Nature.com পরিদর্শন করার জন্য আপনাকে ধন্যবাদ.আপনি যে ব্রাউজার সংস্করণটি ব্যবহার করছেন তাতে সীমিত CSS সমর্থন রয়েছে৷সেরা অভিজ্ঞতার জন্য, আমরা আপনাকে একটি আপডেট করা ব্রাউজার ব্যবহার করার পরামর্শ দিই (অথবা ইন্টারনেট এক্সপ্লোরারে সামঞ্জস্য মোড অক্ষম করুন)৷ইতিমধ্যে, অব্যাহত সমর্থন নিশ্চিত করতে, আমরা স্টাইল এবং জাভাস্ক্রিপ্ট ছাড়াই সাইটটিকে রেন্ডার করব।
বায়োফিল্মগুলি দীর্ঘস্থায়ী সংক্রমণের বিকাশের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, বিশেষত যখন এটি চিকিৎসা ডিভাইসের ক্ষেত্রে আসে।এই সমস্যাটি চিকিৎসা সম্প্রদায়ের কাছে একটি বিশাল চ্যালেঞ্জ উপস্থাপন করে, কারণ স্ট্যান্ডার্ড অ্যান্টিবায়োটিকগুলি শুধুমাত্র খুব সীমিত পরিমাণে বায়োফিল্মগুলিকে ধ্বংস করতে পারে।বায়োফিল্ম গঠনের প্রতিরোধ বিভিন্ন আবরণ পদ্ধতি এবং নতুন উপকরণগুলির বিকাশের দিকে পরিচালিত করেছে।এই কৌশলগুলির লক্ষ্য এমনভাবে পৃষ্ঠগুলিকে আবরণ করা যা বায়োফিল্ম গঠনকে বাধা দেয়।ভিট্রিয়াস ধাতব ধাতু, বিশেষত তামা এবং টাইটানিয়াম ধাতু ধারণকারী, আদর্শ অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল আবরণ হয়ে উঠেছে।একই সময়ে, ঠান্ডা স্প্রে প্রযুক্তির ব্যবহার বৃদ্ধি পেয়েছে কারণ এটি তাপমাত্রা সংবেদনশীল উপকরণ প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি উপযুক্ত পদ্ধতি।এই গবেষণার লক্ষ্যের অংশ ছিল যান্ত্রিক সংকর কৌশল ব্যবহার করে Cu-Zr-Ni টারনারি দ্বারা গঠিত একটি নতুন অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল ফিল্ম ধাতব গ্লাস তৈরি করা।গোলাকার পাউডার যা চূড়ান্ত পণ্য তৈরি করে তা নিম্ন তাপমাত্রায় স্টেইনলেস স্টিলের পৃষ্ঠের ঠান্ডা স্প্রে করার জন্য কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহৃত হয়।স্টেইনলেস স্টিলের তুলনায় মেটাল গ্লাস লেপা সাবস্ট্রেটগুলি অন্তত 1 লগ দ্বারা বায়োফিল্ম গঠনকে উল্লেখযোগ্যভাবে কমাতে সক্ষম হয়েছিল।
মানব ইতিহাস জুড়ে, যে কোনো সমাজ তার নির্দিষ্ট প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য নতুন উপকরণের প্রবর্তন বিকাশ ও প্রচার করতে সক্ষম হয়েছে, যার ফলশ্রুতিতে উৎপাদনশীলতা বৃদ্ধি পেয়েছে এবং বিশ্বায়িত অর্থনীতিতে র‌্যাঙ্কিং হয়েছে।এটি সর্বদা উপকরণ এবং উত্পাদন সরঞ্জাম ডিজাইন করার জন্য মানুষের ক্ষমতার জন্য দায়ী করা হয়েছে, সেইসাথে স্বাস্থ্য, শিক্ষা, শিল্প, অর্থনীতি, সংস্কৃতি এবং এক দেশ বা অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে অন্যান্য ক্ষেত্র অর্জনের জন্য উপকরণ তৈরি এবং বৈশিষ্ট্যযুক্ত করার জন্য ডিজাইন।অগ্রগতি দেশ বা অঞ্চল নির্বিশেষে পরিমাপ করা হয়2.60 বছর ধরে, পদার্থ বিজ্ঞানীরা একটি প্রধান কাজে অনেক সময় ব্যয় করেছেন: নতুন এবং উন্নত উপকরণের অনুসন্ধান।সাম্প্রতিক গবেষণা বিদ্যমান উপকরণের গুণমান এবং কর্মক্ষমতা উন্নত করার পাশাপাশি সম্পূর্ণ নতুন ধরনের উপকরণের সংশ্লেষণ এবং উদ্ভাবনের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করেছে।
অ্যালোয়িং উপাদানের সংযোজন, উপাদানের মাইক্রোস্ট্রাকচারের পরিবর্তন এবং তাপীয়, যান্ত্রিক বা থার্মোমেকানিকাল চিকিত্সা পদ্ধতির প্রয়োগ বিভিন্ন উপকরণের যান্ত্রিক, রাসায়নিক এবং শারীরিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে উল্লেখযোগ্য উন্নতি করেছে।উপরন্তু, এখনও পর্যন্ত অজানা যৌগ সফলভাবে সংশ্লেষিত হয়েছে.এই অবিরাম প্রচেষ্টাগুলি সম্মিলিতভাবে উন্নত উপকরণ 2 নামে পরিচিত উদ্ভাবনী উপকরণগুলির একটি নতুন পরিবারের জন্ম দিয়েছে।ন্যানোক্রিস্টাল, ন্যানো পার্টিকেল, ন্যানোটিউব, কোয়ান্টাম ডটস, শূন্য-মাত্রিক, নিরাকার ধাতব চশমা এবং উচ্চ-এনট্রপি অ্যালয়গুলি হল উন্নত পদার্থের কিছু উদাহরণ যা গত শতাব্দীর মাঝামাঝি থেকে পৃথিবীতে আবির্ভূত হয়েছে।চূড়ান্ত পণ্য এবং এর উত্পাদনের মধ্যবর্তী পর্যায়ে উভয় উন্নত বৈশিষ্ট্য সহ নতুন সংকর ধাতু তৈরি এবং বিকাশে, ভারসাম্যহীনতার সমস্যা প্রায়শই যুক্ত হয়।ভারসাম্য থেকে উল্লেখযোগ্য বিচ্যুতির অনুমতি দেয় এমন নতুন উত্পাদন কৌশলগুলির প্রবর্তনের ফলে, ধাতব চশমা নামে পরিচিত মেটাস্টেবল অ্যালয়গুলির একটি সম্পূর্ণ নতুন শ্রেণি আবিষ্কৃত হয়েছে।
