Ташаккур барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои беҳтарин таҷриба, мо тавсия медиҳем, ки шумо аз браузери навшуда истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар айни замон, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript намоиш медиҳем.
Биоплёнкаҳо ҷузъи муҳим дар рушди сироятҳои музмин мебошанд, хусусан вақте ки дастгоҳҳои тиббӣ иштирок мекунанд. Ин мушкилот барои ҷомеаи тиббӣ як мушкили бузургеро ба вуҷуд меорад, зеро антибиотикҳои стандартӣ метавонанд биоплёнкаҳоро танҳо то ҳадди хеле маҳдуд нест кунанд. Пешгирии пайдоиши биоплёнка боиси таҳияи усулҳои гуногуни пӯшиш ва маводҳои нав шудааст. Ин усулҳо барои пӯшонидани сатҳҳо ба тарзе равона шудаанд, ки пайдоиши биоплёнкаро бозмедорад. Хӯлаҳои шишагини металлӣ, бахусус онҳое, ки дорои металлҳои мис ва титан мебошанд, ҳамчун пӯшишҳои идеалии зиддимикробӣ пайдо шудаанд. Дар айни замон, истифодаи технологияи пошидани хунук афзоиш ёфтааст, зеро он усули мувофиқ барои коркарди маводҳои ҳассос ба ҳарорат аст. Як қисми ҳадафи ин таҳқиқот таҳияи шишаи нави металлии плёнкаи зиддимикробӣ буд, ки аз Cu-Zr-Ni сегона иборат аст, ки бо истифода аз усулҳои хӯлакунии механикӣ сохта шудааст. Хокаи курашакл, ки маҳсулоти ниҳоиро ташкил медиҳад, ҳамчун ашёи хом барои пӯшонидани бо пошидани хунуки сатҳҳои пӯлоди зангногир дар ҳарорати паст истифода мешавад. Табақаҳое, ки бо шишаи металлӣ пӯшонида шудаанд, тавонистанд пайдоиши биоплёнкаро ҳадди аққал 1 лога дар муқоиса бо пӯлоди зангногир ба таври назаррас коҳиш диҳанд.
Дар тӯли таърихи инсоният, ҳар як ҷомеа тавонист ҷорӣ намудани маводҳои наверо, ки ба талаботи мушаххаси он ҷавобгӯ бошанд, тарҳрезӣ ва таблиғ кунад, ки боиси беҳтар шудани самаранокӣ ва рейтинг дар иқтисоди ҷаҳонӣ шудааст.1. Ин ҳамеша ба қобилияти инсон дар таҳияи маводҳо ва таҷҳизоти истеҳсолӣ ва тарҳҳо барои истеҳсол ва тавсифи мавод барои ноил шудан ба дастовардҳо дар соҳаҳои тандурустӣ, маориф, саноат, иқтисод, фарҳанг ва дигар соҳаҳо аз як кишвар ё минтақа ба кишвари дигар нисбат дода мешуд. Пешрафт новобаста аз кишвар ё минтақа чен карда мешавад.2 Дар тӯли 60 сол, олимони маводшинос қисми зиёди вақти худро ба як масъалаи асосӣ: ҷустуҷӯи маводҳои нав ва муосир бахшидаанд. Тадқиқоти ахир ба беҳтар кардани сифат ва самаранокии маводҳои мавҷуда, инчунин синтез ва ихтироъ кардани намудҳои комилан нави маводҳо нигаронида шудааст.
Илова кардани унсурҳои хӯлакунанда, тағйир додани сохтори микросохтори мавод ва истифодаи усулҳои коркарди гармӣ, механикӣ ё термомеханикӣ боиси беҳбудиҳои назаррас дар хосиятҳои механикӣ, химиявӣ ва физикии маводҳои гуногун гардиданд. Ғайр аз ин, пайвастагиҳои то ҳол ношунида дар ин нуқта бомуваффақият синтез карда шудаанд. Ин талошҳои пайваста як оилаи нави маводҳои инноватсионӣ, ки дар маҷмӯъ бо номи Advanced Materials2 маъруфанд, ба вуҷуд оварданд. Нанокристаллҳо, нанозарраҳо, нанонайчаҳо, нуқтаҳои квантӣ, шишаҳои металлии аморфӣ, сифрченак ва хӯлаҳои баландэнтропӣ танҳо чанд мисоли маводҳои пешрафта мебошанд, ки аз миёнаҳои асри гузашта ба ҷаҳон ворид карда шудаанд. Ҳангоми истеҳсол ва таҳияи хӯлаҳои нав бо хосиятҳои бартарӣ, хоҳ дар маҳсулоти ниҳоӣ ё дар марҳилаҳои миёнаи истеҳсоли он, аксар вақт мушкилоти номувозинатӣ илова карда мешавад. Дар натиҷаи татбиқи усулҳои нави истеҳсолӣ барои ба таври назаррас дур шудан аз мувозинат, як синфи комилан нави хӯлаҳои метаустувор, ки бо номи шишаҳои металлӣ маълуманд, кашф карда шуд.
Кори ӯ дар Калифорния дар соли 1960, вақте ки ӯ хӯлаҳои шишагини Au-25 at.% Si-ро бо роҳи сахтшавии босуръати моеъҳо дар қариб як миллион дараҷа дар як сония синтез кард, дар консепсияи хӯлаҳои металлӣ инқилобе ба вуҷуд овард. 4. Кашфи профессор Пол Дувез на танҳо оғози таърихи шишаҳои металлӣ (MG)-ро нишон дод, балки боиси тағйири парадигма дар тарзи тафаккури одамон дар бораи хӯлаҳои металлӣ гардид. Аз замони аввалин таҳқиқоти пешрав дар синтези хӯлаҳои MG, қариб ҳамаи шишаҳои металлӣ пурра бо истифода аз яке аз усулҳои зерин истеҳсол карда шудаанд: (i) сахтшавии босуръати гудохта ё буғ, (ii) бетартибии атомии шабака, (iii) реаксияҳои аморфизатсияи ҳолати сахт байни унсурҳои металлии холис ва (iv) гузаришҳои ҳолати сахти фазаҳои метаустувор.
