Nature.com ஐப் பார்வையிட்டதற்கு நன்றி. நீங்கள் பயன்படுத்தும் உலாவி பதிப்பில் குறைந்த CSS ஆதரவு உள்ளது. சிறந்த அனுபவத்திற்கு, புதுப்பிக்கப்பட்ட உலாவியைப் பயன்படுத்துமாறு பரிந்துரைக்கிறோம் (அல்லது Internet Explorer இல் இணக்கத்தன்மை பயன்முறையை முடக்கவும்). இதற்கிடையில், தொடர்ச்சியான ஆதரவை உறுதிசெய்ய, ஸ்டைல்கள் மற்றும் ஜாவாஸ்கிரிப்ட் இல்லாமல் தளத்தை ரெண்டர் செய்வோம்.
நாள்பட்ட தொற்றுகளின் வளர்ச்சியில், குறிப்பாக மருத்துவ சாதனங்களைப் பொறுத்தவரை, பயோஃபிலிம்கள் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். இந்த பிரச்சனை மருத்துவ சமூகத்திற்கு ஒரு பெரிய சவாலை முன்வைக்கிறது, ஏனெனில் நிலையான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பிகள் பயோஃபிலிம்களை மிகக் குறைந்த அளவிற்கு மட்டுமே அழிக்க முடியும். பயோஃபிலிம் உருவாவதைத் தடுப்பது பல்வேறு பூச்சு முறைகள் மற்றும் புதிய பொருட்களின் வளர்ச்சிக்கு வழிவகுத்தது. இந்த நுட்பங்கள் பயோஃபிலிம் உருவாவதைத் தடுக்கும் வகையில் மேற்பரப்புகளை பூசுவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளன. விட்ரியஸ் உலோகக் கலவைகள், குறிப்பாக தாமிரம் மற்றும் டைட்டானியம் உலோகங்களைக் கொண்டவை, சிறந்த ஆண்டிமைக்ரோபியல் பூச்சுகளாக மாறியுள்ளன. அதே நேரத்தில், குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் பயன்பாடு அதிகரித்துள்ளது, ஏனெனில் இது வெப்பநிலை உணர்திறன் பொருட்களை செயலாக்குவதற்கு ஏற்ற முறையாகும். இயந்திர கலவை நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தி Cu-Zr-Ni டெர்னரியால் ஆன புதிய பாக்டீரியா எதிர்ப்பு படல உலோகக் கண்ணாடியை உருவாக்குவதே இந்த ஆராய்ச்சியின் குறிக்கோளின் ஒரு பகுதியாகும். இறுதி தயாரிப்பை உருவாக்கும் கோளப் பொடி, குறைந்த வெப்பநிலையில் துருப்பிடிக்காத எஃகு மேற்பரப்புகளை குளிர் தெளிப்பதற்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. உலோகக் கண்ணாடி பூசப்பட்ட அடி மூலக்கூறுகள் துருப்பிடிக்காத எஃகுடன் ஒப்பிடும்போது குறைந்தபட்சம் 1 லாக் பயோஃபிலிம் உருவாவதைக் கணிசமாகக் குறைக்க முடிந்தது.
மனித வரலாறு முழுவதும், எந்தவொரு சமூகமும் அதன் குறிப்பிட்ட தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய புதிய பொருட்களை அறிமுகப்படுத்துவதை உருவாக்கி ஊக்குவிக்க முடிந்தது, இதன் விளைவாக உற்பத்தித்திறன் அதிகரித்தது மற்றும் உலகமயமாக்கப்பட்ட பொருளாதாரத்தில் தரவரிசைப்படுத்தப்பட்டது. இது எப்போதும் பொருட்கள் மற்றும் உற்பத்தி உபகரணங்களை வடிவமைக்கும் மனித திறனுக்கும், சுகாதாரம், கல்வி, தொழில், பொருளாதாரம், கலாச்சாரம் மற்றும் பிற துறைகளை ஒரு நாடு அல்லது பிராந்தியத்திலிருந்து மற்றொரு நாடு அல்லது பிராந்தியத்திற்கு அடைய பொருட்களை உற்பத்தி செய்து வகைப்படுத்துவதற்கான வடிவமைப்புகளுக்கும் காரணமாகும். நாடு அல்லது பிராந்தியத்தைப் பொருட்படுத்தாமல் முன்னேற்றம் அளவிடப்படுகிறது2. 60 ஆண்டுகளாக, பொருள் விஞ்ஞானிகள் ஒரு முக்கிய பணிக்கு நிறைய நேரம் ஒதுக்கியுள்ளனர்: புதிய மற்றும் மேம்பட்ட பொருட்களைத் தேடுதல். சமீபத்திய ஆராய்ச்சி ஏற்கனவே உள்ள பொருட்களின் தரம் மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்துவதிலும், முற்றிலும் புதிய வகை பொருட்களை ஒருங்கிணைத்து கண்டுபிடிப்பதிலும் கவனம் செலுத்தியுள்ளது.
உலோகக் கலவை கூறுகளைச் சேர்ப்பது, பொருளின் நுண் கட்டமைப்பை மாற்றியமைத்தல் மற்றும் வெப்ப, இயந்திர அல்லது வெப்ப இயந்திர சிகிச்சை முறைகளைப் பயன்படுத்துவது பல்வேறு பொருட்களின் இயந்திர, வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் பண்புகளில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றத்திற்கு வழிவகுத்துள்ளது. கூடுதலாக, இதுவரை அறியப்படாத சேர்மங்கள் வெற்றிகரமாக ஒருங்கிணைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த தொடர்ச்சியான முயற்சிகள் கூட்டாக மேம்பட்ட பொருட்கள் 2 என அழைக்கப்படும் புதுமையான பொருட்களின் புதிய குடும்பத்தை உருவாக்கியுள்ளன. நானோ படிகங்கள், நானோ துகள்கள், நானோகுழாய்கள், குவாண்டம் புள்ளிகள், பூஜ்ஜிய பரிமாண, உருவமற்ற உலோகக் கண்ணாடிகள் மற்றும் உயர்-என்ட்ரோபி உலோகக் கண்ணாடிகள் ஆகியவை கடந்த நூற்றாண்டின் நடுப்பகுதியில் இருந்து உலகில் தோன்றிய மேம்பட்ட பொருட்களின் சில எடுத்துக்காட்டுகள். இறுதி தயாரிப்பு மற்றும் அதன் உற்பத்தியின் இடைநிலை நிலைகளில் மேம்படுத்தப்பட்ட பண்புகளைக் கொண்ட புதிய உலோகக் கலவைகளின் உற்பத்தி மற்றும் மேம்பாட்டில், சமநிலையின்மையின் சிக்கல் பெரும்பாலும் சேர்க்கப்படுகிறது. சமநிலையிலிருந்து குறிப்பிடத்தக்க விலகல்களை அனுமதிக்கும் புதிய உற்பத்தி நுட்பங்களை அறிமுகப்படுத்தியதன் விளைவாக, உலோகக் கண்ணாடிகள் எனப்படும் ஒரு புதிய வகை மெட்டாஸ்டேபிள் உலோகக் கலவைகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன.
1960 ஆம் ஆண்டு கால்டெக்கில் அவர் செய்த பணி, Au-25 at.% Si கண்ணாடி உலோகக் கலவைகளை ஒரு வினாடிக்கு கிட்டத்தட்ட ஒரு மில்லியன் டிகிரி வேகத்தில் விரைவாக திடப்படுத்துவதன் மூலம் ஒருங்கிணைத்தபோது உலோகக் கலவைகள் என்ற கருத்தில் புரட்சியை ஏற்படுத்தியது. 4 பேராசிரியர் பால் டூவ்ஸின் கண்டுபிடிப்பு வரலாற்று உலோகக் கண்ணாடிகளின் (MS) தொடக்கத்தைக் குறித்தது மட்டுமல்லாமல், உலோகக் கலவைகளைப் பற்றி மக்கள் எப்படி நினைக்கிறார்கள் என்பதில் ஒரு முன்னுதாரண மாற்றத்திற்கும் வழிவகுத்தது. MS உலோகக் கலவைகளின் தொகுப்பில் முதல் முன்னோடி ஆராய்ச்சிக்குப் பிறகு, கிட்டத்தட்ட அனைத்து உலோகக் கண்ணாடிகளும் பின்வரும் முறைகளில் ஒன்றைப் பயன்படுத்தி முழுமையாகப் பெறப்பட்டுள்ளன: (i) உருகுதல் அல்லது நீராவியின் விரைவான திடப்படுத்தல், (ii) அணு லட்டு கோளாறு, (iii) தூய உலோகக் கூறுகளுக்கு இடையிலான திட-நிலை உருமாற்ற எதிர்வினைகள் மற்றும் (iv) மெட்டாஸ்டபிள் கட்டங்களின் திட நிலை மாற்றங்கள்.