1960 সালে ক্যালটেক-এ তার কাজ ধাতব সংকর ধাতুর ধারণাকে বৈপ্লবিক করে দেয় যখন তিনি প্রতি সেকেন্ডে প্রায় এক মিলিয়ন ডিগ্রিতে তরলকে দ্রুত দৃঢ় করার মাধ্যমে এউ-25.% সি গ্লাসী অ্যালয় সংশ্লেষিত করেন।4 অধ্যাপক পল ডুভসের আবিষ্কার শুধুমাত্র ইতিহাসের ধাতব চশমা (MS) এর সূচনাকেই চিহ্নিত করেনি, কিন্তু ধাতব মিশ্রণ সম্পর্কে লোকেরা কীভাবে চিন্তা করে তার একটি দৃষ্টান্ত পরিবর্তনের দিকে পরিচালিত করে।এমএস অ্যালয়েসের সংশ্লেষণে প্রথম অগ্রগামী গবেষণার পর থেকে, প্রায় সমস্ত ধাতব চশমা নিম্নলিখিত পদ্ধতিগুলির মধ্যে একটি ব্যবহার করে সম্পূর্ণরূপে প্রাপ্ত করা হয়েছে: (i) গলে যাওয়া বা বাষ্পের দ্রুত দৃঢ়ীকরণ, (ii) পারমাণবিক জালির ব্যাধি, (iii) বিশুদ্ধ ধাতব উপাদানগুলির মধ্যে কঠিন-রাজ্য অ্যামোরফিজেশন বিক্রিয়া এবং (iv) সলিড মেট ফেজ রূপান্তর।
এমজিগুলি স্ফটিকের সাথে যুক্ত দীর্ঘ-পরিসরের পারমাণবিক আদেশের অনুপস্থিতি দ্বারা আলাদা করা হয়, যা স্ফটিকগুলির একটি সংজ্ঞায়িত বৈশিষ্ট্য।আধুনিক বিশ্বে ধাতব কাচের ক্ষেত্রে ব্যাপক অগ্রগতি হয়েছে।এগুলি আকর্ষণীয় বৈশিষ্ট্য সহ নতুন উপকরণ যা কেবল কঠিন অবস্থার পদার্থবিদ্যার জন্যই নয়, ধাতুবিদ্যা, পৃষ্ঠের রসায়ন, প্রযুক্তি, জীববিজ্ঞান এবং অন্যান্য অনেক ক্ষেত্রেও আগ্রহের বিষয়।এই নতুন ধরনের উপাদানের এমন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা শক্ত ধাতু থেকে আলাদা, এটি বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একটি আকর্ষণীয় প্রার্থী করে তোলে।তাদের কিছু গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য রয়েছে: (i) উচ্চ যান্ত্রিক নমনীয়তা এবং ফলন শক্তি, (ii) উচ্চ চৌম্বকীয় ব্যাপ্তিযোগ্যতা, (iii) কম জবরদস্তি, (iv) অস্বাভাবিক ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা, (v) তাপমাত্রার স্বাধীনতা।পরিবাহিতা 6.7।
মেকানিক্যাল অ্যালোয়িং (MA)1,8 একটি অপেক্ষাকৃত নতুন পদ্ধতি, প্রথম প্রবর্তন করেন 19839 সালে প্রফেসর কে কে কক এবং তার সহকর্মীরা।তারা ঘরের তাপমাত্রার খুব কাছাকাছি পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় খাঁটি উপাদানের মিশ্রণ পিষে নিরাকার Ni60Nb40 পাউডার তৈরি করেছে।সাধারণত, MA বিক্রিয়াটি একটি চুল্লিতে বিক্রিয়ক পাউডারের বিচ্ছুরণ বন্ধনের মধ্যে সঞ্চালিত হয়, সাধারণত স্টেইনলেস স্টিল দিয়ে তৈরি, বল মিলে।10 (চিত্র 1a, b)।তারপর থেকে, এই যান্ত্রিকভাবে প্ররোচিত কঠিন অবস্থার প্রতিক্রিয়া পদ্ধতিটি নিম্ন (চিত্র 1c) এবং উচ্চ শক্তির বল মিল এবং রড মিল 11,12,13,14,15,16 ব্যবহার করে নতুন নিরাকার/ধাতব কাচের খাদ পাউডার প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত হয়েছে।বিশেষ করে, এই পদ্ধতিটি Cu-Ta17 এর মতো অপরিবর্তনীয় সিস্টেমের পাশাপাশি আল-ট্রানজিশন মেটাল (TM, Zr, Hf, Nb এবং Ta)18,19 এবং Fe-W20 সিস্টেমের মতো উচ্চ গলনাঙ্কের মিশ্রণ তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়েছে।, যা প্রচলিত রান্নার পদ্ধতি ব্যবহার করে পাওয়া যাবে না।উপরন্তু, MA কে ন্যানোক্রিস্টালাইন এবং ধাতব অক্সাইড, কার্বাইড, নাইট্রাইড, হাইড্রাইডস, কার্বন ন্যানোটিউবস, ন্যানোডিয়ামন্ডের ন্যানোক্রিস্টালাইন এবং ন্যানোকম্পোজিট পাউডার কণার শিল্প স্কেল উত্পাদনের জন্য সবচেয়ে শক্তিশালী ন্যানো প্রযুক্তিগত সরঞ্জামগুলির মধ্যে একটি হিসাবে বিবেচনা করা হয়, পাশাপাশি টপ-ডাউন পদ্ধতি ব্যবহার করে বিস্তৃত স্থিতিশীলতা।1 এবং মেটাস্টেবল পর্যায়।
এই গবেষণায় Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 ধাতব কাচের আবরণ প্রস্তুত করতে ব্যবহৃত ফ্যাব্রিকেশন পদ্ধতি দেখানো হচ্ছে।(a) নিম্ন-শক্তি বল মিলিং পদ্ধতি ব্যবহার করে Ni x (x; 10, 20, 30, এবং 40 at.%) এর বিভিন্ন ঘনত্ব সহ MC খাদ পাউডার প্রস্তুত করা।(a) শুরুর উপাদানটি টুল স্টিলের বল সহ একটি টুল সিলিন্ডারে লোড করা হয় এবং (b) একটি He বায়ুমণ্ডল ভর্তি গ্লাভ বাক্সে সিল করা হয়।(c) গ্রাইন্ডিং পাত্রের স্বচ্ছ মডেল নাকালের সময় বলের নড়াচড়া চিত্রিত করে।50 ঘন্টা পরে প্রাপ্ত চূড়ান্ত পাউডার পণ্যটি SUS 304 সাবস্ট্রেট (d) ঠান্ডা স্প্রে কোট করতে ব্যবহৃত হয়েছিল।