MG-ҳо бо набудани тартиби атомии масофаи дури онҳо, ки бо кристаллҳо алоқаманд аст, фарқ мекунанд, ки ин як хусусияти муайянкунандаи кристаллҳо мебошад. Дар ҷаҳони имрӯза, дар соҳаи шишаи металлӣ пешрафти бузурге ба даст омадааст. Онҳо маводҳои нав бо хосиятҳои ҷолибе мебошанд, ки на танҳо дар физикаи ҳолати сахт, балки дар металлургия, химияи сатҳӣ, технология, биология ва бисёр соҳаҳои дигар низ таваҷҷӯҳ доранд. Ин намуди нави мавод хосиятҳои фарқкунандаро аз металлҳои сахт нишон медиҳад, ки онро барои татбиқи технологӣ дар соҳаҳои гуногун номзади ҷолиб мегардонад. Онҳо баъзе хосиятҳои муҳим доранд; (i) чандирии баланди механикӣ ва қувваи афзоянда, (ii) гузариши баланди магнитӣ, (iii) коэрситивии паст, (iv) муқовимати ғайриоддии зангзанӣ, (v) мустақилияти ҳарорат. Гузариш 6,7.
Хӯлабандии механикӣ (MA)1,8 як усули нисбатан нав аст, ки бори аввал соли 19839 аз ҷониби профессор С.К. Кок ва ҳамкоронаш муаррифӣ шудааст. Онҳо хокаҳои аморфии Ni60Nb40-ро бо роҳи майда кардани омехтаи унсурҳои холис дар ҳарорати муҳити атроф хеле наздик ба ҳарорати хонагӣ омода карданд. Одатан, реаксияи MA байни пайвастшавии диффузионии хокаҳои маводи реактивӣ дар реактор, ки одатан аз пӯлоди зангногир ба осиёби курашакл 10 сохта мешавад, анҷом дода мешавад (Расми 1a, b). Аз он вақт инҷониб, ин техникаи реаксияи ҳолати сахти механикӣ барои тайёр кардани хокаҳои нави хӯлаи аморфӣ/металлӣ бо истифода аз осиёбҳои курашакл бо энергияи паст (Расми 1c) ва баланд, инчунин осиёбҳои чӯбӣ 11,12,13,14,15, 16 истифода шудааст. Аз ҷумла, ин усул барои тайёр кардани системаҳои омехтанашаванда ба монанди Cu-Ta17, инчунин хӯлаҳои нуқтаи баланди обшавӣ ба монанди системаҳои металлии гузариши Al (TM; Zr, Hf, Nb ва Ta) 18,19 ва Fe-W20, ки бо истифода аз роҳҳои анъанавии тайёркунӣ ба даст оварда намешаванд, истифода шудааст. Ғайр аз ин, MA яке аз пуриқтидортарин воситаҳои нанотехнологӣ барои тайёр кардани зарраҳои хокаи нанокристаллӣ ва нанокомпозитии саноатии оксидҳои металлӣ, карбидҳо, нитридҳо, гидридҳо, нанонайчаҳои карбон ҳисобида мешавад. наноалмосҳо, инчунин устувории васеъ тавассути равиши аз боло ба поён 1 ва марҳилаҳои метаустувор.
Нақшае, ки усули истеҳсолиро барои тайёр кардани рӯйпӯши шишаи металлӣ (MG) Cu50(Zr50−xNix)/SUS 304 дар ин таҳқиқот нишон медиҳад.(а) Тайёр кардани хокаҳои хӯлаи MG бо консентратсияҳои гуногуни Ni x (x; 10, 20, 30 ва 40 at.%) бо истифода аз усули фрезеркунии тӯби камэнергия.(а) Маводи ибтидоӣ якҷоя бо тӯбҳои пӯлоди асбобӣ ба силиндри асбоб бор карда мешавад ва (б) дар қуттии дастпӯшак, ки бо атмосфераи He пур карда шудааст, мӯҳр карда мешавад.(в) Модели шаффофи зарфи суфтакунӣ, ки ҳаракати тӯбро ҳангоми суфтакуниро нишон медиҳад. Маҳсулоти ниҳоии хока, ки пас аз 50 соат ба даст оварда шудааст, барои пӯшонидани зеризаминии SUS 304 бо истифода аз усули пошидани хунук истифода шуд (г).
Вақте ки сухан дар бораи сатҳҳои маводҳои калонҳаҷм (зерсохторҳо) меравад, муҳандисии сатҳ тарҳрезӣ ва тағир додани сатҳҳо (зерсохторҳо)-ро дар бар мегирад, то сифатҳои муайяни физикӣ, кимиёвӣ ва техникиро, ки дар маводи аслии калонҳаҷм мавҷуд нестанд, таъмин кунанд. Баъзе хосиятҳое, ки бо коркарди сатҳҳо метавонанд самаранок беҳтар карда шаванд, инҳоянд: муқовимати фарсудашавӣ, муқовимати оксидшавӣ ва зангзанӣ, коэффитсиенти соиш, биоинертӣ, хосиятҳои электрикӣ ва изолятсияи гармӣ, ки чанде аз онҳоро номбар кардан мумкин аст. Сифати сатҳро бо истифода аз усулҳои металлургӣ, механикӣ ё кимиёвӣ беҳтар кардан мумкин аст. Ҳамчун як раванди маъруф, рӯйпӯш ба таври оддӣ ҳамчун як ё якчанд қабати маводе муайян карда мешавад, ки ба таври сунъӣ дар сатҳи ашёи калонҳаҷм (зерсохтор), ки аз маводи дигар сохта шудааст, гузошта шудааст. Ҳамин тариқ, рӯйпӯшҳо қисман барои ба даст овардани баъзе хосиятҳои дилхоҳи техникӣ ё ороишӣ, инчунин барои ҳифзи маводҳо аз таъсири мутақобилаи кимиёвӣ ва физикии пешбинишуда бо муҳити атроф истифода мешаванд23.
Барои гузоштани қабатҳои мувофиқи муҳофизатии сатҳ бо ғафсии аз чанд микрометр (камтар аз 10-20 микрометр) то зиёда аз 30 микрометр ё ҳатто чанд миллиметр, усулҳо ва техникаҳои зиёдеро истифода бурдан мумкин аст. Умуман, равандҳои рӯйпӯшкуниро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: (i) усулҳои рӯйпӯшкунии тар, аз ҷумла рӯйпӯшкунии электролитӣ, рӯйпӯшкунии бесэлектрол ва усулҳои галванизатсияи гарм, ва (ii) усулҳои рӯйпӯшкунии хушк, аз ҷумла кафшеркунӣ, рӯйпӯшкунӣ, ҷойгиркунии буғи физикӣ (PVD), ҷойгиркунии буғи кимиёвӣ (CVD), усулҳои пошидани гармӣ ва усулҳои ба наздикӣ пошидани хунук 24 (Расми 1d).