படிகங்களுடன் தொடர்புடைய நீண்ட தூர அணு வரிசை இல்லாததால் MGகள் வேறுபடுகின்றன, இது படிகங்களின் வரையறுக்கும் பண்பு ஆகும். நவீன உலகில், உலோகக் கண்ணாடித் துறையில் பெரும் முன்னேற்றம் ஏற்பட்டுள்ளது. இவை திட நிலை இயற்பியலுக்கு மட்டுமல்ல, உலோகவியல், மேற்பரப்பு வேதியியல், தொழில்நுட்பம், உயிரியல் மற்றும் பல துறைகளுக்கும் ஆர்வமுள்ள சுவாரஸ்யமான பண்புகளைக் கொண்ட புதிய பொருட்கள். இந்த புதிய வகை பொருள் கடினமான உலோகங்களிலிருந்து வேறுபட்ட பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது, இது பல்வேறு துறைகளில் தொழில்நுட்ப பயன்பாடுகளுக்கு ஒரு சுவாரஸ்யமான வேட்பாளராக அமைகிறது. அவை சில முக்கியமான பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன: (i) அதிக இயந்திர நீர்த்துப்போகும் தன்மை மற்றும் மகசூல் வலிமை, (ii) அதிக காந்த ஊடுருவல், (iii) குறைந்த அழுத்தத்தன்மை, (iv) அசாதாரண அரிப்பு எதிர்ப்பு, (v) வெப்பநிலை சுதந்திரம். கடத்துத்திறன் 6.7.
இயந்திரக் கலவை (MA)1,8 என்பது ஒப்பீட்டளவில் புதிய முறையாகும், இது முதன்முதலில் 19839 இல் பேராசிரியர் கே.கே. கோக் மற்றும் அவரது சகாக்களால் அறிமுகப்படுத்தப்பட்டது. அறை வெப்பநிலைக்கு மிக நெருக்கமான சுற்றுப்புற வெப்பநிலையில் தூய தனிமங்களின் கலவையை அரைத்து அவர்கள் உருவமற்ற Ni60Nb40 பொடிகளை உற்பத்தி செய்தனர். பொதுவாக, MA எதிர்வினை என்பது ஒரு உலையில் உள்ள வினைப்பொருள் பொடிகளின் பரவல் பிணைப்புக்கு இடையில், பொதுவாக துருப்பிடிக்காத எஃகால் ஆனது, ஒரு பந்து ஆலையில் மேற்கொள்ளப்படுகிறது. 10 (படம். 1a, b). அப்போதிருந்து, இந்த இயந்திரத்தனமாக தூண்டப்பட்ட திட நிலை எதிர்வினை முறை குறைந்த (படம். 1c) மற்றும் உயர் ஆற்றல் பந்து ஆலைகள் மற்றும் தடி ஆலைகளைப் பயன்படுத்தி புதிய உருவமற்ற/உலோக கண்ணாடி அலாய் பொடிகளைத் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. குறிப்பாக, Cu-Ta17 போன்ற கலக்காத அமைப்புகளையும், Al-மாற்ற உலோகம் (TM, Zr, Hf, Nb மற்றும் Ta)18,19 மற்றும் Fe-W20 அமைப்புகள் போன்ற உயர் உருகுநிலை உலோகக் கலவைகளையும் தயாரிக்க இந்த முறை பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. , வழக்கமான சமையல் முறைகளைப் பயன்படுத்தி பெற முடியாது. கூடுதலாக, உலோக ஆக்சைடுகள், கார்பைடுகள், நைட்ரைடுகள், ஹைட்ரைடுகள், கார்பன் நானோகுழாய்கள், நானோவைரங்கள் ஆகியவற்றின் நானோகிரிஸ்டலின் மற்றும் நானோகலவை தூள் துகள்களின் தொழில்துறை அளவிலான உற்பத்திக்கான மிகவும் சக்திவாய்ந்த நானோ தொழில்நுட்ப கருவிகளில் ஒன்றாக MA கருதப்படுகிறது, அத்துடன் மேலிருந்து கீழ் அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தி பரந்த நிலைப்படுத்தல். 1 மற்றும் மெட்டாஸ்டேபிள் நிலைகள்.
இந்த ஆய்வில் Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 உலோகக் கண்ணாடி பூச்சு தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படும் உற்பத்தி முறையைக் காட்டும் திட்ட வரைபடம். (a) குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட பந்து அரைக்கும் முறையைப் பயன்படுத்தி Ni x (x; 10, 20, 30, மற்றும் 40 at.%) இன் பல்வேறு செறிவுகளைக் கொண்ட MC அலாய் பொடிகளைத் தயாரித்தல். (a) தொடக்கப் பொருள் கருவி எஃகு பந்துகளுடன் ஒரு கருவி உருளையில் ஏற்றப்பட்டு (b) He வளிமண்டலம் நிரப்பப்பட்ட கையுறை பெட்டியில் சீல் வைக்கப்படுகிறது. (c) அரைக்கும் போது பந்தின் இயக்கத்தை விளக்கும் அரைக்கும் பாத்திரத்தின் வெளிப்படையான மாதிரி. 50 மணி நேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இறுதி தூள் தயாரிப்பு SUS 304 அடி மூலக்கூறை (d) குளிர் தெளிப்பு பூசுவதற்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது.
மொத்தப் பொருள் மேற்பரப்புகள் (அடி மூலக்கூறுகள்) என்று வரும்போது, ​​மேற்பரப்பு பொறியியல் என்பது அசல் மொத்தப் பொருளில் இல்லாத சில இயற்பியல், வேதியியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பண்புகளை வழங்குவதற்காக மேற்பரப்புகளை (அடி மூலக்கூறுகள்) வடிவமைத்து மாற்றுவதை உள்ளடக்கியது. மேற்பரப்பு சிகிச்சையின் மூலம் திறம்பட மேம்படுத்தக்கூடிய சில பண்புகளில் சிராய்ப்பு, ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பு, உராய்வு குணகம், உயிரியல் செயலற்ற தன்மை, மின் பண்புகள் மற்றும் வெப்ப காப்பு ஆகியவை அடங்கும். உலோகவியல், இயந்திர அல்லது வேதியியல் முறைகள் மூலம் மேற்பரப்பு தரத்தை மேம்படுத்தலாம். நன்கு அறியப்பட்ட செயல்முறையாக, பூச்சு என்பது மற்றொரு பொருளிலிருந்து தயாரிக்கப்பட்ட ஒரு மொத்தப் பொருளின் (அடி மூலக்கூறு) மேற்பரப்பில் செயற்கையாகப் பயன்படுத்தப்படும் ஒன்று அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அடுக்குகள் என வரையறுக்கப்படுகிறது. இதனால், விரும்பிய தொழில்நுட்ப அல்லது அலங்கார பண்புகளை அடையவும், சுற்றுச்சூழலுடன் எதிர்பார்க்கப்படும் வேதியியல் மற்றும் இயற்பியல் தொடர்புகளிலிருந்து பொருட்களைப் பாதுகாக்கவும் பூச்சுகள் ஓரளவு பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
ஒரு சில மைக்ரோமீட்டர்கள் (10-20 மைக்ரோமீட்டருக்குக் கீழே) முதல் 30 மைக்ரோமீட்டர்களுக்கு மேல் அல்லது பல மில்லிமீட்டர் தடிமன் வரை பொருத்தமான பாதுகாப்பு அடுக்குகளைப் பயன்படுத்த பல்வேறு முறைகள் மற்றும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தலாம். பொதுவாக, பூச்சு செயல்முறைகளை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்: (i) எலக்ட்ரோபிளேட்டிங், எலக்ட்ரோபிளேட்டிங் மற்றும் ஹாட் டிப் கால்வனைசிங் உள்ளிட்ட ஈரமான பூச்சு முறைகள், மற்றும் (ii) சாலிடரிங், ஹார்ட்ஃபேசிங், இயற்பியல் நீராவி படிவு (PVD) உள்ளிட்ட உலர் பூச்சு முறைகள். ), வேதியியல் நீராவி படிவு (CVD), வெப்ப தெளிப்பு நுட்பங்கள் மற்றும் சமீபத்தில் குளிர் தெளிப்பு நுட்பங்கள் 24 (படம் 1d).
