Nature.com தளத்திற்கு வருகை தந்ததற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவியில் CSS ஆதரவு குறைவாக உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்தைப் பெற, மேம்படுத்தப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு (அல்லது இன்டர்நெட் எக்ஸ்ப்ளோரரில் இணக்கப் பயன்முறையை முடக்குமாறு) பரிந்துரைக்கிறோம். இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்யும் வகையில், நாங்கள் இந்தத் தளத்தை ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் வழங்குவோம்.
குறிப்பாக மருத்துவ சாதனங்களைப் பொறுத்தவரை, நாள்பட்ட தொற்றுகள் உருவாவதில் உயிர்ப்படலங்கள் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். வழக்கமான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகளால் உயிர்ப்படலங்களை மிகக் குறைந்த அளவிலேயே அழிக்க முடியும் என்பதால், இந்தப் பிரச்சனை மருத்துவ சமூகத்திற்கு ஒரு பெரும் சவாலாக விளங்குகிறது. உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதைத் தடுப்பது, பல்வேறு பூச்சு முறைகள் மற்றும் புதிய பொருட்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்துள்ளது. இந்த நுட்பங்கள், உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதைத் தடுக்கும் வகையில் மேற்பரப்புகளைப் பூசுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. கண்ணாடி போன்ற உலோகக் கலவைகள், குறிப்பாக தாமிரம் மற்றும் டைட்டானியம் உலோகங்களைக் கொண்டவை, சிறந்த நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புப் பூச்சுகளாக மாறியுள்ளன. அதே நேரத்தில், வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களைச் செயலாக்குவதற்கு ஏற்ற முறையாக இருப்பதால், குளிர் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு அதிகரித்துள்ளது. இயந்திரக் கலவை நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி, Cu-Zr-Ni முக்கூட்டு உலோகக் கண்ணாடியால் ஆன ஒரு புதிய பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் படலத்தை உருவாக்குவது இந்த ஆராய்ச்சியின் ஒரு நோக்கமாகும். இறுதிப் பொருளை உருவாக்கும் கோள வடிவத் தூள், குறைந்த வெப்பநிலையில் துருப்பிடிக்காத எஃகு மேற்பரப்புகளைக் குளிர் தெளிப்பு செய்வதற்கு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலோகக் கண்ணாடி பூசப்பட்ட தளங்கள், துருப்பிடிக்காத எஃகுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​உயிர்ப்படலங்கள் உருவாவதை குறைந்தபட்சம் 1 லாக் அளவிற்கு கணிசமாகக் குறைக்க முடிந்தது.
மனித வரலாறு முழுவதும், எந்தவொரு சமூகமும் தனது குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வதற்காகப் புதிய பொருட்களை உருவாக்கி அறிமுகப்படுத்தியுள்ளது. இதன் விளைவாக, உலகமயமாக்கப்பட்ட பொருளாதாரத்தில் உற்பத்தித்திறனும் தரவரிசையும் அதிகரித்துள்ளன¹. இது, ஒரு நாட்டிலிருந்து அல்லது பிராந்தியத்திலிருந்து மற்றொரு நாட்டிற்கு சுகாதாரம், கல்வி, தொழில், பொருளாதாரம், கலாச்சாரம் மற்றும் பிற துறைகளில் முன்னேற்றம் காண்பதற்காக, பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தி உபகரணங்களை வடிவமைக்கும் மனிதனின் திறனுக்கும், அத்துடன் பொருட்களை உற்பத்தி செய்து அவற்றின் பண்புகளை வரையறுக்கும் வடிவமைப்புகளுக்கும் எப்போதும் காரணமாகக் கூறப்படுகிறது. முன்னேற்றம் என்பது நாடு அல்லது பிராந்தியத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் அளவிடப்படுகிறது². கடந்த 60 ஆண்டுகளாக, பொருள் விஞ்ஞானிகள் ஒரு முக்கியப் பணிக்காக அதிக நேரத்தை அர்ப்பணித்துள்ளனர்: புதிய மற்றும் மேம்பட்ட பொருட்களைத் தேடுவது. சமீபத்திய ஆராய்ச்சிகள், தற்போதுள்ள பொருட்களின் தரம் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும், முற்றிலும் புதிய வகை பொருட்களை ஒருங்கிணைத்துக் கண்டுபிடிப்பதிலும் கவனம் செலுத்துகின்றன.
கலப்புலோகக் கூறுகளைச் சேர்ப்பது, பொருளின் நுண் கட்டமைப்பை மாற்றுவது மற்றும் வெப்ப, இயந்திர அல்லது வெப்ப-இயந்திர சிகிச்சை முறைகளைப் பயன்படுத்துவது ஆகியவை பல்வேறு பொருட்களின் இயந்திர, வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுத்துள்ளன. மேலும், இதுவரை அறியப்படாத சேர்மங்கள் வெற்றிகரமாகத் தொகுக்கப்பட்டுள்ளன. இந்தத் தொடர்ச்சியான முயற்சிகள், கூட்டாக மேம்பட்ட பொருட்கள்² (Advanced Materials²) என்று அழைக்கப்படும் ஒரு புதிய வகை புதுமையான பொருட்களுக்கு வழிவகுத்துள்ளன. நானோபடிகங்கள், நானோ துகள்கள், நானோகுழாய்கள், குவாண்டம் புள்ளிகள், பூஜ்ஜிய-பரிமாண, உருவமற்ற உலோகக் கண்ணாடிகள் மற்றும் உயர்-என்ட்ரோபி கலப்புலோகங்கள் ஆகியவை கடந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் இருந்து உலகில் தோன்றிய மேம்பட்ட பொருட்களுக்கு சில எடுத்துக்காட்டுகள் ஆகும். மேம்பட்ட பண்புகளுடன் கூடிய புதிய கலப்புலோகங்களின் உற்பத்தி மற்றும் மேம்பாட்டில், இறுதிப் பொருளிலும் அதன் உற்பத்தியின் இடைநிலைகளிலும், சமநிலையின்மைப் பிரச்சினை அடிக்கடி சேர்க்கப்படுகிறது. சமநிலையிலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க விலகல்களை அனுமதிக்கும் புதிய உற்பத்தி நுட்பங்களின் அறிமுகத்தின் விளைவாக, உலோகக் கண்ணாடிகள் என்று அழைக்கப்படும் ஒரு புதிய வகை நிலைமாறக்கூடிய கலப்புலோகங்கள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன.
1960-ல் கால்டெக்கில் அவர் ஆற்றிய பணி, வினாடிக்கு கிட்டத்தட்ட ஒரு மில்லியன் டிகிரி வேகத்தில் திரவங்களை விரைவாக திடப்படுத்துவதன் மூலம் Au-25 அணு% Si கண்ணாடி உலோகக் கலவைகளைத் தொகுத்தபோது, ​​உலோகக் கலவைகள் பற்றிய கருத்தாக்கத்தில் ஒரு புரட்சியை ஏற்படுத்தியது. பேராசிரியர் பால் டூவ்ஸின் கண்டுபிடிப்பு, உலோகக் கண்ணாடிகளின் (MS) வரலாற்றின் தொடக்கத்தைக் குறித்தது மட்டுமல்லாமல், உலோகக் கலவைகளைப் பற்றி மக்கள் சிந்திக்கும் விதத்தில் ஒரு பெரும் மாற்றத்திற்கும் வழிவகுத்தது. MS உலோகக் கலவைகளின் தொகுப்பில் செய்யப்பட்ட முதல் முன்னோடி ஆராய்ச்சிக்குப் பிறகு, கிட்டத்தட்ட அனைத்து உலோகக் கண்ணாடிகளும் பின்வரும் முறைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தி முழுமையாகப் பெறப்பட்டுள்ளன: (i) உருகிய அல்லது ஆவியான பொருளை விரைவாக திடப்படுத்துதல், (ii) அணுக்களின் படிக அமைப்பில் ஏற்படும் ஒழுங்கின்மை, (iii) தூய உலோகத் தனிமங்களுக்கு இடையேயான திடநிலை உருவமற்ற வினைகள் மற்றும் (iv) நிலைமாறக்கூடிய கட்டங்களின் திடநிலை மாற்றங்கள்.