যখন এটি বাল্ক উপাদান পৃষ্ঠতলের (সাবস্ট্রেট) আসে, পৃষ্ঠ প্রকৌশল কিছু নির্দিষ্ট ভৌত, রাসায়নিক, এবং প্রযুক্তিগত বৈশিষ্ট্য প্রদান করার জন্য পৃষ্ঠতলের (সাবস্ট্রেট) নকশা এবং পরিবর্তন জড়িত যা মূল বাল্ক উপাদানে নেই।সারফেস ট্রিটমেন্টের মাধ্যমে কার্যকরীভাবে উন্নত করা যেতে পারে এমন কিছু বৈশিষ্ট্যের মধ্যে রয়েছে ঘর্ষণ, জারণ এবং জারা প্রতিরোধ, ঘর্ষণ সহগ, জৈব নিষ্ক্রিয়তা, বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য এবং তাপ নিরোধক, শুধুমাত্র কয়েকটি নাম।ধাতুবিদ্যা, যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পদ্ধতি দ্বারা পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করা যেতে পারে।একটি সুপরিচিত প্রক্রিয়া হিসাবে, আবরণকে সহজভাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় উপাদানের এক বা একাধিক স্তর কৃত্রিমভাবে অন্য উপাদান থেকে তৈরি একটি বাল্ক বস্তুর (সাবস্ট্রেট) পৃষ্ঠে প্রয়োগ করা।এইভাবে, আবরণগুলি আংশিকভাবে কাঙ্ক্ষিত প্রযুক্তিগত বা আলংকারিক বৈশিষ্ট্যগুলি অর্জনের জন্য ব্যবহৃত হয়, সেইসাথে পরিবেশের সাথে প্রত্যাশিত রাসায়নিক এবং শারীরিক মিথস্ক্রিয়া থেকে উপকরণগুলিকে রক্ষা করার জন্য23।
কয়েকটি মাইক্রোমিটার (10-20 মাইক্রোমিটারের নিচে) থেকে 30 মাইক্রোমিটারের বেশি বা এমনকি কয়েক মিলিমিটার বেধ পর্যন্ত উপযুক্ত প্রতিরক্ষামূলক স্তর প্রয়োগ করতে বিভিন্ন পদ্ধতি এবং কৌশল ব্যবহার করা যেতে পারে।সাধারণভাবে, আবরণ প্রক্রিয়াগুলিকে দুটি বিভাগে ভাগ করা যায়: (i) ইলেক্ট্রোপ্লেটিং, ইলেক্ট্রোপ্লেটিং এবং হট ডিপ গ্যালভানাইজিং সহ ভেজা আবরণ পদ্ধতি এবং (ii) সোল্ডারিং, হার্ডফেসিং, শারীরিক বাষ্প জমা (PVD) সহ শুষ্ক আবরণ পদ্ধতি।), রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD), তাপ স্প্রে কৌশল, এবং অতি সম্প্রতি ঠান্ডা স্প্রে কৌশল 24 (চিত্র 1d)।
বায়োফিল্মগুলিকে অণুজীব সম্প্রদায় হিসাবে সংজ্ঞায়িত করা হয় যা অপরিবর্তনীয়ভাবে পৃষ্ঠের সাথে সংযুক্ত থাকে এবং স্ব-উত্পাদিত এক্সট্রা সেলুলার পলিমার (ইপিএস) দ্বারা বেষ্টিত থাকে।একটি অতি পরিপক্ক বায়োফিল্ম গঠন খাদ্য প্রক্রিয়াকরণ, জল ব্যবস্থা এবং স্বাস্থ্যসেবা সহ অনেক শিল্পে উল্লেখযোগ্য ক্ষতির কারণ হতে পারে।মানুষের মধ্যে, বায়োফিল্ম গঠনের সাথে, জীবাণু সংক্রমণের 80% এরও বেশি ক্ষেত্রে (এন্টেরোব্যাক্টেরিয়াসি এবং স্ট্যাফিলোকোকি সহ) চিকিত্সা করা কঠিন।এছাড়াও, প্ল্যাঙ্কটোনিক ব্যাকটেরিয়া কোষের তুলনায় পরিপক্ক বায়োফিল্মগুলি অ্যান্টিবায়োটিক চিকিত্সার জন্য 1000 গুণ বেশি প্রতিরোধী বলে রিপোর্ট করা হয়েছে, যা একটি প্রধান থেরাপিউটিক চ্যালেঞ্জ হিসাবে বিবেচিত হয়।ঐতিহাসিকভাবে, সাধারণ জৈব যৌগ থেকে প্রাপ্ত অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পৃষ্ঠের আবরণ ব্যবহার করা হয়েছে।যদিও এই ধরনের উপকরণে প্রায়ই মানুষের জন্য সম্ভাব্য ক্ষতিকারক বিষাক্ত উপাদান থাকে, 25,26 এটি ব্যাকটেরিয়া সংক্রমণ এবং উপাদানের অবক্ষয় এড়াতে সাহায্য করতে পারে।
বায়োফিল্ম গঠনের কারণে অ্যান্টিবায়োটিক চিকিত্সার জন্য ব্যাপক ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধের কারণে একটি কার্যকর অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল মেমব্রেন লেপা পৃষ্ঠের বিকাশের প্রয়োজন দেখা দিয়েছে যা নিরাপদে প্রয়োগ করা যেতে পারে27।একটি ভৌত ​​বা রাসায়নিক অ্যান্টি-আঠালো পৃষ্ঠের বিকাশ যেখানে ব্যাকটেরিয়া কোষগুলি আনুগত্যের কারণে বায়োফিল্মগুলিকে আবদ্ধ করতে এবং গঠন করতে পারে না এই প্রক্রিয়ার প্রথম পদ্ধতি।দ্বিতীয় প্রযুক্তি হল এমন আবরণ তৈরি করা যা অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল রাসায়নিক সরবরাহ করে যেখানে তাদের প্রয়োজন হয়, অত্যন্ত ঘনীভূত এবং উপযোগী পরিমাণে।এটি গ্রাফিন/জার্মানিয়াম28, ব্ল্যাক ডায়মন্ড29 এবং ZnO30-ডোপড ডায়মন্ডের মতো কার্বন আবরণের মতো অনন্য আবরণ উপাদানগুলির বিকাশের মাধ্যমে অর্জন করা হয় যা ব্যাকটেরিয়া প্রতিরোধী, এমন একটি প্রযুক্তি যা বায়োফিল্ম গঠনের কারণে বিষাক্ততা এবং প্রতিরোধের বিকাশকে সর্বাধিক করে তোলে।এছাড়াও, জীবাণুনাশক রাসায়নিকযুক্ত আবরণ যা ব্যাকটেরিয়া দূষণের বিরুদ্ধে দীর্ঘমেয়াদী সুরক্ষা প্রদান করে তা ক্রমশ জনপ্রিয় হয়ে উঠছে।যদিও তিনটি পদ্ধতিই প্রলিপ্ত পৃষ্ঠে অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল ক্রিয়াকলাপ প্রয়োগ করতে সক্ষম, প্রত্যেকটির নিজস্ব সীমাবদ্ধতা রয়েছে যা একটি প্রয়োগ কৌশল তৈরি করার সময় বিবেচনা করা উচিত।
