Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки аз браузери навшуда истифода баред (ё ҳолати мувофиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар ҳамин ҳол, барои таъмини идомаи дастгирӣ, мо сайтро бидуни услуб ва JavaScript намоиш медиҳем.
Биофилмҳо ҷузъи муҳими рушди сироятҳои музмин мебошанд, хусусан вақте ки дастгоҳҳои тиббӣ ҷалб карда мешаванд. Ин мушкилот барои ҷомеаи тиббӣ як мушкили зиёд ба миён меорад, зеро антибиотикҳои стандартӣ метавонанд танҳо ба андозаи хеле маҳдуд биофилмҳоро решакан кунанд. Пешгирии ташаккули биофилм боиси таҳияи усулҳои гуногуни пӯшиш ва маводи нав гардид. Ин усулҳо ҳадафи пӯшонидани сатҳи рӯйро тавре пӯшонанд, ки ҳамаи пайдоиши биофилмҳои шишагинро пешгирӣ кунанд. Металлҳои титан, ҳамчун рӯйпӯшҳои идеалии зиддимикробӣ пайдо шуданд. Ҳамзамон, истифодаи технологияи дорупошии хунук афзоиш ёфтааст, зеро он як усули мувофиқ барои коркарди маводҳои ба ҳарорат ҳассос мебошад. Қисми ҳадафи ин тадқиқот таҳияи як шишаи металлии филми антибактериалӣ, ки аз секунҷаи Cu-Zr-Ni иборат аст, бо истифода аз маводи механикии хӯласозӣ ҳамчун хокаи ниҳоии спрей истифода мешавад. молидани дорупошии сатҳи аз пӯлоди зангногир дар ҳарорати паст. Субстратҳое, ки бо шишаи металлӣ печонида шудаанд, қодир буданд, ки ташаккули биофилмро дар муқоиса бо пӯлоди зангногир ҳадди аққал 1 лог кам кунанд.
Дар тӯли таърихи башарият ҳар як ҷомеа қодир буд, ки маводҳои наверо тарҳрезӣ кунад, ки ба талаботи мушаххаси худ ҷавобгӯ бошад ва ин боиси беҳтар шудани фаъолият ва рейтинг дар иқтисоди ҷаҳонӣ гардид1. Он ҳамеша ба қобилияти инсон дар таҳияи мавод ва таҷҳизоти истеҳсолӣ ва тарҳҳои истеҳсол ва тавсифи мавод барои ноил шудан ба дастовардҳо дар соҳаи тандурустӣ, маориф, саноат, иқтисод, фарҳанг ва дигар соҳаҳо аз як кишвар ё дигар соҳаҳо вобаста аст. вилоят. 2 Дар тӯли 60 сол, маводшиносон вақти зиёди худро ба як нигаронии асосӣ бахшиданд: ҷустуҷӯи маводи нав ва пешқадам. Тадқиқоти охирин ба беҳтар кардани сифат ва иҷрои маводи мавҷуда, инчунин синтез ва ихтироъ кардани навъҳои комилан нави мавод равона карда шудааст.
Илова кардани элементҳои хӯлакунанда, тағир додани микроструктураи моддӣ ва истифодаи усулҳои коркарди гармӣ, механикӣ ё термомеханикӣ боиси беҳбудии назарраси хосиятҳои механикӣ, химиявӣ ва физикии гуногунии маводҳои гуногун гардид. Илова бар ин, пайвастагиҳои то ҳол шуниданашуда дар ин лаҳза бомуваффақият синтез карда шуданд. Маводҳо 2. Нанокристалҳо, нанозаррачаҳо, нанотубаҳо, нуқтаҳои квантӣ, айнакҳои металлии сифр андозагирӣ, аморфӣ ва хӯлаҳои баланди энтропӣ танҳо баъзе намунаҳои маводи пешрафтае мебошанд, ки аз миёнаҳои асри гузашта ба ҷаҳон ворид карда шудаанд. Ҳангоми истеҳсол ва коркарди хӯлаҳои нав бо хосиятҳои олӣ ё дар марҳилаи истеҳсоли маҳсулоти ниҳоӣ, ё дар марҳилаи байнисоҳавӣ. аксар вақт ғайритавозунӣ илова карда мешавад. Дар натиҷаи татбиқи усулҳои нави истеҳсолӣ барои ба таври назаррас дур шудан аз мувозинат, як синфи нави хӯлаҳои метастабил, ки бо номи айнакҳои металлӣ маълуманд, кашф карда шуд.
Кори ӯ дар Калтех дар соли 1960 дар консепсияи хӯлаҳои металлӣ инқилоб ба вуҷуд овард, вақте ки ӯ хӯлаҳои шишагини Au-25 at.% Si синтез кард, ки моеъҳоро бо суръати тақрибан як миллион дараҷа дар як сония мустаҳкам кард. хӯлаҳо.Аз замони аввалин тадқиқотҳои пешқадам дар синтези хӯлаҳои MG, қариб ҳама шишаҳои металлӣ пурра бо истифода аз яке аз усулҳои зерин истеҳсол карда шуданд; (i) зуд сахтшавии об ё буғ, (ii) вайроншавии атомии тор, (iii) реаксияҳои аморфизатсияи ҳолати сахт байни элементҳои металлии тоза ва (iv) гузариши ҳолати сахти фазаҳои метастабил.