படிகங்களின் ஒரு வரையறுக்கும் பண்பான, படிகங்களுடன் தொடர்புடைய நீண்ட தூர அணு ஒழுங்கு இல்லாததால் உலோகக் கண்ணாடிகள் (MGs) வேறுபடுத்தப்படுகின்றன. நவீன உலகில், உலோகக் கண்ணாடித் துறையில் பெரும் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. இவை சுவாரஸ்யமான பண்புகளைக் கொண்ட புதிய பொருட்கள் ஆகும், இவை திண்ம நிலை இயற்பியலுக்கு மட்டுமல்லாமல், உலோகவியல், மேற்பரப்பு வேதியியல், தொழில்நுட்பம், உயிரியல் மற்றும் பல பிற துறைகளுக்கும் ஆர்வத்தை அளிக்கின்றன. இந்த புதிய வகை பொருள், கடின உலோகங்களிலிருந்து வேறுபட்ட பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பல்வேறு துறைகளில் தொழில்நுட்பப் பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான தேர்வாக அமைகிறது. அவை சில முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன: (i) அதிக இயந்திர நெகிழ்வுத்தன்மை மற்றும் விளைவு வலிமை, (ii) அதிக காந்த ஊடுருவுத்திறன், (iii) குறைந்த கட்டாயத்தன்மை, (iv) அசாதாரண அரிப்பு எதிர்ப்பு, (v) வெப்பநிலை சார்பின்மை. கடத்துத்திறன் 6.7.
இயந்திரக் கலவையாக்கம் (MA)¹,⁸ என்பது ஒப்பீட்டளவில் ஒரு புதிய முறையாகும், இது முதன்முதலில் 1983-ல் பேராசிரியர் கே.கே. கோக் மற்றும் அவரது சகாக்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. அவர்கள் அறை வெப்பநிலைக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் தூய தனிமங்களின் கலவையை அரைப்பதன் மூலம் உருவமற்ற Ni₆₀Nb₄₀ தூள்களை உருவாக்கினர். பொதுவாக, MA வினையானது, பொதுவாக துருப்பிடிக்காத எஃகினால் செய்யப்பட்ட ஒரு வினைக்கலனில் உள்ள வினைபடு பொருள் தூள்களின் பரவல் பிணைப்புக்கும், ஒரு பந்து அரவைக்கும் இடையில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.¹⁰ (படம் 1a, b). அதன் பின்னர், இந்த இயந்திரத்தால் தூண்டப்பட்ட திட நிலை வினை முறையானது, குறைந்த (படம் 1c) மற்றும் அதிக ஆற்றல் கொண்ட பந்து அரவைகள் மற்றும் தண்டு அரவைகளைப்¹¹,¹²,¹³,¹⁴,¹⁵,¹⁶ பயன்படுத்தி புதிய உருவமற்ற/உலோகக் கண்ணாடிக் கலவைத் தூள்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது. குறிப்பாக, இந்த முறையானது Cu-Ta¹⁷ போன்ற கலக்க முடியாத அமைப்புகளையும், Al-இடைநிலை உலோகம் (TM, Zr, Hf, Nb மற்றும் Ta)¹⁸,¹⁹ மற்றும் Fe-W²⁰ அமைப்புகள் போன்ற அதிக உருகுநிலை கொண்ட உலோகக் கலவைகளையும் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. வழக்கமான சமையல் முறைகளைப் பயன்படுத்திப் பெற முடியாதவை. கூடுதலாக, உலோக ஆக்சைடுகள், கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள், ஹைட்ரைடுகள், கார்பன் நானோகுழாய்கள், நானோவைரங்கள் ஆகியவற்றின் நானோபடிக மற்றும் நானோகலப்புத் தூள் துகள்களைத் தொழில்துறை அளவில் உற்பத்தி செய்வதற்கும், அத்துடன் மேலிருந்து கீழ் நோக்கிய அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி பரந்த நிலைப்படுத்தலுக்கும் MA மிகவும் சக்திவாய்ந்த நானோ தொழில்நுட்பக் கருவிகளில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது. 1 மற்றும் நிலைமாறா நிலைகள்.
இந்த ஆய்வில் Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 உலோகக் கண்ணாடிப் பூச்சைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்பட்ட தயாரிப்பு முறையைக் காட்டும் வரைபடம். (அ) குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி Ni x (x; 10, 20, 30, மற்றும் 40 அணு சதவீதம்) இன் பல்வேறு செறிவுகளுடன் MC உலோகக் கலவைத் தூள்களைத் தயாரித்தல். (அ) தொடக்கப் பொருள், கருவி எஃகுப் பந்துகளுடன் ஒரு கருவி உருளையில் ஏற்றப்பட்டு (ஆ) ஹீலியம் வளிமண்டலம் நிரப்பப்பட்ட கையுறைப் பெட்டியில் அடைக்கப்படுகிறது. (இ) அரைக்கும் போது பந்தின் இயக்கத்தை விளக்கும் அரைக்கும் கலனின் ஒளிபுகும் மாதிரி. 50 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இறுதித் தூள் தயாரிப்பு, SUS 304 அடி மூலக்கூறின் மீது குளிர் தெளிப்புப் பூச்சு செய்யப் பயன்படுத்தப்பட்டது (ஈ).
மொத்தப் பொருட்களின் மேற்பரப்புகளைப் (அடிமூலங்கள்) பொறுத்தவரை, மேற்பரப்புப் பொறியியல் என்பது, அசல் மொத்தப் பொருளில் இல்லாத சில இயற்பியல், வேதியியல் மற்றும் தொழில்நுட்பப் பண்புகளை வழங்குவதற்காக மேற்பரப்புகளை (அடிமூலங்களை) வடிவமைத்து மாற்றுவதை உள்ளடக்கியது. மேற்பரப்புச் சிகிச்சையின் மூலம் திறம்பட மேம்படுத்தக்கூடிய சில பண்புகளில், தேய்மான எதிர்ப்பு, ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு, உராய்வுக் குணகம், உயிரியல் மந்தத்தன்மை, மின் பண்புகள் மற்றும் வெப்பக் காப்பு ஆகியவை அடங்கும். உலோகவியல், இயந்திரவியல் அல்லது வேதியியல் முறைகள் மூலம் மேற்பரப்பின் தரத்தை மேம்படுத்தலாம். நன்கு அறியப்பட்ட ஒரு செயல்முறையாக, பூச்சு என்பது மற்றொரு பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு மொத்தப் பொருளின் (அடிமூலம்) மேற்பரப்பில் செயற்கையாகப் பூசப்படும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட பொருள் அடுக்குகளாக வரையறுக்கப்படுகிறது. இவ்வாறு, பூச்சுகள் விரும்பிய தொழில்நுட்ப அல்லது அலங்காரப் பண்புகளை அடைவதற்கும், சுற்றுச்சூழலுடன் எதிர்பார்க்கப்படும் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் தொடர்புகளிலிருந்து பொருட்களைப் பாதுகாப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படுகின்றன²³.
சில மைக்ரோமீட்டர்கள் (10-20 மைக்ரோமீட்டருக்கும் குறைவானது) முதல் 30 மைக்ரோமீட்டருக்கும் அதிகமான அல்லது பல மில்லிமீட்டர்கள் தடிமன் வரை பொருத்தமான பாதுகாப்பு அடுக்குகளைப் பூசுவதற்குப் பல்வேறு முறைகள் மற்றும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம். பொதுவாக, பூச்சு செயல்முறைகளை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: (i) மின்முலாம் பூசுதல், மின்முலாம் பூசுதல் மற்றும் சூடான முக்குதல் துத்தநாகப் பூச்சு உள்ளிட்ட ஈரப் பூச்சு முறைகள், மற்றும் (ii) பற்றவைத்தல், கடினப்படுத்துதல், இயற்பியல் ஆவிப் படிவு (PVD), வேதியியல் ஆவிப் படிவு (CVD), வெப்பத் தெளிப்பு நுட்பங்கள், மற்றும் மிக அண்மையில் குளிர் தெளிப்பு நுட்பங்கள் 24 (படம் 1d) உள்ளிட்ட உலர் பூச்சு முறைகள்.