বর্তমানে বাজারে থাকা পণ্যগুলি জৈবিকভাবে সক্রিয় উপাদানগুলির জন্য প্রতিরক্ষামূলক আবরণগুলি বিশ্লেষণ এবং পরীক্ষা করার জন্য সময়ের অভাব দ্বারা বাধাগ্রস্ত হয়।কোম্পানিগুলি দাবি করে যে তাদের পণ্যগুলি ব্যবহারকারীদের পছন্দসই কার্যকরী দিকগুলি সরবরাহ করবে, তবে এটি বর্তমানে বাজারে থাকা পণ্যগুলির সাফল্যের পথে বাধা হয়ে দাঁড়িয়েছে।রূপা থেকে প্রাপ্ত যৌগগুলি বর্তমানে ভোক্তাদের কাছে উপলব্ধ বেশিরভাগ অ্যান্টিমাইক্রোবিয়ালগুলিতে ব্যবহৃত হয়।এই পণ্যগুলি ব্যবহারকারীদের মাইক্রো-অর্গানিজমের সম্ভাব্য ক্ষতিকারক এক্সপোজার থেকে রক্ষা করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।বিলম্বিত অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল প্রভাব এবং রূপালী যৌগের সাথে সম্পর্কিত বিষাক্ততা কম ক্ষতিকারক বিকল্প বিকাশের জন্য গবেষকদের উপর চাপ বাড়ায়36,37।ভিতরে এবং বাইরে কাজ করে এমন একটি গ্লোবাল অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল আবরণ তৈরি করা একটি চ্যালেঞ্জ।এটি সংশ্লিষ্ট স্বাস্থ্য এবং নিরাপত্তা ঝুঁকির সাথে আসে।একটি অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল এজেন্ট আবিষ্কার করা যা মানুষের জন্য কম ক্ষতিকারক এবং এটিকে কীভাবে লেপ সাবস্ট্রেটে যুক্ত করা যায় তা খুঁজে বের করা একটি দীর্ঘ শেলফ লাইফের জন্য অনেক বেশি লক্ষ্য38।সর্বশেষ অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল এবং অ্যান্টিবায়োফিল্ম উপাদানগুলি সরাসরি যোগাযোগের মাধ্যমে বা সক্রিয় এজেন্টের মুক্তির পরে ঘনিষ্ঠ পরিসরে ব্যাকটেরিয়াকে মেরে ফেলার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।তারা প্রাথমিক ব্যাকটেরিয়া আনুগত্য বাধা দিয়ে (পৃষ্ঠে প্রোটিন স্তর গঠন প্রতিরোধ সহ) বা কোষ প্রাচীরের সাথে হস্তক্ষেপ করে ব্যাকটেরিয়া হত্যা করে এটি করতে পারে।
মূলত, পৃষ্ঠের আবরণ হল পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করার জন্য একটি উপাদানের পৃষ্ঠে অন্য স্তর প্রয়োগ করার প্রক্রিয়া।একটি পৃষ্ঠ আবরণের উদ্দেশ্য হল একটি উপাদানের কাছাকাছি-পৃষ্ঠের অঞ্চলের মাইক্রোস্ট্রাকচার এবং/অথবা গঠন পরিবর্তন করা।সারফেস আবরণ পদ্ধতিগুলিকে বিভিন্ন পদ্ধতিতে ভাগ করা যেতে পারে, যা চিত্র 2a এ সংক্ষিপ্ত করা হয়েছে।আবরণ তৈরি করতে ব্যবহৃত পদ্ধতির উপর নির্ভর করে আবরণগুলিকে তাপীয়, রাসায়নিক, ভৌত এবং ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল বিভাগে ভাগ করা যেতে পারে।
(a) একটি ইনসেট প্রধান পৃষ্ঠ তৈরির কৌশলগুলি এবং (b) ঠান্ডা স্প্রে পদ্ধতির নির্বাচিত সুবিধা এবং অসুবিধাগুলি দেখায়।
কোল্ড স্প্রে প্রযুক্তির ঐতিহ্যগত থার্মাল স্প্রে কৌশলগুলির সাথে অনেক মিল রয়েছে।যাইহোক, কিছু মূল মৌলিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা ঠান্ডা স্প্রে প্রক্রিয়া এবং ঠান্ডা স্প্রে উপকরণগুলিকে বিশেষভাবে অনন্য করে তোলে।কোল্ড স্প্রে প্রযুক্তি এখনও তার শৈশবকালে, তবে এর একটি দুর্দান্ত ভবিষ্যত রয়েছে।কিছু ক্ষেত্রে, ঠান্ডা স্প্রে করার অনন্য বৈশিষ্ট্যগুলি প্রচলিত তাপ স্প্রে করার কৌশলগুলির সীমাবদ্ধতাগুলি অতিক্রম করে দুর্দান্ত সুবিধা দেয়।এটি ঐতিহ্যগত থার্মাল স্প্রে প্রযুক্তির উল্লেখযোগ্য সীমাবদ্ধতাগুলিকে অতিক্রম করে, যেখানে পাউডারটি একটি সাবস্ট্রেটে জমা করার জন্য গলতে হবে।স্পষ্টতই, এই প্রথাগত আবরণ প্রক্রিয়াটি ন্যানোক্রিস্টাল, ন্যানো পার্টিকেল, নিরাকার এবং ধাতব চশমা 40, 41, 42 এর মতো খুব তাপমাত্রা সংবেদনশীল পদার্থের জন্য উপযুক্ত নয়। উপরন্তু, তাপীয় স্প্রে আবরণ সামগ্রীতে সর্বদা উচ্চ স্তরের পোরোসিটি এবং অক্সাইড থাকে।থার্মাল স্প্রে প্রযুক্তির তুলনায় কোল্ড স্প্রে প্রযুক্তির অনেকগুলি উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে, যেমন (i) সাবস্ট্রেটে ন্যূনতম তাপ ইনপুট, (ii) সাবস্ট্রেট আবরণ বেছে নেওয়ার ক্ষেত্রে নমনীয়তা, (iii) কোন ফেজ রূপান্তর এবং শস্য বৃদ্ধি নয়, (iv) উচ্চ আঠালো শক্তি1 .39 (চিত্র 2b)।উপরন্তু, ঠান্ডা স্প্রে আবরণ উপকরণ উচ্চ জারা প্রতিরোধের, উচ্চ শক্তি এবং কঠোরতা, উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং উচ্চ ঘনত্ব 41 আছে.কোল্ড স্প্রে প্রক্রিয়ার সুবিধা থাকা সত্ত্বেও, এই পদ্ধতির এখনও কিছু ত্রুটি রয়েছে, যেমনটি চিত্র 2b এ দেখানো হয়েছে।যখন খাঁটি সিরামিক পাউডার যেমন Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, ইত্যাদি লেপ, ঠান্ডা স্প্রে পদ্ধতি ব্যবহার করা যাবে না।অন্যদিকে, সিরামিক/ধাতু কম্পোজিট পাউডারগুলি আবরণের কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে।একই অন্যান্য তাপ স্প্রে পদ্ধতির জন্য যায়.কঠিন পৃষ্ঠতল এবং পাইপ অভ্যন্তরীণ এখনও স্প্রে করা কঠিন।
