Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň. Ulanylýan brauzer wersiýaňyzda CSS-iň çäkli goldawy bar. Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de gabat geliş tertibini öçüriň). Şol aralykda, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezeris.
Biofilmler, esasanam lukmançylyk enjamlary çekilende, dowamly ýokançlyklaryň ösmeginde möhüm komponent bolup durýar. Bu mesele lukmançylyk jemgyýetine uly kynçylyk döredýär, sebäbi adaty antibiotikler diňe çäkli derejede biofilmleri ýok edip biler. Biofilmiň emele gelmeginiň öňüni almak dürli örtük usullarynyň we täze materiallary öz içine alýan metal metofilleri saklaýar. mikroblara garşy ideal örtükler hökmünde ýüze çykdy. Şol bir wagtyň özünde, temperatura duýgur materiallary gaýtadan işlemek üçin amatly usul bolany üçin sowuk pürküji tehnologiýasynyň ulanylmagy artdy. Bu gözlegiň maksady, üç sany Cu-Zr-Ni mehaniki erginleýiş usullaryny ulanyp, iň soňky önümi emele getirýän sferik poroşok. metal aýna bilen poslamaýan polat bilen deňeşdirilende azyndan 1 log bilen biofilmiň emele gelmegini ep-esli azaltmagy başardy.
Adamzat taryhynyň dowamynda islendik jemgyýet, globallaşan ykdysadyýetde öndürijiligiň we reýtingiň ýokarlanmagyna getiren aýratyn talaplaryna laýyk gelýän täze materiallary dizaýn etmegi we öňe sürmegi başardy. Bu, elmydama bir ýurtda ýa-da sebitde ýa-da sebitde ýa-da sebitde ýa-da sebitde ýa-da sebitde ýa-da sebitde gazanylan üstünliklere ýetmek üçin materiallary we önümçilik enjamlaryny we materiallary ýasamak we häsiýetlendirmek üçin adam başarnyklary bilen baglanyşyklydyr. 2 60 ýyl bäri material alymlary köp wagtyny bir esasy meselä gönükdirdi: täze we iň täze materiallary gözlemek. Soňky gözlegler bar bolan materiallaryň hilini we öndürijiligini ýokarlandyrmaga, şeýle hem düýbünden täze görnüşli materiallary sintez etmäge we oýlap tapmaga gönükdirildi.
Garyjy elementleriň goşulmagy, material mikrostrukturasynyň üýtgemegi we ýylylyk, mehaniki ýa-da termo-mehaniki gaýtadan işlemegiň usullarynyň ulanylmagy dürli materiallaryň mehaniki, himiki we fiziki aýratynlyklarynyň ep-esli gowulaşmagyna getirdi. Mundan başga-da, şu wagta çenli eşidilmedik birleşmeler üstünlikli sintez edildi. kwant nokatlary, nol ölçegli, amorf metal äýnekler we ýokary entropiýa erginleri geçen asyryň ortalaryndan bäri dünýäde hödürlenen ösen materiallaryň käbir mysallarydyr. Iň ýokary önümlere ýa-da önümçiligiň orta tapgyrlarynda täze garyndylary öndürip we ösdürip ýetişdireniňde, balansdan daşgary problema goşulýar. metal äýnek tapyldy.
1960-njy ýylda Caltech-de alyp baran işleri, aýna Au-25-e% aýna sintez edende, metal erginleri düşünjesinde öwrülişik getirdi. Siýuklary sekuntda takmynan bir million dereje çalt berkitmek arkaly Si erginleri 4.Professor Pol Duweziň açyş hadysasy diňe bir metal äýnekleriň (MG) başlangyç metodlarynyň sinteziniň paradigmasynyň üýtgemegine sebäp boldy. metal äýnekleriň hemmesi diýen ýaly aşakdaky usullardan birini ulanyp doly öndürildi; (i) eremegiň ýa-da bugyň çalt berkleşmegi, (ii) panjanyň atom bozulmagy, (iii) arassa metal elementleriniň arasynda gaty amorfizasiýa reaksiýalary we (iv) metastable fazalaryň gaty ýagdaýly geçişleri.