MG-ҳо бо набудани тартиби атомии дарозмуддати марбут ба кристаллҳо фарқ мекунанд, ки ин хусусияти муайянкунандаи кристалҳо мебошад. Дар ҷаҳони имрӯза дар соҳаи шишаи металлӣ пешрафти бузург ба даст оварда шудааст. Онҳо маводи нав бо хосиятҳои ҷолибе мебошанд, ки на танҳо дар физикаи ҷисмҳои сахт, балки инчунин дар металлургия, дигар соҳаҳои технология, биология, маводҳои рӯизаминӣ ва бисёр намоишгоҳҳои нав таваҷҷӯҳ доранд. хосиятҳои фарқкунандаи аз металлҳои сахт, табдил додани он як номзади ҷолиб барои барномаҳои технологӣ дар соҳаҳои гуногун. Онҳо баъзе хосиятҳои муҳим доранд; (i) қобилияти баланди механикӣ ва қувваи ҳосилхезӣ, (ii) гузариши баланди магнитӣ, (iii) коэрсивияти паст, (iv) муқовимат ба зангзании ғайриоддӣ, (v) мустақилияти ҳарорат Ноқилияти 6,7.
Хӯлаи механикӣ (MA)1,8 як усули нисбатан нав аст, ки бори аввал соли 19839 аз ҷониби профессор CC Кок ва ҳамкасбон ҷорӣ карда шудааст. Онҳо хокаҳои аморфии Ni60Nb40-ро тавассути суфта кардани омехтаи элементҳои холис дар ҳарорати муҳити хеле наздик ба ҳарорати хонагӣ омода карданд. Одатан, реаксияи МА байни пайвастшавии диффузивии хокаҳои маводи реактивӣ дар реактор гузаронида мешавад, ки одатан аз пӯлоди зангногир ба осиёб дакикаи 10 сохта шудааст (Расми 1а, б). Аз он вақт инҷониб, ин техникаи реаксияи ба таври механикӣ индуксионии ҳолати сахт барои тайёр кардани романи аморфӣ / металлӣ истифода шудааст, инчунин бо истифода аз хокаи шишагини пасти хӯлаи шиша ва инчунин millc баланд. осиёбҳои асои11,12,13,14,15 , 16. Махсусан, ин усул барои тайёр кардани системаҳои омехтанашаванда ба монанди Cu-Ta17, инчунин хӯлаҳои баланди гудохта ба монанди системаҳои металлии Ал-гузаранда (TM; Zr, Hf, Nb ва Ta) 18,19 ва Fe-W20 истифода шудааст, ки бо истифода аз як роҳи тайёр кардани MAF ғайриимкон аст. воситаҳои пуриқтидортарин нанотехнология барои тайёр кардани зарраҳои хокаи нанокристалӣ ва нанокомпозитии миқёси саноатӣ аз оксидҳои металлӣ, карбидҳо, нитридҳо, гидридҳо, нанотубаҳои карбон, наноалмосҳо, инчунин мӯътадилсозии васеъ тавассути равиши боло ба поён 1 ва марҳилаҳои метастабил.
Схемавӣ нишон медиҳад, ки усули истеҳсоли барои тайёр кардани шишаи металлии Cu50(Zr50−xNix)/SUS 304 дар ин тадқиқот истифода мешавад. (а) Омода кардани хокаҳои хӯлаи MG бо консентратсияи гуногуни Ni x (x; 10, 20, 30 ва 40%.%) бо истифода аз техникаи фрезеркунии тӯби кам энергия. ва (б) дар қуттии дастпӯшак пур карда шудааст, ки бо атмосфераи Ҳе пур карда шудааст. (в) Модели шаффофи зарфи суфтакунанда, ки ҳаракати тӯбро дар давоми суфта нишон медиҳад. Маҳсулоти ниҳоии хока, ки пас аз 50 соат ба даст оварда шудааст, барои пӯшидани субстрати SUS 304 бо усули пошидани хунук истифода шудааст (г).
Вақте ки сухан дар бораи сатҳи масолеҳ (субстратҳо) меравад, муҳандисии рӯизаминӣ тарҳрезӣ ва тағир додани сатҳҳоро (субстратҳоро) дар бар мегирад, то сифатҳои муайяни физикӣ, кимиёвӣ ва техникии дар маводи аслии аслӣ мавҷудбударо таъмин намояд. Сифати рӯизаминиро бо истифода аз усулҳои металлургӣ, механикӣ ё кимиёвӣ беҳтар кардан мумкин аст. Ҳамчун як раванди маълум, пӯшиш ба таври оддӣ ҳамчун як қабати як ё якчанд қабати маводе, ки ба таври сунъӣ дар рӯи объекти калон (субстрат) аз маводи дигар ҷойгир карда шудааст, муайян карда мешавад. Ҳамин тариқ, пӯшишҳо қисман барои ноил шудан ба баъзе хосиятҳои дилхоҳи техникӣ ё ороишӣ аз муҳити атроф ва муҳофизати муҳити атроф истифода мешаванд23.
Барои гузоштани қабатҳои мувофиқи муҳофизати рӯизаминӣ бо ғафсӣ аз чанд микрометр (аз 10-20 микрометр) то зиёда аз 30 микрометр ё ҳатто чанд миллиметр, усулҳо ва усулҳои зиёдеро метавон истифода бурд. Дар маҷмӯъ, равандҳои пӯшишро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: (i) усулҳои пӯшонидани тар, аз ҷумла электропластикӣ, пӯшиши беэлектрӣ ва усулҳои гармидиҳии хушк (аз ҷумла), кафшеркунӣ, рӯизаминӣ, таҳшиншавии буғи физикӣ (PVD), таҳшини буғи кимиёвӣ (CVD), усулҳои пошидани гармӣ ва усулҳои пошидани хунук 24 (расми 1d).