বর্তমান কাজটি আবরণের জন্য প্রাথমিক উপকরণ হিসাবে ধাতব ভিট্রিয়াস পাউডার ব্যবহার করার জন্য নির্দেশিত হয়েছে তা বিবেচনা করে, এটি স্পষ্ট যে এই উদ্দেশ্যে প্রচলিত তাপ স্প্রে ব্যবহার করা যাবে না।এটি এই কারণে যে ধাতব কাঁচের গুঁড়ো উচ্চ তাপমাত্রায় স্ফটিক হয়ে যায়।
চিকিৎসা ও খাদ্য শিল্পে ব্যবহৃত বেশিরভাগ যন্ত্রগুলি অস্ত্রোপচারের যন্ত্রপাতি তৈরির জন্য 12 থেকে 20 wt.% এর ক্রোমিয়াম সামগ্রী সহ অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টিল অ্যালয় (SUS316 এবং SUS304) থেকে তৈরি।এটি সাধারণত গৃহীত হয় যে ইস্পাত সংকর ধাতুগুলিতে ক্রোমিয়াম ধাতুর ব্যবহার মান ইস্পাত খাদগুলির জারা প্রতিরোধের উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নতি করতে পারে।স্টেইনলেস স্টীল সংকর, তাদের উচ্চ জারা প্রতিরোধের সত্ত্বেও, উল্লেখযোগ্য antimicrobial বৈশিষ্ট্য নেই38,39.এটি তাদের উচ্চ জারা প্রতিরোধের সাথে বৈপরীত্য।এর পরে, সংক্রমণ এবং প্রদাহের বিকাশের পূর্বাভাস দেওয়া সম্ভব, যা মূলত স্টেইনলেস স্টীল বায়োমেটেরিয়ালের পৃষ্ঠে ব্যাকটেরিয়া আনুগত্য এবং উপনিবেশের কারণে হয়।ব্যাকটেরিয়া আনুগত্য এবং বায়োফিল্ম গঠনের পথের সাথে জড়িত উল্লেখযোগ্য অসুবিধাগুলির কারণে উল্লেখযোগ্য অসুবিধা দেখা দিতে পারে, যা খারাপ স্বাস্থ্যের দিকে পরিচালিত করতে পারে, যার অনেক পরিণতি হতে পারে যা প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে মানুষের স্বাস্থ্যকে প্রভাবিত করতে পারে।
এই অধ্যয়নটি কুয়েত ফাউন্ডেশন ফর দ্য অ্যাডভান্সমেন্ট অফ সায়েন্স (KFAS) দ্বারা অর্থায়নকৃত একটি প্রকল্পের প্রথম ধাপ, চুক্তি নং।2010-550401, এমএ প্রযুক্তি (টেবিল) ব্যবহার করে ধাতব গ্লাসী Cu-Zr-Ni টারনারি পাউডার উৎপাদনের সম্ভাব্যতা তদন্ত করতে।1) SUS304 অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল পৃষ্ঠ সুরক্ষা ফিল্ম / আবরণ উত্পাদনের জন্য।প্রকল্পের দ্বিতীয় পর্যায়, জানুয়ারী 2023 এ শুরু হওয়ার কারণে, গ্যালভানিক জারা বৈশিষ্ট্য এবং সিস্টেমের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি বিস্তারিতভাবে অধ্যয়ন করবে।বিভিন্ন ধরনের ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিস্তারিত মাইক্রোবায়োলজিক্যাল পরীক্ষা করা হবে।
এই নিবন্ধটি রূপগত এবং কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে গ্লাস গঠন ক্ষমতা (GFA) এর উপর Zr খাদ সামগ্রীর প্রভাব নিয়ে আলোচনা করে।উপরন্তু, পাউডার প্রলিপ্ত ধাতু গ্লাস/SUS304 যৌগিক এর অ্যান্টিব্যাকটেরিয়াল বৈশিষ্ট্যগুলিও আলোচনা করা হয়েছিল।এছাড়াও, গড়া ধাতব গ্লাস সিস্টেমের সুপারকুলড তরল অঞ্চলে ঠান্ডা স্প্রে করার সময় ধাতব কাচের গুঁড়োগুলির কাঠামোগত রূপান্তরের সম্ভাবনার তদন্তের জন্য চলমান কাজ চালানো হয়েছে।Cu50Zr30Ni20 এবং Cu50Zr20Ni30 ধাতব কাচের মিশ্রণগুলি এই গবেষণায় প্রতিনিধি উদাহরণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।
এই বিভাগটি নিম্ন-শক্তি বল মিলিংয়ের সময় মৌলিক Cu, Zr এবং Ni এর গুঁড়োতে রূপগত পরিবর্তনগুলি উপস্থাপন করে।Cu50Zr20Ni30 এবং Cu50Zr40Ni10 সমন্বিত দুটি ভিন্ন সিস্টেম দৃষ্টান্তমূলক উদাহরণ হিসেবে ব্যবহার করা হবে।এমএ প্রক্রিয়াটি তিনটি পৃথক পর্যায়ে বিভক্ত করা যেতে পারে, যেমন গ্রাইন্ডিং পর্যায়ে প্রাপ্ত পাউডারের মেটালোগ্রাফিক বৈশিষ্ট্য দ্বারা প্রমাণিত হয় (চিত্র 3)।
বল গ্রাইন্ডিং এর বিভিন্ন ধাপের পর প্রাপ্ত মেকানিক্যাল অ্যালয় (MA) এর গুঁড়োগুলির ধাতব বৈশিষ্ট্য।ফিল্ড এমিশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (FE-SEM) MA এবং Cu50Zr40Ni10 পাউডারের চিত্রগুলি 3, 12 এবং 50 ঘন্টার জন্য কম শক্তি বল মিলিংয়ের পরে প্রাপ্ত চিত্রগুলি Cu50Zr20Ni30 সিস্টেমের জন্য (a), (c) এবং (e) এ দেখানো হয়েছে, একই MA এ থাকাকালীন।সময়ের পরে নেওয়া Cu50Zr40Ni10 সিস্টেমের সংশ্লিষ্ট চিত্রগুলি (b), (d), এবং (f) এ দেখানো হয়েছে।