Биоплёнкаҳо ҳамчун ҷамоатҳои микробӣ муайян карда мешаванд, ки ба сатҳҳо бебозгашт пайваст шудаанд ва бо полимерҳои берун азҳуҷайравии худсохт (EPS) иҳота шудаанд. Ташаккули биоплёнкаи рӯякӣ метавонад ба талафоти назаррас дар бисёр бахшҳои саноатӣ, аз ҷумла саноати хӯрокворӣ, системаҳои об ва муҳити тандурустӣ оварда расонад. Дар одамон, ҳангоми ташаккули биоплёнкаҳо, табобати беш аз 80% ҳолатҳои сироятҳои микробӣ (аз ҷумла Enterobacteriaceae ва Staphylococci) душвор аст. Ғайр аз ин, гузориш дода шудааст, ки биоплёнкаҳои пухта нисбат ба ҳуҷайраҳои бактериявии планктонӣ 1000 маротиба бештар ба табобати антибиотик тобоваранд, ки ин як мушкили асосии терапевтӣ ҳисобида мешавад. Маводҳои рӯйпӯши зиддимикробӣ, ки аз пайвастагиҳои органикии анъанавӣ гирифта шудаанд, таърихан истифода мешуданд. Гарчанде ки чунин маводҳо аксар вақт ҷузъҳои заҳролудро дар бар мегиранд, ки эҳтимолан барои одамон хатарноканд25,26, он метавонад ба пешгирии интиқоли бактерияҳо ва нобудшавии мавод мусоидат кунад.
Муқовимати васеъи бактерияҳо ба табобатҳои антибиотикӣ аз сабаби ташаккули биоплёнка боиси зарурати таҳияи сатҳи муассири пӯшонидашудаи зиддимикробӣ бо мембрана гардид, ки метавонад бехатар истифода шавад27. Таҳияи сатҳи зиддичаспиши физикӣ ё кимиёвӣ, ки ҳуҷайраҳои бактериявӣ аз пайвастшавӣ ва сохтани биоплёнкаҳо ба он аз сабаби часпидан бозмедоранд, аввалин равиш дар ин раванд аст27. Технологияи дуюм таҳияи рӯйпӯшҳоест, ки имкон медиҳад, ки кимиёвии зиддимикробӣ маҳз ба ҷои зарурӣ, бо миқдори хеле консентратсияшуда ва фармоишӣ расонида шавад. Ин тавассути таҳияи маводҳои беназири рӯйпӯшкунӣ, ба монанди графен/германий28, алмоси сиёҳ29 ва рӯйпӯшҳои карбонии монанд ба алмоси ZnO30, ки ба бактерияҳо тобоваранд, ба даст оварда мешавад, технологияе, ки заҳролудшавӣ ва рушди муқовиматро аз сабаби ташаккули биоплёнка ба ҳадди аксар мерасонад, ба таври назаррас коҳиш меёбад. Илова бар ин, рӯйпӯшҳое, ки кимиёвии бактериявиро ба сатҳҳо дохил мекунанд, то муҳофизати дарозмуддатро аз ифлосшавии бактериявӣ таъмин кунанд, маъмултар мешаванд. Гарчанде ки ҳар се тартиб қодиранд таъсири зиддимикробӣ ба сатҳҳои рӯйпӯшшуда эҷод кунанд, ҳар кадоми онҳо маҷмӯи маҳдудиятҳои худро доранд, ки ҳангоми таҳияи стратегияҳои татбиқ бояд ба назар гирифта шаванд.
Маҳсулоте, ки айни замон дар бозор мавҷуданд, аз сабаби набудани вақти кофӣ барои таҳлил ва санҷиши рӯйпӯшҳои муҳофизатӣ барои компонентҳои фаъоли биологӣ монеа эҷод мекунанд. Ширкатҳо иддао доранд, ки маҳсулоти онҳо ба корбарон ҷанбаҳои функсионалии дилхоҳро фароҳам меоранд; аммо, ин монеае барои муваффақияти маҳсулоте буд, ки айни замон дар бозор мавҷуданд. Пайвастагиҳое, ки аз нуқра гирифта шудаанд, дар аксари терапияҳои зиддимикробӣ, ки ҳоло барои истеъмолкунандагон дастрасанд, истифода мешаванд. Ин маҳсулот барои ҳифзи корбарон аз таъсири эҳтимолии хатарноки микроорганизмҳо таҳия шудаанд. Таъсири зиддимикробӣ ва заҳролудии марбут ба пайвастагиҳои нуқра фишорро ба муҳаққиқон барои таҳияи алтернативаи камтар зараровар афзоиш медиҳад36,37.Эҷоди як пӯшиши зиддимикробии ҷаҳонӣ, ки дар дохил ва берун кор мекунад, то ҳол як вазифаи душвор боқӣ мемонад.Ин аз сабаби хатарҳои марбут ба саломатӣ ва бехатарӣ аст.Кашф кардани агенти зиддимикробӣ, ки барои одамон камтар зараровар аст ва фаҳмидани он, ки чӣ гуна онро ба пӯшиши субстратҳо бо мӯҳлати нигоҳдории дарозтар дохил кардан мумкин аст, ҳадафи хеле серталаб аст38.Маводҳои охирини зиддимикробӣ ва зиддибиоплёнка барои куштани бактерияҳо дар масофаи наздик, хоҳ тавассути тамос мустақим ё пас аз раҳо шудани агенти фаъол, тарҳрезӣ шудаанд.Онҳо метавонанд ин корро бо роҳи боздоштани часпиши ибтидоии бактериявӣ (аз ҷумла муқовимат ба ташаккули қабати сафеда дар сатҳ) ё бо куштани бактерияҳо тавассути дахолат ба девори ҳуҷайра анҷом диҳанд.
Асосан, пӯшиши сатҳӣ раванди ҷойгир кардани қабати дигар дар рӯи ҷузъ барои беҳтар кардани сифатҳои марбут ба сатҳ мебошад. Ҳадафи пӯшиши сатҳӣ мутобиқ кардани сохтори микро ва/ё таркиби минтақаи наздик ба сатҳи ҷузъ аст39. Усулҳои пӯшиши сатҳӣ метавонанд ба усулҳои гуногун тақсим карда шаванд, ки дар расми 2a ҷамъбаст шудаанд. Пӯшишҳоро вобаста ба усули истифодашуда барои сохтани пӯшиш ба категорияҳои гармӣ, кимиёвӣ, физикӣ ва электрохимиявӣ тақсим кардан мумкин аст.
(а) Дар зер усулҳои асосии истеҳсолот, ки барои сатҳ истифода мешаванд, ва (б) афзалиятҳо ва нуқсонҳои интихобшудаи усули пошидани хунук нишон дода шудаанд.
