א דאנק פארן באזוכן Nature.com. די בראַוזער ווערסיע וואָס איר ניצט האט באַגרענעצטע CSS שטיצע. פֿאַר די בעסטע דערפאַרונג, מיר רעקאָמענדירן אַז איר ניצט אַן דערהייַנטיקטן בראַוזער (אָדער דיאַקטיווירט קאָמפּאַטיביליטי מאָדע אין אינטערנעט עקספּלאָרער). אין דער דערווייל, צו ענשור ווייטערדיקע שטיצע, וועלן מיר רענדערן דעם וועבזייטל אָן סטילן און דזשאַוואַסקריפּט.
ביאָפילמען זענען אַ וויכטיקער קאָמפּאָנענט אין דער אַנטוויקלונג פון כראָנישע אינפעקציעס, ספּעציעל ווען עס קומט צו מעדיצינישע דעוויסעס. דאָס פּראָבלעם שטעלט אַ ריזיקע אַרויסרופן פֿאַר דער מעדיצינישער קהילה, ווייל נאָרמאַלע אַנטיביאָטיקס קענען בלויז צעשטערן ביאָפילמען צו אַ זייער באַגרענעצטן מאָס. די פאַרהיטונג פון ביאָפילם פאָרמירונג האט געפֿירט צו דער אַנטוויקלונג פון פֿאַרשידענע קאָוטינג מעטאָדן און נייַע מאַטעריאַלן. די טעקניקס צילן צו באַדעקן ייבערפלאַכן אין אַ וועג וואָס פאַרהיט ביאָפילם פאָרמירונג. וויטריאַס מעטאַל אַלויז, ספּעציעל די וואָס אַנטהאַלטן קופּער און טיטאַניום מעטאַלן, זענען געוואָרן ידעאַלע אַנטימיקראָביאַל קאָוטינגז. אין דער זעלביקער צייט, די נוצן פון קאַלט שפּריץ טעכנאָלאָגיע איז געוואקסן ווייל עס איז אַ פּאַסיק מעטאָד פֿאַר פּראַסעסינג טעמפּעראַטור סענסיטיוו מאַטעריאַלן. טייל פון דער ציל פון דעם פאָרשונג איז געווען צו אַנטוויקלען אַ נייַ אַנטיבאַקטיריעל פילם מעטאַליק גלאז קאַמפּאָוזד פון Cu-Zr-Ni טערנערי ניצן מעטשאַניקאַל אַלויינג טעקניקס. די ספעריש פּודער וואָס מאכט דעם לעצט פּראָדוקט איז געניצט ווי אַ רוי מאַטעריאַל פֿאַר קאַלט שפּריצן פון ומבאַפלעקט שטאָל ייבערפלאַכן ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן. מעטאַל גלאז קאָוטאַד סאַבסטראַטן זענען געווען ביכולת צו באַדייטנד רעדוצירן ביאָפילם פאָרמירונג מיט לפּחות 1 לאָג קאַמפּערד צו ומבאַפלעקט שטאָל.
איבער דער מענטשלעכער געשיכטע, איז יעדע געזעלשאַפט געווען ביכולת צו אַנטוויקלען און פּראָמאָטירן די איינפיר פון נייע מאַטעריאַלן צו טרעפן אירע ספּעציפֿישע באדערפענישן, וואָס האָט רעזולטירט אין געוואקסענע פּראָדוקטיוויטעט און ראַנג אין אַ גלאָבאַליזירטער עקאנאמיע1. עס איז שטענדיק געווען אַטריביאַטאַד צו דער מענטשלעכער פיייקייט צו דיזיינען מאַטעריאַלן און פאַבריקאַציע עקוויפּמענט, ווי אויך דיזיינז צו פאַבריצירן און כאַראַקטעריזירן מאַטעריאַלן צו דערגרייכן געזונט, בילדונג, אינדוסטריע, עקאָנאָמיק, קולטור און אַנדערע פעלדער פון איין לאַנד אָדער ראַיאָן צו אַן אַנדערן. פּראָגרעס ווערט געמאָסטן ראַגאַרדלאַס פון לאַנד אָדער ראַיאָן2. פֿאַר 60 יאָר, האָבן מאַטעריאַל וויסנשאַפֿטלער געווידמעט אַ פּלאַץ צייט צו איין הויפּט אַרבעט: די זוכן פֿאַר נייע און אַוואַנסירטע מאַטעריאַלן. לעצטע פאָרשונג האָט זיך קאָנצענטרירט אויף פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט און פאָרשטעלונג פון עקזיסטירנדיקע מאַטעריאַלן, ווי אויך סינטעזירן און דערפינדן גאָר נייע טייפּס פון מאַטעריאַלן.
די צוגאב פון צומיש עלעמענטן, די מאדיפיקאציע פון ​​די מיקראסטרוקטור פון דעם מאטעריאל און די אנווענדונג פון טערמישע, מעכאנישע אדער טערמאמעכאנישע באהאנדלונג מעטאדן האבן געפירט צו א באדייטנדיקע פארבעסערונג אין די מעכאנישע, כעמישע און פיזישע אייגנשאפטן פון פארשידענע מאטעריאלן. דערצו, ביז יעצט אומבאקאנטע פארבינדונגען זענען געווארן ערפאלגרייך סינטעזירט. די אנהאלטנדיקע אנשטרענגונגען האבן געגעבן א שטאם צו א נייער פאמיליע פון ​​אינאוואטיווע מאטעריאלן קאלעקטיוו באקאנט אלס פארגעשריטענע מאטעריאלן2. נאנאקריסטאלן, נאנאטיילן, נאנאטובעס, קוואנטום פונקטן, נול-דימענסיאנעלע, אמארפע מעטאלישע גלעזער, און הויך-ענטראפיע צומישן זענען נאר עטלעכע ביישפילן פון פארגעשריטענע מאטעריאלן וואס זענען ארויס אין דער וועלט זינט מיטן לעצטן יארהונדערט. אין דער פאבריקאציע און אנטוויקלונג פון נייע צומישן מיט פארבעסערטע אייגנשאפטן, סיי אין דעם לעצטן פראדוקט און סיי אין די צווישן-שטאפלען פון זיין פראדוקציע, ווערט אפט צוגעגעבן די פראבלעם פון אומבאלאנס. אלס רעזולטאט פון דער איינפיר פון נייע פאבריקאציע טעכניקן וואס ערלויבן באדייטנדיקע אפווייכונגען פון גלייכגעוויכט, איז א גאנצע נייע קלאס פון מעטאסטאבילע צומישן, באקאנט אלס מעטאלישע גלעזער, געווארן אנטדעקט.
זיין ארבעט אין קאלטעק אין 1960 האט רעוואלוציאנירט דעם קאנצעפט פון מעטאל צומישן ווען ער האט סינטעזירט Au-25 ביי .% סי גלאזיגע צומישן דורך שנעל פארשטארקן פליסיקייטן ביי כמעט א מיליאן גראד פער סעקונדע.4 פראפעסאר פאול דוווס' אנטדעקונג האט נישט נאר געצייכנט דעם אנפאנג פון דער געשיכטע פון ​​מעטאל גלעזער (MS), נאר אויך געפירט צו א פאראדיגם ווענדונג אין ווי מענטשן טראכטן וועגן מעטאל צומישן. זינט דער ערשטער פיאנירנדיקער פארשונג אין דער סינטעז פון MS צומישן, זענען כמעט אלע מעטאלישע גלעזער אינגאנצן באקומען געווארן מיט איינע פון ​​די פאלגנדע מעטאדן: (i) שנעלע פארשטארקונג פון דער צעשמעלץ אדער פארע, (ii) אטאמישע גיטער אומארדנונג, (iii) פעסט-שטאף אמארפיזאציע רעאקציעס צווישן ריינע מעטאלישע עלעמענטן און (iv) פעסט-פאזע איבערגאנגען פון מעטאסטאבילע פאזעס.