பயோஃபிலிம்கள் என்பவை, மேற்பரப்புகளில் மீளமுடியாதபடி ஒட்டிக்கொண்டு, தங்களால் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட புற-செல்லுலார் பாலிமர்களால் (EPS) சூழப்பட்டிருக்கும் நுண்ணுயிரிக் கூட்டங்கள் என வரையறுக்கப்படுகின்றன. மேலோட்டமாக முதிர்ந்த பயோஃபிலிம் உருவாவது, உணவு பதப்படுத்துதல், நீர் அமைப்புகள் மற்றும் சுகாதாரப் பாதுகாப்பு உள்ளிட்ட பல தொழில்களில் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். மனிதர்களில், பயோஃபிலிம்கள் உருவாவதால், 80%-க்கும் மேற்பட்ட நுண்ணுயிரித் தொற்றுகளுக்கு (என்டரோபாக்டீரியேசி மற்றும் ஸ்டேஃபிளோகாக்கி உட்பட) சிகிச்சையளிப்பது கடினமாகிறது. மேலும், முதிர்ந்த பயோஃபிலிம்கள், மிதக்கும் பாக்டீரியா செல்களைக் காட்டிலும் 1000 மடங்கு அதிகமாக நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு மருந்து சிகிச்சைக்கு எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவை எனக் கூறப்படுகிறது, இது ஒரு பெரிய சிகிச்சை சவாலாகக் கருதப்படுகிறது. வரலாற்று ரீதியாக, பொதுவான கரிமச் சேர்மங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட நுண்ணுயிரெதிர்ப்பு மேற்பரப்புப் பூச்சுப் பொருட்கள் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகின்றன. அத்தகைய பொருட்கள் பெரும்பாலும் மனிதர்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கக்கூடிய நச்சுக் கூறுகளைக் கொண்டிருந்தாலும்,²⁵,²⁶ இது பாக்டீரியா பரவுவதையும் பொருள் சிதைவையும் தவிர்க்க உதவும்.
பயோஃபிலிம் உருவாக்கம் காரணமாக நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சிகிச்சைக்கு பாக்டீரியாக்கள் பரவலாக எதிர்ப்புத் தெரிவிப்பதால், பாதுகாப்பாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய, திறமையான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சவ்வு பூசப்பட்ட மேற்பரப்பை உருவாக்க வேண்டிய தேவை ஏற்பட்டுள்ளது²⁷. பாக்டீரியா செல்கள் ஒட்டிக்கொள்ள முடியாத மற்றும் ஒட்டுதல் காரணமாக பயோஃபிலிம்களை உருவாக்க முடியாத ஒரு இயற்பியல் அல்லது வேதியியல் ஒட்டுதல்-எதிர்ப்பு மேற்பரப்பை உருவாக்குவதே இந்தச் செயல்முறையின் முதல் அணுகுமுறையாகும்²⁷. இரண்டாவது தொழில்நுட்பம், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு இரசாயனங்களை அதிக செறிவு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட அளவுகளில், தேவைப்படும் இடத்திற்குத் துல்லியமாக வழங்கும் பூச்சுகளை உருவாக்குவதாகும். கிராஃபீன்/ஜெர்மானியம்²⁸, கருப்பு வைரம்²⁹ மற்றும் ZnO³⁰-கலப்பு வைரம் போன்ற கார்பன் பூச்சுகள் போன்ற பாக்டீரியாக்களை எதிர்க்கும் தனித்துவமான பூச்சுப் பொருட்களை உருவாக்குவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது; இந்தத் தொழில்நுட்பம் பயோஃபிலிம் உருவாக்கம் காரணமாக ஏற்படும் நச்சுத்தன்மை மற்றும் எதிர்ப்பின் வளர்ச்சியை அதிகபட்சமாக்குகிறது. கூடுதலாக, பாக்டீரியா மாசுபாட்டிற்கு எதிராக நீண்டகால பாதுகாப்பை வழங்கும் கிருமிநாசினி இரசாயனங்களைக் கொண்ட பூச்சுகள் பெருகிய முறையில் பிரபலமாகி வருகின்றன. இந்த மூன்று செயல்முறைகளும் பூசப்பட்ட மேற்பரப்புகளில் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்புச் செயல்பாட்டைச் செலுத்தக் கூடியவையாக இருந்தாலும், ஒரு பயன்பாட்டு உத்தியை உருவாக்கும்போது கருத்தில் கொள்ள வேண்டிய அதன் சொந்த வரம்புகளை ஒவ்வொன்றும் கொண்டுள்ளது.
உயிரியல் ரீதியாகச் செயல்படும் மூலப்பொருட்களுக்கான பாதுகாப்புப் பூச்சுகளைப் பகுப்பாய்வு செய்வதற்கும் சோதிப்பதற்கும் நேரம் இல்லாததால், தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகள் தடைபட்டுள்ளன. நிறுவனங்கள் தங்கள் தயாரிப்புகள் பயனர்களுக்கு விரும்பிய செயல்பாட்டு அம்சங்களை வழங்கும் என்று கூறுகின்றன, இருப்பினும், இது தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகளின் வெற்றிக்கு ஒரு தடையாக மாறியுள்ளது. நுகர்வோருக்கு தற்போது கிடைக்கும் பெரும்பாலான நுண்ணுயிர்க்கொல்லிகளில் வெள்ளியிலிருந்து பெறப்பட்ட சேர்மங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்தத் தயாரிப்புகள், நுண்ணுயிரிகளால் ஏற்படக்கூடிய தீங்கு விளைவிக்கும் பாதிப்பிலிருந்து பயனர்களைப் பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. வெள்ளிச் சேர்மங்களின் தாமதமான நுண்ணுயிர்க்கொல்லி விளைவும் அதனுடன் தொடர்புடைய நச்சுத்தன்மையும், குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் மாற்றீட்டை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீதான அழுத்தத்தை அதிகரிக்கின்றன³⁶,³⁷. உள்ளேயும் வெளியேயும் செயல்படும் ஒரு முழுமையான நுண்ணுயிர்க்கொல்லிப் பூச்சை உருவாக்குவது ஒரு சவாலாகவே உள்ளது. இது தொடர்புடைய உடல்நலம் மற்றும் பாதுகாப்பு அபாயங்களுடன் வருகிறது. மனிதர்களுக்குக் குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் ஒரு நுண்ணுயிர்க்கொல்லி முகவரைக் கண்டுபிடிப்பதும், நீண்ட ஆயுட்காலம் கொண்ட பூச்சுப் பொருட்களில் அதை எவ்வாறு இணைப்பது என்பதைக் கண்டறிவதும் பெரிதும் விரும்பப்படும் ஒரு இலக்காகும்³⁸. சமீபத்திய நுண்ணுயிர்க்கொல்லி மற்றும் உயிரிப்படல எதிர்ப்புப் பொருட்கள், நேரடித் தொடர்பு மூலமாகவோ அல்லது செயல்படும் முகவர் வெளியிடப்பட்ட பின்னரோ, அருகாமையில் உள்ள பாக்டீரியாக்களைக் கொல்லும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. ஆரம்ப பாக்டீரியா ஒட்டுதலைத் தடுப்பதன் மூலமாகவோ (மேற்பரப்பில் ஒரு புரதப் படலம் உருவாவதைத் தடுப்பது உட்பட) அல்லது செல் சுவரில் குறுக்கிட்டு பாக்டீரியாவைக் கொல்வதன் மூலமாகவோ அவற்றால் இதைச் செய்ய முடியும்.