MG-ler, kristallaryň kesgitleýji aýratynlygy bolan kristallar bilen baglanyşykly uzak aralyk atom tertibiniň ýoklugy bilen tapawutlanýar. Häzirki zaman dünýäsinde metal aýna pudagynda uly ösüşler gazanyldy. Olar diňe bir berk fiziki fizika bilen gyzyklanman, eýsem metallurgiýa, ýerüsti himiýa, tehnologiýa, biologiýa we başga-da köp sanly aýratynlyklar üçin gyzykly aýratynlyklar bilen täze materiallardyr. dürli ugurlarda. Olaryň käbir möhüm aýratynlyklary bar; (i) ýokary mehaniki süýşme we öndürijilik güýji, (ii) ýokary magnit geçirijiligi, (iii) pes güýji, (iv) adaty poslama garşylyk, (v) temperatura garaşsyzlygy 6,7.
Mehaniki garyndy (MA) 1,8, ilkinji gezek 19839-njy ýylda professor CC Kok we kärdeşleri tarapyndan girizilen has täze usuldyr. Olar amorf Ni60Nb40 poroşoklaryny otag temperaturasyna ýakyn gurşawda arassa elementleriň garyndysyny üýşürip taýýarladylar. Adatça, MA reaksiýasy poslamaýan polatdan 10 top zawodyna (1a surat, b) reaktiw material poroşoklarynyň diffuziýa birikdirilmeginiň arasynda amala aşyrylýar .Şonuň üçin pes (1-nji surat) we 16,12, 1212, şeýle hem ýokary energiýa toplary degirmenleri ulanylýar. Cu-Ta17 ýaly üýtgewsiz ulgamlary, şeýle hem adaty taýýarlyk ýollaryndan peýdalanyp bolmaýan Al-geçiş metal ulgamlary (TM; Zr, Hf, Nb we Ta) 18,19 we Fe-W20 ýaly ýokary eriş nokatlaryny taýýarlamak üçin ulanyldy. Mundan başga-da, MA senagat ölçegli nanokristal karidleri, metalidler, karbididler, nanokristallar, nanokristallar, nanokristallar, nanokristallar, nanokompisidler, nanokompritler, nanokompritler, nanokompisidler, nanokristallar nanoturbajyklar, nanodiamondlar, şeýle hem ýokarky çemeleşme 1 we metastable basgançaklar arkaly giň durnuklaşma.
Bu işde Cu50 (Zr50 - xNix) metal aýna (MG) örtük / SUS 304 taýýarlamak üçin ulanylýan ýasama usuly görkezilýär. (A) Pes energiýa konsentrasiýasy x (x; 10, 20, 30 we 40%. Öwürmek wagtynda top hereketini görkezýän ýylmaýjy gäminiň aç-açan modeli. 50 sagatdan soň alnan poroşokyň soňky önümi, sowuk pürküji usuly (d) bilen SUS 304 substratyny örtmek üçin ulanyldy.
Köp material materiallar (substratlar) barada aýdylanda, ýerüsti in engineeringenerçilik, asyl köp mukdarda materialda bolmadyk käbir fiziki, himiki we tehniki häsiýetleri üpjün etmek üçin ýüzleriň (substratlaryň) dizaýnyny we üýtgedilmegini öz içine alýar. Surfaceerüsti bejergiler arkaly netijeli gowulaşyp boljak käbir häsiýetlere aşgazan garşylygy, okislenme we poslama garşylyk, sürtülme koeffisiýenti, bio-inertsizlik, elektrik häsiýetleri we termiki izolýasiýa ulanylýar. belli bir proses, örtük diňe bir materialdan ýasalan köp sanly obýektiň (substratyň) üstünde emeli usulda goýlan bir ýa-da birnäçe gatlak hökmünde kesgitlenýär. Şonuň üçin örtükler käbir islenýän tehniki ýa-da bezeg aýratynlyklaryna ýetmek üçin, şeýle hem materiallary daş-töwerek bilen garaşylýan himiki we fiziki täsirlerden goramak üçin ulanylýar23.
Birnäçe mikrometrden (10-20 mikrometrden aşakda) 30 mikrometrden ýa-da hatda birnäçe millimetrden galyňlygy bolan ýerüsti gorag gatlaklaryny goýmak üçin köp usul we usul ulanylyp bilner. Umuman, örtük amallaryny iki kategoriýa bölmek bolar: (i) çygly örtük usullary, elektroplatasiýa, elektroliz örtük we fiziki örtük, süzmek, guratma usuly (PVD), himiki bug çöketligi (CVD), termiki pürküji usullary we ýakynda sowuk pürküji usullary 24 (1-nji surat).