Технологияи пошидани хунук бо усулҳои анъанавии пошидани гармӣ бисёр шабоҳатҳо дорад. Бо вуҷуди ин, инчунин баъзе хосиятҳои асосии асосӣ мавҷуданд, ки раванди пошидани хунук ва маводҳои пошидани хунукро махсусан беназир мегардонанд. Технологияи пошидани хунук ҳанӯз дар марҳилаи аввали худ қарор дорад, аммо ояндаи дурахшон дорад. Дар баъзе барномаҳо, хосиятҳои беназири пошидани хунук бартариҳои калон доранд ва маҳдудиятҳои дохилии усулҳои маъмулии пошидани гармиро бартараф мекунанд. Он роҳеро барои бартараф кардани маҳдудиятҳои назарраси технологияи анъанавии пошидани гармӣ фароҳам меорад, ки дар давоми он хока бояд барои гузоштан ба субстрат гудохта шавад. Албатта, ин раванди анъанавии пӯшиш барои маводҳои хеле ҳассос ба ҳарорат, ба монанди нанокристаллҳо, нанозарраҳо, шишаҳои аморфӣ ва металлӣ мувофиқ нест40, 41, 42. Ғайр аз ин, маводҳои пӯшиши пошидани гармӣ ҳамеша сатҳи баланди сӯрохӣ ва оксидҳоро нишон медиҳанд. Технологияи пошидани хунук нисбат ба технологияи пошидани гармӣ бартариҳои зиёди назаррас дорад, ба монанди (i) воридшавии ҳадди ақали гармӣ ба субстрат, (ii) чандирӣ дар интихоби пӯшиши субстрат, (iii) набудани табдили фаза ва афзоиши донаҳо, (iv) қувваи баланди пайванд1,39 (Расми 2b). Илова бар ин, маводҳои пӯшиши пошидани хунук зангзании баланд доранд. муқовимат, мустаҳкамӣ ва сахтии баланд, гузаронандагии баланди барқӣ ва зичии баланд41. Бар хилофи бартариҳои раванди пошидани хунук, истифодаи ин усул то ҳол баъзе камбудиҳо дорад, ки дар расми 2b нишон дода шудааст. Ҳангоми пӯшонидани хокаҳои сафолии холис ба монанди Al2O3, TiO2, ZrO2, WC ва ғайра, усули пошидани хунукро истифода бурдан мумкин нест. Аз тарафи дигар, хокаҳои таркибии сафолӣ/металлӣ метавонанд ҳамчун ашёи хом барои пӯшишҳо истифода шаванд. Ҳамин чиз барои дигар усулҳои пошидани гармӣ низ дахл дорад. Сатҳҳои мураккаб ва сатҳҳои қубурҳои дохилӣ то ҳол пошидан душвор аст.
Бо назардошти он, ки кори ҷорӣ ба истифодаи хокаҳои шишагини металлӣ ҳамчун маводи хоми рӯйпӯш нигаронида шудааст, маълум аст, ки пошидани гармии анъанавӣ барои ин мақсад истифода намешавад. Ин аз он сабаб аст, ки хокаҳои шишагини металлӣ дар ҳарорати баланд кристалл мешаванд1.
Аксари асбобҳое, ки дар саноати тиббӣ ва хӯрокворӣ истифода мешаванд, аз хӯлаҳои пӯлоди зангногири аустенитӣ (SUS316 ва SUS304) бо миқдори хром аз 12 то 20% вазн барои истеҳсоли асбобҳои ҷарроҳӣ сохта шудаанд. Умуман қабул карда шудааст, ки истифодаи металли хром ҳамчун унсури хӯлакунанда дар хӯлаҳои пӯлод метавонад муқовимати зангзании хӯлаҳои стандартии пӯлодро ба таври назаррас беҳтар созад. Хӯлаҳои пӯлоди зангногир, сарфи назар аз муқовимати баланди зангзании худ, хосиятҳои назарраси зиддимикробӣ нишон намедиҳанд38,39. Ин бо муқовимати баланди зангзании онҳо муқоиса мешавад. Пас аз ин, рушди сироят ва илтиҳобро пешгӯӣ кардан мумкин аст, ки асосан аз часпиши бактериявӣ ва мустамликакунӣ дар сатҳи биоматериалҳои пӯлоди зангногир ба вуҷуд меояд. Мушкилоти назаррас метавонанд аз сабаби мушкилоти назарраси марбут ба часпиши бактериявӣ ва роҳҳои ташаккули биоплёнка ба миён оянд, ки метавонанд ба бад шудани саломатӣ оварда расонанд, ки метавонанд оқибатҳои зиёде дошта бошанд, ки метавонанд мустақиман ё бавосита ба саломатии инсон таъсир расонанд.
Ин таҳқиқот марҳилаи аввали лоиҳаест, ки аз ҷониби Бунёди Кувайт оид ба пешрафти илм (KFAS) маблағгузорӣ мешавад, шартномаи № 2010-550401, ки барои омӯзиши имконияти истеҳсоли хокаҳои сегонаи металлии шишагини Cu-Zr-Ni бо истифода аз технологияи MA (Ҷадвали 1) барои истеҳсоли рӯйпӯши муҳофизатии сатҳи плёнкаи зиддибактериявӣ/SUS304 пешбинӣ шудааст. Марҳилаи дуюми лоиҳа, ки бояд моҳи январи соли 2023 оғоз шавад, хусусиятҳои зангзании электрохимиявӣ ва хосиятҳои механикии системаро муфассал меомӯзад. Санҷишҳои муфассали микробиологӣ барои намудҳои гуногуни бактерияҳо гузаронида мешаванд.
Дар ин мақола, таъсири миқдори элементҳои хӯлакунандаи Zr ба қобилияти шишашаклкунӣ (GFA) дар асоси хусусиятҳои морфологӣ ва сохторӣ баррасӣ мешавад. Ғайр аз ин, хосиятҳои зиддибактериявии рӯйпӯши хокаи шишаи металлии пӯшонидашуда/композити SUS304 низ баррасӣ шуданд. Ғайр аз ин, корҳои ҷорӣ барои таҳқиқи имконияти табдили сохтории хокаҳои шишаи металлӣ, ки ҳангоми пошидани хунук дар минтақаи моеъи зери хунукшудаи системаҳои шишаи металлии сохташуда ба амал меоянд, анҷом дода шудаанд. Ҳамчун мисолҳои намояндагӣ, дар ин таҳқиқот хӯлаҳои шишаи металлии Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr20Ni30 истифода шудаанд.