அடிப்படையில், மேற்பரப்புப் பூச்சு என்பது ஒரு பாகத்தின் மேற்பரப்புப் பண்புகளை மேம்படுத்துவதற்காக அதன் மீது மற்றொரு அடுக்கைப் பூசும் செயல்முறையாகும். ஒரு பாகத்தின் மேற்பரப்பிற்கு அருகிலுள்ள பகுதியின் நுண்ணமைப்பை மற்றும்/அல்லது கலவையை மாற்றுவதே மேற்பரப்புப் பூச்சின் நோக்கமாகும்³⁹. மேற்பரப்புப் பூச்சு முறைகளை வெவ்வேறு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம், அவை படம் 2a-வில் சுருக்கமாகக் கொடுக்கப்பட்டுள்ளன. பூச்சை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் முறையைப் பொறுத்து, பூச்சுகளை வெப்ப, வேதியியல், இயற்பியல் மற்றும் மின்வேதியியல் வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
(அ) ​​முக்கிய மேற்பரப்பு உருவாக்க நுட்பங்களைக் காட்டும் ஒரு உட்செருகல், மற்றும் (ஆ) குளிர் தெளிப்பு முறையின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்.
குளிர் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பம், பாரம்பரிய வெப்பத் தெளிப்பு நுட்பங்களுடன் பல பொதுவான அம்சங்களைக் கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையையும் குளிர் தெளிப்புப் பொருட்களையும் குறிப்பாகத் தனித்துவமாக்கும் சில முக்கிய அடிப்படைப் பண்புகளும் உள்ளன. குளிர் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பம் இன்னும் அதன் ஆரம்ப நிலையில் உள்ளது, ஆனால் அதற்கு ஒரு சிறந்த எதிர்காலம் உள்ளது. சில சந்தர்ப்பங்களில், குளிர் தெளிப்பின் தனித்துவமான பண்புகள், வழக்கமான வெப்பத் தெளிப்பு நுட்பங்களின் வரம்புகளைக் கடந்து, பெரும் நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இது பாரம்பரிய வெப்பத் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வரம்புகளைக் கடக்கிறது, அதில் ஒரு அடித்தளத்தின் மீது படியவைக்க தூளை உருக்க வேண்டும். வெளிப்படையாக, இந்த பாரம்பரிய பூச்சு செயல்முறை நானோ படிகங்கள், நானோ துகள்கள், உருவமற்ற மற்றும் உலோகக் கண்ணாடிகள் போன்ற மிகவும் வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு ஏற்றதல்ல40, 41, 42. கூடுதலாக, வெப்பத் தெளிப்பு பூச்சுப் பொருட்கள் எப்போதும் அதிக அளவு நுண்துளைகளையும் ஆக்சைடுகளையும் கொண்டுள்ளன. குளிர் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பம், வெப்பத் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத்தை விட பல குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, அவை (i) அடித்தளத்திற்கு குறைந்தபட்ச வெப்ப உள்ளீடு, (ii) அடித்தள பூச்சைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் நெகிழ்வுத்தன்மை, (iii) கட்ட மாற்றம் மற்றும் தானிய வளர்ச்சி இல்லை, (iv) அதிக ஒட்டும் வலிமை1.39 (படம் 2b). மேலும், குளிர் தெளிப்பு பூச்சுப் பொருட்கள் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன், அதிக வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மை, அதிக மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக அடர்த்தி41 ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், படம் 2b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த முறையில் சில குறைபாடுகளும் உள்ளன. Al2O3, TiO2, ZrO2, WC போன்ற தூய பீங்கான் தூள்களுக்குப் பூசும்போது, ​​குளிர் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்த முடியாது. மறுபுறம், பீங்கான்/உலோகக் கலப்புத் தூள்களைப் பூச்சுகளுக்கான மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தலாம். மற்ற வெப்பத் தெளிப்பு முறைகளுக்கும் இது பொருந்தும். கடினமான மேற்பரப்புகள் மற்றும் குழாய்களின் உட்புறங்களில் தெளிப்பது இன்னும் கடினமாகவே உள்ளது.
தற்போதைய ஆய்வு, பூச்சுகளுக்கான தொடக்கப் பொருட்களாக உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களின் பயன்பாட்டை நோக்கமாகக் கொண்டிருப்பதால், இந்த நோக்கத்திற்காக வழக்கமான வெப்பத் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்த முடியாது என்பது தெளிவாகிறது. ஏனெனில், உலோகக் கண்ணாடித் தூள்கள் உயர் வெப்பநிலையில் படிகமாகின்றன¹.
மருத்துவ மற்றும் உணவுத் தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான கருவிகள், அறுவை சிகிச்சைக் கருவிகளின் உற்பத்திக்காக, 12 முதல் 20 எடை சதவீதம் குரோமியம் உள்ளடக்கம் கொண்ட ஆஸ்டெனிடிக் துருப்பிடிக்காத எஃகு கலவைகளிலிருந்து (SUS316 மற்றும் SUS304) தயாரிக்கப்படுகின்றன. எஃகு கலவைகளில் குரோமியம் உலோகத்தை ஒரு கலப்புலோகக் கூறாகப் பயன்படுத்துவது, சாதாரண எஃகு கலவைகளின் அரிப்பு எதிர்ப்பை கணிசமாக மேம்படுத்தும் என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. துருப்பிடிக்காத எஃகு கலவைகள், அவற்றின் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு இருந்தபோதிலும், குறிப்பிடத்தக்க நுண்ணுயிரெதிர்ப்புப் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை38,39. இது அவற்றின் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்புக்கு முரணாக உள்ளது. அதன் பிறகு, துருப்பிடிக்காத எஃகு உயிரிப் பொருட்களின் மேற்பரப்பில் பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் குடியேற்றம் காரணமாக ஏற்படும் தொற்று மற்றும் அழற்சியின் வளர்ச்சியை முன்கூட்டியே கணிக்க முடியும். பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் உயிரிப்படல உருவாக்கம் தொடர்பான பாதைகளில் உள்ள குறிப்பிடத்தக்க சிக்கல்களால் பெரும் சிரமங்கள் ஏற்படலாம், இது உடல்நலக் குறைவுக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் இது மனித ஆரோக்கியத்தை நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ பாதிக்கக்கூடிய பல விளைவுகளைக் கொண்டிருக்கும்.
இந்த ஆய்வு, குவைத் அறிவியல் மேம்பாட்டு அறக்கட்டளையின் (KFAS) நிதியுதவியுடன், ஒப்பந்த எண் 2010-550401-இன் கீழ் மேற்கொள்ளப்படும் ஒரு திட்டத்தின் முதல் கட்டமாகும். இது, MA தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உலோகக் கண்ணாடி போன்ற Cu-Zr-Ni முக்கூட்டுத் தூள்களை (அட்டவணை 1) உற்பத்தி செய்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்கிறது. SUS304 பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மேற்பரப்புப் பாதுகாப்புப் படலம்/பூச்சு தயாரிப்பதற்காக. ஜனவரி 2023-இல் தொடங்கவிருக்கும் இத்திட்டத்தின் இரண்டாம் கட்டம், இந்த அமைப்பின் கால்வனிக் அரிப்புப் பண்புகளையும் இயந்திரவியல் பண்புகளையும் விரிவாக ஆய்வு செய்யும். பல்வேறு வகையான பாக்டீரியாக்களுக்கான விரிவான நுண்ணுயிரியல் சோதனைகளும் மேற்கொள்ளப்படும்.
இந்தக் கட்டுரை, உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்புப் பண்புகளின் அடிப்படையில், கண்ணாடி உருவாக்கும் திறனில் (GFA) சிர்கோனியம் (Zr) கலப்புலோக உள்ளடக்கத்தின் விளைவைப் பற்றி விவாதிக்கிறது. மேலும், தூள் பூசப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி/SUS304 கலவையின் பாக்டீரியா எதிர்ப்புப் பண்புகளும் விவாதிக்கப்பட்டன. கூடுதலாக, தயாரிக்கப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி அமைப்புகளின் மீக்குளிர் திரவப் பகுதியில் குளிர் தெளிப்பின் போது உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களில் ஏற்படக்கூடிய கட்டமைப்பு மாற்றத்தின் சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்வதற்காக, தற்போதைய ஆய்வு மேற்கொள்ளப்பட்டு வருகிறது. இந்த ஆய்வில் Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr20Ni30 உலோகக் கண்ணாடி கலப்புலோகங்கள் மாதிரி எடுத்துக்காட்டுகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.