Biofilmler ýüzüne gaýtaryp bolmajak we öz-özünden öndürilen öýjükli polimerler (EPS) bilen gurşalan mikrob jemgyýetleri hökmünde kesgitlenýär .Serfiki taýdan ýetişen biofilmiň emele gelmegi azyk senagaty, suw ulgamlary we saglygy goraýyş gurşawy ýaly köp sanly pudakda ep-esli ýitgilere sebäp bolup biler. biofilmleriň esasy bejeriş kynçylygy hasaplanýan planktonik bakteriýa öýjükleri bilen deňeşdirilende antibiotik bejergisine 1000 esse çydamlydygy habar berildi. Adaty organiki birleşmelerden alnan mikroblara garşy örtük materiallary taryhda ulanylýar. Şeýle materiallarda köplenç adamlar üçin howply zäherli komponentler bar bolsa-da, 25,26 bakteriýalaryň ýaýramagynyň we maddy ýok edilmeginiň öňüni alyp biler.
Biofilmiň emele gelmegi sebäpli bakteriýalaryň antibiotik bejergisine giňden garşylygy, howpsuz ulanylyp bilinjek mikroblara garşy membrananyň örtülen ýüzüni ösdürmegiň zerurlygyna sebäp boldy. Bakteriýa öýjükleriniň ýelmeşmegi sebäpli biofilmleri baglamak we gurmak üçin päsgel berýän fiziki ýa-da himiki garşy örtügiň ösmegi. Bu bakteriýalara çydamly grafen / germanium28, gara göwher29 we ZnO-doply göwher örtükleri ýaly täsin örtük materiallaryny ösdürmek arkaly gazanylýar, biofilmiň emele gelmegi sebäpli zäherliligi we garşylygy ýokarlandyrýan tehnologiýa ep-esli azalýar. Mundan başga-da, uzak möhletli germisid himiki maddalary öz içine alýan örtükler. örtülen ýüzlere mikroblara garşy täsirler, olaryň hersiniň öz çäklendirmeleri bar, amaly strategiýalary işläp düzmekde göz öňünde tutulmalydyr.
Häzirki wagtda bazardaky önümler, biologiki işjeň maddalar üçin gorag örtüklerini seljermek we barlamak üçin ýeterlik wagtyň bolmazlygy sebäpli kompaniýalar önümleriniň ulanyjylara islenýän funksional taraplary hödürlejekdigini öňe sürýärler; muňa garamazdan, häzirki wagtda bazardaky önümleriň üstünlik gazanmagyna päsgelçilik boldy. Kümüşden alnan birleşmeler häzirki wagtda sarp edijiler üçin bar bolan mikroblara garşy bejergileriň köpüsinde ulanylýar. Bu önümler ulanyjylary mikroorganizmleriň howply täsirlerinden goramak üçin işlenip düzülýär. Mikroblara garşy gijikdirilen täsir we kümüş birleşmeleriň zäherlenmesi, global zyýanly alternatiw öndürmek üçin gözlegçilere edilýän basyşy artdyrýar. gaty kyn mesele boluň. Bu saglyga we howpsuzlyga bagly töwekgelçilikler sebäpli ýüze çykýar. Adamlara az zyýan berýän mikroblara garşy serişdäni tapmak we has uzak ömri örtükli substratlara nädip goşmalydygyny anyklamak gözlenýän maksatdyr. Iň soňky antimikrob we anti-biofilm materiallary bakteriýalary öldürmek üçin niýetlenendir. ýelmeşmek (üstünde belok gatlagynyň döremegine garşy durmagy goşmak bilen) ýa-da öýjük diwaryna päsgel berip bakteriýalary öldürmek arkaly.
Aslynda, ýerüsti örtük, ýer bilen baglanyşykly häsiýetleri ýokarlandyrmak üçin bir komponentiň üstünde başga bir gatlak ýerleşdirmekdir. Surfaceerüsti örtügiň maksady, komponentiň ýakyn ýeriniň mikrostrukturasyny we / ýa-da düzümini düzmekdir. Surfaceerüsti örtük usullaryny dürli usullara bölüp bolar, 2a-njy suratda jemlenendir.
(a) surfaceer ýüzünde ulanylýan esasy ýasama usullaryny görkezmek, we (b) sowuk pürküji tehnikasynyň artykmaçlyklary we kemçilikleri.