பயோஃபிலிம்கள் என்பது மேற்பரப்புகளுடன் மீளமுடியாத வகையில் இணைக்கப்பட்டு, சுயமாக உற்பத்தி செய்யப்படும் எக்ஸ்ட்ராசெல்லுலர் பாலிமர்களால் (EPS) சூழப்பட்ட நுண்ணுயிர் சமூகங்களாக வரையறுக்கப்படுகின்றன. மேலோட்டமாக முதிர்ந்த பயோஃபிலிம் உருவாக்கம் உணவு பதப்படுத்துதல், நீர் அமைப்புகள் மற்றும் சுகாதாரம் உள்ளிட்ட பல தொழில்களில் குறிப்பிடத்தக்க இழப்புகளுக்கு வழிவகுக்கும். மனிதர்களில், பயோஃபிலிம்கள் உருவாகும்போது, ​​80% க்கும் அதிகமான நுண்ணுயிர் தொற்றுகளுக்கு (என்டோரோபாக்டீரியாசி மற்றும் ஸ்டேஃபிளோகோகி உட்பட) சிகிச்சையளிப்பது கடினம். கூடுதலாக, முதிர்ந்த பயோஃபிலிம்கள் பிளாங்க்டோனிக் பாக்டீரியா செல்களை விட ஆண்டிபயாடிக் சிகிச்சைக்கு 1000 மடங்கு அதிக எதிர்ப்புத் திறன் கொண்டவை என்று தெரிவிக்கப்பட்டுள்ளது, இது ஒரு பெரிய சிகிச்சை சவாலாகக் கருதப்படுகிறது. வரலாற்று ரீதியாக, பொதுவான கரிம சேர்மங்களிலிருந்து பெறப்பட்ட ஆண்டிமைக்ரோபியல் மேற்பரப்பு பூச்சு பொருட்கள் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளன. இத்தகைய பொருட்களில் பெரும்பாலும் மனிதர்களுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் நச்சு கூறுகள் இருந்தாலும், 25,26 இது பாக்டீரியா பரவுதல் மற்றும் பொருள் சிதைவைத் தவிர்க்க உதவும்.
உயிரிப்படலம் உருவாவதால் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பி சிகிச்சைக்கு பரவலான பாக்டீரியா எதிர்ப்பு, பாதுகாப்பாகப் பயன்படுத்தக்கூடிய ஒரு பயனுள்ள நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு சவ்வு பூசப்பட்ட மேற்பரப்பை உருவாக்க வேண்டிய அவசியத்திற்கு வழிவகுத்தது27. ஒட்டுதலின் காரணமாக பாக்டீரியா செல்கள் பிணைக்கப்பட்டு உயிரிப்படலங்களை உருவாக்க முடியாத ஒரு இயற்பியல் அல்லது வேதியியல் ஒட்டும் எதிர்ப்பு மேற்பரப்பை உருவாக்குவது இந்த செயல்பாட்டில் முதல் அணுகுமுறையாகும்27. இரண்டாவது தொழில்நுட்பம், நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு இரசாயனங்களை அவை தேவைப்படும் இடத்தில், அதிக செறிவூட்டப்பட்ட மற்றும் வடிவமைக்கப்பட்ட அளவுகளில் வழங்கும் பூச்சுகளை உருவாக்குவதாகும். கிராஃபீன்/ஜெர்மானியம்28, கருப்பு வைரம்29 மற்றும் ZnO30-டோப் செய்யப்பட்ட வைரம் போன்ற கார்பன் பூச்சுகள் போன்ற பாக்டீரியாக்களை எதிர்க்கும் தனித்துவமான பூச்சுப் பொருட்களை உருவாக்குவதன் மூலம் இது அடையப்படுகிறது, இது உயிரிப்படலம் உருவாக்கம் காரணமாக நச்சுத்தன்மை மற்றும் எதிர்ப்பின் வளர்ச்சியை அதிகப்படுத்தும் தொழில்நுட்பமாகும். கூடுதலாக, பாக்டீரியா மாசுபாட்டிற்கு எதிராக நீண்டகால பாதுகாப்பை வழங்கும் கிருமி நாசினி இரசாயனங்கள் கொண்ட பூச்சுகள் பெருகிய முறையில் பிரபலமடைந்து வருகின்றன. மூன்று நடைமுறைகளும் பூசப்பட்ட மேற்பரப்புகளில் நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு செயல்பாட்டைச் செயல்படுத்தும் திறன் கொண்டவை என்றாலும், ஒவ்வொன்றும் அதன் சொந்த வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை ஒரு பயன்பாட்டு உத்தியை உருவாக்கும் போது கருத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும்.
தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகள், உயிரியல் ரீதியாக செயல்படும் பொருட்களுக்கான பாதுகாப்பு பூச்சுகளை பகுப்பாய்வு செய்து சோதிக்க நேரமின்மையால் பாதிக்கப்படுகின்றன. நிறுவனங்கள் தங்கள் தயாரிப்புகள் பயனர்களுக்கு விரும்பிய செயல்பாட்டு அம்சங்களை வழங்கும் என்று கூறுகின்றன, இருப்பினும், தற்போது சந்தையில் உள்ள தயாரிப்புகளின் வெற்றிக்கு இது ஒரு தடையாக மாறியுள்ளது. வெள்ளியிலிருந்து பெறப்பட்ட கலவைகள் தற்போது நுகர்வோருக்குக் கிடைக்கும் பெரும்பாலான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு மருந்துகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இந்த தயாரிப்புகள் நுண்ணுயிரிகளுக்கு தீங்கு விளைவிக்கும் வெளிப்பாட்டிலிருந்து பயனர்களைப் பாதுகாக்க வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. தாமதமான நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு விளைவு மற்றும் வெள்ளி சேர்மங்களின் தொடர்புடைய நச்சுத்தன்மை ஆகியவை குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் மாற்றீட்டை உருவாக்க ஆராய்ச்சியாளர்கள் மீது அழுத்தத்தை அதிகரிக்கின்றன36,37. உள்ளேயும் வெளியேயும் செயல்படும் உலகளாவிய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு பூச்சு உருவாக்குவது ஒரு சவாலாகவே உள்ளது. இது தொடர்புடைய உடல்நலம் மற்றும் பாதுகாப்பு அபாயங்களுடன் வருகிறது. மனிதர்களுக்கு குறைவான தீங்கு விளைவிக்கும் ஒரு நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு முகவரைக் கண்டுபிடிப்பதும், நீண்ட ஆயுட்காலம் கொண்ட பூச்சு அடி மூலக்கூறுகளில் அதை எவ்வாறு இணைப்பது என்பதைக் கண்டுபிடிப்பதும் மிகவும் விரும்பப்படும் இலக்காகும்38. சமீபத்திய நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு மற்றும் உயிரித் தடுப்புப் பொருட்கள் நேரடித் தொடர்பு மூலம் அல்லது செயலில் உள்ள முகவரின் வெளியீட்டிற்குப் பிறகு நெருங்கிய வரம்பில் பாக்டீரியாக்களைக் கொல்ல வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. ஆரம்ப பாக்டீரியா ஒட்டுதலைத் தடுப்பதன் மூலம் (மேற்பரப்பில் ஒரு புரத அடுக்கு உருவாவதைத் தடுப்பது உட்பட) அல்லது செல் சுவரில் குறுக்கிடுவதன் மூலம் பாக்டீரியாவைக் கொல்வதன் மூலம் அவை இதைச் செய்யலாம்.
அடிப்படையில், மேற்பரப்பு பூச்சு என்பது மேற்பரப்பு பண்புகளை மேம்படுத்த ஒரு கூறுகளின் மேற்பரப்பில் மற்றொரு அடுக்கைப் பயன்படுத்துவதற்கான செயல்முறையாகும். மேற்பரப்பு பூச்சுகளின் நோக்கம் ஒரு கூறுகளின் மேற்பரப்புக்கு அருகிலுள்ள பகுதியின் நுண் கட்டமைப்பு மற்றும்/அல்லது கலவையை மாற்றுவதாகும்39. மேற்பரப்பு பூச்சு முறைகளை வெவ்வேறு முறைகளாகப் பிரிக்கலாம், அவை படம் 2a இல் சுருக்கப்பட்டுள்ளன. பூச்சுகளை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்படும் முறையைப் பொறுத்து வெப்ப, வேதியியல், இயற்பியல் மற்றும் மின் வேதியியல் வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்.