Дар ин бахш, тағйироти морфологии хокаҳои элементии Cu, Zr ва Ni дар ордкунии тӯбҳои камэнергия пешниҳод карда мешаванд. Ҳамчун мисолҳои тасвирӣ, ду системаи гуногун, ки аз Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10 иборатанд, ҳамчун мисолҳои намояндагӣ истифода мешаванд. Раванди MA-ро метавон ба се марҳилаи алоҳида тақсим кард, ки инро тавсифи металлографии хокае, ки дар марҳилаи майдакунӣ истеҳсол мешавад, нишон медиҳад (Расми 3).
Хусусиятҳои металлографии хокаҳои хӯлаи механикӣ (MA), ки пас аз марҳилаҳои гуногуни вақти фрезеркунии кура ба даст оварда шудаанд. Тасвирҳои микроскопияи электронии сканкунии эмиссияи саҳроӣ (FE-SEM)-и хокаҳои MA ва Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақтҳои фрезеркунии кура бо энергияи ками 3, 12 ва 50 соат ба даст оварда шудаанд, дар (a), (c) ва (e) барои системаи Cu50Zr20Ni30 нишон дода шудаанд, дар ҳоле ки дар ҳамон MA тасвирҳои мувофиқи системаи Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақт гирифта шудаанд, дар (b), (d) ва (f) нишон дода шудаанд.
Ҳангоми ордкунии тӯбӣ, энергияи кинетикии муассире, ки метавонад ба хокаи металлӣ интиқол дода шавад, аз маҷмӯи параметрҳо таъсир мегирад, чунон ки дар расми 1a нишон дода шудааст. Ин бархӯрдҳои байни тӯбҳо ва хокаҳо, буриши фишурдашудаи хока, ки дар байни ё байни воситаҳои майдакунӣ часпидаанд, таъсири тӯбҳои афтида, буриш ва фарсудашавӣ аз сабаби кашолакунии хока байни воситаҳои ҳаракаткунандаи ордкунии тӯбӣ ва мавҷи зарбаи аз тӯбҳои афтида паҳншуда тавассути борҳои зироатро дар бар мегирад (расми 1a). Хокаҳои элементии Cu, Zr ва Ni дар марҳилаи аввали MA (3 соат) аз сабаби кафшери хунук сахт деформатсия шуданд, ки дар натиҷа зарраҳои калони хока (>1 мм диаметр) ба вуҷуд омаданд. Ин зарраҳои калони композитӣ бо ташаккули қабатҳои ғафси унсурҳои хӯлакунанда (Cu, Zr, Ni) тавсиф мешаванд, чунон ки дар расми 3a,b нишон дода шудааст. Зиёд кардани вақти MA то 12 соат (марҳилаи миёна) боиси афзоиши энергияи кинетикии осиёби тӯбӣ гардид, ки боиси таҷзияи хокаи композитӣ ба хокаҳои майдатар (камтар аз 200 мкм) гардид, чунон ки дар расми 3c, d нишон дода шудааст. Дар ин марҳила, қувваи буриши татбиқшуда боиси пайдоиши сатҳи нави металлӣ бо қабатҳои нозуки Cu, Zr, Ni мегардад, ки дар расми 3c, d нишон дода шудааст. Дар натиҷаи такмили қабатҳо, реаксияҳои фазаи сахт дар сатҳи байни пораҳо барои тавлиди фазаҳои нав ба амал меоянд.
Дар авҷи раванди MA (пас аз 50 соат), металлографияи пора-пора танҳо ночиз намоён буд (Расми 3e, f), аммо сатҳи сайқалёфтаи хока металлографияи оинагиро нишон дод. Ин маънои онро дорад, ки раванди MA ба анҷом расидааст ва эҷоди як марҳилаи ягонаи реаксия ба амал омадааст. Таркиби элементии минтақаҳое, ки дар расми 3e (I, II, III), f, v, vi) индексатсия шудаанд, бо истифода аз микроскопияи электронии сканкунии партовҳои саҳроӣ (FE-SEM) дар якҷоягӣ бо спектроскопияи рентгении парокандаи энергия (EDS) (IV) муайян карда шуд.
Дар Ҷадвали 2, консентратсияи элементҳои унсурҳои хӯлакунанда ҳамчун фоиз аз вазни умумии ҳар як минтақаи интихобшуда дар расми 3e,f нишон дода шудааст. Ҳангоми муқоисаи ин натиҷаҳо бо таркибҳои номиналии ибтидоии Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10, ки дар Ҷадвали 1 номбар шудаанд, дидан мумкин аст, ки таркибҳои ин ду маҳсулоти ниҳоӣ арзишҳои хеле монанд ба таркибҳои номиналӣ доранд. Ғайр аз ин, арзишҳои нисбии компонентҳо барои минтақаҳои дар расми 3e,f номбаршуда маънои бадшавии назаррас ё тағйирёбии таркиби ҳар як намунаро аз як минтақа ба минтақаи дигар надоранд. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки дар таркиб аз як минтақа ба минтақаи дигар тағйирот вуҷуд надорад. Ин ба истеҳсоли хокаҳои хӯлаи якхела, тавре ки дар Ҷадвали 2 нишон дода шудааст, ишора мекунад.
Микрографҳои FE-SEM-и хокаи Cu50(Zr50−xNix)-и маҳсулоти ниҳоӣ пас аз 50 маротибаи MA ба даст оварда шуданд, чунон ки дар расми 4a–d нишон дода шудааст, ки дар он x мутаносибан 10, 20, 30 ва 40 at.% аст. Пас аз ин марҳилаи фрезакунӣ, агрегатҳои хока аз сабаби таъсири ван дер Ваалс ба вуҷуд меоянд, ки дар натиҷа агрегатҳои калон, ки аз зарраҳои ултрамайда бо диаметрҳои аз 73 то 126 нм иборатанд, ба вуҷуд меоянд, чунон ки дар расми 4 нишон дода шудааст.
Хусусиятҳои морфологии хокаҳои Cu50(Zr50−xNix), ки пас аз 50 соати MA ба даст оварда шудаанд. Барои системаҳои Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, тасвирҳои FE-SEM-и хокаҳои пас аз 50 соати MA ба даст овардашуда мутаносибан дар (a), (b), (c) ва (d) нишон дода шудаанд.