Sowuk pürküji tehnologiýasy adaty termiki pürküji usullary bilen köp meňzeşlikleri paýlaşýar. Şeýle-de bolsa, sowuk pürküji prosesi we sowuk pürküji materiallaryny aýratyn özboluşly edýän käbir esasy häsiýetler bar. Sowuk pürküji tehnologiýasy henizem çagalyk döwründe, ýöne ajaýyp geljegi bar. Käbir amaly programmalarda sowuk pürküjiniň özboluşly aýratynlyklary adaty ýylylyk pürküji usullarynyň çäklendirmelerini ýeňip geçmeli. bu adaty örtük prosesi, nanokristallar, nanopartikullar, amorf we metal äýnekler ýaly gaty temperatura duýgur materiallar üçin amatly däl40, 41, 42. Mundan başga-da, termiki pürküji örtük materiallary elmydama ýokary derejeli gözenekleri we oksidleri görkezýär. Sowuk pürküji tehnologiýasy termal pürküji tehnologiýasyndan ep-esli artykmaçlyklara eýe, meselem, substratyň iň az ýylylyk girişi, (ii) substratyň iň pes ýylylyk girişi, (ii) çeýeligi; Güýç1,39 (2b surat). Mundan başga-da, sowuk pürküji örtük materiallarynyň ýokary poslama garşylygy, ýokary güýji we gatylygy, ýokary elektrik geçirijiligi we ýokary dykyzlygy bar. Sowuk pürküji prosesiniň artykmaçlyklaryndan tapawutlylykda, bu usuly ulanmagyň käbir kemçilikleri bar. 2b suratda görkezilişi ýaly. Al2O3, TiO2, Zi keramiki / metaldan ýasalan tozanlar örtük üçin çig mal hökmünde ulanylyp bilner. Beýleki ýylylyk pürküji usullary üçin hem edil şonuň ýaly. Çylşyrymly ýüzleri we içki turba ýüzlerini sepmek henizem kyn.
Häzirki işiň metal aýna poroşoklary çig örtük materialy hökmünde ulanmagy maksat edinýändigini göz öňünde tutup, adaty termiki pürküjiniň bu maksat bilen ulanylyp bilinmejekdigi aýdyňdyr. Munuň sebäbi demir aýna tozanlaryň ýokary temperaturada kristallaşmagy1.
Lukmançylyk we azyk senagatynda ulanylýan gurallaryň köpüsi hirurgiki gurallary öndürmek üçin 12 bilen 20 wt% aralygynda hrom düzümi bolan austenit poslamaýan polat erginlerinden (SUS316 we SUS304) ýasalýar. Polat erginleriniň poslama garşylygy ep-esli ýokarlanýar, poslamaýan polat erginleriniň poslama garşylygy ep-esli ýokarlanýar. häsiýetleri38,39.Bu ýokary poslama garşylygy bilen gapma-garşy gelýär. Ondan soň poslamaýan polat biomateriallaryň üstünde bakteriýalaryň ýelmeşmegi we kolonizasiýasy sebäpli ýüze çykýan infeksiýanyň we çişmegiň ösüşini çaklamak mümkin. Bakteriýalaryň ýelmeşmegi we saglygyň gytaklaýyn täsir etmegine sebäp bolup biljek biofilm emele getiriş ýollary bilen baglanyşykly möhüm kynçylyklar ýüze çykyp biler.
Bu gözleg, Kuweýt Ylmy Ösdürmek Gaznasy (KFAS) tarapyndan 2010-550401 şertnama bilen maliýeleşdirilýän taslamanyň birinji tapgyrydyr, antibakterial film / SUS304 ýerüsti gorag örtügini öndürmek üçin MA tehnologiýasyndan (1-nji tablisa) metal aýna Cu-Zr-Ni üçekli poroşok öndürmegiň mümkinçiligini öwrenmek üçin 20-nji ýanwar. ulgamyň aýratynlyklary jikme-jik. Dürli bakteriýa görnüşleri üçin jikme-jik mikrobiologiki synaglar geçiriler.
Bu kagyzda, Zr garyndy elementiniň aýna emele getiriş ukybyna (GFA) täsiri morfologiki we gurluş aýratynlyklaryna esaslanýar. Mundan başga-da, örtülen metal aýna poroşok örtüginiň / SUS304 birleşmesiniň antibakterial häsiýetleri hem ara alnyp maslahatlaşyldy. Mundan başga-da, aşaky aýna poroşoklaryň düzümindäki metal aýna poroşoklarynyň düzümindäki metal aýna poroşoklarynyň düzümine öwrülmeginiň mümkinçiligini öwrenmek üçin häzirki işler geçirildi. Bu gözlegde Cu50Zr30Ni20 we Cu50Zr20Ni30 metal aýna erginleri ulanyldy.