MGs ווערן אונטערשיידן דורך דער אָפּוועזנהייט פון לאַנג-רייכווייטיקער אַטאָמישער אָרדענונג פֿאַרבונדן מיט קריסטאַלן, וואָס איז אַ דעפינירנדיקע כאַראַקטעריסטיק פון קריסטאַלן. אין דער מאָדערנער וועלט, איז געמאַכט גרויסע פּראָגרעס אין דעם פעלד פון מעטאַלישן גלאָז. דאָס זענען נייע מאַטעריאַלן מיט אינטערעסאַנטע אייגנשאַפטן וואָס זענען אינטערעסאַנט ניט בלויז פֿאַר האַרטע-שטאַט פיזיק, נאָר אויך פֿאַר מעטאַלורגיע, ייבערפלאַך כעמיע, טעכנאָלאָגיע, ביאָלאָגיע, און פילע אַנדערע געביטן. די נייע טיפּ מאַטעריאַל האט אייגנשאַפטן וואָס זענען אַנדערש פון האַרטע מעטאַלן, מאַכנדיג עס אַן אינטערעסאַנטן קאַנדידאַט פֿאַר טעקנאַלאַדזשיקאַלע אַפּליקאַציעס אין אַ פאַרשיידנקייט פון פעלדער. זיי האָבן עטלעכע וויכטיקע אייגנשאַפטן: (i) הויך מעכאַנישע דאַקטילאַטי און ייעלד שטאַרקייט, (ii) הויך מאַגנעטישע פּערמעאַביליטי, (iii) נידעריקע קאָערסיוויטי, (iv) ומגעוויינטלעכע קעראָוזשאַן קעגנשטעל, (v) טעמפּעראַטור זעלבשטענדיקייט. קאַנדאַקטיוויטי 6.7.
מעכאנישע צומישונג (MA)1,8 איז א רעלאטיוו נייע מעטאד, ערשט איינגעפירט אין 19839 דורך פראפעסאר ק.ק. קאק און זיינע קאלעגן. זיי האבן פראדוצירט אמארפע Ni60Nb40 פודערס דורך צעמאלן א געמיש פון ריינע עלעמענטן ביי אמביענט טעמפעראטור זייער נאנט צו צימער טעמפעראטור. טיפישערווייז ווערט די MA רעאקציע דורכגעפירט צווישן דיפוזיע פארבינדונג פון רעאקטאנט פודערס אין א רעאקטאר, געווענליך געמאכט פון נישט-ראסטיקן שטאל, אין א קויל מיל. 10 (פיגור 1א, ב). זינט דעמאלט, איז די מעכאניש אינדוצירטע סאליד סטעיט רעאקציע מעטאד גענוצט געווארן צו צוגרייטן נייע אמארפע/מעטאלישע גלאז צומיש פודערס ניצנדיג נידעריק (פיגור 1ג) און הויך ענערגיע קויל מילס און שטאנג מילס11,12,13,14,15,16. ספעציעל, איז די מעטאד גענוצט געווארן צו צוגרייטן נישט-מישבארע סיסטעמען ווי Cu-Ta17 ווי אויך הויך שמעלץ-פונקט צומישן ווי Al-טראנזישאן מעטאל (TM, Zr, Hf, Nb און Ta)18,19 און Fe-W20 סיסטעמען, וואס קענען נישט באקומען ווערן ניצנדיג קאנווענציאנעלע קאכן מעטאדן. דערצו ווערט MA באטראכט אלס איינס פון די מערסט שטארקע נאנאטעכנאלאגישע געצייג פאר אינדוסטריעלער מאסשטאב פראדוקציע פון ​​נאנאקריסטאלינע און נאנאקאמפאזיט פודער פארטיקלען פון מעטאל אקסיידן, קארבידן, ניטרידן, הידרידן, קוילן נאנאטובעס, נאנאדיאמאנדן, ווי אויך ברייטע סטאביליזאציע ניצנדיג א "טאפ-אראפ" צוגאנג. 1 און מעטאסטאבילע שטאפלען.
סכעמאטיש וואס ווייזט די פאבריקאציע מעטאד גענוצט צו צוגרייטן די Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 מעטאלישע גלאז באדעקונג אין דעם שטודיע. (א) צוגרייטונג פון MC צומיש פודערס מיט פארשידענע קאנצענטראציעס פון Ni x (x; 10, 20, 30, און 40 at.%) ניצנדיג די נידעריג-ענערגיע קויל מילינג מעטאד. (א) דער אנפאנג מאטעריאל ווערט אריינגעלאדן אין א געצייג צילינדער צוזאמען מיט געצייג שטאל קוילן און (ב) פארזיגלט אין א He אטמאספערע געפילטע הענטשקע קעסטל. (ג) טראנספארענט מאדעל פון די מיינדינג געפעס וואס אילוסטרירט די באוועגונג פון די קויל בעת מיינדינג. דער לעצטער פודער פראדוקט באקומען נאך 50 שעה איז גענוצט געווארן צו קאלט שפריץ באדעקן די SUS 304 סובסטראט (ד).
ווען עס קומט צו גרויסע מאַטעריאַל ייבערפלאַכן (סאַבסטראַטן), ייבערפלאַך אינזשעניריע ינוואַלווז די פּלאַן און מאָדיפיקאַטיאָן פון ייבערפלאַכן (סאַבסטראַטן) צו צושטעלן זיכער גשמיות, כעמישע און טעכנישע פּראָפּערטיעס וואָס זענען נישט פאָרשטעלן אין די אָריגינעל גרויס מאַטעריאַל. עטלעכע פון ​​די פּראָפּערטיעס וואָס קענען זיין עפעקטיוולי ימפּרוווד דורך ייבערפלאַך באַהאַנדלונג אַרייַננעמען אַברייזשאַן, אַקסאַדיישאַן און קעראָוזשאַן קעגנשטעל, קאָואַפישאַנט פון רייַבונג, ביאָינערטנעסס, עלעקטרישע פּראָפּערטיעס און טערמאַל ינסאַליישאַן, נאָר צו נאָמען אַ ביסל. ייבערפלאַך קוואַליטעט קענען זיין ימפּרוווד דורך מעטאַלורגיקאַל, מעכאַניש אָדער כעמישע מעטהאָדס. ווי אַ באַוווסט פּראָצעס, קאָוטינג איז פשוט דיפיינד ווי איין אָדער מער לייַערס פון מאַטעריאַל קינסטלעך געווענדט צו די ייבערפלאַך פון אַ גרויס כייפעץ (סאַבסטראַט) געמאכט פון אן אנדער מאַטעריאַל. אַזוי, קאָוטינגז זענען געניצט אין טייל צו דערגרייכן געוואלט טעכניש אָדער דעקאָראַטיווע פּראָפּערטיעס, ווי געזונט ווי צו באַשיצן מאַטעריאַלס פון דערוואַרטע כעמישע און גשמיות ינטעראַקשאַנז מיט די סוויווע.
א פאַרשיידנקייט פון מעטאָדן און טעקניקס קענען גענוצט ווערן צו צולייגן פּאַסיק פּראַטעקטיוו לייַערס פון אַ ביסל מיקראָמעטערס (אונטער 10-20 מיקראָמעטערס) ביז מער ווי 30 מיקראָמעטערס אָדער אפילו עטלעכע מילימעטער אין גרעב. אין אַלגעמיין, קענען קאָוטינג פּראָצעסן צעטיילט ווערן אין צוויי קאַטעגאָריעס: (i) נאַסע קאָוטינג מעטאָדן, אַרייַנגערעכנט עלעקטראָפּלייטינג, עלעקטראָפּלייטינג, און הייס דיפּ גאַלוואַנייזינג, און (ii) טרוקענע קאָוטינג מעטאָדן, אַרייַנגערעכנט סאָלדערינג, האַרדפייסינג, פיזיש דאַמפער דעפּאַזישאַן (PVD), כעמיש דאַמפער דעפּאַזישאַן (CVD), טערמאַל שפּריץ טעקניקס, און לעצטנס קאַלט שפּריץ טעקניקס 24 (פיגור 1ד).