இந்தப் பிரிவு, குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைத்தலின் போது தனிமங்களான Cu, Zr மற்றும் Ni ஆகியவற்றின் தூள்களில் ஏற்படும் உருவவியல் மாற்றங்களை முன்வைக்கிறது. Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றைக் கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு அமைப்புகள் விளக்க எடுத்துக்காட்டுகளாகப் பயன்படுத்தப்படும். அரைத்தல் கட்டத்தில் பெறப்பட்ட தூளின் உலோகவியல் பண்புக்கூறுகளால் (படம் 3) நிரூபிக்கப்பட்டபடி, MA செயல்முறையை மூன்று தனித்தனி நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
பல்வேறு பந்து அரைத்தல் நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இயந்திரக் கலவைகளின் (MA) தூள்களின் உலோகவியல் பண்புகள். 3, 12 மற்றும் 50 மணிநேரங்களுக்குக் குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைத்தலுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA மற்றும் Cu50Zr40Ni10 தூள்களின் புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) படங்கள், Cu50Zr20Ni30 அமைப்புக்கு (a), (c) மற்றும் (e) ஆகியவற்றில் காட்டப்பட்டுள்ளன, அதே சமயம் அதே MA-வில், நேரம் கழித்து எடுக்கப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 அமைப்பின் தொடர்புடைய படங்கள் (b), (d) மற்றும் (f) ஆகியவற்றில் காட்டப்பட்டுள்ளன.
பந்து அரைக்கும் செயல்பாட்டின் போது, ​​உலோகத் தூளுக்கு மாற்றப்படக்கூடிய பயனுள்ள இயக்க ஆற்றலானது, படம் 1a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, பல்வேறு காரணிகளின் கலவையால் பாதிக்கப்படுகிறது. இதில் பந்துகளுக்கும் தூள்களுக்கும் இடையேயான மோதல்கள், அரைக்கும் ஊடகங்களுக்கு இடையில் அல்லது அவற்றுக்கு இடையே சிக்கியுள்ள தூளின் வெட்டு அமுக்கம், விழும் பந்துகளின் தாக்கங்கள், பந்து அரைப்பானின் நகரும் பாகங்களுக்கு இடையில் தூள் உராய்வினால் ஏற்படும் வெட்டு மற்றும் தேய்மானம், மற்றும் விழும் பந்துகள் வழியாகச் சென்று ஏற்றப்பட்ட வளர்ப்பின் வழியே பரவும் அதிர்ச்சி அலை ஆகியவை அடங்கும் (படம் 1a). Эlementarnыe porashki Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за олодной сварки на раней стади, நடைமுறை CHастиц порошка (> 1 мм в диаметре). MA-வின் ஆரம்ப கட்டத்தில் (3 மணிநேரம்) செய்யப்பட்ட குளிர் பற்றவைப்பின் காரணமாக, தனிமங்களான Cu, Zr, மற்றும் Ni தூள்கள் கடுமையாக உருக்குலைந்து, பெரிய தூள் துகள்கள் (> 1 மிமீ விட்டம்) உருவாவதற்கு வழிவகுத்தன.படம் 3a,b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பெரிய கலப்புத் துகள்கள், கலப்புலோகக் கூறுகளின் (Cu, Zr, Ni) தடிமனான அடுக்குகளின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. MA நேரத்தை 12 மணிநேரமாக (இடைநிலை) அதிகரித்தபோது, ​​பந்து ஆலையின் இயக்க ஆற்றல் அதிகரித்தது. இது, படம் 3c,b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கலப்புத் தூளை சிறிய தூள்களாக (200 μm-க்கும் குறைவான) சிதைக்க வழிவகுத்தது. இந்த நிலையில், படம் 3c,d-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, செலுத்தப்பட்ட வெட்டு விசையானது, மெல்லிய Cu, Zr, Ni அடுக்குகளுடன் ஒரு புதிய உலோக மேற்பரப்பை உருவாக்குகிறது. செதில்களின் இடைமுகத்தில் உள்ள அடுக்குகளை அரைப்பதன் விளைவாக, புதிய கட்டங்களின் உருவாக்கத்துடன் திண்ம-கட்ட வினைகள் நிகழ்கின்றன.
MA செயல்முறையின் உச்சக்கட்டத்தில் (50 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு), செதில் உலோகவியல் அரிதாகவே காணப்பட்டது (படம் 3e, f), மற்றும் தூளின் மெருகூட்டப்பட்ட மேற்பரப்பில் கண்ணாடி உலோகவியல் காணப்பட்டது. இதன் பொருள், MA செயல்முறை நிறைவடைந்து, ஒற்றை வினை நிலை உருவாக்கப்பட்டது என்பதாகும். படம் 3e (I, II, III), f, v, vi) இல் சுட்டிக்காட்டப்பட்ட பகுதிகளின் தனிமக் கலவை, ஆற்றல் சிதறல் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையியல் (EDS) உடன் இணைந்த புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்பட்டது. (IV).
அட்டவணை 2-இல், படம் 3e, f-இல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு பகுதியின் மொத்த நிறையின் சதவீதமாக கலப்புலோகத் தனிமங்களின் செறிவுகள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த முடிவுகளை, அட்டவணை 1-இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ள Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றின் ஆரம்ப பெயரளவு கலவைகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​இந்த இரண்டு இறுதிப் பொருட்களின் கலவைகளும் பெயரளவு கலவைகளுக்கு மிகவும் நெருக்கமாக இருப்பது தெரியவருகிறது. மேலும், படம் 3e,f-இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள பகுதிகளுக்கான கூறுகளின் சார்பு மதிப்புகள், ஒவ்வொரு மாதிரியின் கலவையிலும் ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு குறிப்பிடத்தக்க சிதைவையோ அல்லது மாறுபாட்டையோ சுட்டிக்காட்டவில்லை. ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு கலவையில் எந்த மாற்றமும் இல்லை என்பதே இதற்குச் சான்றாகும். இது, அட்டவணை 2-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி சீரான கலப்புலோகத் தூள்கள் உற்பத்தி செய்யப்படுவதைக் குறிக்கிறது.
படம் 4a-d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 50 MA நேரங்களுக்குப் பிறகு Cu50(Zr50-xNix) இறுதித் தயாரிப்புத் தூளின் FE-SEM நுண்ணுருவப் படங்கள் பெறப்பட்டன, இங்கு x என்பது முறையே 10, 20, 30 மற்றும் 40 அணு சதவீதம் ஆகும். இந்த அரைக்கும் படிக்குப் பிறகு, வான் டெர் வால்ஸ் விளைவின் காரணமாகத் தூள் திரள்கிறது, இது படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 73 முதல் 126 நானோமீட்டர் விட்டம் கொண்ட மீநுண் துகள்களை உள்ளடக்கிய பெரிய திரள்களின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது.
50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50(Zr50-xNix) தூள்களின் உருவவியல் பண்புகள். Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 அமைப்புகளுக்கு, 50 MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட தூள்களின் FE-SEM படங்கள் முறையே (a), (b), (c), மற்றும் (d) ஆகியவற்றில் காட்டப்பட்டுள்ளன.