Bu bölümde pes energiýa top degirmeninde elementar Cu, Zr we Ni tozanlarynyň morfologik üýtgemeleri görkezilýär. Mysal üçin, Cu50Zr20Ni30 we Cu50Zr40Ni10-dan ybarat iki dürli ulgam wekilçilikli mysal hökmünde ulanylar. MA prosesi üweýiş döwründe öndürilen poroşokyň metalografiki häsiýetnamasy bilen görkezilişi ýaly üç aýratyn tapgyra bölünip bilner (3-nji surat).
Top üwemek wagtynyň dürli etaplaryndan soň alnan mehaniki garyndy (MA) tozanlarynyň metalografiki aýratynlyklary. 3, 12 we 50 sagat pes energiýa toplaýyş wagtyndan soň alnan MA we Cu50Zr40Ni10 poroşoklarynyň meýdan zyňyndylaryny skanirlemek, Cu50Zr20Ni30 ulgamynda Cu50Zr20Ni30 ulgamynda alnan Cu50Zr20Ni30 ulgamynda görkezilýär. (b), (d) we (f) görnüşlerinde görkezilýär.
Top üwemekde, 1a-njy suratda görkezilişi ýaly, metal poroşokyna geçirilip bilinjek täsirli kinetiki energiýa, parametrleriň utgaşmagyna täsir edýär. Bu toplar bilen poroşoklaryň arasyndaky çaknyşyklary, üweýji serişdäniň arasynda ýa-da arasynda gysylan poroşokyň gysylmagy, pese gaçýan toplaryň täsiri, gyrkylan toplar we ekin ýükleriniň üstünden geçýän şok tolkuny, 1-nji surat. MA (3 sag) başlangyç döwründe sowuk kebşirlemek sebäpli deformasiýa, uly tozan bölejikleri (> diametri 1 mm) bolýar .Bu uly birleşýän bölejikler, 3a-njy suratda görkezilişi ýaly, garyndy elementleriniň (Cu, Zr, Ni) galyň gatlaklarynyň emele gelmegi bilen häsiýetlendirilýär. (200 mk-dan az), 3c-nji suratda görkezilişi ýaly. Bu etapda ulanylýan gyrkym güýji, 3c-nji suratda görkezilişi ýaly inçe Cu, Zr, Ni yşarat gatlaklary bilen täze metal üstüň emele gelmegine sebäp bolýar.
MA prosesiniň iň ýokary nokadynda (50 sagatdan soň) ýalpyldawuk metallografiýa diňe gowşak görünýärdi (3e surat, f), ýöne poroşokyň ýalpyldawuk ýüzügi aýna metallografiýasyny görkezdi. Bu MA işiniň tamamlanandygyny we ýekeje reaksiýa tapgyrynyň döredilendigini aňladýar. (FE-SEM) energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy (EDS) (IV) bilen birleşdirildi.
2-nji tablisada, garyndy elementleriniň elementar konsentrasiýalary 3e-nji suratda saýlanan her sebitiň umumy agramynyň göterimi hökmünde görkezilýär. Bu netijeleri 1-nji tablisada görkezilen Cu50Zr20Ni30 we Cu50Zr40Ni10 başlangyç nominal kompozisiýalary bilen deňeşdireniňde, bu iki soňky önümiň kompozisiýalarynyň nominal kompozisiýalara degişlidigini görkezýär. Her sebitiň bir sebitden beýlekisine düzüminiň ep-esli ýaramazlaşmagy ýa-da üýtgemegi. Bu bir sebitden beýlekisine düzümiň üýtgemezligi bilen subut edilýär. Bu 2-nji tablisada görkezilişi ýaly birmeňzeş garyndy tozanlarynyň öndürilişini görkezýär.
Iň soňky önüm Cu50 (Zr50 - xNix) poroşokynyň FE-SEM mikrograflary, 4a - d suratda görkezilişi ýaly 50 MA-dan soň alyndy, bu ýerde degişlilikde 10, 20, 30 we 40% bolýar. Bu üweýiş ädiminden soň, van der Waals täsiri sebäpli poroşok agregatlary, diametri 4-e deň bolan ululykdaky agregatlaryň emele gelmegine sebäp bolýar.
MA 50 sagatdan soň alnan Cu50 (Zr50 - xNix) tozanlarynyň morfologiki aýratynlyklary Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 ulgamlary, 50 MA gezekden soň alnan poroşoklaryň FE-SEM şekilleri (a), (b), (c) we (c) görnüşlerinde görkezilýär.