ביאָפילמען ווערן דעפינירט ווי מיקראָביאַלע קהילות וואָס זענען אומרעווערסאַבאַל אַטאַטשט צו ייבערפלאַכן און אַרומגערינגלט דורך זיך-פּראָדוצירטע עקסטראַסעלולאַרע פּאָלימערן (EPS). די פאָרמירונג פון אַ סופּערפישאַלי דערוואַקסן ביאָפילם קען פירן צו באַטייטיק פארלוסטן אין פילע ינדאַסטריז, אַרייַנגערעכנט עסנוואַרג פּראַסעסינג, וואַסער סיסטעמען און געזונטהייט זאָרג. אין מענטשן, מיט דער פאָרמירונג פון ביאָפילמען, מער ווי 80% פון קאַסעס פון מיקראָביאַל ינפעקציעס (אַרייַנגערעכנט ענטעראָבאַקטעריאַסעאַע און סטאַפילאָקאָקי) זענען שווער צו מייַכל. אין אַדישאַן, דערוואַקסן ביאָפילמען זענען געמאלדן צו זיין 1000 מאָל מער קעגנשטעליק צו אַנטיביאָטיק באַהאַנדלונג קאַמפּערד צו פּלאַנקטאָניק באַקטיריאַל סעלז, וואָס איז געהאלטן אַ הויפּט טעראַפּיוטיק אַרויסרופן. היסטאָריש, אַנטימיקראָביאַל ייבערפלאַך קאָוטינג מאַטעריאַלס דערייווד פון פּראָסט אָרגאַניק קאַמפּאַונדז זענען געניצט. כאָטש אַזאַ מאַטעריאַלס אָפט אַנטהאַלטן טאַקסיק קאַמפּאָונאַנץ פּאַטענטשאַלי שעדלעך צו מענטשן,25,26 דאָס קען העלפֿן ויסמיידן באַקטיריאַל טראַנסמיסיע און מאַטעריאַל דעגראַדאַציע.
ברייט פארשפרייטע באַקטיריעלע קעגנשטעל צו אַנטיביאָטיק באַהאַנדלונג רעכט צו ביאָפילם פאָרמירונג האט געפֿירט צו דער נויטווענדיקייט צו אַנטוויקלען אַן עפעקטיוו אַנטימיקראָביאַל מעמבראַן קאָוטאַד ייבערפלאַך וואָס קענען זיין געווענדט זיכער27. די אַנטוויקלונג פון אַ גשמיות אָדער כעמיש אַנטי-אַדכיסיוו ייבערפלאַך צו וואָס באַקטיריעלע סעלז קענען נישט בינדן און פאָרעם ביאָפילמס רעכט צו אַדכיזשאַן איז דער ערשטער צוגאַנג אין דעם פּראָצעס27. די צווייטע טעכנאָלאָגיע איז צו אַנטוויקלען קאָוטינגז וואָס צושטעלן אַנטימיקראָביאַל כעמיקאַלן פּונקט ווו זיי זענען דארף, אין העכסט קאַנסאַנטרייטאַד און פּאַסיק קוואַנטאַטיז. דאָס איז דערגרייכט דורך די אַנטוויקלונג פון יינציק קאָוטינג מאַטעריאַלס אַזאַ ווי גראַפענע / דזשערמאַניום28, שוואַרץ דיאַמאָנד29 און ZnO30-דאָפּט דיאַמאָנד-ווי טשאַד קאָוטינגז וואָס זענען קעגנשטעליק צו באַקטיריאַ, אַ טעכנאָלאָגיע וואָס מאַקסאַמייז די אַנטוויקלונג פון טאַקסיסיטי און קעגנשטעל רעכט צו ביאָפילם פאָרמירונג. אין דערצו, קאָוטינגז וואָס אַנטהאַלטן דזשערמיסידאַל כעמיקאַלן וואָס צושטעלן לאַנג-טערמין שוץ קעגן באַקטיריעלע קאַנטאַמאַניישאַן ווערן מער און מער פאָלקס. כאָטש אַלע דרייַ פּראָוסידזשערז זענען טויגעוודיק פון יגזערט אַנטימיקראָביאַל טעטיקייט אויף קאָוטאַד סערפאַסיז, ​​יעדער האט זיין אייגענע שטעלן פון לימיטיישאַנז וואָס זאָל זיין באַטראַכט ווען דעוועלאָפּינג אַן אַפּלאַקיישאַן סטראַטעגיע.
די פּראָדוקטן וואָס זענען איצט אויפן מאַרק ווערן געשטערט דורך דעם מאַנגל אין צייט צו אַנאַליזירן און טעסטן פּראַטעקטיוו קאָוטינגז פֿאַר ביאָלאָגיש אַקטיווע ינגרידיאַנץ. קאָמפּאַניעס באַהויפּטן אַז זייערע פּראָדוקטן וועלן צושטעלן ניצערס מיט די געוואונטשע פונקציאָנעלע אַספּעקטן, אָבער דאָס איז געוואָרן אַ שטערונג צו דעם הצלחה פון די פּראָדוקטן וואָס זענען איצט אויפן מאַרק. קאַמפּאַונדז דערייווד פון זילבער ווערן גענוצט אין דער גרויסער מערהייט פון אַנטימיקראָביאַלס וואָס זענען איצט בנימצא פֿאַר קאָנסומערס. די פּראָדוקטן זענען דיזיינד צו באַשיצן ניצערס פון פּאָטענציעל שעדלעך ויסשטעלן צו מיקראָ-אָרגאַניזמען. דער פאַרהאַלטן אַנטימיקראָביאַל ווירקונג און די פֿאַרבונדענע טאַקסיסיטי פון זילבער קאַמפּאַונדז פאַרגרעסערן דעם דרוק אויף פאָרשער צו אַנטוויקלען אַ ווייניקער שעדלעך אָלטערנאַטיוו36,37. שאַפֿן אַ גלאָבאַלע אַנטימיקראָביאַל קאָוטינג וואָס אַרבעט אינעווייניק און אַרויס בלייבט אַ אַרויסרופן. דאָס קומט מיט פֿאַרבונדענע געזונט און זיכערקייַט ריסקס. אַנטדעקן אַן אַנטימיקראָביאַל אַגענט וואָס איז ווייניקער שעדלעך פֿאַר מענטשן און פיגורינג אויס ווי צו ינקאָרפּערייט עס אין קאָוטינג סאַבסטראַטעס מיט אַ לענגער האַלטבארקייט איז אַ זייער געזוכט נאָך ציל38. די לעצטע אַנטימיקראָביאַל און אַנטיביאָפילם מאַטעריאַלס זענען דיזיינד צו טייטן באַקטעריאַ אין נאָענט קייט אָדער דורך דירעקט קאָנטאַקט אָדער נאָך די מעלדונג פון די אַקטיוו אַגענט. זיי קענען דאָס טאָן דורך פאַרהיטן די ערשטע באַקטיריאַלע אַדכיזשאַן (אַרייַנגערעכנט פאַרהיטן די פאָרמירונג פון אַ פּראָטעין שיכט אויף דער ייבערפלאַך) אָדער דורך טייטן באַקטיריאַ דורך ינטערפיראַנס מיט די צעל וואַנט.
אין עיקר, איז אויבערפלאַך באַשיטונג דער פּראָצעס פון צולייגן נאָך אַ שיכט צו דער אויבערפלאַך פון אַ קאָמפּאָנענט צו פֿאַרבעסערן די אויבערפלאַך כאַראַקטעריסטיקס. דער ציל פון אַ אויבערפלאַך באַשיטונג איז צו ענדערן די מיקראָסטרוקטור און/אָדער קאָמפּאָזיציע פון ​​דער נאָענטער-אויבערפלאַך געגנט פון אַ קאָמפּאָנענט39. אויבערפלאַך באַשיטונג מעטאָדן קענען זיין צעטיילט אין פאַרשידענע מעטאָדן, וואָס זענען סאַמערייזד אין בילד 2a. באַשיטונגען קענען זיין צעטיילט אין טערמישע, כעמישע, פיזישע און עלעקטראָכעמישע קאַטעגאָריעס דיפּענדינג אויף די מעטאָד געניצט צו שאַפֿן די באַשיטונג.
(א) אן איינלייג וואס ווייזט די הויפט טעכניקן פון אייבערפלאך פאבריקאציע, און (ב) אויסגעקליבענע מעלות און חסרונות פון דער קאלט שפריץ מעטאד.