Биофилмҳо ҳамчун ҷамоатҳои микробҳо муайян карда мешаванд, ки ба сатҳи бебозгашт пайваст мешаванд ва бо полимерҳои худсохти берун аз ҳуҷайра (EPS) иҳота карда шудаанд. Ташаккули биофилм ба таври сатҳӣ баркамол метавонад дар бисёр бахшҳои саноатӣ, аз ҷумла саноати хӯрокворӣ, системаҳои об ва муҳити тандурустӣ боиси талафоти назаррас гардад. Enterobacteriaceae ва Staphylococci) табобат кардан душвор аст. Ғайр аз ин, гузориш дода шудааст, ки бифилмҳои баркамол нисбат ба ҳуҷайраҳои бактериявии планктонӣ 1000 маротиба бештар ба табобати антибиотик тобоваранд, ки ин як мушкилоти асосии табобатӣ маҳсуб мешавад. Маводҳои пӯшонидани сатҳи зиддимикробӣ, ки аз пайвастагиҳои анъанавии органикӣ гирифта шудаанд, аксар вақт чунин ҷузъҳои эҳтимолии заҳролуд истифода мешуданд. одамон,25,26 он метавонад ба пешгирии интиқоли бактерияҳо ва нобудшавии моддӣ кӯмак расонад.
Муқовимати густурдаи бактерияҳо ба муолиҷаи антибиотикҳо аз сабаби ташаккули биофилм боиси зарурати таҳияи сатҳи самарабахши мембранаи зиддимикробӣ, ки метавонад ба таври бехатар татбиқ карда шавад27. Ташаккули сатҳи зидди часпидаи физикӣ ё кимиёвӣ, ки ҳуҷайраҳои бактериявӣ ба пайвастшавӣ ва сохтани биофилмҳо аз сабаби часпак монеъ мешаванд, усули аввалин дар ин раванд мебошад. маҳз дар ҷое, ки онҳо лозиманд, ба миқдори хеле мутамарказ ва мувофиқ. Ин тавассути таҳияи маводи беназири рӯйпӯшӣ ба монанди графен/германий28, алмоси сиёҳ29 ва пӯшишҳои карбон монанд ба ZnO30, ки ба бактерияҳо тобоваранд, ба даст оварда мешавад, технологияе, ки заҳролудшавӣ ва рушди муқовиматро ба ҳадди аксар мерасонад, аз ҳисоби ташаккули биологӣ ва ё ба таври назаррас коҳиш додани кофилмҳо. моддаҳои кимиёвии микробҳо ба рӯи рӯиҳо барои таъмини ҳифзи дарозмуддат аз ифлосшавии бактериявӣ маъмултар шуда истодаанд. Ҳарчанд ҳар се расмиёт қодир ба истеҳсоли таъсири зиддимикробӣ дар рӯи рӯйпӯшшуда доранд, ҳар як онҳо маҷмӯи маҳдудиятҳои худро доранд, ки бояд ҳангоми таҳияи стратегияҳои татбиқ ба назар гирифта шаванд.
Маҳсулоте, ки ҳоло дар бозор аст, аз сабаби вақти нокифоя барои таҳлил ва санҷиши пӯшишҳои муҳофизатӣ барои компонентҳои аз ҷиҳати биологӣ фаъол монеъ мешавад. Ширкатҳо мегӯянд, ки маҳсулоти онҳо ба корбарон ҷанбаҳои функсионалии матлубро фароҳам меоранд; аммо, ин монеа барои муваффақияти маҳсулоте буд, ки аз нуқра ба даст омадаанд, дар аксари табобатҳои зиддимикробӣ, ки ҳоло ба истеъмолкунандагон дастрасанд, истифода мешаванд. Ин маҳсулотҳо барои муҳофизат кардани корбарон аз таъсири эҳтимолии хатарноки микроорганизмҳо таҳия шудаанд. Таъсири зиддимикробӣ ба таъхир афтода ва заҳролудшавии пайвастагиҳои нуқра фишори алтернативаи тадқиқотро афзоиш медиҳад36. як қабати глобалии зиддимикробӣ, ки дар дохили бино ва берунӣ кор мекунад, то ҳол вазифаи душвор аст. Ин ба он хатарҳои марбут ба саломатӣ ва бехатарӣ вобаста аст. Кашфи як агенти зиддимикробӣ, ки ба одамон камтар зараровар аст ва муайян кардани он, ки чӣ тавр онро ба субстратҳои рӯйпӯш бо мӯҳлати нигоҳдории дарозтар ворид кардан мумкин аст, ҳадафи хеле серталаби маводи зиддимикробӣ мебошад. барои куштани бактерияҳо дар масофаи наздик, ё тавассути тамоси мустақим ё пас аз баровардани агенти фаъол. Онҳо метавонанд ин корро бо роҳи ҷилавгирӣ аз пайвастагии ибтидоии бактериявӣ (аз ҷумла муқобила бо ташаккули як қабати сафеда дар рӯи замин) ё куштани бактерияҳо тавассути дахолат бо девори ҳуҷайра анҷом диҳанд.
Асосан, пӯшиши рӯизаминӣ ин раванди ҷойгиркунии қабати дигар дар рӯи ҷузъ барои баланд бардоштани сифатҳои марбут ба сатҳи он мебошад. Ҳадафи рӯйпӯш кардани сатҳи он мутобиқ кардани микроструктураи микроструктур ва/ё таркиби минтақаи наздик ба сатҳи компонент мебошад39. Усулҳои пӯшиши рӯизаминиро ба усулҳои гуногун тақсим кардан мумкин аст, ки дар расми 2а, зерсохторҳои физикӣ ҷамъбаст карда мешаванд. категорияхои электрохимиявй, вобаста ба усули ба вучуд овардани кабат.
(а) Маҷмӯае, ки усулҳои асосии истеҳсоли рӯизаминиро нишон медиҳад ва (б) афзалиятҳо ва нуқсонҳои интихобшудаи техникаи пошидани хунук.