Poroşoklary sowuk pürküji iýmitlendirijä ýüklemezden ozal, analitik derejeli etanolda 15 minutlap sonikasiýa edildi, soňra bolsa 150 ° C-de 2 sagatlap guradyldy. Bu örtük prosesinde köplenç köp möhüm problemalary döredýän aglomerasiýa garşy üstünlikli göreşmek üçin ädim ätmeli. MA prosesi tamamlanandan soň, garyndyly poroşoklaryň birmeňzeşligini barlamak üçin goşmaça häsiýetnamalar geçirildi. Cu, Zr we Ni Cu50Zr30Ni20 garyndysynyň degişlilikde 50 sagatdan soň alnan garyndy elementleri. 5-nji suratda görkezilişi ýaly, bu ädimden soň öndürilen garyndy tozanlarynyň birmeňzeşdigini bellemelidiris.
Morfologiýa we FE-SEM / energiýa dispersiýa rentgen spektroskopiýasy (EDS) tarapyndan 50 MA gezek alnan MG Cu50Zr30Ni20 poroşokynyň ýerli elementar paýlanyşy. (A) SEM we rentgen EDS kartasy (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα we (d) Ni-Kα şekilleri.
Mehaniki taýdan garylan Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 we Cu50Zr20Ni30 tozanlarynyň XRD nagyşlary degişlilikde 6a - d suratda görkezilýär. Düwürmegiň bu tapgyryndan soň, dürli Zr konsentrasiýalary bilen amor gurluşlary görkezildi.
(A) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 we (d) Cu50Zr20Ni30 tozanlarynyň XRD nagyşlary, MA wagty 50 sagatdan soň.
Meýdanyň zyňylyşy ýokary çözgütli elektron mikroskopiýasy (FE-HRTEM), strukturalaýyn üýtgemeleri synlamak we dürli MA wagtlarynda top üwemek netijesinde dörän tozanlaryň ýerli gurluşyna düşünmek üçin ulanyldy. Cu50Zr30Ni20 we Cu50Zr40Ni10 şekilleri degişlilikde Cu50Zr30Ni20 we Cu50Zr40Ni10 şekillerinde görkezilýär. MA 6 sagdan soň öndürilen poroşok (BFI), poroşok fcc-Cu, hcp-Zr we fcc-Ni elementleriniň gowy kesgitlenen araçäkleri bolan uly dänelerden durýar we 7a-njy suratda görkezilişi ýaly reaksiýa fazasynyň emele gelendigine hiç hili alamat ýok. Mundan başga-da, korrelirlenen saýlanan meýdanyň difraksiýa nagşy (SADP) kristalyň orta sebitinden alnan (7) reaktiw fazanyň ýoklugy.
Irki (6 sagatda) we aralyk (18 sag) tapgyrdan soň alnan MA poroşokynyň ýerli gurluş häsiýetnamasy.
7c-nji suratda görkezilişi ýaly, MA dowamlylygyny 18 sagada çenli uzaltmak, plastiki deformasiýa bilen utgaşdyrylan berk panjara kemçiliklerine sebäp boldy. MA prosesiniň bu orta döwründe poroşok dürli kemçilikleri görkezýär, şol sanda berkitme kemçilikleri, panjara kemçilikleri we nokat kemçilikleri (7-nji surat) .Bu kemçilikler uly däneleriň däne araçäkleri boýunça 20 nm-den kiçi ululyklara bölünmegine sebäp bolýar.
36 sagatda üwelen Cu50Z30Ni20 poroşokynyň ýerli gurluşy, 8a-njy suratda görkezilişi ýaly, amorf inçe matrisada ýerleşdirilen ultrafin nanograinleriň emele gelmegine sebäp bolýar. Localerli EDS derňewi, 8a-njy suratda görkezilen şol nanoklasterleriň işlenmedik Cu, Zr we Ni poroşoklary bilen birleşýär. meýdany), birmeňzeş önümleriň emele gelendigini görkezýär. Mundan başga-da, bu etapda üwenden soň alnan tozanlaryň degişli SADP-leri, 8b-nji suratda görkezilişi ýaly, çig eriş elementleri bilen baglanyşykly ýiti nokatlar bilen örtülen amorf fazanyň halo-diffuz başlangyç we ikinji halkalaryny görkezýär.
36 h-Cu50Zr30Ni20 poroşok nanoskale ýerli gurluş aýratynlyklary.