বল মিলিংয়ের সময়, কার্যকর গতিশক্তি যা ধাতব পাউডারে স্থানান্তরিত হতে পারে তা পরামিতিগুলির সংমিশ্রণ দ্বারা প্রভাবিত হয়, যেমন চিত্র 1a এ দেখানো হয়েছে।এর মধ্যে রয়েছে বল এবং পাউডারের মধ্যে সংঘর্ষ, গ্রাইন্ডিং মিডিয়ার মধ্যে আটকে থাকা পাউডারের শিয়ার কম্প্রেশন, পড়ে যাওয়া বলের প্রভাব, একটি বল মিলের চলমান দেহের মধ্যে পাউডার টানার কারণে শিয়ার এবং পরিধান এবং লোডেড কালচারের মাধ্যমে ছড়িয়ে পড়া বলের মধ্য দিয়ে যাওয়া একটি শক ওয়েভ (চিত্র 1a)। Элементарные порошки Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за холодной сварки на ранней стадии МА (3 ч), что привецбокрючаку сильно порошка (> 1 mm в diaметре)। প্রাথমিক Cu, Zr, এবং Ni পাউডারগুলি MA (3 h) এর প্রাথমিক পর্যায়ে ঠান্ডা ঢালাইয়ের কারণে মারাত্মকভাবে বিকৃত হয়েছিল, যার ফলে বড় পাউডার কণা (> 1 মিমি ব্যাস) তৈরি হয়েছিল।এই বৃহৎ যৌগিক কণাগুলিকে অ্যালোয়িং উপাদানগুলির পুরু স্তর (Cu, Zr, Ni) গঠনের দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে, যেমনটি চিত্রে দেখানো হয়েছে।3a, b.MA সময় 12 ঘন্টা (মধ্যবর্তী পর্যায়) বৃদ্ধির ফলে বল মিলের গতিশক্তি বৃদ্ধি পায়, যার ফলে যৌগিক পাউডারটি ছোট পাউডারে পরিণত হয় (200 μm এর কম), যেমন চিত্র 3c, সিটিতে দেখানো হয়েছে।এই পর্যায়ে, প্রয়োগকৃত শিয়ার ফোর্স পাতলা Cu, Zr, Ni ইঙ্গিত স্তর সহ একটি নতুন ধাতব পৃষ্ঠের গঠনের দিকে নিয়ে যায়, যেমন চিত্র 3c, d-এ দেখানো হয়েছে।ফ্লেক্সের ইন্টারফেসে স্তরগুলি নাকালের ফলস্বরূপ, নতুন পর্যায়গুলির গঠনের সাথে কঠিন-পর্যায়ের প্রতিক্রিয়া ঘটে।
এমএ প্রক্রিয়ার ক্লাইম্যাক্সে (50 ঘণ্টার পরে), ফ্লেক মেটালোগ্রাফি খুব কমই লক্ষণীয় ছিল (চিত্র 3e, f), এবং পাউডারের পালিশ করা পৃষ্ঠে মিরর মেটালোগ্রাফি পর্যবেক্ষণ করা হয়েছিল।এর মানে হল যে এমএ প্রক্রিয়া সম্পন্ন হয়েছিল এবং একটি একক প্রতিক্রিয়া পর্যায় তৈরি হয়েছিল।ডুমুরে নির্দেশিত অঞ্চলগুলির মৌলিক রচনা।3e (I, II, III), f, v, vi) শক্তি বিচ্ছুরণকারী এক্স-রে স্পেকট্রোস্কোপি (EDS) এর সংমিশ্রণে ফিল্ড এমিশন স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (FE-SEM) ব্যবহার করে নির্ধারণ করা হয়েছিল।(IV)।
টেবিলে.অ্যালোয়িং উপাদানগুলির 2টি মৌলিক ঘনত্ব ডুমুরে নির্বাচিত প্রতিটি অঞ্চলের মোট ভরের শতাংশ হিসাবে দেখানো হয়েছে।3e, চ।সারণী 1-এ দেওয়া Cu50Zr20Ni30 এবং Cu50Zr40Ni10-এর প্রাথমিক নামমাত্র রচনাগুলির সাথে এই ফলাফলগুলির তুলনা করা দেখায় যে এই দুটি চূড়ান্ত পণ্যের রচনাগুলি নামমাত্র রচনাগুলির খুব কাছাকাছি।উপরন্তু, চিত্র 3e,f-এ তালিকাভুক্ত অঞ্চলগুলির জন্য উপাদানগুলির আপেক্ষিক মানগুলি এক অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে প্রতিটি নমুনার গঠনে উল্লেখযোগ্য অবনতি বা তারতম্যের পরামর্শ দেয় না।এটি প্রমাণ করে যে এক অঞ্চল থেকে অন্য অঞ্চলে রচনার কোনও পরিবর্তন নেই।এটি সারণি 2 এ দেখানো হিসাবে অভিন্ন খাদ পাউডার উত্পাদন নির্দেশ করে।
Cu50(Zr50-xNix) চূড়ান্ত পণ্য পাউডারের FE-SEM মাইক্রোগ্রাফগুলি 50 MA বার পরে প্রাপ্ত হয়েছিল, যেমন চিত্র 4a-d-এ দেখানো হয়েছে, যেখানে x যথাক্রমে 10, 20, 30 এবং 40 এ.%।এই গ্রাইন্ডিং ধাপের পরে, ভ্যান ডার ওয়ালস প্রভাবের কারণে পাউডারটি একত্রিত হয়, যা চিত্র 4-এ দেখানো হিসাবে 73 থেকে 126 এনএম ব্যাস সহ অতি সূক্ষ্ম কণা সমন্বিত বৃহৎ সমষ্টি গঠনের দিকে পরিচালিত করে।
Cu50(Zr50-xNix) পাউডারের রূপগত বৈশিষ্ট্য 50-ঘন্টা MA পরে প্রাপ্ত।Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 সিস্টেমের জন্য, 50 MA পরে প্রাপ্ত পাউডারগুলির FE-SEM চিত্রগুলি যথাক্রমে (a), (b), (c), এবং (d) এ দেখানো হয়েছে।
কোল্ড স্প্রে ফিডারে পাউডারগুলি লোড করার আগে, সেগুলিকে প্রথমে 15 মিনিটের জন্য বিশ্লেষণাত্মক গ্রেড ইথানলে সোনিকেট করা হয়েছিল এবং তারপর 150 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 2 ঘন্টার জন্য শুকানো হয়েছিল।এই পদক্ষেপটি সফলভাবে সমষ্টির বিরুদ্ধে লড়াই করতে হবে, যা প্রায়শই আবরণ প্রক্রিয়ায় অনেক গুরুতর সমস্যা সৃষ্টি করে।এমএ প্রক্রিয়া সমাপ্তির পরে, খাদ পাউডারগুলির একজাতীয়তা তদন্ত করার জন্য আরও গবেষণা করা হয়েছিল।ডুমুর উপর.5a–d যথাক্রমে 50 ঘন্টা সময় M পরে নেওয়া Cu50Zr30Ni20 সংকর ধাতুর Cu, Zr এবং Ni সংকর উপাদানগুলির FE-SEM মাইক্রোগ্রাফ এবং সংশ্লিষ্ট EDS চিত্রগুলি দেখায়।এটি লক্ষ করা উচিত যে এই ধাপের পরে প্রাপ্ত সংকর ধাতুগুলি একজাতীয়, কারণ তারা সাব-ন্যানোমিটার স্তরের বাইরে কোন রচনা ওঠানামা প্রদর্শন করে না, যেমন চিত্র 5 এ দেখানো হয়েছে।
FE-SEM/Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) দ্বারা 50 MA পরে প্রাপ্ত MG Cu50Zr30Ni20 পাউডারে উপাদানগুলির রূপবিদ্যা এবং স্থানীয় বন্টন।(a) SEM এবং X-ray EDS ইমেজিং (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα, এবং (d) Ni-Kα।