קאַלטע שפּריץ טעכנאָלאָגיע האט פיל אין פּראָסט מיט טראַדיציאָנעלע טערמישע שפּריץ טעקניקס. אָבער, עס זענען אויך עטלעכע שליסל פונדאַמענטאַלע אייגנשאַפטן וואָס מאַכן דעם קאַלטן שפּריץ פּראָצעס און קאַלטע שפּריץ מאַטעריאַלס באַזונדער יינציק. קאַלטע שפּריץ טעכנאָלאָגיע איז נאָך אין זיין קינדשאַפט, אָבער עס האט אַ גרויס צוקונפֿט. אין עטלעכע פאלן, די יינציקע אייגנשאַפטן פון קאַלטע שפּריץ פאָרשלאָגן גרויס בענעפיץ, אָוווערקאַמינג די לימיטיישאַנז פון קאַנווענשאַנאַל טערמישע שפּריץ טעקניקס. עס אָוווערקאַמס די באַטייטיק לימיטיישאַנז פון טראַדיציאָנעלער טערמישער שפּריץ טעכנאָלאָגיע, אין וועלכער דער פּודער מוז זיין געשמאָלצן צו זיין דעפּאַזיטעד אויף אַ סאַבסטראַט. קלאָר, דעם טראדיציאנעלן קאָוטינג פּראָצעס איז נישט פּאַסיק פֿאַר זייער טעמפּעראַטור סענסיטיוו מאַטעריאַלס אַזאַ ווי נאַנאָקריסטאַלן, נאַנאָפּאַרטיקלען, אַמאָרפעס און מעטאַלליק גלאַזן40, 41, 42. אין דערצו, טערמישע שפּריץ קאָוטינג מאַטעריאַלס שטענדיק האָבן אַ הויך מדרגה פון פּאָראָסיטי און אָקסיידז. קאַלטע שפּריץ טעכנאָלאָגיע האט פילע באַטייטיק אַדוואַנידזשיז איבער טערמישע שפּריץ טעכנאָלאָגיע, אַזאַ ווי (i) מינימאַל היץ אַרייַנשרייַב צו די סאַבסטראַט, (ii) בייגיקייט אין טשוזינג די סאַבסטראַט קאָוטינג, (iii) קיין פאַסע טראַנספאָרמאַציע און קערל וווּקס, (iv) הויך קלעפּיק שטאַרקייַט1 .39 (פיגור 2ב). דערצו, קאלט שפּריץ קאָוטינג מאַטעריאַלן האָבן הויך קעראָוזשאַן קעגנשטעל, הויך שטאַרקייט און כאַרדנאַס, הויך עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי און הויך געדיכטקייַט41. טראָץ די אַדוואַנידזשיז פון די קאלט שפּריץ פּראָצעס, דעם אופֿן האט נאָך עטלעכע חסרונות, ווי געוויזן אין פיגור 2ב. ווען קאָוטינג ריין קעראַמיק פּודער אַזאַ ווי Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, עטק., די קאלט שפּריץ אופֿן קענען נישט זיין געניצט. אויף די אנדערע האַנט, קעראַמיק/מעטאַל קאַמפּאַזאַט פּודער קענען זיין געניצט ווי רוי מאַטעריאַלס פֿאַר קאָוטינגז. דאָס זעלבע גייט פֿאַר אנדערע טערמאַל שפּריץ מעטהאָדס. שווער סערפאַסיז און רער ינטיריערז זענען נאָך שווער צו שפּריצן.
באַטראַכטנדיק אַז די איצטיקע אַרבעט איז געריכטעט צו דער נוצן פון מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס ווי סטאַרטינג מאַטעריאַלן פֿאַר קאָוטינגז, איז עס קלאָר אַז קאַנווענשאַנאַל טערמישע שפּריצן קען נישט ווערן גענוצט פֿאַר דעם צוועק. דאָס איז רעכט צו דעם פאַקט אַז מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס קריסטאַליזירן ביי הויכע טעמפּעראַטורן.
רובֿ פון די אינסטרומענטן געניצט אין די מעדיצינישע און עסן אינדוסטריעס זענען געמאַכט פון אַוסטעניטיש ומבאַפלעקט שטאָל אַלויז (SUS316 און SUS304) מיט אַ קראָום אינהאַלט פון 12 צו 20 wt.% פֿאַר דער פּראָדוקציע פון ​​כירורגישע אינסטרומענטן. עס איז בכלל אנגענומען אַז די נוצן פון קראָום מעטאַל ווי אַ אַלויינג עלעמענט אין שטאָל אַלויז קענען באַדייטנד פֿאַרבעסערן די קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון נאָרמאַל שטאָל אַלויז. ומבאַפלעקט שטאָל אַלויז, טראָץ זייער הויך קעראָוזשאַן קעגנשטעל, טאָן ניט האָבן באַטייַטיק אַנטימיקראָביאַל פּראָפּערטיעס38,39. דאָס קאַנטראַסט מיט זייער הויך קעראָוזשאַן קעגנשטעל. נאָך דעם, עס איז מעגלעך צו פאָרויסזאָגן די אַנטוויקלונג פון ינפעקציע און אָנצינדונג, וואָס זענען דער הויפּט רעכט צו באַקטיריאַל אַדכיזשאַן און קאָלאָניזאַציע אויף דער ייבערפלאַך פון ומבאַפלעקט שטאָל ביאָמאַטעריאַלס. באַטייַטיק שוועריקייטן קענען אויפֿשטיין רעכט צו די באַטייַטיק שוועריקייטן פֿאַרבונדן מיט באַקטיריאַל אַדכיזשאַן און ביאָפילם פאָרמירונג פּאַטווייז, וואָס קענען פירן צו שלעכט געזונט, וואָס קענען האָבן פילע קאַנסאַקווענסאַז וואָס קענען דירעקט אָדער מינאַצאַד ווירקן מענטשלעך געזונט.
די שטודיע איז די ערשטע פאַזע פון ​​אַ פּראָיעקט וואָס איז געפֿינאַנצירט געוואָרן דורך דער קוווייט פֿונדאַציע פֿאַר דער פֿאָרשריט פֿון וויסנשאַפֿט (KFAS), קאָנטראַקט נומער 2010-550401, צו אויספֿאָרשן די מעגלעכקייט פֿון פּראָדוצירן מעטאַלישע גלאַזיקע Cu-Zr-Ni טערנאַרישע פּודערס מיט MA טעכנאָלאָגיע (טאַבעלע). 1) פֿאַר דער פּראָדוקציע פֿון SUS304 אַנטיבאַקטיריעלער אויבערפֿלאַך שוץ פֿילם/קאָוטינג. די צווייטע פאַזע פֿון דעם פּראָיעקט, וואָס זאָל אָנהייבן אין יאַנואַר 2023, וועט שטודירן אין דעטאַל די גאַלוואַנישע קעראָוזשאַן כאַראַקטעריסטיקס און די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון דער סיסטעם. דעטאַלירטע מיקראָביאָלאָגישע טעסטן פֿאַר פֿאַרשידענע טיפּן באַקטעריע וועלן דורכגעפֿירט ווערן.
דער אַרטיקל דיסקוטירט דעם ווירקונג פון Zr צומיש אינהאַלט אויף גלאז פאָרמינג פיייקייט (GFA) באזירט אויף מאָרפאָלאָגישע און סטרוקטורעלע קעראַקטעריסטיקס. אין דערצו, די אַנטיבאַקטיריעל פּראָפּערטיעס פון די פּודער קאָוטאַד מעטאַל גלאז / SUS304 קאַמפּאַזאַט זענען אויך דיסקוטירט געוואָרן. אין דערצו, אָנגייענדיק אַרבעט איז דורכגעפירט געוואָרן צו ויספאָרשן די מעגלעכקייט פון סטרוקטורעל טראַנספאָרמאַציע פון ​​מעטאַליק גלאז פּודערס וואָס פּאַסירן בעשאַס קאַלט שפּריצן אין די סופּערקילייטיד פליסיק געגנט פון פאַבריצירט מעטאַליק גלאז סיסטעמען. Cu50Zr30Ni20 און Cu50Zr20Ni30 מעטאַליק גלאז צומישן זענען געניצט ווי רעפּרעזענטאַטיוו ביישפילן אין דעם לערנען.