Технологияи дорупошии сард бо усулҳои анъанавии пошидани гармӣ шабоҳатҳои зиёд дорад. Бо вуҷуди ин, инчунин баъзе хосиятҳои асосии бунёдӣ мавҷуданд, ки раванди пошидани хунук ва маводи дорупошии сардро махсусан беназир мегардонанд. Технологияи дорупошии сард ҳанӯз дар марҳилаи ибтидоӣ қарор дорад, аммо ояндаи дурахшон дорад. Дар баъзе барномаҳо, хосиятҳои беназири дорупошии сард манфиатҳои бузург пешкаш мекунанд, ки маҳдудиятҳои хоси усулҳои маъмулии пошидани гармиро бартараф мекунанд. технологияи дорупошии гармидиҳӣ, ки дар давоми он хокаи бояд гудохта шавад, то ба рӯи substrate гузошта шавад. Аён аст, ки ин раванди молидани анъанавӣ барои маводи хеле ҳассос ба ҳарорати ба монанди нанокристаллҳо, nanoparticles, айнакҳои аморфӣ ва металлӣ мувофиқ нест40, 41, 42.Гузашта аз ин, сатҳи баланди дорупошии гармидиҳӣ дорои сатҳи баланди технологияи пошидани гармидиҳӣ ва бисёр оксидҳои пошидани маводи пошидани pooxides-сола мебошад. афзалиятҳо нисбат ба технологияи дорупошии гармидиҳӣ, ба монанди (i) ҳадди ақали вуруди гармӣ ба оксиген, (ii) чандирӣ дар интихоби молидани субстрат, (iii) набудани трансформатсияи фазавӣ ва афзоиши ғалладона , (iv) қувваи баланди пайвастшавӣ1,39 (расми 2б). Илова бар ин, маводи рӯйпӯши дорупошӣ ба зангзании баланд, муқовимат ба зангзании баланд, устувории баланд ва қувваи баланди electr доранд. density41.Бар хилофи бартариҳои раванди пошидани сард, то ҳол баъзе нуқсонҳои истифодаи ин техника вуҷуд доранд, чунон ки дар расми 2b.When молидани хокаҳои сафолї пок ба монанди Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, ва ғайра нишон дода шудааст, усули пошидани сард метавонад истифода шавад.Дар тарафи дигар, меравад, ҳамчун хокаи сафолї / металлӣ метавонад барои хокаи маводи corasite истифода бурда мешавад. усулҳои дигари пошидани гармидиҳӣ. Ба рӯи мураккаб ва рӯи қубурҳои дохилӣ дорупошӣ ҳоло ҳам душвор аст.
Бо дарназардошти он, ки кори ҷорӣ ба сифати ашёи хом истифода бурдани хокаҳои шишагини металлӣ нигаронида шудааст, маълум аст, ки пошидани гармии анъанавӣ барои ин мақсад истифода намешавад. Ин аст, ки хокаҳои шишагии металлӣ дар ҳарорати баланд кристалл мешаванд1.
Аксари асбобҳое, ки дар саноати тиббӣ ва хӯрокворӣ истифода мешаванд, аз хӯлаҳои пӯлоди зангногир аустенитӣ (SUS316 ва SUS304) бо миқдори хром аз 12 то 20 вазн барои истеҳсоли асбобҳои ҷарроҳӣ сохта шудаанд. Умуман қабул карда мешавад, ки истифодаи металли хромӣ ҳамчун унсури хӯлаикунанда дар тамоми пӯлоди пӯлод муқовимати стандартии пӯлодро хеле беҳтар мекунад. хӯлаҳо, сарфи назар аз муқовимати зангзании баланди худ, хосиятҳои назарраси зиддимикробӣ нишон намедиҳанд38,39.Ин бо муқовимати баланди зангзании онҳо фарқ мекунад.Баъд аз ин, рушди сироят ва илтиҳобиро пешгӯӣ кардан мумкин аст, ки асосан аз сабаби часпидани бактерияҳо ва колонизатсия дар сатҳи аз пӯлоди зангногир ба вуҷуд омадаанд, ки бо биоматериалҳои аз пӯлоди зангногир алоқаманд душвор буда метавонанд. роҳҳои ташаккули биофилм, ки метавонад боиси бад шудани саломатӣ гардад, ки метавонад оқибатҳои зиёде дошта бошад, ки мустақиман ё бавосита ба саломатии инсон таъсир мерасонад.
Ин тадқиқот марҳилаи якуми лоиҳаест, ки аз ҷониби Бунёди Кувайт оид ба Пешрафти Илм (KFAS) маблағгузорӣ мешавад, Шартномаи № 2010-550401 барои таҳқиқи имконпазирии истеҳсоли хокаҳои шишагии металлии Cu-Zr-Ni бо истифода аз технологияи MA (Ҷадвали 1) барои истеҳсоли марҳилаи дуюми муҳофизати филми зиддибактериявӣ дар сатҳи ИМА. Моҳи январи соли 2023 хусусиятҳои зангзании электрохимиявӣ ва хосиятҳои механикии системаро ба таври муфассал баррасӣ хоҳад кард. Барои намудҳои гуногуни бактерияҳо озмоишҳои муфассали микробиологӣ гузаронида мешаванд.
Дар ин мақола, таъсири таркиби элементи хӯлаи Zr ба қобилияти ташаккули шиша (GFA) дар асоси хусусиятҳои морфологӣ ва сохторӣ баррасӣ карда мешавад. Илова бар ин, хосиятҳои зиддибактериявии молидани хокаи шишагини металлӣ/композитсияи SUS304 низ баррасӣ карда шуданд. Ғайр аз ин, корҳои ҷорӣ барои таҳқиқи имкони табдилёбии реаксияи хунук дар дохили шишаи металлӣ дар ҷараёни табдилдиҳии шишаи металлӣ гузаронида шуданд. Минтақаи моеъи зери хунукшудаи системаҳои шишаи металлии сохташуда. Ҳамчун мисол, дар ин таҳқиқот хӯлаҳои шишагии металлии Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr20Ni30 истифода шудаанд.