50-ঘন্টা MA পরে প্রাপ্ত যান্ত্রিকভাবে মিশ্রিত Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, এবং Cu50Zr20Ni30 পাউডারগুলির এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্নগুলি ডুমুরে দেখানো হয়েছে।6a-d, যথাক্রমে।এই গ্রাইন্ডিং স্টেজের পরে, বিভিন্ন Zr ঘনত্ব সহ সমস্ত নমুনাগুলির বৈশিষ্ট্যযুক্ত হ্যালো ডিফিউশন প্যাটার্ন সহ নিরাকার কাঠামো ছিল চিত্র 6 এ দেখানো হয়েছে।
50 ঘন্টার জন্য MA পরে Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), এবং Cu50Zr20Ni30 (d) পাউডারগুলির এক্স-রে বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন।একটি হ্যালো-ডিফিউশন প্যাটার্ন ব্যতিক্রম ছাড়াই সমস্ত নমুনায় পরিলক্ষিত হয়েছিল, যা একটি নিরাকার পর্যায় গঠনের ইঙ্গিত দেয়।
উচ্চ রেজোলিউশন ফিল্ড ইমিশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (FE-HRTEM) কাঠামোগত পরিবর্তনগুলি পর্যবেক্ষণ করতে এবং বিভিন্ন এমএ সময়ে বল মিলিংয়ের ফলে পাউডারগুলির স্থানীয় কাঠামো বোঝার জন্য ব্যবহৃত হয়েছিল।Cu50Zr30Ni20 এবং Cu50Zr40Ni10 পাউডার নাকালের প্রাথমিক (6 h) এবং মধ্যবর্তী (18 h) পর্যায়গুলির পরে FE-HRTEM পদ্ধতি দ্বারা প্রাপ্ত পাউডারগুলির চিত্রগুলি ডুমুরে দেখানো হয়েছে।7a, যথাক্রমে।MA এর 6 ঘন্টা পরে প্রাপ্ত পাউডারের উজ্জ্বল-ক্ষেত্র ইমেজ (BFI) অনুসারে, পাউডারে fcc-Cu, hcp-Zr, এবং fcc-Ni উপাদানগুলির স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত সীমানা সহ বড় দানা রয়েছে এবং একটি প্রতিক্রিয়া পর্যায় গঠনের কোন লক্ষণ নেই, যেমন চিত্র 7a এ দেখানো হয়েছে।উপরন্তু, মধ্য অঞ্চল থেকে নেওয়া একটি পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত নির্বাচিত এলাকা বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন (SADP) একটি তীক্ষ্ণ বিচ্ছুরণ প্যাটার্ন (চিত্র 7b) প্রকাশ করেছে যা বৃহৎ ক্রিস্টালাইটের উপস্থিতি এবং একটি প্রতিক্রিয়াশীল পর্যায়ের অনুপস্থিতি নির্দেশ করে।
প্রাথমিক (6 h) এবং মধ্যবর্তী (18 h) পর্যায়ের পরে প্রাপ্ত এমএ পাউডারের স্থানীয় কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য।(a) উচ্চ রেজোলিউশন ফিল্ড এমিশন ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (FE-HRTEM) এবং (b) 6 ঘন্টার জন্য MA চিকিত্সার পরে Cu50Zr30Ni20 পাউডারের সংশ্লিষ্ট নির্বাচিত এলাকা ডিফ্র্যাক্টোগ্রাম (SADP)।18-ঘন্টা MA পরে প্রাপ্ত Cu50Zr40Ni10 এর FE-HRTEM চিত্রটি (c) এ দেখানো হয়েছে।
ডুমুর হিসাবে দেখানো হয়েছে.7c, MA এর সময়কাল 18 ঘন্টা বৃদ্ধির ফলে প্লাস্টিকের বিকৃতির সাথে সংমিশ্রণে গুরুতর জালির ত্রুটি দেখা দেয়।এমএ প্রক্রিয়ার এই মধ্যবর্তী পর্যায়ে, পাউডারে বিভিন্ন ত্রুটি দেখা যায়, যার মধ্যে স্ট্যাকিং ফল্ট, জালির ত্রুটি এবং পয়েন্ট ত্রুটি (চিত্র 7) রয়েছে।এই ত্রুটিগুলি শস্যের সীমানা বরাবর বড় শস্যগুলিকে 20 nm আকারের (চিত্র 7c) থেকে ছোট সাবগ্রেনে পরিণত করে।
36 h MA এর জন্য milled Cu50Z30Ni20 পাউডারের স্থানীয় কাঠামোটি একটি নিরাকার পাতলা ম্যাট্রিক্সে এমবেড করা অতি সূক্ষ্ম ন্যানোগ্রেইনের গঠন দ্বারা চিহ্নিত করা হয়েছে, যেমন চিত্র 8a এ দেখানো হয়েছে।EMF-এর একটি স্থানীয় বিশ্লেষণ দেখিয়েছে যে ডুমুরে দেখানো ন্যানোক্লাস্টারগুলি।8a অপরিশোধিত Cu, Zr এবং Ni পাউডার মিশ্রণের সাথে যুক্ত।ম্যাট্রিক্সে Cu-এর বিষয়বস্তু ~32 at.% (দরিদ্র অঞ্চল) থেকে ~74 at.% (ধনী অঞ্চল), যা ভিন্নজাত পণ্যের গঠন নির্দেশ করে।উপরন্তু, এই ধাপে মিলিং করার পরে প্রাপ্ত গুঁড়োগুলির সংশ্লিষ্ট SADPগুলি দেখায় প্রাথমিক এবং সেকেন্ডারি হ্যালো-ডিফিউশন নিরাকার ফেজ রিংগুলি এই অপরিশোধিত অ্যালোয়িং উপাদানগুলির সাথে যুক্ত তীক্ষ্ণ বিন্দুগুলির সাথে ওভারল্যাপিং দেখায়, যেমন চিত্র 8b এ দেখানো হয়েছে।
বিয়ন্ড 36 h-Cu50Zr30Ni20 পাউডারের ন্যানোস্কেল স্থানীয় কাঠামোগত বৈশিষ্ট্য।(a) উজ্জ্বল ক্ষেত্র চিত্র (BFI) এবং সংশ্লিষ্ট (b) Cu50Zr30Ni20 পাউডারের SADP 36 ঘন্টা MA এর জন্য মিলিংয়ের পরে প্রাপ্ত।
MA প্রক্রিয়ার শেষের দিকে (50 h), Cu50(Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, এবং 40 at.% পাউডার, ব্যতিক্রম ছাড়াই, চিত্রে দেখানো হিসাবে নিরাকার পর্যায়ের একটি গোলকধাঁধা আকার বিদ্যা আছে।প্রতিটি রচনার সংশ্লিষ্ট SADS-এ বিন্দু বিচ্ছুরণ বা তীক্ষ্ণ বৃত্তাকার নিদর্শন সনাক্ত করা যায়নি।এটি অপরিশোধিত স্ফটিক ধাতুর অনুপস্থিতিকে নির্দেশ করে, বরং একটি নিরাকার খাদ পাউডারের গঠন।এই পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত SADPগুলি হ্যালো ডিফিউশন নিদর্শনগুলিকেও চূড়ান্ত পণ্য সামগ্রীতে নিরাকার পর্যায়গুলির বিকাশের প্রমাণ হিসাবে ব্যবহৃত হয়েছিল।