די סעקציע שטעלט פאר די מארפאָלאָגישע ענדערונגען אין פּודערס פון עלעמענטאַר קופּער, זירקאָן און ניעל בעת נידעריק-ענערגיע קויל מילינג. צוויי פֿאַרשידענע סיסטעמען באַשטייענדיק פון Cu50Zr20Ni30 און Cu50Zr40Ni10 וועלן ווערן גענוצט ווי אילוסטראַטיווע ביישפילן. דער MA פּראָצעס קען ווערן צעטיילט אין דריי באַזונדערע סטאַגעס, ווי באַוויזן דורך די מעטאַלאָגראַפֿישע כאַראַקטעריזאַציע פון ​​דעם פּודער באַקומען אין דער מילינג סטאַגע (פיגור 3).
מעטאַלאָגראַפֿישע כאַראַקטעריסטיקס פֿון פּודערס פֿון מעכאַנישע צומישן (MA) באַקומען נאָך פֿאַרשידענע סטאַגעס פֿון באַל-גרייפֿן. פֿעלד-עמיסיע סקענירנדיקע עלעקטראָן-מיקראָסקאָפּיע (FE-SEM) בילדער פֿון MA און Cu50Zr40Ni10 פּודערס באַקומען נאָך נידעריק-ענערגיע באַל-גרייפֿן פֿאַר 3, 12 און 50 שעה ווערן געוויזן אין (אַ), (c) און (e) פֿאַר דער Cu50Zr20Ni30 סיסטעם, בשעת אויף דער זעלבער MA. די קאָרעספּאָנדירנדיקע בילדער פֿון דער Cu50Zr40Ni10 סיסטעם גענומען נאָך צייט ווערן געוויזן אין (b), (d), און (f).
בעת באַל מילן, ווערט די עפעקטיווע קינעטישע ענערגיע וואָס קען ווערן איבערגעגעבן צום מעטאַל פּודער באַאיינפלוסט דורך אַ קאָמבינאַציע פון ​​פּאַראַמעטערס, ווי געוויזן אין פיגור 1אַ. דאָס נעמט אַרײַן קאָליזיעס צווישן באַלן און פּודערס, שער קאָמפּרעסיע פון ​​פּודער וואָס איז געבליבן שטעקן צווישן אָדער צווישן מאָלן מעדיע, אימפּאַקטן פון פאַלענדיקע באַלן, שער און טראָגן געפֿאָרזאַכט דורך פּודער שלעפּן צווישן די באַוועגלעכע קערפּער פון אַ באַל מיל, און אַ שאָק כוואַליע וואָס גייט דורך פאַלענדיקע באַלן און פֿאַרשפּרייטן זיך דורך באַלאָדענע קולטור (פיגור 1אַ). Элементарные порошки Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за холодной сварки на ранней стадии МА (3 п ч), образованию крупных частиц порошка (> 1 מם אין דיאַמעטער). די עלעמענטארע קופּער, זר, און ניקעל פּודערס זענען שווער דעפאָרמירט געוואָרן צוליב קאַלטן וועַלדינג אין אַ פריען סטאַדיום פון MA (3 שעה), וואָס האָט געפֿירט צו דער פאָרמירונג פון גרויסע פּודער פּאַרטיקלען (> 1 מם אין דיאַמעטער).די גרויסע קאמפאזיט טיילכלעך ווערן כאראקטעריזירט דורך דער פארמאציע פון ​​דיקע שיכטן פון צומיש עלעמענטן (Cu, Zr, Ni), ווי געוויזן אין פיגור 3a,b. א פארגרעסערונג אין דער MA צייט צו 12 שעה (צווישן שטאפל) האט געפירט צו א פארגרעסערונג אין דער קינעטיקער ענערגיע פון ​​דער קויל מיל, וואס האט געפירט צו דער צעפאל פון דעם קאמפאזיט פודער אין קלענערע פודערס (ווייניקער ווי 200 μm), ווי געוויזן אין פיגור 3c, שטאט. אין דעם שטאפל, פירט די אנגעווענדטע שער קראפט צו דער פארמאציע פון ​​א נייער מעטאל אויבערפלאך מיט דינע Cu, Zr, Ni הינט שיכטן, ווי געוויזן אין פיגור 3c, d. אלס רעזולטאט פון דעם מאלן פון די שיכטן ביים אינטערפייס פון די פלעקן, פאסירן פעסט-פאזע רעאקציעס מיט דער פארמאציע פון ​​נייע פאזעס.
ביים קלימאקס פונעם MA פראצעס (נאך 50 שעה), איז די פלאק מעטאלאגראפיע קוים געווען באמערקבאר (פיגור 3e, f), און שפיגל מעטאלאגראפיע איז באמערקט געווארן אויף דער פאלירטער ייבערפלאך פונעם פודער. דאס מיינט אז דער MA פראצעס איז געווען פארענדיגט און אן איינציקע רעאקציע פאזע איז געשאפן געווארן. די עלעמענטארע קאמפאזיציע פון ​​די ראיאנען אנגעצייכנט אין פיגורן 3e (I, II, III), f, v, vi) זענען באשטימט געווארן מיט פעלד עמיסיע סקענירונג עלעקטראן מיקראסקאפיע (FE-SEM) אין קאמבינאציע מיט ענערגיע דיספערסיווע X-שטראל ספעקטראסקאפיע (EDS). (IV).
אין טאַבעלע 2 ווערן די עלעמענטאַרע קאָנצענטראַציעס פון צומיש עלעמענטן געוויזן ווי אַ פּראָצענט פון דער גאַנצער מאַסע פון ​​יעדער געגנט אויסגעקליבן אין פיג. 3e, f. פאַרגלייַכן די רעזולטאַטן מיט די ערשטיקע נאָמינאַלע קאָמפּאָזיציעס פון Cu50Zr20Ni30 און Cu50Zr40Ni10 געגעבן אין טאַבעלע 1 ווייזט אַז די קאָמפּאָזיציעס פון די צוויי לעצט פּראָדוקטן זענען זייער נאָענט צו די נאָמינאַלע קאָמפּאָזיציעס. אין דערצו, די רעלאַטיווע ווערטן פון די קאָמפּאָנענטן פֿאַר די געגנטן ליסטעד אין פיג. 3e,f ווייַזן נישט אויף אַ באַדייטנדיקע פאַרערגערונג אָדער וואַריאַציע אין דער קאָמפּאָזיציע פון ​​יעדער מוסטער פון איין געגנט צו אַן אַנדערער. דאָס איז באַוויזן דורך דעם פאַקט אַז עס איז קיין ענדערונג אין קאָמפּאָזיציע פון ​​איין געגנט צו אַן אַנדערער. דאָס ווייזט אויף דער פּראָדוקציע פון ​​​​איינהייטלעכע צומיש פּודערס ווי געוויזן אין טאַבעלע 2.
FE-SEM מיקראָגראַפס פון די Cu50(Zr50-xNix) לעצט פּראָדוקט פּודער זענען באקומען נאָך 50 MA מאָל, ווי געוויזן אין פיגור 4a-d, וואו x איז 10, 20, 30 און 40 at.%, ריספּעקטיוולי. נאָך דעם מאָלן שריט, אַגראַגירט דער פּודער צוליב דעם וואַן דער וואַלס ווירקונג, וואָס פירט צו דער פאָרמירונג פון גרויסע אַגראַגאַטן באַשטייענדיק פון אולטראַפיינע פּאַרטיקלען מיט אַ דיאַמעטער פון 73 צו 126 נם, ווי געוויזן אין פיגור 4.
מאָרפאָלאָגישע כאַראַקטעריסטיקס פון Cu50(Zr50-xNix) פּודערס באַקומען נאָך 50-שעה MA. פֿאַר די Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 סיסטעמען, די FE-SEM בילדער פון פּודערס באַקומען נאָך 50 MA ווערן געוויזן אין (a), (b), (c), און (d), ריספּעקטיוולי.