Дар ин бахш, тағироти морфологии хокаҳои элементарии Cu, Zr ва Ni дар фрезеркунии камэнергетикӣ оварда шудаанд. Ҳамчун мисолҳои тасвирӣ, ду системаи гуногун, ки аз Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10 иборатанд, ҳамчун намунаҳои намояндагӣ истифода мешаванд. Раванди MA-ро ба се марҳилаи ҷудогона тақсим кардан мумкин аст, тавре ки дар марҳилаи хоси хокаи металлӣ3 истеҳсолшуда нишон дода шудааст.
Хусусиятҳои металлографии хокаҳои хӯлаи механикӣ (MA), ки пас аз марҳилаҳои гуногуни вақти фрезеркунии тӯб ба даст оварда шудаанд. Тасвирҳои микроскопияи электронии сканкунии саҳроӣ (FE-SEM) хокаҳои MA ва Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақти фрезеркунии ками энергияи 3, 12 ва 50 соат ба даст омадаанд, дар (a), (c) ва (e) барои системаи Cu20, дар ҳоле, ки дар MA203 нишон дода шудаанд, нишон дода шудаанд. Тасвирҳои мувофиқи системаи Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақт гирифта шудаанд, дар (b), (d) ва (f) нишон дода шудаанд.
Ҳангоми фрезакунии тӯб, энергияи самараноки кинетикӣ, ки метавонад ба хокаи металлӣ интиқол дода шавад, аз маҷмӯи параметрҳо, тавре ки дар расми 1а нишон дода шудааст, таъсир мерасонад. Ин бархӯрдҳои байни тӯбҳо ва хокаҳо, буридани фишурдашудаи хокаи дар байни ва ё байни васоити суфта часпидашуда, таъсири тӯбҳои афтидан, буридан ва фарсудашавӣ аз сабаби кашолакунии хок, байни паҳнкунии тӯб тавассути фрезакунии тӯбҳо, таъсир мерасонад. сарборӣ (расми 1а). Хокаҳои элементҳои Cu, Zr ва Ni аз сабаби кафшери хунук дар марҳилаи аввали MA (3 соат) сахт деформатсия шуданд, ки дар натиҷа зарраҳои хокаи калон (диаметри> 1 мм) ба вуҷуд омаданд. h (марҳилаи мобайнӣ) боиси афзоиши энергияи кинетикии осиёби тӯбӣ гардид, ки дар натиҷа хокаи таркибӣ ба хокаҳои майдатар (камтар аз 200 мкм) таҷзия мешавад, тавре ки дар расми 3c,d нишон дода шудааст. тозакунӣ, реаксияҳои фазаҳои сахт дар интерфейси пораҳо барои тавлиди фазаҳои нав ба амал меоянд.
Дар авҷи раванди MA (пас аз 50 соат) металлографияи лоғар танҳо ба таври ночиз намоён буд (расми 3e,f), аммо сатҳи сайқалёфтаи хокаи металлографияи оинаро нишон дод.Ин маънои онро дорад, ки раванди MA ба анҷом расидааст ва эҷоди як марҳилаи реаксияи ягона ба вуҷуд омадааст.Таркиби элементарии минтақаҳои индексатсияшуда дар расми II, IIIe), (I, v) бо истифода аз майдони сканерӣ муайян карда шуд. микроскопияи электронӣ (FE-SEM) бо спектроскопияи энергетикии дисперсивии рентгенӣ (EDS) (IV).
Дар ҷадвали 2, консентратсияи элементҳои элементҳои хӯлакунанда ҳамчун фоизи вазни умумии ҳар як минтақаи дар расми 3e,f интихобшуда нишон дода шудаанд. Ҳангоми муқоисаи ин натиҷаҳо бо таркибҳои номиналии ибтидоии Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10, ки дар ҷадвали 1 оварда шудаанд, дидан мумкин аст, ки арзиши ин ду маҳсулоти ниҳоӣ ба таркиби номиналӣ хеле монанд аст. Илова бар ин, арзишҳои нисбии компонентҳо барои минтақаҳое, ки дар расми 3e,f номбар шудаанд, бадшавӣ ё тағирёбии назарраси таркиби ҳар як намуна аз як минтақа ба минтақаи дигарро дар назар надоранд. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки дар таркиб аз як минтақа ба минтақаи дигар тағйир намеёбад. Ин ба истеҳсоли хокаҳои хӯлаи якхела ишора мекунад, тавре ки дар Table 2 нишон дода шудааст.
Микрографҳои FE-SEM-и маҳсулоти ниҳоии хокаи Cu50 (Zr50−xNix) пас аз 50 MA маротиба, тавре ки дар расми 4a-d нишон дода шудааст, ба даст оварда шуданд, ки дар он x мутаносибан 10, 20, 30 ва 40 at.% аст.Баъд аз ин қадами фреза, агрегатҳои хока аз ҳисоби таъсири ван дер Ваалс, ки дар натиҷаи ташаккули ултраагрегатҳои калон иборатанд, иборатанд. заррачахои диаметрашон аз 73 то 126 нм, ки дар расми 4 нишон дода шудааст.
Хусусиятҳои морфологии хокаҳои Cu50(Zr50−xNix), ки пас аз MA вақти 50 соат ба даст оварда шудаанд. Барои системаҳои Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, тасвирҳои FE-SEM аз хокаҳои ба даст овардашуда пас аз MA (50), ва (d)c нишон дода шудаанд () мутаносибан.