(அ) ​​முக்கிய மேற்பரப்பு உற்பத்தி நுட்பங்களைக் காட்டும் ஒரு செருகல், மற்றும் (ஆ) குளிர் தெளிப்பு முறையின் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட நன்மைகள் மற்றும் தீமைகள்.
குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம் பாரம்பரிய வெப்ப தெளிப்பு நுட்பங்களுடன் மிகவும் பொதுவானது. இருப்பினும், குளிர் தெளிப்பு செயல்முறை மற்றும் குளிர் தெளிப்பு பொருட்களை குறிப்பாக தனித்துவமாக்கும் சில முக்கிய அடிப்படை பண்புகளும் உள்ளன. குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம் இன்னும் ஆரம்ப நிலையில் உள்ளது, ஆனால் அதற்கு ஒரு சிறந்த எதிர்காலம் உள்ளது. சில சந்தர்ப்பங்களில், குளிர் தெளிப்பின் தனித்துவமான பண்புகள், வழக்கமான வெப்ப தெளிப்பு நுட்பங்களின் வரம்புகளை கடந்து, சிறந்த நன்மைகளை வழங்குகின்றன. இது பாரம்பரிய வெப்ப தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் குறிப்பிடத்தக்க வரம்புகளை கடக்கிறது, இதில் தூள் உருக்கப்பட்டு ஒரு அடி மூலக்கூறில் வைக்கப்பட வேண்டும். வெளிப்படையாக, இந்த பாரம்பரிய பூச்சு செயல்முறை நானோகிரிஸ்டல்கள், நானோ துகள்கள், உருவமற்ற மற்றும் உலோக கண்ணாடிகள் போன்ற மிகவும் வெப்பநிலை உணர்திறன் கொண்ட பொருட்களுக்கு ஏற்றது அல்ல. கூடுதலாக, வெப்ப தெளிப்பு பூச்சு பொருட்கள் எப்போதும் அதிக அளவு போரோசிட்டி மற்றும் ஆக்சைடுகளைக் கொண்டுள்ளன. குளிர் தெளிப்பு தொழில்நுட்பம் வெப்ப தெளிப்பு தொழில்நுட்பத்தை விட பல குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது, அதாவது (i) அடி மூலக்கூறுக்கு குறைந்தபட்ச வெப்ப உள்ளீடு, (ii) அடி மூலக்கூறு பூச்சு தேர்ந்தெடுப்பதில் நெகிழ்வுத்தன்மை, (iii) கட்ட மாற்றம் மற்றும் தானிய வளர்ச்சி இல்லை, (iv) அதிக பிசின் வலிமை1 .39 (படம் 2b). கூடுதலாக, குளிர் தெளிப்பு பூச்சு பொருட்கள் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு, அதிக வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மை, அதிக மின் கடத்துத்திறன் மற்றும் அதிக அடர்த்தி ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் நன்மைகள் இருந்தபோதிலும், படம் 2b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த முறை இன்னும் சில குறைபாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. Al2O3, TiO2, ZrO2, WC போன்ற தூய பீங்கான் பொடிகளை பூசும்போது, ​​குளிர் தெளிப்பு முறையைப் பயன்படுத்த முடியாது. மறுபுறம், பீங்கான்/உலோக கலவை பொடிகளை பூச்சுகளுக்கான மூலப்பொருட்களாகப் பயன்படுத்தலாம். மற்ற வெப்ப தெளிப்பு முறைகளுக்கும் இதுவே செல்கிறது. கடினமான மேற்பரப்புகள் மற்றும் குழாய் உட்புறங்களை தெளிப்பது இன்னும் கடினம்.
தற்போதைய பணி, பூச்சுகளுக்கான தொடக்கப் பொருட்களாக உலோக விட்ரியஸ் பொடிகளைப் பயன்படுத்துவதை நோக்கமாகக் கொண்டிருப்பதைக் கருத்தில் கொண்டு, வழக்கமான வெப்ப தெளிப்பை இந்த நோக்கத்திற்காகப் பயன்படுத்த முடியாது என்பது தெளிவாகிறது. அதிக வெப்பநிலையில் உலோக விட்ரியஸ் பொடிகள் படிகமாக்கப்படுவதே இதற்குக் காரணம்.
மருத்துவ மற்றும் உணவுத் தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படும் பெரும்பாலான கருவிகள், அறுவை சிகிச்சை கருவிகளின் உற்பத்திக்கு 12 முதல் 20 wt.% குரோமியம் உள்ளடக்கம் கொண்ட ஆஸ்டெனிடிக் துருப்பிடிக்காத எஃகு உலோகக் கலவைகளிலிருந்து (SUS316 மற்றும் SUS304) தயாரிக்கப்படுகின்றன. எஃகு உலோகக் கலவைகளில் குரோமியம் உலோகத்தை ஒரு கலவை உறுப்பாகப் பயன்படுத்துவது நிலையான எஃகு உலோகக் கலவைகளின் அரிப்பு எதிர்ப்பை கணிசமாக மேம்படுத்தும் என்பது பொதுவாக ஏற்றுக்கொள்ளப்படுகிறது. துருப்பிடிக்காத எஃகு உலோகக் கலவைகள், அவற்றின் அதிக அரிப்பு எதிர்ப்பு இருந்தபோதிலும், குறிப்பிடத்தக்க ஆண்டிமைக்ரோபியல் பண்புகளைக் கொண்டிருக்கவில்லை38,39. இது அவற்றின் உயர் அரிப்பு எதிர்ப்போடு முரண்படுகிறது. அதன் பிறகு, தொற்று மற்றும் வீக்கத்தின் வளர்ச்சியைக் கணிக்க முடியும், அவை முக்கியமாக துருப்பிடிக்காத எஃகு உயிரியல் பொருட்களின் மேற்பரப்பில் பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் காலனித்துவம் காரணமாக ஏற்படுகின்றன. பாக்டீரியா ஒட்டுதல் மற்றும் பயோஃபில்ம் உருவாக்கும் பாதைகளுடன் தொடர்புடைய குறிப்பிடத்தக்க சிரமங்கள் காரணமாக குறிப்பிடத்தக்க சிரமங்கள் ஏற்படலாம், இது மோசமான ஆரோக்கியத்திற்கு வழிவகுக்கும், இது மனித ஆரோக்கியத்தை நேரடியாகவோ அல்லது மறைமுகமாகவோ பாதிக்கக்கூடிய பல விளைவுகளை ஏற்படுத்தும்.
இந்த ஆய்வு, குவைத் அறிவியல் முன்னேற்ற அறக்கட்டளை (KFAS) நிதியுதவி அளித்த திட்டத்தின் முதல் கட்டமாகும், இது ஒப்பந்த எண். 2010-550401 ஆகும், இது MA தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தி உலோக கண்ணாடி Cu-Zr-Ni மும்மைப் பொடிகளை உற்பத்தி செய்வதற்கான சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய்கிறது (அட்டவணை). 1) SUS304 பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மேற்பரப்பு பாதுகாப்பு படம்/பூச்சு உற்பத்திக்காக. ஜனவரி 2023 இல் தொடங்கவுள்ள திட்டத்தின் இரண்டாம் கட்டம், கால்வனிக் அரிப்பு பண்புகள் மற்றும் அமைப்பின் இயந்திர பண்புகளை விரிவாக ஆய்வு செய்யும். பல்வேறு வகையான பாக்டீரியாக்களுக்கான விரிவான நுண்ணுயிரியல் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்படும்.
இந்தக் கட்டுரை, உருவவியல் மற்றும் கட்டமைப்பு பண்புகளின் அடிப்படையில் கண்ணாடி உருவாக்கும் திறனில் (GFA) Zr கலவை உள்ளடக்கத்தின் விளைவைப் பற்றி விவாதிக்கிறது. கூடுதலாக, தூள் பூசப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி/SUS304 கலவையின் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு பண்புகளும் விவாதிக்கப்பட்டன. கூடுதலாக, தயாரிக்கப்பட்ட உலோகக் கண்ணாடி அமைப்புகளின் சூப்பர் கூல்டு திரவப் பகுதியில் குளிர் தெளிப்பின் போது ஏற்படும் உலோகக் கண்ணாடிப் பொடிகளின் கட்டமைப்பு மாற்றத்தின் சாத்தியக்கூறுகளை ஆராய தொடர்ச்சியான பணிகள் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளன. இந்த ஆய்வில் Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr20Ni30 உலோகக் கண்ணாடி உலோகக் கலவைகள் பிரதிநிதித்துவ எடுத்துக்காட்டுகளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன.
குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட பந்து அரைக்கும் போது தனிம Cu, Zr மற்றும் Ni பொடிகளில் ஏற்படும் உருவ மாற்றங்களை இந்தப் பிரிவு முன்வைக்கிறது. Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றைக் கொண்ட இரண்டு வெவ்வேறு அமைப்புகள் விளக்க எடுத்துக்காட்டுகளாகப் பயன்படுத்தப்படும். MA செயல்முறையை மூன்று தனித்தனி நிலைகளாகப் பிரிக்கலாம், இது அரைக்கும் கட்டத்தில் பெறப்பட்ட பொடியின் உலோகவியல் தன்மையால் சாட்சியமளிக்கப்படுகிறது (படம் 3).
பந்து அரைப்பின் பல்வேறு நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இயந்திர உலோகக் கலவைகளின் (MA) பொடிகளின் உலோகவியல் பண்புகள். 3, 12 மற்றும் 50 மணிநேரங்களுக்கு குறைந்த ஆற்றல் பந்து அரைத்தலுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA மற்றும் Cu50Zr40Ni10 பொடிகளின் புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) படங்கள் Cu50Zr20Ni30 அமைப்பிற்கான (a), (c) மற்றும் (e) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன, அதே நேரத்தில் அதே MA இல். நேரத்திற்குப் பிறகு எடுக்கப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 அமைப்பின் தொடர்புடைய படங்கள் (b), (d) மற்றும் (f) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
பந்து அரைக்கும் போது, ​​உலோகப் பொடிக்கு மாற்றக்கூடிய பயனுள்ள இயக்க ஆற்றல், படம் 1a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, அளவுருக்களின் கலவையால் பாதிக்கப்படுகிறது. இதில் பந்துகள் மற்றும் பொடிகளுக்கு இடையிலான மோதல்கள், அரைக்கும் ஊடகங்களுக்கு இடையில் அல்லது இடையில் சிக்கிய பொடியின் வெட்டு சுருக்கம், விழும் பந்துகளிலிருந்து ஏற்படும் தாக்கங்கள், ஒரு பந்து ஆலையின் நகரும் உடல்களுக்கு இடையில் தூள் இழுவையால் ஏற்படும் வெட்டு மற்றும் தேய்மானம் மற்றும் ஏற்றப்பட்ட கலாச்சாரம் மூலம் பரவும் விழும் பந்துகள் வழியாக செல்லும் அதிர்ச்சி அலை ஆகியவை அடங்கும் (படம் 1a). Эlementarnыe porashki Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за олодной сварки на раней стади, ப்ரிவெலோ க் ஒப்ராசோவனியூ க்ரூப்னிக் ஹஸ்ட்டிஸ் போரோஷ்கா (> 1 மி.மீ டோமெட்ரே). MA (3 h) இன் ஆரம்ப கட்டத்தில் குளிர் வெல்டிங் காரணமாக தனிம Cu, Zr மற்றும் Ni பொடிகள் கடுமையாக சிதைக்கப்பட்டன, இது பெரிய தூள் துகள்கள் (> 1 மிமீ விட்டம்) உருவாக வழிவகுத்தது.படம் 3a,b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, இந்த பெரிய கூட்டுத் துகள்கள், உலோகக் கலவை கூறுகளின் தடிமனான அடுக்குகளை (Cu, Zr, Ni) உருவாக்குவதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. MA நேரத்தை 12 மணிநேரமாக (இடைநிலை நிலை) அதிகரிப்பது பந்து ஆலையின் இயக்க ஆற்றலை அதிகரிக்க வழிவகுத்தது, இது படம் 3c, city இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, கலப்புப் பொடியை சிறிய பொடிகளாக (200 μm க்கும் குறைவானது) சிதைக்க வழிவகுத்தது. இந்த கட்டத்தில், பயன்படுத்தப்பட்ட வெட்டு விசை படம் 3c, d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, மெல்லிய Cu, Zr, Ni குறிப்பு அடுக்குகளுடன் ஒரு புதிய உலோக மேற்பரப்பை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது. செதில்களின் இடைமுகத்தில் அடுக்குகளை அரைப்பதன் விளைவாக, புதிய கட்டங்கள் உருவாகும்போது திட-கட்ட எதிர்வினைகள் ஏற்படுகின்றன.
MA செயல்முறையின் உச்சக்கட்டத்தில் (50 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு), செதில் உலோகவியல் அரிதாகவே கவனிக்கத்தக்கதாக இருந்தது (படம் 3e, f), மேலும் தூளின் மெருகூட்டப்பட்ட மேற்பரப்பில் கண்ணாடி உலோகவியல் காணப்பட்டது. இதன் பொருள் MA செயல்முறை நிறைவடைந்து ஒற்றை எதிர்வினை கட்டம் உருவாக்கப்பட்டது. படம் 3e (I, II, III), f, v, vi) இல் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள பகுதிகளின் தனிம கலவை, ஆற்றல் பரவல் எக்ஸ்-ரே ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (EDS) உடன் இணைந்து புல உமிழ்வு ஸ்கேனிங் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-SEM) ஐப் பயன்படுத்தி தீர்மானிக்கப்பட்டது. (IV).
அட்டவணையில். படம் 3e, f இல் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட ஒவ்வொரு பகுதியின் மொத்த நிறை சதவீதமாக கலப்பு கூறுகளின் 2 தனிம செறிவுகள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த முடிவுகளை அட்டவணை 1 இல் கொடுக்கப்பட்டுள்ள Cu50Zr20Ni30 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 ஆகியவற்றின் ஆரம்ப பெயரளவு கலவைகளுடன் ஒப்பிடுவது, இந்த இரண்டு இறுதி தயாரிப்புகளின் கலவைகள் பெயரளவு கலவைகளுக்கு மிக அருகில் இருப்பதைக் காட்டுகிறது. கூடுதலாக, படம் 3e,f இல் பட்டியலிடப்பட்டுள்ள பகுதிகளுக்கான கூறுகளின் ஒப்பீட்டு மதிப்புகள் ஒவ்வொரு மாதிரியின் கலவையிலும் ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு குறிப்பிடத்தக்க சரிவு அல்லது மாறுபாட்டைக் குறிக்கவில்லை. ஒரு பகுதியிலிருந்து மற்றொரு பகுதிக்கு கலவையில் எந்த மாற்றமும் இல்லை என்பதன் மூலம் இது நிரூபிக்கப்படுகிறது. அட்டவணை 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி சீரான அலாய் பொடிகளின் உற்பத்தியை இது குறிக்கிறது.
படம் 4a-d இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, Cu50(Zr50-xNix) இறுதி தயாரிப்பு பொடியின் FE-SEM மைக்ரோகிராஃப்கள் 50 MA முறைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்டன, இங்கு x முறையே 10, 20, 30 மற்றும் 40 ஆகும். இந்த அரைக்கும் படிக்குப் பிறகு, வான் டெர் வால்ஸ் விளைவு காரணமாக தூள் திரட்டப்படுகிறது, இது படம் 4 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி 73 முதல் 126 nm விட்டம் கொண்ட அல்ட்ராஃபைன் துகள்களைக் கொண்ட பெரிய திரட்டுகளை உருவாக்க வழிவகுக்கிறது.
50 மணி நேர MA க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50(Zr50-xNix) பொடிகளின் உருவவியல் பண்புகள். Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 அமைப்புகளுக்கு, 50 MA க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட பொடிகளின் FE-SEM படங்கள் முறையே (a), (b), (c) மற்றும் (d) இல் காட்டப்பட்டுள்ளன.