איידער מען האט אריינגעלייגט די פודערס אין דעם קאלטן שפריץ פידער, זענען זיי ערשט סאניצירט געווארן אין אנאליטישן גראד עטאנאל פאר 15 מינוט און דערנאך געטריקנט ביי 150°C פאר 2 שעה. דעם שריט מוז מען נעמען כדי צו מצליח זיין צו באקעמפן אגלאמעראציע, וואס אפט ברענגט אסאך ערנסטע פראבלעמען אין דעם באדעק פראצעס. נאך דער פארענדיגונג פון דעם MA פראצעס, זענען ווייטערדיגע שטודיעס דורכגעפירט געווארן צו אויספארשן די האמאגענעיטי פון די צומיש פודערס. אויף פיגור 5a-d ווייזן FE-SEM מיקראגראפן און קארעספאנדירנדע EDS בילדער פון די Cu, Zr און Ni צומיש עלעמענטן פון די Cu50Zr30Ni20 צומיש גענומען נאך 50 שעה צייט M, בהתאמה. עס איז וויכטיג צו באמערקן אז די צומיש פודערס וואס מען באקומט נאך דעם שריט זענען האמאגענע, ווייל זיי ווייזן נישט קיין קאמפאזיציע פלוקטואציעס ווייטער פון דעם סוב-נאנאמעטער לעוועל, ווי געוויזן אין פיגור 5.
מאָרפאָלאָגיע און לאָקאַלע פאַרשפּרייטונג פון עלעמענטן אין MG Cu50Zr30Ni20 פּודער באַקומען נאָך 50 MA דורך FE-SEM/ענערגיע דיספּערסיוו X-שטראַל ספּעקטראָסקאָפּיע (EDS). (אַ) SEM און X-שטראַל EDS בילדגעבונג פון (ב) Cu-Kα, (ג) Zr-Lα, און (ד) Ni-Kα.
די X-שטראַל דיפראַקציע פּאַטערנז פון מעכאַניש אַללויעד Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, און Cu50Zr20Ni30 פּודערס באקומען נאָך 50-שעה MA ווערן געוויזן אין פיגורן 6a-d, ריספּעקטיוולי. נאָך דעם מאָלן בינע, אַלע סאַמפּאַלז מיט פאַרשידענע Zr קאַנסאַנטריישאַנז האָבן געהאַט אַמאָרפֿיש סטרוקטורן מיט כאַראַקטעריסטיש האַלאָ דיפוזיע פּאַטערנז געוויזן אין פיגור 6.
X-שטראַל דיפראַקציע מוסטערן פון Cu50Zr40Ni10 (א), Cu50Zr30Ni20 (ב), Cu50Zr20Ni30 (ג), און Cu50Zr20Ni30 (ד) פּודערס נאָך MA פֿאַר 50 שעה. א האַלאָ-דיפוזיע מוסטער איז באמערקט געוואָרן אין אַלע מוסטערן אָן אויסנאַם, וואָס ווײַזט אויף דער פאָרמירונג פון אַן אַמאָרפֿישער פֿאַזע.
הויך-רעזאָלוציע פעלד-עמיסיע טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (FE-HRTEM) איז גענוצט געוואָרן צו באַאָבאַכטן סטרוקטורעלע ענדערונגען און פֿאַרשטיין די לאָקאַלע סטרוקטור פֿון פּודערס וואָס רעזולטירן פֿון באַל-מילינג אין פֿאַרשידענע MA צייטן. בילדער פֿון פּודערס באַקומען דורך די FE-HRTEM מעטאָדע נאָך די פֿריִע (6 שעה) און אינטערמעדיאַטע (18 שעה) סטאַגעס פֿון מאָלן Cu50Zr30Ni20 און Cu50Zr40Ni10 פּודערס ווערן געוויזן אין פֿיגורן 7אַ, ריספּעקטיוולי. לויטן העל-פעלד בילד (BFI) פֿון דעם פּודער באַקומען נאָך 6 שעה פֿון MA, באַשטייט דער פּודער פֿון גרויסע גריינז מיט קלאָר דעפֿינירטע גרענעצן פֿון די fcc-Cu, hcp-Zr, און fcc-Ni עלעמענטן, און עס זענען נישטאָ קיין סימנים פֿון דער פֿאָרמירונג פֿון אַ רעאַקציע פֿאַזע, ווי געוויזן אין פֿיגור 7אַ. אין דערצו, אַ קאָרעלירטע אויסגעקליבענע שטח דיפֿראַקציע מוסטער (SADP) גענומען פֿון דער מיטלער געגנט (אַ) האָט אַנטפּלעקט אַ שאַרפֿן דיפֿראַקציע מוסטער (פֿיגור 7ב) וואָס ווײַזט אויף דער אנוועזנהייט פֿון גרויסע קריסטאַליטן און דער אָפּוועזנהייט פֿון אַ רעאַקטיווער פֿאַזע.
לאקאלע סטרוקטורעלע אייגנשאפטן פון דעם MA פּודער באקומען נאך די פריע (6 שעה) און אינטערמעדיאַטע (18 שעה) שטאפלען. (א) הויך-רעזאלוציע פעלד-עמיסיע טראנסמיסיע עלעקטראן מיקראסקאפיע (FE-HRTEM) און (ב) קארעספאנדירנדיק אויסגעקליבענע שטח דיפראַקטאָגראַם (SADP) פון Cu50Zr30Ni20 פּודער נאך MA באַהאַנדלונג פאר 6 שעה. די FE-HRTEM בילד פון Cu50Zr40Ni10 באקומען נאך 18-שעה MA ווערט געוויזן אין (c).
ווי געוויזן אין פיגור 7c, א פארגרעסערונג אין דער געדויער פון MA צו 18 שעה האט געפירט צו ערנסטע גיטער חסרונות אין קאמבינאציע מיט פלאסטישע דעפארמאציע. אין דעם צווישן-שטאפל פון דעם MA פראצעס, דערשייַנען פארשידענע חסרונות אין דעם פּודער, אַרייַנגערעכנט סטאַקינג חסרונות, גיטער חסרונות, און פונקט חסרונות (פיגור 7). די חסרונות פאַרשאַפן די פראַגמענטאַציע פון ​​גרויסע קערלעך צוזאמען די קערל גרענעצן אין סובקערלעך קלענער ווי 20 נאַנאָמעטער אין גרייס (פיגור 7c).
די לאקאלע סטרוקטור פון דעם Cu50Z30Ni20 פּודער וואָס איז געמאָלן געוואָרן פֿאַר 36 שעה MA איז כאַראַקטעריזירט דורך דער פאָרמירונג פון אולטראַפיינע נאַנאָגריינז איינגעבעטן אין אַ אַמאָרפֿישער דינער מאַטריץ, ווי געוויזן אין בילד 8a. א לאקאלע אַנאַליז פון דער EMF האט געוויזן אַז די נאַנאָקלאַסטערס געוויזן אין בילדער 8a זענען פֿאַרבונדן מיט נישט-באַהאַנדלטע Cu, Zr און Ni פּודער אַלויז. דער אינהאַלט פון Cu אין דער מאַטריץ איז געווען פון ~32 at.% (שוואַכע זאָנע) ביז ~74 at.% (רייַכע זאָנע), וואָס ווייזט אויף דער פאָרמירונג פון העטעראָגענע פּראָדוקטן. אין דערצו, די קאָרעספּאָנדירנדיקע SADPs פון די פּודערס באַקומען נאָך מילינג אין דעם שריט ווייַזן ערשטיקע און צווייטיקע האַלאָ-דיפֿוזיע אַמאָרפֿישע פֿאַזע רינגען וואָס אָוווערלאַפּינג מיט שאַרפֿע פונקטן פֿאַרבונדן מיט די נישט-באַהאַנדלטע אַלויינג עלעמענטן, ווי געוויזן אין בילד 8b.
נאַנאָסקאַלע לאָקאַלע סטרוקטורעלע פֿעיִקייטן פֿון Beyond 36 h-Cu50Zr30Ni20 פּודער. (אַ) העל פֿעלד בילד (BFI) און קאָרעספּאָנדירנדיק (ב) SADP פֿון Cu50Zr30Ni20 פּודער באַקומען נאָך מילינג פֿאַר 36 שעה MA.