MA prosesiniň ahyrynda (50 sag), Cu50 (Zr50 - xNix), X; 10, 20, 30 we 40% tozanlar 9a - d suratda görkezilişi ýaly elmydama labyrintin amorf faza morfologiýasyna eýe. Her kompozisiýanyň degişli SADP-sinde nokada meňzeş difraksiýalar ýa-da ýiti ýyllyk nagyşlar ýüze çykarylyp bilinmeýär. Bu, işlenmedik kristal metalyň ýokdugyny görkezýär, ýöne amorf garyndy garyndysynyň emele gelýändigini görkezýär. ahyrky önüm materialynda amorf fazalar.
MG Cu50 (Zr50 - xNix) ulgamynyň soňky önüminiň ýerli gurluşy.
Amor Cu50 (Zr50 - xNix) ulgamynyň Ni mazmuny (x) funksiýasy hökmünde aýna geçiş temperaturasynyň (Tg), sowadylan suwuk sebitiň (ΔTx) we kristallaşma temperaturasynyň ýylylyk durnuklylygy. MA wagty 50 sagatdan soň alnan amorf garyndy tozanlary degişlilikde 10a, b, e suratlarynda görkezilýär. Amor Cu50Zr20Ni30-nyň DSC egrisi 10-njy suratda aýratyn görkezilýär. Şol bir wagtyň özünde, DSC-de ~ 700 ° C çenli gyzdyrylan Cu50Zr30Ni20 nusgasy 10-njy suratda görkezilýär.
Aýna geçiş temperaturasy (Tg), kristallaşma temperaturasy (Tx), we sowadylan suwuk sebit (ΔTx) indekslenen ýaly, 50 sagatdan soň alnan Cu50 (Zr50 - xNix) MG poroşoklarynyň ýylylyk durnuklylygy. (A) Cu50Zr40Ni50r (30) we (e) Cu50Zr10Ni40 MG garyndy tozanlary, MA wagty 50 sagatdan soň. DSC-de ~ 700 ° C çenli gyzdyrylan Cu50Zr30Ni20 nusgasynyň rentgen difraksiýasy (XRD) görnüşi (d) görkezilýär.
10-njy suratda görkezilişi ýaly, dürli Ni konsentrasiýalary (x) bolan ähli kompozisiýalaryň DSC egrileri iki dürli ýagdaýy görkezýär, biri endotermiki, beýlekisi ekzotermiki. Birinji endotermiki hadysa Tg bilen, ikinjisi Tx bilen baglanyşykly. Tg bilen Tx arasynda bar bolan gorizontal aralyk sebiti, Tg50 Tg-iň netijesi. (10a surat), 526 ° C we 612 ° C derejesinde ýerleşdirilip, mazmuny 10b suratda görkezilişi ýaly Ni mazmunyny (x) ýokarlandyryp, 482 ° C we 563 ° C pes temperatura tarapyna 20% -e geçiriň. Netijede, Cu50Zr40Ni10 ΔTx 86 ° C-den (10-njy surat). Cu50Zr40Ni10 garyndysy, Tg, Tx we ΔTx bahalarynyň 447 ° C, 526 ° C we 79 ° C (10b surat) derejesine çenli peselendigi hem syn edildi .Bu Ni mazmunynyň köpelmeginiň MG ergininiň ýylylyk durnuklylygynyň peselmegine sebäp bolýandygyny görkezýär. Cu50Zr40Ni10 garyndysy; Şeýle-de bolsa, Tx öňki (612 ° C) bilen deňeşdirip boljak bahany görkezýär .Şonuň üçin ΔTx 10c-nji suratda görkezilişi ýaly has ýokary bahany (87 ° C) görkezýär.
MG Cu50Zr20Ni30 garyndysyny mysal hökmünde alýan MG Cu50 (Zr50 - xNix) ulgamy, ýiti ekzotermiki pikden fcc-ZrCu5, ortorombik-Zr7Cu10 we ortorombik-ZrNi (10-njy surat) kristal fazasy bilen tassyklandy. DSC-de 700 ° C-e çenli gyzdyrylan 10d).
11-nji suratda häzirki işde geçirilen sowuk pürküji prosesi wagtynda alnan suratlar görkezilýär. Bu gözlegde, 50 sagatdan soň sintez edilen metal aýna meňzeş tozan bölejikleri antibakterial çig mal hökmünde ulanyldy, poslamaýan polat plastinka (SUS304) sowuk pürküji tehnologiýasy bilen örtüldi. fazanyň geçişine sezewar bolmaýan amorf we nanokristally poroşoklar ýaly metastable temperatura duýgur materiallar .Bu usuly saýlamagyň esasy faktorydyr. Sowuk pürkmek prosesi bölejikleriň kinetik energiýasyny plastmassa deformasiýa, süzgüç we ýylylyk substrat ýa-da ozal goýlan bölejiklere täsir edýän ýokary tizlikli bölejikleri ulanmak arkaly amala aşyrylýar.