தூள்களை குளிர் தெளிப்பு ஊட்டியில் ஏற்றுவதற்கு முன், அவை முதலில் பகுப்பாய்வுத் தர எத்தனாலில் 15 நிமிடங்களுக்கு மீயொலி அலைகளுக்கு உட்படுத்தப்பட்டு, பின்னர் 150° C வெப்பநிலையில் 2 மணி நேரம் உலர்த்தப்பட்டன. பூச்சுச் செயல்பாட்டில் பல கடுமையான சிக்கல்களை அடிக்கடி ஏற்படுத்தும் திரட்சியை வெற்றிகரமாகத் தடுக்க இந்த நடவடிக்கை எடுக்கப்பட வேண்டும். MA செயல்முறை முடிந்த பிறகு, உலோகக் கலவைத் தூள்களின் ஒருபடித்தன்மையை ஆராய மேலதிக ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. படம் 5a–d இல், 50 மணி நேர MA செயல்முறைக்குப் பிறகு எடுக்கப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 உலோகக் கலவையின் Cu, Zr மற்றும் Ni கலப்புத் தனிமங்களின் FE-SEM நுண்ணுருவப்படங்களும் அதனுடன் தொடர்புடைய EDS படங்களும் முறையே காட்டப்பட்டுள்ளன. படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த படிக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட உலோகக் கலவைத் தூள்கள் துணை-நானோமீட்டர் நிலைக்கு அப்பால் எந்த கலவை ஏற்ற இறக்கங்களையும் வெளிப்படுத்தாததால், அவை ஒருபடித்தானவை என்பது குறிப்பிடத்தக்கது.
50 MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MG Cu50Zr30Ni20 தூளில் உள்ள தனிமங்களின் உருவவியல் மற்றும் உள்ளூர் பரவல், FE-SEM/ஆற்றல் சிதறல் எக்ஸ்-கதிர் நிறமாலையியல் (EDS) மூலம் ஆராயப்பட்டது. (a) (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα, மற்றும் (d) Ni-Kα ஆகியவற்றின் SEM மற்றும் எக்ஸ்-கதிர் EDS படமாக்கம்.
50 மணி நேர இயந்திரக் கலப்புலோகத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட, இயந்திரக் கலப்புலோகம் செய்யப்பட்ட Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, மற்றும் Cu50Zr20Ni30 தூள்களின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் வடிவங்கள் முறையே படங்கள் 6a–d இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த அரைத்தல் கட்டத்திற்குப் பிறகு, வெவ்வேறு Zr செறிவுகளைக் கொண்ட அனைத்து மாதிரிகளும், படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சிறப்பியல்பு ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவங்களுடன் கூடிய உருவமற்ற கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருந்தன.
50 மணிநேர MA செயல்முறைக்குப் பிறகு Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), மற்றும் Cu50Zr20Ni30 (d) தூள்களின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புச்சிதறல் வடிவங்கள். விதிவிலக்கின்றி அனைத்து மாதிரிகளிலும் ஒரு ஒளிவட்ட-பரவல் வடிவம் காணப்பட்டது, இது ஒரு படிகமற்ற கட்டத்தின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது.
வெவ்வேறு MA நேரங்களில் பந்து அரைத்தல் மூலம் உருவாகும் தூள்களின் கட்டமைப்பு மாற்றங்களைக் கவனிக்கவும், அவற்றின் உள்ளூர் கட்டமைப்பைப் புரிந்துகொள்ளவும் உயர் தெளிவுத்திறன் புல உமிழ்வு ஊடுருவல் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM) பயன்படுத்தப்பட்டது. Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 தூள்களை அரைக்கும் ஆரம்ப (6 மணிநேரம்) மற்றும் இடைநிலை (18 மணிநேரம்) நிலைகளுக்குப் பிறகு FE-HRTEM முறையால் பெறப்பட்ட தூள்களின் படங்கள் முறையே படம் 7a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளன. 6 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட தூளின் பிரகாச-புலப் படத்தின் (BFI) படி, படம் 7a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அந்தத் தூளானது fcc-Cu, hcp-Zr, மற்றும் fcc-Ni தனிமங்களின் தெளிவாக வரையறுக்கப்பட்ட எல்லைகளுடன் கூடிய பெரிய துகள்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் ஒரு வினை நிலை உருவானதற்கான அறிகுறிகள் எதுவும் இல்லை. கூடுதலாக, நடுப் பகுதியிலிருந்து (a) எடுக்கப்பட்ட ஒரு தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு முறை (SADP), பெரிய படிகங்களின் இருப்பையும் ஒரு வினைபுரியும் நிலை இல்லாததையும் குறிக்கும் ஒரு கூர்மையான விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு முறையை (படம் 7b) வெளிப்படுத்தியது.
ஆரம்ப (6 மணிநேரம்) மற்றும் இடைநிலை (18 மணிநேரம்) நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA தூளின் உள்ளூர் கட்டமைப்புப் பண்புகள். (a) 6 மணிநேர MA சிகிச்சைக்குப் பிறகு Cu50Zr30Ni20 தூளின் உயர் தெளிவுத்திறன் புல உமிழ்வு ஊடுருவல் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM) மற்றும் (b) அதனுடன் தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி விளிம்புச்சிதறல் வரைபடம் (SADP). 18 மணிநேர MA சிகிச்சைக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10-இன் FE-HRTEM படம் (c)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 7c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, MA-இன் கால அளவை 18 மணிநேரமாக அதிகரித்தது, நெகிழ்வு சிதைவுடன் இணைந்து கடுமையான படிகக் குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுத்தது. MA செயல்முறையின் இந்த இடைப்பட்ட நிலையில், தூளில் அடுக்குக் குறைபாடுகள், படிகக் குறைபாடுகள் மற்றும் புள்ளிக் குறைபாடுகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு குறைபாடுகள் தோன்றுகின்றன (படம் 7). இந்தக் குறைபாடுகள், தானிய எல்லைகளின் வழியே பெரிய தானியங்களை 20 நானோமீட்டருக்கும் குறைவான அளவுள்ள துணை தானியங்களாகச் சிதைக்கின்றன (படம் 7c).
36 மணிநேரம் MA-க்கு அரைக்கப்பட்ட Cu50Z30Ni20 தூளின் உள்ளூர் அமைப்பு, படம் 8a-வில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு உருவமற்ற மெல்லிய மேட்ரிக்ஸில் பதிக்கப்பட்ட மிக நுண்ணிய நானோ துகள்களின் உருவாக்கத்தால் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. EMF-இன் உள்ளூர் பகுப்பாய்வு, படம் 8a-வில் காட்டப்பட்டுள்ள நானோ கொத்துகள், பதப்படுத்தப்படாத Cu, Zr மற்றும் Ni தூள் கலப்புலோகங்களுடன் தொடர்புடையவை என்பதைக் காட்டியது. மேட்ரிக்ஸில் உள்ள Cu-வின் உள்ளடக்கம் ~32 அணு சதவீதம் (குறைந்த பகுதி) முதல் ~74 அணு சதவீதம் (அதிக பகுதி) வரை வேறுபட்டது, இது பல்லினப் பொருட்களின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, இந்தப் படியில் அரைத்த பிறகு பெறப்பட்ட தூள்களின் தொடர்புடைய SADP-கள், படம் 8b-யில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பதப்படுத்தப்படாத கலப்புலோகக் கூறுகளுடன் தொடர்புடைய கூர்மையான புள்ளிகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று மேற்பொருந்தும் முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை ஒளிவட்ட-பரவல் உருவமற்ற கட்ட வளையங்களைக் காட்டுகின்றன.
36 மணி நேரத்திற்கு மேல் அரைக்கப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 தூளின் நானோ அளவிலான உள்ளூர் கட்டமைப்பு அம்சங்கள். (அ) பிரகாசப் புலப் படம் (BFI) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய (ஆ) 36 மணி நேர MA அரைத்தலுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 தூளின் SADP.
MA செயல்முறையின் முடிவில் (50 மணிநேரம்), Cu50(Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, மற்றும் 40 அணுசதவீதத் தூள்கள், விதிவிலக்கின்றி, உருவமற்ற கட்டத்தின் சிக்கலான உருவமைப்பைக் கொண்டுள்ளன, இது படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளது. ஒவ்வொரு கலவையின் தொடர்புடைய SADS-இல் புள்ளி விளிம்பு விலகலோ அல்லது கூர்மையான வளைய வடிவங்களோ கண்டறியப்படவில்லை. இது பதப்படுத்தப்படாத படிக உலோகம் இல்லாததையும், மாறாக ஒரு உருவமற்ற உலோகக் கலவைத் தூள் உருவானதையும் குறிக்கிறது. ஒளிவட்டப் பரவல் வடிவங்களைக் காட்டும் இந்தத் தொடர்புடைய SADP-கள், இறுதித் தயாரிப்புப் பொருளில் உருவமற்ற கட்டங்கள் உருவானதற்கான சான்றாகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.