பொடிகளை குளிர் தெளிப்பு ஊட்டியில் ஏற்றுவதற்கு முன், அவை முதலில் பகுப்பாய்வு தர எத்தனாலில் 15 நிமிடங்கள் ஒலியூட்டப்பட்டு, பின்னர் 150° C இல் 2 மணி நேரம் உலர்த்தப்பட்டன. பூச்சு செயல்பாட்டில் பெரும்பாலும் பல கடுமையான சிக்கல்களை ஏற்படுத்தும் திரட்டலை வெற்றிகரமாக எதிர்த்துப் போராட இந்த நடவடிக்கை எடுக்கப்பட வேண்டும். MA செயல்முறை முடிந்த பிறகு, அலாய் பொடிகளின் ஒருமைப்பாட்டை ஆராய மேலும் ஆய்வுகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன. படம். 5a–d இல் முறையே 50 மணிநேர நேரம் M க்குப் பிறகு எடுக்கப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 அலாய்வின் Cu, Zr மற்றும் Ni கலப்பு கூறுகளின் FE-SEM மைக்ரோகிராஃப்கள் மற்றும் தொடர்புடைய EDS படங்கள் காட்டப்படுகின்றன. இந்தப் படிக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட அலாய் பொடிகள் ஒரே மாதிரியானவை என்பதைக் கவனத்தில் கொள்ள வேண்டும், ஏனெனில் அவை படம் 5 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி துணை-நானோமீட்டர் அளவைத் தாண்டி எந்த கலவை ஏற்ற இறக்கங்களையும் வெளிப்படுத்துவதில்லை.
FE-SEM/எனர்ஜி டிஸ்பெர்சிவ் எக்ஸ்-ரே ஸ்பெக்ட்ரோஸ்கோபி (EDS) மூலம் 50 MA க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MG Cu50Zr30Ni20 பொடியில் உள்ள தனிமங்களின் உருவவியல் மற்றும் உள்ளூர் பரவல். (a) (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα, மற்றும் (d) Ni-Kα ஆகியவற்றின் SEM மற்றும் எக்ஸ்-ரே EDS இமேஜிங்.
50-மணிநேர MA க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட இயந்திர ரீதியாகக் கலந்த Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, மற்றும் Cu50Zr20Ni30 பொடிகளின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு வடிவங்கள் முறையே படம் 6a–d இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த அரைக்கும் நிலைக்குப் பிறகு, வெவ்வேறு Zr செறிவுகளைக் கொண்ட அனைத்து மாதிரிகளும் படம் 6 இல் காட்டப்பட்டுள்ள சிறப்பியல்பு ஒளிவட்ட பரவல் வடிவங்களுடன் உருவமற்ற கட்டமைப்புகளைக் கொண்டிருந்தன.
50 மணிநேரத்திற்கு MA க்குப் பிறகு Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), மற்றும் Cu50Zr20Ni30 (d) பொடிகளின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு வடிவங்கள். விதிவிலக்கு இல்லாமல் அனைத்து மாதிரிகளிலும் ஒரு ஒளிவட்ட-பரவல் முறை காணப்பட்டது, இது ஒரு உருவமற்ற கட்டத்தின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது.
உயர் தெளிவுத்திறன் கொண்ட புல உமிழ்வு பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM) கட்டமைப்பு மாற்றங்களைக் கண்காணிக்கவும், வெவ்வேறு MA நேரங்களில் பந்து அரைப்பதால் ஏற்படும் பொடிகளின் உள்ளூர் அமைப்பைப் புரிந்துகொள்ளவும் பயன்படுத்தப்பட்டது. Cu50Zr30Ni20 மற்றும் Cu50Zr40Ni10 பொடிகளை அரைக்கும் ஆரம்ப (6 மணிநேரம்) மற்றும் இடைநிலை (18 மணிநேரம்) நிலைகளுக்குப் பிறகு FE-HRTEM முறையால் பெறப்பட்ட பொடிகளின் படங்கள் முறையே படம் 7a இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. MA இன் 6 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட பொடியின் பிரகாசமான-புல படத்தின் (BFI) படி, பொடி fcc-Cu, hcp-Zr மற்றும் fcc-Ni கூறுகளின் தெளிவாக வரையறுக்கப்பட்ட எல்லைகளைக் கொண்ட பெரிய தானியங்களைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் படம் 7a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, ஒரு எதிர்வினை கட்டம் உருவாவதற்கான அறிகுறிகள் எதுவும் இல்லை. கூடுதலாக, நடுத்தர பகுதி (a) இலிருந்து எடுக்கப்பட்ட ஒரு தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி வேறுபாடு முறை (SADP) ஒரு கூர்மையான வேறுபாடு வடிவத்தை வெளிப்படுத்தியது (படம் 7b), இது பெரிய படிகங்களின் இருப்பு மற்றும் எதிர்வினை கட்டம் இல்லாததைக் குறிக்கிறது.
ஆரம்ப (6 மணி) மற்றும் இடைநிலை (18 மணி) நிலைகளுக்குப் பிறகு பெறப்பட்ட MA பொடியின் உள்ளூர் கட்டமைப்பு பண்புகள். (அ) 6 மணி நேரத்திற்கு MA சிகிச்சைக்குப் பிறகு Cu50Zr30Ni20 பொடியின் உயர் தெளிவுத்திறன் புல உமிழ்வு பரிமாற்ற எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கி (FE-HRTEM) மற்றும் (ஆ) தொடர்புடைய தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பகுதி வேறுபாடு வரைபடம் (SADP). 18 மணி நேர MA க்குப் பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10 இன் FE-HRTEM படம் (c) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 7c இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, MA இன் கால அளவு 18 மணிநேரமாக அதிகரித்தது பிளாஸ்டிக் சிதைவுடன் இணைந்து கடுமையான லேட்டிஸ் குறைபாடுகளுக்கு வழிவகுத்தது. MA செயல்முறையின் இந்த இடைநிலை கட்டத்தில், அடுக்கி வைக்கும் பிழைகள், லேட்டிஸ் குறைபாடுகள் மற்றும் புள்ளி குறைபாடுகள் உள்ளிட்ட பல்வேறு குறைபாடுகள் பொடியில் தோன்றும் (படம் 7). இந்த குறைபாடுகள் தானிய எல்லைகளில் பெரிய தானியங்களை 20 nm க்கும் குறைவான அளவுள்ள துணை தானியங்களாக துண்டு துண்டாக மாற்றுகின்றன (படம் 7c).
படம் 8a இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, 36 மணிநேர MA க்கு அரைக்கப்பட்ட Cu50Z30Ni20 பொடியின் உள்ளூர் அமைப்பு, ஒரு உருவமற்ற மெல்லிய மேட்ரிக்ஸில் பதிக்கப்பட்ட அல்ட்ராஃபைன் நானோ தானியங்களை உருவாக்குவதன் மூலம் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. EMF இன் உள்ளூர் பகுப்பாய்வு, படம் 8a இல் காட்டப்பட்டுள்ள நானோ கிளஸ்டர்கள் சிகிச்சையளிக்கப்படாத Cu, Zr மற்றும் Ni தூள் உலோகக் கலவைகளுடன் தொடர்புடையவை என்பதைக் காட்டுகிறது. மேட்ரிக்ஸில் Cu இன் உள்ளடக்கம் ~32 at.% (மோசமான மண்டலம்) இலிருந்து ~74 at.% (பணக்கார மண்டலம்) வரை மாறுபடுகிறது, இது பன்முகத்தன்மை கொண்ட தயாரிப்புகளின் உருவாக்கத்தைக் குறிக்கிறது. கூடுதலாக, இந்தப் படியில் அரைத்த பிறகு பெறப்பட்ட பொடிகளின் தொடர்புடைய SADPகள், படம் 8b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, சிகிச்சையளிக்கப்படாத இந்த உலோகக் கலவை கூறுகளுடன் தொடர்புடைய கூர்மையான புள்ளிகளுடன் ஒன்றுடன் ஒன்று முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை ஒளிவட்ட-பரவல் உருவமற்ற கட்ட வளையங்களைக் காட்டுகின்றன.
36 h-Cu50Zr30Ni20 பொடிக்கு அப்பால் உள்ள நானோ அளவிலான உள்ளூர் கட்டமைப்பு அம்சங்கள். (a) பிரகாசமான புலப் படம் (BFI) மற்றும் தொடர்புடைய (b) 36 h MA க்கு அரைத்த பிறகு பெறப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 பொடியின் SADP.