Пеш аз бор кардани хокаҳо ба як пошидани дорупошии хунук, онҳо аввал дар этаноли дараҷаи таҳлилӣ барои 15 дақиқа соника карда шуданд ва сипас дар 150 ° C барои 2 соат хушк карда шуданд. Ин қадам бояд барои бомуваффақият мубориза бурдан бо агломератсия, ки аксар вақт мушкилоти зиёдеро дар тамоми раванди пӯшиш ба вуҷуд меорад, анҷом дод. Дар расми 5a–d микрографҳои FE-SEM ва тасвирҳои мувофиқи EDS-и унсурҳои хӯлаи Cu, Zr ва Ni хӯлаи Cu50Zr30Ni20, ки пас аз 50 соати вақти М ба даст оварда шудаанд, нишон дода шудаанд. Бояд қайд кард, ки хокаҳои хӯлаи пас аз ин марҳила ҳосилшуда якхелаанд, зеро онҳо таркибҳои якхела мебошанд, зеро онҳо дар сатҳи ҳар гуна таркиби флюор нишон дода намешаванд. дар расми 5.
Морфология ва тақсимоти элементҳои маҳаллии хокаи MG Cu50Zr30Ni20 пас аз 50 MA аз ҷониби FE-SEM / энергияи спектроскопияи рентгенӣ (EDS) ба даст оварда шудааст. (а) харитаи SEM ва X-рентгении EDS аз (б) Cu-Kα, (в) Zr-Lα ва (г) тасвирҳои Ni-Kα.
Намунаҳои XRD-и хокаҳои механикии омехташудаи Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr20Ni30, ки пас аз вақти MA 50 соат ба даст омадаанд, мутаносибан дар расми 6a–d нишон дода шудаанд. Пас аз ин марҳилаи консентратсияи консентратсияи ҳамаи намунаҳо бо сохторҳои гуногуни фрезерӣ нишон дода шудаанд. намунаҳои диффузияи гало, ки дар расми 6 нишон дода шудаанд.
Намунаҳои XRD аз (а) Cu50Zr40Ni10, (б) Cu50Zr30Ni20, (в) Cu50Zr20Ni30 ва (г) хокаҳои Cu50Zr20Ni30 пас аз вақти MA аз 50 h. Ҳама намунаҳо бидуни истисно як марҳилаи диффузияи гало-диффузияро нишон доданд.
Микроскопияи электронии интиқоли баландсифат (FE-HRTEM) барои мушоҳидаи тағироти сохторӣ ва фаҳмидани сохтори маҳаллии хокаҳо, ки дар вақтҳои гуногуни MA дар натиҷаи фрезакунии тӯб ба вуҷуд меоянд, истифода шудааст. Мувофиқи тасвири саҳроии дурахшон (BFI)-и хока, ки пас аз MA​​ 6 соат ҳосил шудааст, хока аз донаҳои калон бо сарҳадҳои хуб муайяншудаи элементҳои fcc-Cu, hcp-Zr ва fcc-Ni иборат аст ва ҳеҷ нишонае вуҷуд надорад, ки марҳилаи реаксия, тавре ки дар майдони интихобшуда нишон дода шудааст, вуҷуд дорад. Намунаи дифраксионї (САДП), ки аз минтаќаи мобайнии (а) гирифта шудааст, шакли дифраксияи ќўлро ошкор намуд (расми 7б), ки мављудияти кристаллитњои калон ва набудани фазаи реактивиро нишон медињад.
Тавсифи сохтории маҳаллии хокаи MA, ки пас аз марҳилаҳои барвақт (6 соат) ва фосилавӣ (18 соат) ба даст оварда шудааст. (а) Микроскопияи электронии интиқоли баланд (FE-HRTEM) ва (б) майдони мувофиқи интихобшудаи дифраксияи Cu50Zr30Ni20 пас аз коркарди MA аз тасвири Cu50NH14EM. пас аз MA вақти 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 lattice дар якҷоягӣ бо деформатсияи пластикӣ гардид. Дар ин марҳилаи мобайнии раванди MA, хока камбудиҳои гуногун, аз ҷумла хатогиҳои stacking, нуқсонҳои lattice ва нуқсонҳои нуқтаҳоро намоиш медиҳад (Расми 7). заррачаҳои андозаи камтар аз 20 нм (расми 7в).
Сохтори маҳаллии хокаи Cu50Z30Ni20, ки барои 36 соат MA вақт коркард шудааст, ташаккули nanograins ултраҷазира дар як матритсаи ҷарима аморфӣ, ки дар расми 8a нишон дода шудааст.Таҳлили EDS маҳаллӣ нишон дод, ки он нанокластерҳо дар расми 8a нишон дода шудаанд, ки бо коркарднашуда Cu, Zr ва Ni20 дорои мазмуни Cu, Zr ва Ni20 коркарднашуда алоқаманд буданд, ки таркиби якхелаи Cu, Matrix. аз ~32 at.% (майдони лоғар) то ~74 at.% (майдони бой) тағйир ёфт, ки ба ташаккули маҳсулоти гетерогенӣ ишора мекунад. Ғайр аз он, SADP-ҳои мувофиқи хокаҳое, ки пас аз фреза дар ин марҳила ба даст омадаанд, ҳалқаҳои паҳнкунандаи ибтидоӣ ва дуюмдараҷаи фазаи аморфӣ доранд, ки бо нуқтаҳои тези алоқаманд бо ҳамаи элементҳои дар Fig 8 алоқаманд нишон дода шудаанд.
Ғайр аз 36 h-Cu50Zr30Ni20 хокаи наномикёси хусусиятҳои сохтории маҳаллӣ. (а) Тасвири майдони дурахшон (BFI) ва мувофиқ (б) SADP аз хокаи Cu50Zr30Ni20, ки пас аз фреза барои вақти 36 соат MA ба даст оварда шудааст.