קעגן דעם סוף פון דעם MA פּראָצעס (50 שעה), האָבן Cu50(Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, און 40 at.% פּודערס, אָן אויסנאַם, אַ לאַבירינטינע מאָרפאָלאָגיע פון ​​דער אַמאָרפֿישער פאַזע, ווי געוויזן אין פֿיגור . ניט פּונקט דיפֿראַקציע און ניט שאַרפֿע רינג-מוסטערן האָבן געקענט דעטעקטירט ווערן אין די קאָרעספּאָנדירנדיקע SADS פון יעדער קאָמפּאָזיציע. דאָס ווײַזט אויף דער אַוועק פון נישט-באַהאַנדלטן קריסטאַלישן מעטאַל, נאָר גאַנץ אויף דער פֿאָרמירונג פון אַן אַמאָרפֿישן צומיש-פּודער. די קאָרעלירטע SADPs וואָס ווײַזן האַלאָ דיפֿוזיע-מוסטערן זענען אויך געניצט געוואָרן ווי באַווײַז פֿאַר דער אַנטוויקלונג פון אַמאָרפֿישע פאַזעס אין דעם לעצטן פּראָדוקט מאַטעריאַל.
לאקאלע סטרוקטור פון דעם ענדגילטיקן פּראָדוקט פון דער Cu50 MS סיסטעם (Zr50-xNix). FE-HRTEM און קאָרעלירטע נאַנאָביעם דיפראַקציע מוסטערן (NBDP) פון (א) Cu50Zr40Ni10, (ב) Cu50Zr30Ni20, (ג) Cu50Zr20Ni30, און (ד) Cu50Zr10Ni40 באַקומען נאָך 50 שעה פון MA.
ניצנדיק דיפערענציעלע סקענירונג קאלארימעטריע, איז די טערמישע סטאביליטעט פון די גלאז טראנזיציע טעמפעראטור (Tg), סופערגעקילטע פליסיקע ראיאן (ΔTx) און קריסטאליזאציע טעמפעראטור (Tx) געווארן שטודירט לויטן אינהאלט פון ני (x) אין די Cu50(Zr50-xNix) אמארפע סיסטעם. (DSC) אייגנשאפטן אין די הע גאז שטראם. די DSC קורוועס פון פודערס פון Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, און Cu50Zr10Ni40 אמארפע צומישן באקומען נאך MA פאר 50 שעה ווערן געוויזן אין פיגורן 10א, ב, ה, ריספּעקטיוולי. בשעת די DSC קורווע פון ​​אמארפע Cu50Zr20Ni30 ווערט געוויזן באזונדער אין פיגור 10טן יארהונדערט. דערווייל, א Cu50Zr30Ni20 מוסטער געהייצט צו ~700°C אין DSC ווערט געוויזן אין פיגור 10ג.
די טערמישע פעסטקייט פון Cu50(Zr50-xNix) MG פּודערס באַקומען נאָך MA פֿאַר 50 שעה איז באַשטימט דורך די גלאז יבערגאַנג טעמפּעראַטור (Tg), קריסטאַליזאַציע טעמפּעראַטור (Tx) און סופּערקולד פליסיק געגנט (ΔTx). טערמאָגראַמען פון דיפערענציעל סקאַנינג קאַלאָרימעטער (DSC) פּודערס פון Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), און (e) Cu50Zr10Ni40 MG צומיש פּודערס נאָך MA פֿאַר 50 שעה. אן X-שטראַל דיפראַקשאַן מוסטער (XRD) פון אַ Cu50Zr30Ni20 מוסטער געהייצט צו ~700°C אין DSC איז געוויזן אין (d).
ווי געוויזן אין פיגור 10, די DSC קורוועס פאר אלע קאמפאזיציעס מיט פארשידענע ניקעל קאנצענטראציעס (x) ווייזן אויף צוויי פארשידענע פעלער, איינס ענדאטערמיש און די אנדערע עקזאטערמיש. די ערשטע ענדאטערמישע געשעעניש קארעספאנדירט צו Tg, און די צווייטע איז פארבונדן מיט Tx. די האריזאנטאלע שפאן שטח וואס עקזיסטירט צווישן Tg און Tx ווערט גערופן די אונטערגעקילטע פליסיק שטח (ΔTx = Tx – Tg). די רעזולטאטן ווייזן אז די Tg און Tx פון די Cu50Zr40Ni10 מוסטער (פיגור 10a) געשטעלט ביי 526°C און 612°C פארשיבן דעם אינהאלט (x) ביז 20 ביי % צו דער נידעריגער טעמפעראטור זייט פון 482°C און 563°C. °C מיט פארגרעסערנדיקן ניקעל אינהאלט (x), בהתאמה, ווי געוויזן אין פיגור 10b. דערפאר, ΔTx Cu50Zr40Ni10 פארקלענערט זיך פון 86°С (פיגור 10a) צו 81°С פאר Cu50Zr30Ni20 (פיגור 10b). פארן MC Cu50Zr40Ni10 צומיש, איז אויך באמערקט געווארן א פארקלענערונג אין די ווערטן פון Tg, Tx, און ΔTx צו די לעוועלס פון 447°C, 526°C, און 79°C (פיגור 10ב). דאס ווייזט אז א פארגרעסערונג אין דעם Ni אינהאלט פירט צו א פארקלענערונג אין דער טערמישער סטאביליטעט פון דעם MS צומיש. פארקערט, דער ווערט פון Tg (507 °C) פון דעם MC Cu50Zr20Ni30 צומיש איז נידעריגער ווי יענער פון דעם MC Cu50Zr40Ni10 צומיש; דאך, ווייזט זיין Tx א ווערט פארגלייכבאר צו אים (612 °C). דעריבער, האט ΔTx א העכערן ווערט (87°C) ווי געוויזן אין פיגור 10טן יארהונדערט.
די Cu50(Zr50-xNix) MC סיסטעם, ניצנדיק די Cu50Zr20Ni30 MC צומיש אלס א ביישפיל, קריסטאליזירט דורך א שאַרפן עקזאָטערמישן שפּיץ אין fcc-ZrCu5, אָרטאָרהאָמביש-Zr7Cu10, און אָרטאָרהאָמביש-ZrNi קריסטאַלינע פאַזעס (פיגור 10c). די פאַזע איבערגאַנג פון אַמאָרף צו קריסטאַלינע איז באַשטעטיקט געוואָרן דורך X-שטראַל דיפראַקציע אַנאַליז פון די MG מוסטער (פיגור 10d) וואָס איז געווען געהייצט צו 700 °C אין DSC.
אויף פיג. 11 ווייזט מען פאטאגראפיעס גענומען בעת ​​דעם קאלטן שפריץ פראצעס וואס איז דורכגעפירט געווארן אין דער יעצטיגער ארבעט. אין דעם שטודיע, זענען מעטאל גלאנציגע פודער פארטיקלען סינטעזירט געווארן נאך MA פאר 50 שעה (מיט Cu50Zr20Ni30 אלס א ביישפיל) גענוצט געווארן אלס אן אנטי-באקטעריעלער רוי מאטעריאל, און א נישט-ראסטיקע שטאל טעלער (SUS304) איז קאלט שפריץ באדעקט געווארן. די קאלט שפריץ מעטאד איז אויסגעקליבן געווארן פאר באדעקן אין דער טערמישער שפריץ טעכנולוגיע סעריע ווייל דאס איז די מערסט עפעקטיווע מעטאד אין דער טערמישער שפריץ טעכנולוגיע סעריע וואו עס קען גענוצט ווערן פאר מעטאלישע מעטאסטאבילע היץ-סענסיטיווע מאטעריאלן ווי אמארפע און נאנאקריסטאלינע פודערס. נישט אונטערטעניק צו פאזע איבערגאנגען. דאס איז דער הויפט פאקטאר אין אויסקלויבן דעם מעטאד. דער קאלט דעפאזיציע פראצעס ווערט דורכגעפירט מיט הויך-געשווינדיקייט פארטיקלען וואס פארוואנדלען די קינעטישע ענערגיע פון ​​די פארטיקלען אין פלאסטישע דעפארמאציע, דעפארמאציע און היץ ביים אימפאקט מיטן סובסטראט אדער פריער דעפאזיירטע פארטיקלען.