MA செயல்முறையின் முடிவில் (50 h), Cu50(Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, மற்றும் 40 at.% பொடிகள், விதிவிலக்கு இல்லாமல், படத்தில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, உருவமற்ற கட்டத்தின் ஒரு சிக்கலான உருவ அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. ஒவ்வொரு கலவையின் தொடர்புடைய SADS இல் புள்ளி மாறுபாடு அல்லது கூர்மையான வளைய வடிவங்கள் எதுவும் கண்டறியப்படவில்லை. இது சிகிச்சையளிக்கப்படாத படிக உலோகம் இல்லாததைக் குறிக்கிறது, மாறாக ஒரு உருவமற்ற அலாய் பொடி உருவாவதைக் குறிக்கிறது. ஒளிவட்ட பரவல் வடிவங்களைக் காட்டும் இந்த தொடர்புடைய SADPகள் இறுதி தயாரிப்புப் பொருளில் உருவமற்ற கட்டங்களின் வளர்ச்சிக்கு சான்றாகவும் பயன்படுத்தப்பட்டன.
Cu50 MS அமைப்பின் இறுதி உற்பத்திப் பொருளின் உள்ளூர் அமைப்பு (Zr50-xNix). MA இன் 50 மணிநேரத்திற்குப் பிறகு பெறப்பட்ட (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, மற்றும் (d) Cu50Zr10Ni40 ஆகியவற்றின் FE-HRTEM மற்றும் தொடர்புடைய நானோபீம் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் வடிவங்கள் (NBDP).
வேறுபட்ட ஸ்கேனிங் கலோரிமீட்டரைப் பயன்படுத்தி, கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலை (Tg), சூப்பர் கூல்டு திரவப் பகுதி (ΔTx) மற்றும் படிகமயமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) ஆகியவற்றின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, Cu50(Zr50-xNix) உருவமற்ற அமைப்பில் Ni (x) இன் உள்ளடக்கத்தைப் பொறுத்து ஆய்வு செய்யப்பட்டது. He வாயு ஓட்டத்தில் (DSC) பண்புகள். MA க்குப் பிறகு 50 மணிநேரத்திற்குப் பெறப்பட்ட Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, மற்றும் Cu50Zr10Ni40 உருவமற்ற உலோகக் கலவைகளின் பொடிகளின் DSC வளைவுகள் முறையே படம் 10a, b, e இல் காட்டப்பட்டுள்ளன. உருவமற்ற Cu50Zr20Ni30 இன் DSC வளைவு படம் 10 ஆம் நூற்றாண்டில் தனித்தனியாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, இதற்கிடையில், DSC இல் ~700°C க்கு வெப்பப்படுத்தப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 மாதிரி படம் 10g இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
MA க்குப் பிறகு 50 மணிநேரம் பெறப்பட்ட Cu50(Zr50-xNix) MG பொடிகளின் வெப்ப நிலைத்தன்மை, கண்ணாடி மாற்ற வெப்பநிலை (Tg), படிகமயமாக்கல் வெப்பநிலை (Tx) மற்றும் சூப்பர் கூல்டு திரவப் பகுதி (ΔTx) ஆகியவற்றால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. MA க்குப் பிறகு 50 மணிநேரம் Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), மற்றும் (e) Cu50Zr10Ni40 MG அலாய் பொடிகளின் வேறுபட்ட ஸ்கேனிங் கலோரிமீட்டர் (DSC) பொடிகளின் தெர்மோகிராம்கள். DSC இல் ~700°C க்கு வெப்பப்படுத்தப்பட்ட Cu50Zr30Ni20 மாதிரியின் எக்ஸ்-கதிர் விளிம்பு முறை (XRD) (d) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
படம் 10 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, வெவ்வேறு நிக்கல் செறிவுகளைக் கொண்ட அனைத்து கலவைகளுக்கான DSC வளைவுகள் (x) இரண்டு வெவ்வேறு நிகழ்வுகளைக் குறிக்கின்றன, ஒன்று வெப்பமூட்டும் மற்றும் மற்றொன்று வெப்பமூட்டும். முதல் வெப்பமூட்டும் நிகழ்வு Tg உடன் ஒத்திருக்கிறது, இரண்டாவது Tx உடன் தொடர்புடையது. Tg மற்றும் Tx க்கு இடையில் இருக்கும் கிடைமட்ட இடைவெளி பகுதி துணை குளிரூட்டப்பட்ட திரவ பகுதி (ΔTx = Tx – Tg) என்று அழைக்கப்படுகிறது. 526°C மற்றும் 612°C இல் வைக்கப்படும் Cu50Zr40Ni10 மாதிரியின் Tg மற்றும் Tx (படம் 10a) உள்ளடக்கத்தை (x) % இல் 20 வரை 482°C மற்றும் 563°C இன் குறைந்த வெப்பநிலை பக்கத்தை நோக்கி மாற்றுகிறது என்பதை முடிவுகள் காட்டுகின்றன. படம் 10b இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, முறையே Ni உள்ளடக்கம் (x) அதிகரிக்கும் போது °C. இதன் விளைவாக, Cu50Zr30Ni20 க்கு ΔTx Cu50Zr40Ni10 86°С (படம் 10a) இலிருந்து 81°С ஆகக் குறைகிறது (படம் 10b). MC Cu50Zr40Ni10 அலாய்க்கு, Tg, Tx மற்றும் ΔTx மதிப்புகளில் 447°С, 526°С மற்றும் 79°С அளவுகளுக்குக் குறைவு காணப்பட்டது (படம் 10b). Ni உள்ளடக்கத்தில் ஏற்படும் அதிகரிப்பு MS அலாய் வெப்ப நிலைத்தன்மையில் குறைவுக்கு வழிவகுக்கிறது என்பதை இது குறிக்கிறது. மாறாக, MC Cu50Zr20Ni30 அலாய்வின் Tg (507 °C) இன் மதிப்பு MC Cu50Zr40Ni10 அலாய் விட குறைவாக உள்ளது; இருப்பினும், அதன் Tx அதனுடன் ஒப்பிடக்கூடிய மதிப்பைக் காட்டுகிறது (612 °C). எனவே, படம் 10 ஆம் நூற்றாண்டில் காட்டப்பட்டுள்ளபடி ΔTx அதிக மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது (87°C).
Cu50(Zr50-xNix) MC அமைப்பு, Cu50Zr20Ni30 MC உலோகக் கலவையை உதாரணமாகப் பயன்படுத்தி, கூர்மையான வெப்ப உச்சி வழியாக fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 மற்றும் orthorhombic-ZrNi படிக கட்டங்களாக படிகமாக்குகிறது (படம் 10c). இந்த படிக மாற்றம் MG மாதிரியின் எக்ஸ்-கதிர் மாறுபாடு பகுப்பாய்வு மூலம் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது (படம் 10d), இது DSC இல் 700 °C க்கு வெப்பப்படுத்தப்பட்டது.
படம் 11 இல் தற்போதைய வேலையில் மேற்கொள்ளப்பட்ட குளிர் தெளிப்பு செயல்முறையின் போது எடுக்கப்பட்ட புகைப்படங்கள் காட்டப்பட்டுள்ளன. இந்த ஆய்வில், MA க்குப் பிறகு 50 மணி நேரம் தொகுக்கப்பட்ட உலோக கண்ணாடி தூள் துகள்கள் (Cu50Zr20Ni30 ஐ உதாரணமாகப் பயன்படுத்தி) ஒரு பாக்டீரியா எதிர்ப்பு மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்பட்டன, மேலும் ஒரு துருப்பிடிக்காத எஃகு தகடு (SUS304) குளிர் தெளிப்பு பூசப்பட்டது. வெப்ப தெளிப்பு தொழில்நுட்பத் தொடரில் பூச்சுக்கு குளிர் தெளிப்பு முறை தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டது, ஏனெனில் இது வெப்ப தெளிப்பு தொழில்நுட்பத் தொடரில் மிகவும் திறமையான முறையாகும், அங்கு இது உருவமற்ற மற்றும் நானோகிரிஸ்டலின் பொடிகள் போன்ற உலோக மெட்டாஸ்டபிள் வெப்ப உணர்திறன் பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம். கட்ட மாற்றங்களுக்கு உட்பட்டது அல்ல. இந்த முறையைத் தேர்ந்தெடுப்பதில் இதுவே முக்கிய காரணியாகும். குளிர் படிவு செயல்முறை உயர்-வேக துகள்களைப் பயன்படுத்தி மேற்கொள்ளப்படுகிறது, இது துகள்களின் இயக்க ஆற்றலை பிளாஸ்டிக் சிதைவு, சிதைவு மற்றும் அடி மூலக்கூறு அல்லது முன்னர் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட துகள்களுடன் தாக்கத்தின் போது வெப்பமாக மாற்றுகிறது.