Meýdan suratlarynda MG örtügi / SUS 304 550 ° C-de yzygiderli bäş taýýarlyk üçin ulanylýan sowuk pürküji prosedurasy görkezilýär.
Bölejikleriň kinetik energiýasy we şeýlelik bilen örtük emele gelişindäki her bölejik, plastmassa deformasiýasy (substrat we bölejikleriň täsiri bilen bölejikleriň bölejikleriniň täsiri), boşluklar Konsolidasiýa, bölejik bölejikleriniň aýlanmagy, ştamm we ahyrky ýylylyk 39. täsirden soň. Bölejik / substrat materialyna ulanylýan täsir energiýasynyň 90% -iniň ýerli ýylylyga öwrülýändigi görkezildi. Mundan başga-da, täsir stres ulanylanda, gysga wagtyň içinde kontakt bölejikleri / substrat sebitinde ýokary plastmassa ştamlary bolýar41,42.
Plastiki deformasiýa, adatça, energiýanyň ýaýramagy ýa-da has takygy, sebitara ýylylyk çeşmesi hasaplanýar. Şeýle-de bolsa, sebitara sebitdäki temperaturanyň ýokarlanmagy adatça interfeýsara eremegi ýa-da atom aragatnaşygyny ep-esli derejede ösdürmek üçin ýeterlik däl. Awtorlara mälim bolan hiç bir neşir bu metal aýna poroşoklaryň sowuk pürküji usullarynda ulanylýan sowuk pürküji usullarynyň täsirini öwrenmeýär.
MG Cu50Zr20Ni30 garyndy poroşokynyň BFI-i SUS 304 substratda örtülen 12a-njy suratda görmek bolýar (11, 12b suratlar). Suratdan görnüşi ýaly, örtülen tozanlar asyl amorf gurluşyny saklaýarlar, sebäbi kristal aýratynlyklary ýa-da panjara kemçilikleri ýok. MG bilen örtülen poroşok matrisasyna (12a surat). 12-nji suratda I sebit bilen baglanyşykly indekslenen nanobeam difraksiýa nagşy (NBDP) şekillendirilýär. 12c-nji suratda görkezilişi ýaly, NBDP amorf gurluşyň gowşak halo diffuziýa görnüşini görkezýär we kristal uly kubly Zr2Ni kristal fazasy bilen emele gelýär. pürküji ýaragynyň burnundan ýokary howa akymynda açyk howada SUS 304-e çenli poroşokyň okislenmegi. Beýleki tarapdan, metal aýna tozanlaryň bölünmegi 30 minut üçin 550 ° C sowuk pürküji bejergisinden soň uly kub fazalaryň emele gelmegine ýetdi.
(a) (B) SUS 304 substrat bilen örtülen MG poroşokynyň FE-HRTEM şekili. (A) -da görkezilen tegelek nyşanyň NBDP görkezijisi (c) görkezilýär.
Uly kub Zr2Ni nanobölejikleriniň emele gelmeginiň bu potensial mehanizmini barlamak üçin garaşsyz synag geçirildi. Bu synagda, poroşoklar SUS 304 substratynyň ugruna 550 ° C pürküji ýaragdan sepildi; Şeýle-de bolsa, poroşoklaryň garyjy täsirini düşündirmek üçin SUS304 zolagyndan mümkin boldugyça çalt (takmynan 60 sekunt) aýryldy. Başga bir topar synag geçirildi, onda poroşok substratdan çökdürilenden 180 sekunt soň aýryldy.
13a, b suratlarda degişlilikde 60 s we 180 s üçin SUS 304 substratda goýlan iki sany pürküji materialyň elektron mikroskopiýasyny (STEM) skanirlemek arkaly alnan gara meýdan şekilleri görkezilýär. 60 sekuntda ýerleşdirilen poroşok şekilinde morfologik jikme-jiklik ýok, bu aýratynlygy görkezýär (13a surat). 14a.Bu poroşok asyl amorf gurluşyny saklaýan metastable / mezofaza ýagyşynyň ýoklugyny görkezýär. Munuň tersine, şol bir temperaturada (550 ° C) sepilen, ýöne substratda 180 s galyp, 13b-nji suratda görkezilen oklarda görkezilişi ýaly, nano ululykdaky däneleriň ýagyşy görkezilýär.