פעלד פאָטאָגראַפֿיעס ווײַזן די קאַלטע שפּריץ פּראָצעדור געניצט פֿאַר פֿינף נאָכאַנאַנדערלעכע צוגרייטונגען פֿון MG/SUS 304 בײַ 550°C.
די קינעטישע ענערגיע פון ​​די פּאַרטיקלען, ווי אויך דער מאָמענטום פון יעדן פּאַרטיקל בעת דער פאָרמירונג פון דער קאָוטינג, מוז ווערן פארוואנדלט אין אנדערע פארמען פון ענערגיע דורך אזעלכע מעכאניזמען ווי פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע (פּרימערי פּאַרטיקלען און אינטערפּאַרטיקל ינטעראַקשאַנז אין דער מאַטריץ און ינטעראַקשאַנז פון פּאַרטיקלען), אינטערסטיציעל קנופּן פון סאָלידס, ראָטאַציע צווישן פּאַרטיקלען, דעפאָרמאַציע און לימיטירנדיקע היץ 39. אין דערצו, אויב נישט אַלע די ינקאַמינג קינעטישע ענערגיע ווערט פארוואנדלט אין טערמישע ענערגיע און דעפאָרמאַציע ענערגיע, וועט דער רעזולטאַט זיין אַן עלאַסטישע קאָליזיע, וואָס מיינט אַז די פּאַרטיקלען פשוט אָפּשפּרונגען נאָך דעם אימפּאַקט. עס איז באמערקט געוואָרן אַז 90% פון דער אימפּאַקט ענערגיע וואָס ווערט געווענדט צו דעם פּאַרטיקל/סאַבסטראַט מאַטעריאַל ווערט פארוואנדלט אין לאָקאַלע היץ 40. אין דערצו, ווען אימפּאַקט דרוק ווערט געווענדט, ווערן הויכע פּלאַסטישע שפּאַנונג ראַטעס דערגרייכט אין דער פּאַרטיקל/סאַבסטראַט קאָנטאַקט געגנט אין אַ זייער קורצער צייט 41,42.
פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע ווערט געוויינטלעך באַטראַכט ווי אַ פּראָצעס פון ענערגיע דיסיפּיישאַן, אָדער בעסער געזאָגט, ווי אַ היץ מקור אין דער אינטערפיישאַל געגנט. אָבער, די העכערונג אין טעמפּעראַטור אין דער אינטערפיישאַל געגנט איז געוויינטלעך נישט גענוג פֿאַר דעם אויפֿטרעטן פון אינטערפיישאַל צעשמעלצן אָדער באַדייטנדיק סטימולאַציע פון ​​דער קעגנצייַטיקער דיפוזיע פון ​​אַטאָמען. קיין פּובליקאַציע באַקאַנט צו די מחברים האט נישט אויסגעפאָרשט דעם ווירקונג פון די אייגנשאַפטן פון די מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס אויף פּודער אַדכיזשאַן און זעצן וואָס פּאַסירן ווען מען ניצט קאַלט שפּריץ טעקניקס.
די BFI פון די MG Cu50Zr20Ni30 צומיש פּודער קען מען זען אין פיגור 12a, וואָס איז געווען דעפּאַזירט אויף די SUS 304 סאַבסטראַט (פיגור 11, 12b). ווי מען קען זען פון דער פיגור, די באדעקטע פּודערס האַלטן זייער אָריגינעלע אַמאָרפֿישע סטרוקטור ווייל זיי האָבן אַ דעליקאַטע לאַבירינט סטרוקטור אָן קיין קריסטאַלינע פֿעיִקייטן אָדער גיטער חסרונות. אויף דער אַנדערער האַנט, די בילד ווייזט די בייַזייַן פון אַ פרעמד פאַזע, ווי באַוויזן דורך די נאַנאָפּאַרטיקלען אַרייַנגערעכנט אין די MG-באדעקטע פּודער מאַטריץ (פיגור 12a). פיגור 12c ווייזט די אינדעקסט נאַנאָבעאַם דיפראַקשאַן מוסטער (NBDP) פֿאַרבונדן מיט ראַיאָן I (פיגור 12a). ווי געוויזן אין פיגור 12c, NBDP ווייזט אַ שוואַך האַלאָ-דיפֿוזשאַן מוסטער פון אַמאָרפֿיש סטרוקטור און קאָויגזיסטירט מיט שאַרפֿע פֿלעקן קאָרעספּאָנדירנדיק צו אַ קריסטאַלינע גרויס קוביק מעטאַסטאַבאַל Zr2Ni פאַזע פּלוס אַ טעטראַגאָנאַלע CuO פאַזע. די פאָרמירונג פון CuO קען מען דערקלערן דורך דער אַקסאַדיישאַן פון דעם פּודער ווען מען באַוועגט עס פון דער נאָזל פון דער שפּריץ-פּיסטאָל צו SUS 304 אין דער אָפֿענער לופֿט אין אַ סופּערסאָניק שטראָם. פֿון דער אַנדערער זײַט, האָט דעוויטריפֿיקאַציע פֿון מעטאַלענע גלאַזיקע פּודערס געפֿירט צו דער פאָרמירונג פֿון גרויסע קובישע פֿאַזעס נאָך קאַלטער שפּריץ באַהאַנדלונג בײַ 550°C פֿאַר 30 מינוט.
(א) FE-HRTEM בילד פון MG פּודער אָפּגעלייגט אויף (ב) SUS 304 סאַבסטראַט (פיגור אינסעט). דער NBDP אינדעקס פון דעם קייַלעכדיקן סימבאָל געוויזן אין (א) ווערט געוויזן אין (ג).
כדי צו טעסטן דעם פאטענציעלן מעכאניזם פאר דער פארמאציע פון ​​גרויסע קובישע Zr2Ni נאַנאָפּאַרטיקלען, איז דורכגעפירט געווארן אן אומאפהענגיקער עקספערימענט. אין דעם עקספערימענט, זענען פודערס געשפריצט ​​געווארן פון אן אטאמייזער ביי 550°C אין דער ריכטונג פון דעם SUS 304 סאַבסטראַט; אָבער, כדי צו באַשטימען דעם אַנילינג עפעקט, זענען די פודערס אַוועקגענומען געווארן פון דעם SUS304 פּאַס אַזוי שנעל ווי מעגלעך (ארום 60 סעקונדעס). נאך א סעריע עקספערימענטן איז דורכגעפירט געווארן אין וועלכע דער פודער איז אַוועקגענומען געווארן פון דעם סאַבסטראַט אומגעפער 180 סעקונדעס נאך ​​דער אויפטראָג.
פיגורן 13א,ב ווייזן סקענירנדיקע טראנסמיסיע עלעקטראן מיקראסקאפיע (STEM) טונקעל פעלד (DFI) בילדער פון צוויי געשפריצטע מאטעריאלן אפגעלייגט אויף SUS 304 סובסטראטן פאר 60 סעקונדעס און 180 סעקונדעס, בהתאמה. דאס פודער בילד אפגעלייגט פאר 60 סעקונדעס האט נישט קיין מארפאָלאָגישע דעטאלן, וואס ווייזט אן אומאויסזיכטיקייט (פיגור 13א). דאס איז אויך באשטעטיקט געווארן דורך XRD, וואס האט געוויזן אז די אלגעמיינע סטרוקטור פון די פודערס איז געווען אמארף, ווי געוויזן דורך די ברייטע ערשטיקע און צווייטיקע דיפראקציע שפיצן געוויזן אין פיגור 14א. דאס ווייזט אויף די אפוועזנהייט פון מעטאסטאבילע/מעסאפאזע אויסזעצונגען, אין וועלכע דער פודער האלט זיין ארגינעלע אמארפע סטרוקטור. אין קאנטראסט, דער פודער אפגעלייגט ביי דער זעלבער טעמפעראטור (550°C) אבער געבליבן אויף דעם סובסטראט פאר 180 סעקונדעס האט געוויזן די אפליזאציע פון ​​נאנא-גרייס קערלעך, ווי געוויזן דורך די פײַלן אין פיגור 13ב.