Дар наздикии раванди MA (50 соат), Cu50 (Zr50−xNix), X; Хокаҳои 10, 20, 30 ва 40 at.% ҳамеша як морфологияи фазаи аморфии лабиринтӣ доранд, ки дар расми 9a-d нишон дода шудаанд. Дар SADP мувофиқи ҳар як таркиб, на дифраксияҳои нуқтаӣ ва на шакли ҳалқашаклро ошкор кардан мумкин нест. Ин SADP-ҳои мутақобила, ки намунаҳои диффузияи гало нишон медиҳанд, инчунин ҳамчун далел барои рушди фазаҳои аморфӣ дар маводи ниҳоӣ истифода мешуданд.
Сохтори маҳаллии маҳсулоти ниҳоии системаи MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM ва намунаҳои дифраксияи нанобеба (NBDP) аз (а) Cu50Zr40Ni10, (б) Cu50Zr30Ni20, (в) Cu50Zr20Ni350Z пас аз ба даст овардашуда (Cu50Zr20Ni350r) ч аз МА.
Устувории гармии ҳарорати гузариши шиша (Tg), минтақаи моеъи зери хунукшуда (ΔTx) ва ҳарорати кристаллизатсия (Tx) ҳамчун функсияи таркиби Ni (x) дар системаи аморфии Cu50(Zr50−xNix) бо истифода аз сканеркунии дифференсиалии калориметрии (DSC) хосиятҳои зери ҷараёни гази He traces of CuZ40i, DSC1501 таҳқиқ карда шуд. Хокаҳои хӯлаи аморфӣ Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr10Ni40, ки пас аз MA вақти 50 соат ба даст оварда шудаанд, мутаносибан дар расми 10a, b, e нишон дода шудаанд. Дар ҳоле ки хати каҷи DSC аз аморфӣ Cu50Zr20Ni30 дар расми 10hiZr20Ni30 алоҳида нишон дода шудааст, ки Cu50Zr10Ni3N гарм карда шудааст. то ~700 °C дар DSC дар расми 10d нишон дода шудааст.
Устувории гармии хокаҳои Cu50 (Zr50−xNix) MG, ки пас аз MA вақти 50 соат ба даст оварда шудаанд, тавре ки аз рӯи ҳарорати гузариши шиша (Tg), ҳарорати кристаллизатсия (Tx) ва минтақаи моеъи зери хунукшуда (ΔTx) индексатсия карда шудаанд. Cu50Zr30Ni20, (в) Cu50Zr20Ni30 ва (д) Cu50Zr10Ni40 хокаҳои хӯлаи MG пас аз MA вақти 50 h. Намунаи рентгении дифраксияи (XRD) намунаи Cu50Zr30Ni20, ки то ~ 700 °C гарм карда шудааст, дар DSC нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 10 нишон дода шудааст, каҷҳои DSC-и ҳама таркибҳо бо консентратсияи Ni (x) ду ҳолати гуногунро нишон медиҳанд, яке эндотермикӣ ва дигаре экзотермикӣ. Ҳодисаи якуми эндотермикӣ ба Tg мувофиқат мекунад, дар ҳоле ки дуюмаш ба Tx алоқаманд аст. Минтақаи фосилаи уфуқӣ, ки дар байни Tg ва Tx мавҷуд аст, минтақаи моеъи зери хунукшуда номида мешавад (ΔTx =The Tx-ро нишон медиҳад Tg). Намунаи Cu50Zr40Ni10 (расми 10а), ки дар 526°C ва 612°C ҷойгир карда шудааст, мундариҷаи (x)-ро ба 20 at.% ба тарафи ҳарорати пасти 482°C ва 563°C бо афзоиши миқдори Ni (x) мутаносибан, тавре ки дар расми 10b нишон дода шудааст. 86 °C (расми 10а) то 81 °C барои Cu50Zr30Ni20 (расми 10б). Барои хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10, инчунин мушоҳида карда шуд, ки арзишҳои Tg, Tx ва ΔTx то сатҳи 447 ° C ва 579 ° C (Fi, 579 ° C) коҳиш ёфтанд. афзоиши таркиби Ni боиси паст шудани устувории гармии хӯлаи MG мегардад.Баръакс, арзиши Tg (507 °C) хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30 нисбат ба хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10 пасттар аст; бо вуҷуди ин, Tx он арзиши муқоисашавандаро бо арзиши қаблӣ (612 °C) нишон медиҳад. Аз ин рӯ, ΔTx арзиши баландтарро (87 °C) нишон медиҳад, тавре ки дар расми 10c нишон дода шудааст.
Системаи MG Cu50(Zr50−xNix), хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30-ро ҳамчун намуна гирифта, тавассути қуллаи якбораи экзотермикӣ ба фазаҳои кристаллии fcc-ZrCu5, орторомбӣ-Zr7Cu10 ва ortorhombic-Zr7Cu10 a crystalized мешавад. гузариши фаза бо XRD намунаи MG (расми 10d), ки дар DSC то 700 °C гарм карда шудааст, тасдиқ карда шуд.
Дар расми 11 аксҳое оварда шудаанд, ки дар ҷараёни пошидани сард дар кори ҷорӣ гирифта шудаанд. Дар ин тадқиқот зарраҳои хокаи шишамонанди металлӣ, ки пас аз MA вақти 50 соат синтез шуда буданд (ба сифати мисол Cu50Zr20Ni30) ҳамчун ашёи хоми зиддибактериявӣ истифода мешуданд ва лавҳаи аз пӯлоди зангногир (SUS304) бо усули пошидани хунук бо усули пошидани пошидани хунук пӯшида шудааст. силсилаи технологияи дорупошӣ, зеро он усули муассиртарин дар силсилаи дорупошии термикӣ аст ва метавонад барои металлҳои ҳассос ба ҳарорати метастабил ба монанди хокаҳои аморфӣ ва нанокристалӣ, ки ба гузариши фазавӣ тобеъ нестанд, истифода шавад. Ин омили асосӣ дар интихоби ин усул аст. Раванди пошидани сард тавассути истифодаи зарраҳои баландсуръати заррачаҳо ба энергияи заррачаҳои баландсуръат ба шакли гармии пластикӣ табдил дода мешавад. таъсир ба субстрат ё зарраҳои қаблан гузошташуда.