Пеш аз бор кардани хокаҳо ба фидери дорупошии хунук, онҳо аввал дар этаноли дараҷаи таҳлилӣ барои 15 дақиқа ултрасадо карда шуданд ва сипас дар ҳарорати 150°C барои 2 соат хушк карда шуданд. Ин қадам бояд барои мубориза бо агломератсия, ки аксар вақт дар тамоми раванди пӯшиш мушкилоти зиёдеро ба вуҷуд меорад, анҷом дода шавад. Пас аз анҷоми раванди MA, тавсифҳои минбаъда барои таҳқиқи якхелагии хокаҳои хӯла анҷом дода шуданд. Дар расми 5a–d микрографҳои FE-SEM ва тасвирҳои мувофиқи EDS-и унсурҳои хӯлакунандаи Cu, Zr ва Ni хӯлаи Cu50Zr30Ni20, ки мутаносибан пас аз 50 соати M ба даст оварда шудаанд, нишон дода шудаанд. Бояд қайд кард, ки хокаҳои хӯлае, ки пас аз ин қадам истеҳсол мешаванд, якхелаанд, зеро онҳо ягон тағйироти таркибиро аз сатҳи зернанометрӣ берун нишон намедиҳанд, тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст.
Морфология ва тақсимоти маҳаллии элементҳои хокаи MG Cu50Zr30Ni20, ки пас аз 50 маротиба MA тавассути спектроскопияи рентгении парокандаи FE-SEM/энергетикӣ (EDS) ба даст оварда шудааст.(а) Харитасозии SEM ва EDS-и рентгении (b) тасвирҳои Cu-Kα, (c) Zr-Lα ва (d) Ni-Kα.
Нақшҳои XRD-и хокаҳои Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr20Ni30, ки бо роҳи механикӣ хӯла карда шудаанд, мутаносибан дар расми 6a-d нишон дода шудаанд. Пас аз ин марҳилаи фрезакунӣ, ҳамаи намунаҳо бо консентратсияҳои гуногуни Zr сохторҳои аморфӣ бо нақшаҳои хоси диффузияи гало, ки дар расми 6 нишон дода шудаанд, нишон доданд.
Нақшҳои рентгении (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ва (d) хокаҳои Cu50Zr20Ni30 пас аз 50 соати MA. Ҳамаи намунаҳо бидуни истисно намунаи диффузияи гало-ро нишон доданд, ки аз ташаккули фазаи аморфӣ шаҳодат медиҳад.
Микроскопияи электронии интиқоли баландсифати партовҳои саҳроӣ (FE-HRTEM) барои мушоҳидаи тағйироти сохторӣ ва фаҳмидани сохтори маҳаллии хокаҳое, ки дар натиҷаи фрезеркунии тӯбӣ дар вақтҳои гуногуни MA ба вуҷуд омадаанд, истифода шуд. Тасвирҳои FE-HRTEM-и хокаҳое, ки пас аз марҳилаҳои аввал (6 соат) ва миёна (18 соат)-и фрезеркунӣ барои хокаҳои Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr40Ni10 ба даст оварда шудаанд, мутаносибан дар расми 7a,c нишон дода шудаанд. Мувофиқи тасвири майдони равшани (BFI) хокае, ки пас аз MA 6 соат истеҳсол шудааст, хока аз донаҳои калон бо сарҳадҳои хуб муайяншудаи унсурҳои fcc-Cu, hcp-Zr ва fcc-Ni иборат аст ва нишонае аз ташаккули марҳилаи реаксия вуҷуд надорад, чунон ки дар расми 7a нишон дода шудааст. Ғайр аз ин, намунаи дифракцияи масоҳати интихобшудаи коррелятсияшуда (SADP), ки аз минтақаи миёнаи (a) гирифта шудааст, намунаи дифракцияи куспро нишон дод (расми 7b), ки мавҷудияти кристаллитҳои калон ва набудани марҳилаи реактивиро нишон медиҳад.
Тавсифи сохтории маҳаллии хокаи MA, ки пас аз марҳилаҳои аввал (6 соат) ва миёна (18 соат) ба даст оварда шудааст.(а) Микроскопияи электронии интиқоли баландсифати партовҳои саҳроӣ (FE-HRTEM) ва (б) намунаи дифраксияи минтақаи интихобшудаи мувофиқ (SADP)-и хокаи Cu50Zr30Ni20 пас аз коркарди MA барои 6 соат. Тасвири FE-HRTEM-и Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақти MA 18 соат ба даст оварда шудааст, дар (в) нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 7c нишон дода шудааст, дароз кардани давомнокии MA то 18 соат боиси нуқсонҳои шадиди шабакавӣ дар якҷоягӣ бо деформатсияи пластикӣ гардид. Дар ин марҳилаи мобайнии раванди MA, хока нуқсонҳои гуногунро нишон медиҳад, аз ҷумла нуқсонҳои ҷамъкунӣ, нуқсонҳои шабакавӣ ва нуқсонҳои нуқтаӣ (Расми 7). Ин нуқсонҳо боиси тақсим шудани донаҳои калон дар сарҳадҳои донаҳои худ ба зердонаҳо бо андозаҳои камтар аз 20 нм мешаванд (Расми 7c).
Сохтори маҳаллии хокаи Cu50Z30Ni20, ки дар тӯли 36 соат дар як дақиқа орд карда шудааст, нанодонаҳои ултрамайдаро ташкил медиҳад, ки дар матритсаи аморфии майда ҷойгир шудаанд, тавре ки дар расми 8a нишон дода шудааст. Таҳлили маҳаллии EDS нишон дод, ки ин нанокластерҳо, ки дар расми 8a нишон дода шудаанд, бо унсурҳои хӯлакунандаи хокаи Cu, Zr ва Ni-и коркарднашуда алоқаманд буданд. Дар айни замон, миқдори Cu дар матритса аз ~32 at.% (майдони лоғар) то ~74 at.% (майдони бой) тағйир ёфт, ки ин аз ташаккули маҳсулоти гетерогенӣ шаҳодат медиҳад. Ғайр аз ин, SADP-ҳои мувофиқи хокаҳо, ки пас аз ордкунӣ дар ин марҳила ба даст оварда шудаанд, ҳалқаҳои аввалия ва дуюмдараҷаи гало-диффузии фазаи аморфиро нишон медиҳанд, ки бо нуқтаҳои тези марбут ба ин унсурҳои хӯлакунандаи хом, тавре ки дар расми 8b нишон дода шудааст, ҳампӯшӣ мекунанд.
Хусусиятҳои сохтории маҳаллии хокаи наноандозаи h-Cu50Zr30Ni20 берун аз 36 h-Cu50Zr30Ni20.(a) Тасвири майдони дурахшон (BFI) ва мувофиқ (b) SADP-и хокаи Cu50Zr30Ni20, ки пас аз фрезеркунӣ дар тӯли 36 соат вақти MA ба даст оварда шудааст.
