12a) .Saperti ditémbongkeun dina Gbr. 12c, NBDP némbongkeun hiji struktur halomorfik pakait jeung kristal pamorphous pakait lemah sareng diffusion seukeut. badag kubik Zr2Ni metastable tambah tetragonal CuO phase.The formasi CuO bisa jadi attributed ka oksidasi bubuk nalika iinditan ti nozzle tina gun semprot ka SUS 304 dina hawa kabuka dina aliran supersonic.On sisi séjén, anu devitrification tina powders glassy logam kahontal formasi fase kubik badag dina 5 350 perlakuan semprot mnt.
(a) Gambar FE-HRTEM bubuk mg coated on (b) substrat SUS 304 (inset gambar) .Indéks NBDP sahiji simbol sirkular ditémbongkeun dina (a) ditémbongkeun dina (c).
Pikeun pariksa mékanisme poténsi ieu pikeun formasi nanopartikel Zr2Ni kubik badag, hiji percobaan bebas dipigawé.Dina percobaan ieu, powders anu disemprot tina gun semprot dina 550 °C dina arah substrat SUS 304; kumaha oge, pikeun elucidate efek annealing tina powders, aranjeunna dikaluarkeun tina strip SUS304 gancang-gancang (kira-kira 60 detik) set sejen percobaan dilaksanakeun nu bubuk ieu dikaluarkeun tina substrat ngeunaan 180 detik sanggeus déposisi.
Angka 13a, b némbongkeun gambar widang poék (DFI) diala ku scanning transmisi mikroskop éléktron (STEM) tina dua bahan disemprot disimpen dina substrat SUS 304 pikeun 60 s jeung 180 s, masing-masing.The bubuk gambar disimpen pikeun 60 detik teu boga rinci morfologis, némbongkeun featurelessness (Gbr. 13a ieu ogé dikonfirmasi ku bubuk ieu, XRD). amorf, sakumaha dituduhkeun ku lega primér sarta sekundér difraksi maxima ditémbongkeun dina Gambar 14a. Ieu nunjukkeun henteuna metastabil / mesophase présipitasi, dimana bubuk nahan struktur amorf aslina na. Kontras, bubuk disemprot dina suhu anu sarua (550 °C), tapi ditinggalkeun dina substrat pikeun 180 s, sakumaha nunjukkeun présipitasi nano-na. Gbr. 13b.