Cu50 MS அமைப்பின் (Zr50-xNix) இறுதிப் பொருளின் உள்ளூர் அமைப்பு. 50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, மற்றும் (d) Cu50Zr10Ni40 ஆகியவற்றின் FE-HRTEM மற்றும் தொடர்புடைய நானோபீம் டிஃப்ராக்ஷன் பேட்டர்ன்கள் (NBDP).
வேறுபாட்டு ஸ்கேனிங் கலோரிமெட்ரியைப் பயன்படுத்தி, Cu50(Zr50-xNix) உருவமற்ற அமைப்பில் உள்ள Ni (x) இன் உள்ளடக்கத்தைப் பொறுத்து, கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலை (Tg), மீக்குளிர் திரவப் பகுதி (ΔTx) மற்றும் படிகமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) ஆகியவற்றின் வெப்ப நிலைத்தன்மை ஆய்வு செய்யப்பட்டது. He வாயு ஓட்டத்தில் (DSC) பண்புகள். 50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, மற்றும் Cu50Zr10Ni40 உருவமற்ற உலோகக் கலவைகளின் தூள்களின் DSC வளைவுகள் முறையே படங்கள் 10a, b, e-இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. அதே சமயம், உருவமற்ற Cu50Zr20Ni30-இன் DSC வளைவு படம் 10g-இல் தனியாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. இதற்கிடையில், DSC-இல் ~700°C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட ஒரு Cu50Zr30Ni20 மாதிரி படம் 10g-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50(Zr50-xNix) MG தூள்களின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, கண்ணாடி நிலைமாற்ற வெப்பநிலை (Tg), படிகமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) மற்றும் மீக்குளிர் திரவப் பகுதி (ΔTx) ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. 50 மணிநேர MA-க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), மற்றும் (e) Cu50Zr10Ni40 MG உலோகக் கலவைத் தூள்களின் வேறுபாட்டு வருடல் கலோரிமீட்டர் (DSC) வெப்ப வரைபடங்கள். DSC-யில் ~700°C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட ஒரு Cu50Zr30Ni20 மாதிரியின் எக்ஸ்-கதிர் விளிப்புப் பரவல் பாங்கு (XRD) (d)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 10-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெவ்வேறு நிக்கல் செறிவுகளைக் (x) கொண்ட அனைத்துக் கலவைகளுக்குமான DSC வளைவுகள், ஒன்று வெப்பம் உறிஞ்சும் நிகழ்வு மற்றும் மற்றொன்று வெப்பம் வெளியிடும் நிகழ்வு என இரண்டு வெவ்வேறு நிகழ்வுகளைக் குறிக்கின்றன. முதல் வெப்பம் உறிஞ்சும் நிகழ்வு Tg-ஐயும், இரண்டாவது Tx-ஐயும் குறிக்கிறது. Tg மற்றும் Tx-க்கு இடையில் உள்ள கிடைமட்ட இடைவெளிப் பகுதி, குறைவெப்ப திரவப் பகுதி (ΔTx = Tx – Tg) என்று அழைக்கப்படுகிறது. படம் 10b-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 526°C மற்றும் 612°C வெப்பநிலையில் வைக்கப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 மாதிரியின் (படம் 10a) Tg மற்றும் Tx ஆகியவை, நிக்கல் உள்ளடக்கம் (x) அதிகரிக்கும்போது, ​​அதன் உள்ளடக்கத்தை (x) முறையே 482°C மற்றும் 563°C என்ற குறைந்த வெப்பநிலைப் பக்கத்தை நோக்கி 20 அணு % வரை நகர்த்துகின்றன என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. இதன் விளைவாக, Cu50Zr40Ni10-இன் ΔTx மதிப்பு 86°C (படம் 10a)-இலிருந்து Cu50Zr30Ni20-க்கு 81°C (படம் 10b) ஆகக் குறைகிறது. MC Cu50Zr40Ni10 உலோகக்கலவையைப் பொறுத்தவரை, Tg, Tx, மற்றும் ΔTx ஆகியவற்றின் மதிப்புகள் முறையே 447°C, 526°C, மற்றும் 79°C நிலைகளுக்குக் குறைவதும் காணப்பட்டது (படம் 10b). இது, நிக்கல் (Ni) உள்ளடக்கம் அதிகரிப்பது MS உலோகக்கலவையின் வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் குறைக்கிறது என்பதைக் காட்டுகிறது. இதற்கு மாறாக, MC Cu50Zr20Ni30 உலோகக்கலவையின் Tg மதிப்பு (507 °C) MC Cu50Zr40Ni10 உலோகக்கலவையின் மதிப்பை விடக் குறைவாக உள்ளது; இருப்பினும், அதன் Tx மதிப்பு அதற்கு ஒப்பானதாக (612 °C) உள்ளது. எனவே, படம் 10-ல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ΔTx அதிக மதிப்பை (87°C) கொண்டுள்ளது.
Cu50Zr20Ni30 MC உலோகக்கலவையை உதாரணமாகக் கொண்டு, Cu50(Zr50-xNix) MC அமைப்பானது, ஒரு கூர்மையான வெப்ப உமிழ்வு உச்சியின் வழியாக fcc-ZrCu5, ஆர்த்தோரோம்பிக்-Zr7Cu10, மற்றும் ஆர்த்தோரோம்பிக்-ZrNi படிக நிலைகளாகப் படிகமாகிறது (படம் 10c). படிகமற்ற நிலையிலிருந்து படிக நிலைக்கு மாறும் இந்த நிலை மாற்றம், DSC-யில் 700 °C வரை சூடுபடுத்தப்பட்ட MG மாதிரியின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்புப் பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதி செய்யப்பட்டது (படம் 10d).
படம் 11-ல், தற்போதைய ஆய்வில் மேற்கொள்ளப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் போது எடுக்கப்பட்ட புகைப்படங்கள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த ஆய்வில், 50 மணிநேர உலோகப் பதப்படுத்தலுக்குப் (MA) பிறகு தொகுக்கப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடித் தூள் துகள்கள் (உதாரணமாக Cu50Zr20Ni30-ஐப் பயன்படுத்தி) ஒரு பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன, மேலும் ஒரு துருப்பிடிக்காத எஃகுத் தகடு (SUS304) குளிர் தெளிப்புப் பூச்சு செய்யப்பட்டது. வெப்பத் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத் தொடரில் பூச்சுக்காகக் குளிர் தெளிப்பு முறை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் இது வெப்பத் தெளிப்புத் தொழில்நுட்பத் தொடரில் மிகவும் திறமையான முறையாகும். இதில், உருவமற்ற மற்றும் நானோபடிகத் தூள்கள் போன்ற உலோக நிலைமாறும் வெப்ப உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு இதைப் பயன்படுத்தலாம். இது நிலை மாற்றங்களுக்கு உட்படாது. இந்த முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான முக்கிய காரணி இதுவே ஆகும். குளிர் படிவு செயல்முறையானது, அதிக வேகமுள்ள துகள்களைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்படுகிறது. இந்தத் துகள்கள், அடி மூலக்கூறு அல்லது முன்பே படியவைக்கப்பட்ட துகள்களுடன் மோதும்போது, ​​அவற்றின் இயக்க ஆற்றலை நெகிழ்வு உருக்குலைவு, சிதைவு மற்றும் வெப்பமாக மாற்றுகின்றன.
550°C வெப்பநிலையில், MG/SUS 304-ஐ ஐந்து முறை தொடர்ச்சியாகத் தயாரிப்பதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையை களப் புகைப்படங்கள் காட்டுகின்றன.