Дар охири раванди MA (50 соат), хокаҳои Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 ва 40 at.% ҳамеша морфологияи фазаи аморфии лабиринтӣ доранд, чунон ки дар расми 9a–d нишон дода шудааст. Дар SADP-и мувофиқи ҳар як таркиб, на дифракцияҳои нуқтамонанд ва на нақшҳои ҳалқавии тез муайян карда нашуданд. Ин нишон медиҳад, ки ягон металли кристаллии коркарднашуда мавҷуд нест, балки баръакс хокаи хӯлаи аморфӣ ба вуҷуд меояд. Ин SADP-ҳои ҳамбаста, ки нақшҳои диффузияи гало-ро нишон медиҳанд, инчунин ҳамчун далел барои рушди фазаҳои аморфӣ дар маводи маҳсулоти ниҳоӣ истифода шуданд.
Сохтори маҳаллии маҳсулоти ниҳоии системаи MG Cu50 (Zr50−xNix). FE-HRTEM ва намунаҳои дифраксияи наношуълаҳои коррелятсияшуда (NBDP)-и (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ва (d) Cu50Zr10Ni40, ки пас аз 50 соати MA ба даст оварда шудаанд.
Устувории гармии ҳарорати гузариши шиша (Tg), минтақаи моеъи зерихунукшуда (ΔTx) ва ҳарорати кристаллизатсия (Tx) ҳамчун функсияи миқдори Ni (x)-и системаи аморфии Cu50(Zr50−xNix) бо истифода аз калориметрияи дифференсиалии сканкунии хосиятҳо дар ҷараёни гази He таҳқиқ карда шудааст. Нишонаҳои DSC-и хокаҳои хӯлаи аморфии Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr10Ni40, ки пас аз вақти MA 50 соат ба даст оварда шудаанд, мутаносибан дар расми 10a, b, e нишон дода шудаанд. Дар ҳоле ки каҷи DSC-и Cu50Zr20Ni30-и аморфии Cu50Zr20Ni30 алоҳида дар расми 10c нишон дода шудааст. Дар айни замон, намунаи Cu50Zr30Ni20, ки дар DSC то ~700 °C гарм карда шудааст, дар расми 10d нишон дода шудааст.
Устувории гармии хокаҳои Cu50(Zr50−xNix) MG, ки пас аз 50 соати MA ба даст оварда шудаанд, ки бо ҳарорати гузариши шишагӣ (Tg), ҳарорати кристаллизатсия (Tx) ва минтақаи моеъи хунукнашуда (ΔTx) индексатсия карда мешаванд. Термометрҳои калориметрии сканерии дифференсиалӣ (DSC)-и хокаҳои хӯлаи Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ва (e) Cu50Zr10Ni40 MG пас аз 50 соати MA. Намунаи дифракцияи рентгенӣ (XRD)-и намунаи Cu50Zr30Ni20, ки то ~700 °C дар DSC гарм карда шудааст, дар (d) нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 10 нишон дода шудааст, каҷхатҳои DSC-и ҳамаи таркибҳо бо консентратсияҳои гуногуни Ni (x) ду ҳолати гуногунро нишон медиҳанд, яке эндотермӣ ва дигаре экзотермӣ. Ҳодисаи аввал дар эндотермӣ ба Tg мувофиқат мекунад, дар ҳоле ки ҳодисаи дуюм бо Tx алоқаманд аст. Минтақаи паҳнои уфуқӣ, ки байни Tg ва Tx вуҷуд дорад, минтақаи моеъи зерихунукшуда (ΔTx = Tx – Tg) номида мешавад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки Tg ва Tx-и намунаи Cu50Zr40Ni10 (Расми 10a), ки дар ҳарорати 526°C ва 612°C ҷойгир шудаанд, бо афзоиши миқдори Ni (x) мутаносибан мундариҷаи (x)-ро ба 20 at.% ба самти ҳарорати пасти 482°C ва 563°C интиқол медиҳанд, тавре ки дар расми 10b нишон дода шудааст. Дар натиҷа, ΔTx-и Cu50Zr40Ni10 аз 86 °C (Расми 10a) то 81 °C барои Cu50Zr30Ni20 коҳиш меёбад (Расми 1). 10b). Барои хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10, инчунин мушоҳида шуд, ки арзишҳои Tg, Tx ва ΔTx то сатҳи 447°C, 526°C ва 79°C коҳиш ёфтаанд (Расми 10b). Ин нишон медиҳад, ки афзоиши миқдори Ni боиси коҳиши устувории гармии хӯлаи MG мегардад. Баръакс, арзиши Tg (507 °C)-и хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30 нисбат ба хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10 пасттар аст; бо вуҷуди ин, Tx-и он арзиши муқоисашавандаро бо аввалӣ (612 °C) нишон медиҳад. Аз ин рӯ, ΔTx арзиши баландтарро (87°C) нишон медиҳад, чунон ки дар расми 10c нишон дода шудааст.
Системаи MG Cu50(Zr50−xNix), бо назардошти хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30, тавассути қуллаи тези экзотермикӣ ба фазаҳои кристаллии fcc-ZrCu5, орторомбикӣ-Zr7Cu10 ва орторомбикӣ-ZrNi кристалл мешавад (Расми 10c). Ин гузариши фазаи аморфӣ ба кристаллӣ бо ёрии рентгении намунаи MG тасдиқ карда шуд (Расми 10d), ки дар DSC то 700 °C гарм карда шуд.
Расми 11 аксҳоеро нишон медиҳад, ки ҳангоми раванди пошидани хунук дар кори ҷорӣ гирифта шудаанд. Дар ин таҳқиқот, зарраҳои хокаи шишамонанди металлӣ, ки пас аз 50 соати MA синтез шудаанд (Cu50Zr20Ni30 ҳамчун мисол) ҳамчун ашёи хоми антибактериалӣ истифода шуданд ва табақи пӯлоди зангногир (SUS304) бо технологияи пошидани хунук пӯшонида шуд. Усули пошидани хунук барои пӯшонидан дар силсилаи технологияи пошидани гармӣ интихоб карда шуд, зеро он самараноктарин усул дар силсилаи пошидани гармӣ мебошад ва метавонад барои маводҳои металлии метаустувори ҳассос ба ҳарорат, ба монанди хокаҳои аморфӣ ва нанокристаллӣ, ки ба гузаришҳои фазавӣ дучор намешаванд, истифода шавад. Ин омили асосӣ дар интихоби ин усул аст. Раванди пошидани хунук бо истифода аз зарраҳои баландсуръат анҷом дода мешавад, ки энергияи кинетикии зарраҳоро ба деформатсияи пластикӣ, деформатсия ва гармӣ ҳангоми таъсир бо субстрат ё зарраҳои қаблан гузошташуда табдил медиҳанд.