Суратҳои саҳроӣ тартиби пошидани хунукро нишон медиҳанд, ки барои панҷ омодагии пайдарпайи MG / SUS 304 дар 550 °C истифода мешаванд.
Энергияи кинетикии заррачаҳо ва аз ин рӯ импулси ҳар як зарра дар ташаккули пӯшиш бояд ба шаклҳои дигари энергия табдил дода шавад, ба монанди деформатсияи пластикӣ (таъсири мутақобилаи ибтидоии зарраҳо ва заррачаҳо дар субстрат ва таъсири мутақобилаи зарраҳо), холӣ Консолидация, гардиши зарраҳо ва зарраҳо, шиддат ва гармӣ дар ниҳоят, агар на ҳама гармӣ. энергия ба энергияи гармӣ ва шиддат мубаддал мешавад, натиҷа бархӯрди чандирӣ мебошад, ки маънои онро дорад, ки зарраҳо пас аз зарба ба таври оддӣ бармегарданд. Қайд карда шудааст, ки 90% энергияи таъсире, ки ба зарра/материал субстрат истифода мешавад, ба гармии маҳаллӣ табдил меёбад 40 .Гайр аз ин, ҳангоми истифодаи фишори таъсир, суръати баланди шиддати пластикӣ дар вақти хеле кӯтоҳ дар минтақа / страт142 ба даст меояд.
Деформатсияи пластикӣ одатан як раванди парокандашавии энергия ё мушаххастар манбаи гармӣ дар минтақаи interfacial ҳисобида мешавад. Бо вуҷуди ин, баландшавии ҳарорат дар минтақаи interfacial одатан барои истеҳсоли обшавии interfacial ё ба таври назаррас мусоидат ба interdiffusion атом кофӣ нест. Ҳеҷ нашрияе, ки ба муаллифон маълум аст, таҳқиқ мекунад, ки таъсири хосиятҳои ин усулҳои хунуккунии металлӣ, ки дар хокҳои шишагии хунук истифода мешаванд.
BFI аз хокаи хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30 метавонад дар расми 12a дида шавад, ки дар рӯи SUS 304 пӯшонида шуда буд (расми 11, 12б). Тавре ки аз расм дида мешавад, хокаҳои кабуд сохтори аморфии аслии худро нигоҳ медоранд, зеро онҳо дорои сохтори нозуки лабиринтӣ ё сохтори дигари лабиринтӣ бе ягон тасвири clattic. мавҷудияти марҳилаи бегонаро нишон медиҳад, тавре ки аз ҷониби nanoparticles, ки ба матритсаи хокаи MG-капонидашуда пешниҳод карда шудааст (расми 12a) .Дар расми 12c намунаи индексатсияшудаи дифраксияи nanobeam (NBDP) бо минтақаи I (Расми 12a) нишон дода шудааст. сохтори аморфӣ ва ҳамзамон бо часбҳои тез мувофиқ ба кристаллии бузурги мукааб Zr2Ni метастабил ва фазаи тетрагонали CuO. Ташаккули CuO метавонад ба оксидшавии хока ҳангоми ҳаракат аз соплоғи таппончаи дорупошӣ ба SUS 304 дар ҳавои кушод дар зери ҷараёни фавти садо рабт дода шавад. марҳилаҳои мукааб пас аз коркарди пошидани хунук дар 550 °C барои 30 дақиқа.
(а) Тасвири FE-HRTEM-и хокаи MG дар (б) субстрати SUS 304 (маҷмӯи расм). Индекси NBDP-и рамзи даврашакл, ки дар (a) нишон дода шудааст, дар (c) нишон дода шудааст.
Барои санҷидани ин механизми потенсиалии ташаккули нанозарраҳои бузурги кубии Zr2Ni, озмоиши мустақил анҷом дода шуд.Дар ин таҷриба хокаҳо аз таппончаи дорупошӣ дар 550 °C ба самти субстрати SUS 304 пошида шуданд; аммо, барои равшан кардани таъсири гармкунии хокаҳо, онҳо аз рахи SUS304 ҳарчи зудтар (тақрибан 60 сония) хориҷ карда шуданд. Маҷмӯи дигари таҷрибаҳо гузаронида шуд, ки дар он хока аз субстрат тақрибан 180 сония пас аз пошидан хориҷ карда шуд.
Дар расмҳои 13a, b тасвирҳои майдони торик (DFI) нишон дода шудаанд, ки тавассути сканеркунии микроскопияи электронии интиқол (STEM) ду маводи пошидашуда дар субстратҳои SUS 304 дар тӯли 60 ва 180 сония ба даст оварда шудаанд. Тасвири хока, ки дар тӯли 60 сония гузошта шудааст, ҷузъиёти морфологӣ надорад, ки бехусусиятро нишон медиҳад, ки онро XT низ тасдиқ мекунад (расми D13). сохтори умумии ин хокаҳои аморфӣ буд, чунон ки аз тарафи maxima васеи ибтидоӣ ва дуюмдараҷаи diffraction нишон дода дар расми 14a.Инҳо нишон набудани боришот metastable/mesophase, ки дар он хокаи сохтори аморфӣ аслии худро нигоҳ медорад.Баръакс, хокаи пошидашуда дар ҳарорати якхела (550 °C), аммо барои нишон додани субстрат1 8 пешакии пошидашуда. донаҳои наноҳаҷм, тавре ки бо тирчаҳо дар расми 13б нишон дода шудаанд.