பூச்சு உருவாகும் போது துகள்களின் இயக்க ஆற்றலும், ஒவ்வொரு துகளின் உந்தமும், நெகிழ்வு சிதைவு (அணியில் உள்ள முதன்மைத் துகள்கள் மற்றும் துகள்களுக்கு இடையேயான இடைவினைகள் மற்றும் துகள்களின் இடைவினைகள்), திடப்பொருட்களின் இடைநிலை முடிச்சுகள், துகள்களுக்கு இடையேயான சுழற்சி, சிதைவு மற்றும் வரம்பு வெப்பமாக்கல் 39 போன்ற வழிமுறைகள் மூலம் மற்ற ஆற்றல் வடிவங்களாக மாற்றப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, உள்வரும் இயக்க ஆற்றல் அனைத்தும் வெப்ப ஆற்றலாகவும் சிதைவு ஆற்றலாகவும் மாற்றப்படாவிட்டால், அதன் விளைவாக ஒரு மீள் மோதல் ஏற்படும், அதாவது துகள்கள் மோதிய பிறகு வெறுமனே தெறித்துச் செல்லும். துகள்/அடி மூலக்கூறு பொருளின் மீது செலுத்தப்படும் மோதல் ஆற்றலில் 90% உள்ளூர் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது என்பது கவனிக்கப்பட்டுள்ளது 40. கூடுதலாக, மோதல் அழுத்தம் செலுத்தப்படும்போது, ​​துகள்/அடி மூலக்கூறு தொடர்புப் பகுதியில் மிகக் குறுகிய நேரத்தில் அதிக நெகிழ்வு திரிபு விகிதங்கள் அடையப்படுகின்றன 41,42.
நெகிழ்வு உருமாற்றம் என்பது பொதுவாக ஆற்றல் சிதறல் செயல்முறையாக, அல்லது இடைமுகப் பகுதியில் ஒரு வெப்ப மூலமாகக் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், இடைமுகப் பகுதியில் ஏற்படும் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு, இடைமுக உருகுதல் நிகழ்வதற்கோ அல்லது அணுக்களின் பரஸ்பரப் பரவலைக் கணிசமாகத் தூண்டுவதற்கோ பொதுவாகப் போதுமானதாக இருப்பதில்லை. குளிர் தெளிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும்போது ஏற்படும் தூள் ஒட்டுதல் மற்றும் படிதல் ஆகியவற்றின் மீது இந்த உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களின் பண்புகளின் விளைவை, ஆசிரியர்களுக்குத் தெரிந்த எந்தவொரு வெளியீடும் ஆராயவில்லை.
SUS 304 அடி மூலக்கூறின் மீது (படம் 11, 12b) படியவைக்கப்பட்ட MG Cu50Zr20Ni30 உலோகக் கலவைத் தூளின் BFI-ஐ படம் 12a-வில் காணலாம். படத்தில் காணப்படுவது போல, பூசப்பட்ட தூள்கள் எந்தவொரு படிக அம்சங்களோ அல்லது பின்னல் குறைபாடுகளோ இன்றி ஒரு நுட்பமான சிக்கலான அமைப்பைக் கொண்டிருப்பதால், அவை தங்களின் அசல் படிகமற்ற அமைப்பைத் தக்கவைத்துக் கொள்கின்றன. மறுபுறம், MG-பூசப்பட்ட தூள் மேட்ரிக்ஸில் (படம் 12a) உள்ள நானோ துகள்கள் மூலம் நிரூபிக்கப்பட்டபடி, ஒரு அயல் கட்டத்தின் இருப்பை இந்தப் படம் சுட்டிக்காட்டுகிறது. படம் 12c, பகுதி I (படம் 12a) உடன் தொடர்புடைய குறியிடப்பட்ட நானோ கற்றை விளிம்புப் பிரதிபலிப்பு வடிவத்தை (NBDP) காட்டுகிறது. படம் 12c-இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, NBDP படிகமற்ற அமைப்பின் ஒரு பலவீனமான ஒளிவட்ட-பரவல் வடிவத்தைக் காட்டுகிறது மற்றும் ஒரு படிக பெரிய கனசதுர நிலைமாறக்கூடிய Zr2Ni கட்டம் மற்றும் ஒரு நாற்கோண CuO கட்டம் ஆகியவற்றுக்கு ஒத்த கூர்மையான புள்ளிகளுடன் இணைந்து காணப்படுகிறது. தெளிப்புத் துப்பாக்கியின் முனையிலிருந்து திறந்த வெளியில் SUS 304-க்கு மீயொலிப் பாய்வில் தூள் நகரும்போது ஏற்படும் ஆக்சிஜனேற்றத்தால் CuO உருவாவதை விளக்கலாம். மறுபுறம், 550°C வெப்பநிலையில் 30 நிமிடங்களுக்கு குளிர் தெளிப்பு சிகிச்சைக்குப் பிறகு, உலோகக் கண்ணாடித் தூள்களின் கண்ணாடிமயமற்ற தன்மையானது பெரிய கனசதுரக் கட்டங்களின் உருவாக்கத்தில் விளைந்தது.
(a) SUS 304 அடித்தளத்தின் மீது (b) படியவைக்கப்பட்ட MG தூளின் FE-HRTEM படம் (படத்தின் உட்பகுதி). (a)-வில் காட்டப்பட்டுள்ள வட்டச் சின்னத்தின் NBDP குறியீடு (c)-இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
பெரிய கனசதுர Zr2Ni நானோ துகள்கள் உருவாவதற்கான இந்த சாத்தியமான வழிமுறையைச் சோதிக்க, ஒரு தனிப்பட்ட பரிசோதனை மேற்கொள்ளப்பட்டது. இந்தப் பரிசோதனையில், 550°C வெப்பநிலையில் ஒரு அணுவாக்கியிலிருந்து SUS 304 அடி மூலக்கூறின் திசையில் தூள்கள் தெளிக்கப்பட்டன; இருப்பினும், பதப்படுத்தும் விளைவைத் தீர்மானிப்பதற்காக, தூள்கள் SUS304 பட்டையிலிருந்து முடிந்தவரை விரைவாக (சுமார் 60 வி) அகற்றப்பட்டன. மற்றொரு தொடர் பரிசோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, அதில் தூள் தெளிக்கப்பட்ட சுமார் 180 விக்குப் பிறகு அடி மூலக்கூறிலிருந்து அகற்றப்பட்டது.
படம் 13a,b ஆகியவை, SUS 304 அடி மூலக்கூறுகளில் முறையே 60 வி மற்றும் 180 வி-க்கு படியவைக்கப்பட்ட இரண்டு ஸ்பட்டர்டு பொருட்களின் ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) டார்க் ஃபீல்டு (DFI) படங்களைக் காட்டுகின்றன. 60 வி-க்கு படியவைக்கப்பட்ட தூள் படத்தில் உருவவியல் விவரங்கள் இல்லை, இது உருவமற்ற தன்மையைக் காட்டுகிறது (படம் 13a). இது XRD மூலமும் உறுதி செய்யப்பட்டது, இது படம் 14a-வில் காட்டப்பட்டுள்ள அகன்ற முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை விளிம்புச்சிதறல் உச்சிகளால் சுட்டிக்காட்டப்பட்டபடி, இந்தத் தூள்களின் ஒட்டுமொத்த அமைப்பு உருவமற்றது என்பதைக் காட்டியது. இது நிலைமாறக்கூடிய/இடைநிலை வீழ்படிவுகள் இல்லாததைக் குறிக்கிறது, இதில் தூள் அதன் அசல் உருவமற்ற அமைப்பைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. இதற்கு மாறாக, அதே வெப்பநிலையில் (550°C) படியவைக்கப்பட்டு, ஆனால் 180 வி-க்கு அடி மூலக்கூறில் விடப்பட்ட தூளானது, படம் 13b-யில் உள்ள அம்புக்குறிகளால் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நானோ அளவிலான துகள்கள் படிந்திருப்பதைக் காட்டியது.