Аксҳои саҳроӣ тартиби пошидани хунукро нишон медиҳанд, ки барои панҷ омодасозии пайдарпайи рӯйпӯши MG/SUS 304 дар ҳарорати 550°C истифода мешавад.
Энергияи кинетикии зарраҳо ва аз ин рӯ, импулси ҳар як зарра дар ташаккули рӯйпӯш бояд тавассути механизмҳо ба монанди деформатсияи пластикӣ (ҳамкории ибтидоии зарраҳо ва зарраҳо дар субстрат ва ҳамкории зарраҳо), Мустаҳкамшавии холӣ, гардиши зарраҳо ва зарраҳо, шиддат ва дар ниҳоят гармӣ 39 ба шаклҳои дигари энергия табдил дода шавад. Ғайр аз ин, агар тамоми энергияи кинетикии воридшаванда ба энергияи гармӣ ва шиддат табдил наёбад, натиҷа бархӯрди эластикӣ аст, ки маънои онро дорад, ки зарраҳо пас аз бархӯрд танҳо бармегарданд. Қайд шудааст, ки 90% энергияи таъсир, ки ба маводи зарра/субстрат татбиқ мешавад, ба гармии маҳаллӣ 40 табдил меёбад. Ғайр аз ин, ҳангоми татбиқи фишори таъсир, дар муддати хеле кӯтоҳ суръати баланди шиддати пластикӣ дар минтақаи зарраҳои тамос/субстрат ба даст оварда мешавад41,42.
Деформатсияи пластикӣ одатан раванди парокандашавии энергия ё мушаххастараш манбаи гармӣ дар минтақаи байнисатҳӣ ҳисобида мешавад. Аммо, афзоиши ҳарорат дар минтақаи байнисатҳӣ одатан барои ба вуҷуд овардани обшавии байнисатҳӣ ё барои ба таври назаррас мусоидат кардани диффузияи байнисатҳӣ кофӣ нест. Ҳеҷ як нашрияе, ки ба муаллифон маълум аст, таъсири хосиятҳои ин хокаҳои шишагини металлиро ба часпидан ва таҳшиншавии хока, ки ҳангоми истифодаи усулҳои пошидани хунук ба амал меоянд, таҳқиқ намекунад.
BFI-и хокаи хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30-ро дар расми 12a дидан мумкин аст, ки дар зеризаминии SUS 304 пӯшонида шудааст (Расми 11, 12b). Тавре ки аз расм дида мешавад, хокаҳои пӯшонидашуда сохтори аслии аморфии худро нигоҳ медоранд, зеро онҳо сохтори нозуки лабиринтӣ бидуни ягон хусусияти кристаллӣ ё нуқсонҳои шабакавӣ доранд. Аз тарафи дигар, тасвир мавҷудияти фазаи берунаро нишон медиҳад, чунон ки аз ҷониби нанозарраҳое, ки ба матритсаи хокаи пӯшонидашудаи MG дохил карда шудаанд, нишон дода шудааст (Расми 12a). Расми 12c намунаи дифраксияи наношуъои индексатсияшуда (NBDP)-ро, ки бо минтақаи I алоқаманд аст, нишон медиҳад (Расми 12a). Тавре ки дар расми 12c нишон дода шудааст, NBDP намунаи сусти диффузияи галои сохтори аморфиро нишон медиҳад ва бо доғҳои тези мувофиқ ба фазаи CuO-и метастабили кубии калони кристаллии Zr2Ni ва тетрагоналӣ якҷоя зиндагӣ мекунад. Ташаккули CuO метавонад ба оксидшавии хока ҳангоми ҳаракат аз сӯрохи таппончаи дорупошӣ ба SUS нисбат дода шавад. 304 дар ҳавои кушод таҳти ҷараёни фавқусуръат. Аз тарафи дигар, девитрификатсияи хокаҳои шишагии металлӣ пас аз коркарди хунуки пошидан дар ҳарорати 550°C барои 30 дақиқа ба ташаккули фазаҳои калони кубӣ ноил гардид.
(а) Тасвири FE-HRTEM-и хокаи MG, ки дар рӯи (b) SUS 304 пӯшонида шудааст (дар расм). Индекси NBDP-и рамзи даврашакли дар (а) нишондодашуда дар (в) нишон дода шудааст.
Барои тасдиқи ин механизми эҳтимолии ташаккули нанозарраҳои калони кубии Zr2Ni, як таҷрибаи мустақил гузаронида шуд. Дар ин таҷриба, хокаҳо аз таппончаи дорупошӣ дар ҳарорати 550 °C ба самти субстрати SUS 304 пошида шуданд; аммо, барои равшан кардани таъсири гармкунии хокаҳо, онҳо аз тасмаи SUS304 ҳарчи зудтар (тақрибан 60 сония) хориҷ карда шуданд. Маҷмӯи дигари таҷрибаҳо гузаронида шуд, ки дар он хокаҳо тақрибан 180 сония пас аз таҳшиншавӣ аз субстрат хориҷ карда шуданд.
Расмҳои 13a,b тасвирҳои майдони торик (DFI)-ро нишон медиҳанд, ки бо роҳи сканкунии микроскопияи электронии интиқол (STEM)-и ду маводи пошидашуда, ки мутаносибан дар SUS 304 барои 60 сония ва 180 сония гузошта шудаанд, ба даст оварда шудаанд. Тасвири хока, ки барои 60 сония гузошта шудааст, тафсилоти морфологӣ надорад ва бехусусиятӣ нишон медиҳад (Расми 13a). Инро инчунин XRD тасдиқ кард, ки нишон дод, ки сохтори умумии ин хокаҳо аморфӣ аст, чунон ки бо максимумҳои васеи дифракцияи ибтидоӣ ва дуюмдараҷа, ки дар расми 14a нишон дода шудааст, нишон дода шудааст. Инҳо набудани боришоти метастаблӣ/мезофазаро нишон медиҳанд, ки дар он хока сохтори аслии аморфии худро нигоҳ медорад. Баръакс, хокае, ки дар ҳамон ҳарорат (550 °C) пошида шудааст, аммо дар субстрат барои 180 сония гузошта шудааст, боришоти донаҳои наноандозаро нишон дод, чунон ки бо тирҳо дар расми 13b нишон дода шудааст.