550°C வெப்பநிலையில் MG/SUS 304 இன் ஐந்து தொடர்ச்சியான தயாரிப்புகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் குளிர் தெளிப்பு நடைமுறையை களப் புகைப்படங்கள் காட்டுகின்றன.
துகள்களின் இயக்க ஆற்றலும், பூச்சு உருவாகும் போது ஒவ்வொரு துகளின் உந்தமும், பிளாஸ்டிக் சிதைவு (மேட்ரிக்ஸில் முதன்மை துகள்கள் மற்றும் இடைத் துகள் இடைவினைகள் மற்றும் துகள்களின் இடைவினைகள்), திடப்பொருட்களின் இடைநிலை முடிச்சுகள், துகள்களுக்கு இடையிலான சுழற்சி, சிதைவு மற்றும் வெப்பத்தை கட்டுப்படுத்துதல் 39 போன்ற வழிமுறைகள் மூலம் பிற வடிவ ஆற்றலாக மாற்றப்பட வேண்டும். கூடுதலாக, உள்வரும் இயக்க ஆற்றல் அனைத்தும் வெப்ப ஆற்றலாகவும் சிதைவு ஆற்றலாகவும் மாற்றப்படாவிட்டால், இதன் விளைவாக ஒரு மீள் மோதல் இருக்கும், அதாவது துகள்கள் தாக்கத்திற்குப் பிறகு வெறுமனே துள்ளுகின்றன. துகள்/அடி மூலக்கூறு பொருளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் தாக்க ஆற்றலில் 90% உள்ளூர் வெப்பமாக மாற்றப்படுகிறது என்பது குறிப்பிடத்தக்கது 40. கூடுதலாக, தாக்க அழுத்தம் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​துகள்/அடி மூலக்கூறு தொடர்பு பகுதியில் மிகக் குறுகிய காலத்தில் அதிக பிளாஸ்டிக் திரிபு விகிதங்கள் அடையப்படுகின்றன41,42.
பிளாஸ்டிக் சிதைவு பொதுவாக ஆற்றல் சிதறல் செயல்முறையாகக் கருதப்படுகிறது, அல்லது மாறாக, இடைமுகப் பகுதியில் ஒரு வெப்ப மூலமாகக் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், இடைமுகப் பகுதியில் வெப்பநிலை அதிகரிப்பு பொதுவாக இடைமுக உருகுதல் அல்லது அணுக்களின் பரஸ்பர பரவலின் குறிப்பிடத்தக்க தூண்டுதலுக்கு போதுமானதாக இருக்காது. ஆசிரியர்களுக்குத் தெரிந்த எந்த வெளியீடும் இந்த உலோக விட்ரியஸ் பொடிகளின் பண்புகளின் தூள் ஒட்டுதல் மற்றும் குளிர் தெளிப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்தும் போது நிகழும் படிவு மீது ஏற்படும் விளைவை ஆராயவில்லை.
MG Cu50Zr20Ni30 அலாய் பவுடரின் BFI படம் 12a இல் காணப்படுகிறது, இது SUS 304 அடி மூலக்கூறில் (படம் 11, 12b) படிகமாக்கப்பட்டது. படத்தில் இருந்து பார்க்க முடிந்தபடி, பூசப்பட்ட பொடிகள் அவற்றின் அசல் உருவமற்ற அமைப்பைத் தக்கவைத்துக்கொள்கின்றன, ஏனெனில் அவை எந்த படிக அம்சங்கள் அல்லது லேட்டிஸ் குறைபாடுகள் இல்லாமல் ஒரு நுட்பமான லேபிரிந்த் அமைப்பைக் கொண்டுள்ளன. மறுபுறம், படம் ஒரு வெளிநாட்டு கட்டத்தின் இருப்பைக் குறிக்கிறது, இது MG-பூசப்பட்ட பவுடர் மேட்ரிக்ஸில் சேர்க்கப்பட்டுள்ள நானோ துகள்களால் சாட்சியமளிக்கப்படுகிறது (படம் 12a). படம் 12c பகுதி I உடன் தொடர்புடைய குறியீட்டு நானோபீம் டிஃப்ராஃப்ரக்ஷன் வடிவத்தைக் (NBDP) காட்டுகிறது (படம் 12a). படம் 12c இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, NBDP உருவமற்ற அமைப்பின் பலவீனமான ஒளிவட்ட-பரவல் வடிவத்தை வெளிப்படுத்துகிறது மற்றும் ஒரு படிக பெரிய கனசதுர மெட்டாஸ்டேபிள் Zr2Ni கட்டம் மற்றும் ஒரு டெட்ராகோனல் CuO கட்டத்துடன் தொடர்புடைய கூர்மையான புள்ளிகளுடன் இணைந்து செயல்படுகிறது. தெளிப்பு துப்பாக்கியின் முனையிலிருந்து SUS 304 க்கு திறந்தவெளியில் ஒரு சூப்பர்சோனிக் ஓட்டத்தில் நகரும் போது தூள் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்வதன் மூலம் CuO உருவாவதை விளக்கலாம். மறுபுறம், உலோக கண்ணாடி பொடிகளின் விலகல் 30 நிமிடங்களுக்கு 550°C இல் குளிர் தெளிப்பு சிகிச்சைக்குப் பிறகு பெரிய கனசதுர கட்டங்களை உருவாக்க வழிவகுத்தது.
(a) (b) SUS 304 அடி மூலக்கூறில் படிந்த MG பொடியின் FE-HRTEM படம் (படம் செருகப்பட்டது). (a) இல் காட்டப்பட்டுள்ள வட்ட சின்னத்தின் NBDP குறியீடு (c) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது.
பெரிய கனசதுர Zr2Ni நானோ துகள்களை உருவாக்குவதற்கான இந்த சாத்தியமான பொறிமுறையை சோதிக்க, ஒரு சுயாதீன பரிசோதனை மேற்கொள்ளப்பட்டது. இந்த சோதனையில், SUS 304 அடி மூலக்கூறின் திசையில் 550°C வெப்பநிலையில் ஒரு அணுவாக்கியிலிருந்து பொடிகள் தெளிக்கப்பட்டன; இருப்பினும், அனீலிங் விளைவை தீர்மானிக்க, பொடிகள் SUS304 துண்டுகளிலிருந்து விரைவாக (சுமார் 60 வினாடிகள்) அகற்றப்பட்டன. ). மற்றொரு தொடர் சோதனைகள் மேற்கொள்ளப்பட்டன, இதில் பயன்பாட்டிற்குப் பிறகு சுமார் 180 வினாடிகளுக்குப் பிறகு தூள் அடி மூலக்கூறிலிருந்து அகற்றப்பட்டது.
படங்கள் 13a,b, SUS 304 அடி மூலக்கூறுகளில் முறையே 60 வினாடிகள் மற்றும் 180 வினாடிகளுக்கு டெபாசிட் செய்யப்பட்ட இரண்டு தெளிக்கப்பட்ட பொருட்களின் ஸ்கேனிங் டிரான்ஸ்மிஷன் எலக்ட்ரான் மைக்ரோஸ்கோபி (STEM) இருண்ட புலம் (DFI) படங்களைக் காட்டுகிறது. 60 வினாடிகளுக்கு டெபாசிட் செய்யப்பட்ட தூள் படத்தில் உருவவியல் விவரங்கள் இல்லை, அம்சமின்மையைக் காட்டுகிறது (படம் 13a). இது XRD ஆல் உறுதிப்படுத்தப்பட்டது, இது படம் 14a இல் காட்டப்பட்டுள்ள பரந்த முதன்மை மற்றும் இரண்டாம் நிலை மாறுபாடு சிகரங்களால் சுட்டிக்காட்டப்பட்டபடி, இந்த பொடிகளின் ஒட்டுமொத்த அமைப்பு உருவமற்றது என்பதைக் காட்டியது. இது மெட்டாஸ்டேபிள்/மீசோபேஸ் வீழ்படிவுகள் இல்லாததைக் குறிக்கிறது, இதில் தூள் அதன் அசல் உருவமற்ற அமைப்பைத் தக்க வைத்துக் கொள்கிறது. இதற்கு நேர்மாறாக, அதே வெப்பநிலையில் (550°C) டெபாசிட் செய்யப்பட்ட ஆனால் 180 வினாடிகளுக்கு அடி மூலக்கூறில் விடப்பட்ட தூள், படம் 13b இல் உள்ள அம்புகளால் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, நானோ அளவுள்ள தானியங்களின் படிவைக் காட்டியது.