Cu50 MS সিস্টেমের (Zr50-xNix) চূড়ান্ত পণ্যের স্থানীয় কাঠামো।(a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, এবং (d) Cu50Zr10Ni40 এর FE-HRTEM এবং পারস্পরিক সম্পর্কযুক্ত ন্যানোবিম ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন (NBDP) 50 ঘন্টা MA পরে প্রাপ্ত।
ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমিট্রি ব্যবহার করে, কাচের স্থানান্তর তাপমাত্রা (Tg), সুপারকুলড লিকুইড অঞ্চল (ΔTx) এবং স্ফটিককরণ তাপমাত্রা (Tx) এর তাপীয় স্থিতিশীলতা Cu50(Zr50-xNix) নিরাকার সিস্টেমে Ni (x) এর বিষয়বস্তুর উপর নির্ভর করে অধ্যয়ন করা হয়েছিল।(DSC) He গ্যাস প্রবাহের বৈশিষ্ট্য।50 ঘন্টার জন্য MA পরে প্রাপ্ত Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, এবং Cu50Zr10Ni40 নিরাকার মিশ্রণের পাউডারগুলির DSC বক্ররেখা ডুমুরে দেখানো হয়েছে।10a, b, e, যথাক্রমে।যদিও নিরাকার Cu50Zr20Ni30 এর DSC বক্ররেখা চিত্রে আলাদাভাবে দেখানো হয়েছে। 10ম শতাব্দীতে, একটি Cu50Zr30Ni20 নমুনা DSC-তে ~700°C-তে উত্তপ্ত করা হয়েছে চিত্র 10g-এ দেখানো হয়েছে।
50 ঘন্টার জন্য MA পরে প্রাপ্ত Cu50(Zr50-xNix) MG পাউডারগুলির তাপীয় স্থিতিশীলতা গ্লাস ট্রানজিশন তাপমাত্রা (Tg), ক্রিস্টালাইজেশন তাপমাত্রা (Tx) এবং সুপারকুলড তরল অঞ্চল (ΔTx) দ্বারা নির্ধারিত হয়।50 ঘন্টার জন্য MA পরে Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), এবং (e) Cu50Zr10Ni40 MG অ্যালয় পাউডারগুলির ডিফারেনশিয়াল স্ক্যানিং ক্যালোরিমিটার (DSC) পাউডারগুলির থার্মোগ্রাম।একটি Cu50Zr30Ni20 নমুনার একটি এক্স-রে ডিফ্র্যাকশন প্যাটার্ন (XRD) DSC-তে ~700°C এ উত্তপ্ত (d) দেখানো হয়েছে।
চিত্র 10-এ দেখানো হয়েছে, বিভিন্ন নিকেল ঘনত্ব (x) সহ সমস্ত রচনার জন্য DSC বক্ররেখা দুটি ভিন্ন ক্ষেত্রে নির্দেশ করে, একটি এন্ডোথার্মিক এবং অন্যটি এক্সোথার্মিক।প্রথম এন্ডোথার্মিক ইভেন্টটি Tg এর সাথে মিলে যায় এবং দ্বিতীয়টি Tx এর সাথে সম্পর্কিত।অনুভূমিক স্প্যান এলাকা যা Tg এবং Tx এর মধ্যে বিদ্যমান তাকে বলা হয় সাবকুলড লিকুইড এরিয়া (ΔTx = Tx – Tg)।ফলাফলগুলি দেখায় যে Cu50Zr40Ni10 নমুনা (চিত্র 10a) এর Tg এবং Tx 526°C এবং 612°C তে রাখা বিষয়বস্তুকে (x) 20% পর্যন্ত 482°C এবং 563°C এর নিম্ন তাপমাত্রার দিকে স্থানান্তরিত করে।°C ক্রমবর্ধমান Ni সামগ্রীর সাথে (x), যথাক্রমে, চিত্র 10b এ দেখানো হয়েছে।ফলস্বরূপ, Cu50Zr30Ni20 (চিত্র 10b) এর জন্য ΔTx Cu50Zr40Ni10 86°С (চিত্র 10a) থেকে 81°С এ কমে যায়।MC Cu50Zr40Ni10 সংকর ধাতুর জন্য, Tg, Tx, এবং ΔTx-এর মানের 447°С, 526°С, এবং 79°С স্তরে হ্রাসও পরিলক্ষিত হয়েছে (চিত্র 10b)।এটি ইঙ্গিত দেয় যে Ni সামগ্রীর বৃদ্ধি এমএস খাদটির তাপীয় স্থিতিশীলতা হ্রাসের দিকে নিয়ে যায়।বিপরীতে, MC Cu50Zr20Ni30 সংকর ধাতুর Tg (507 °C) এর মান MC Cu50Zr40Ni10 খাদের চেয়ে কম;তবুও, এর Tx এর সাথে তুলনীয় একটি মান দেখায় (612 °C)।অতএব, ΔTx-এর উচ্চতর মান (87°C) যেমন চিত্রে দেখানো হয়েছে।10 শতক
Cu50(Zr50-xNix) MC সিস্টেম, Cu50Zr20Ni30 MC খাদকে উদাহরণ হিসেবে ব্যবহার করে, একটি তীক্ষ্ণ এক্সোথার্মিক পিক দিয়ে fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10, এবং orthorhombic-ZrNi ফেজ এফসি (Figsline) তে স্ফটিক করে।নিরাকার থেকে ক্রিস্টালাইনে এই পর্যায়ের রূপান্তরটি এমজি নমুনার (চিত্র 10d) এক্স-রে বিবর্তন বিশ্লেষণ দ্বারা নিশ্চিত করা হয়েছিল যা DSC-তে 700 °C এ উত্তপ্ত হয়েছিল।
ডুমুর উপর.11 বর্তমান কাজের মধ্যে ঠান্ডা স্প্রে প্রক্রিয়া চলাকালীন তোলা ফটোগ্রাফ দেখায়।এই গবেষণায়, 50 ঘন্টার জন্য MA পরে সংশ্লেষিত ধাতব গ্লাসী পাউডার কণাগুলি (উদাহরণ হিসাবে Cu50Zr20Ni30 ব্যবহার করে) একটি জীবাণুরোধী কাঁচামাল হিসাবে ব্যবহার করা হয়েছিল এবং একটি স্টেইনলেস স্টিল প্লেট (SUS304) কোল্ড স্প্রে লেপা ছিল।কোল্ড স্প্রে পদ্ধতিটি থার্মাল স্প্রে প্রযুক্তি সিরিজে আবরণের জন্য বেছে নেওয়া হয়েছিল কারণ এটি তাপ স্প্রে প্রযুক্তি সিরিজের সবচেয়ে কার্যকর পদ্ধতি যেখানে এটি ধাতব মেটাস্টেবল তাপ সংবেদনশীল উপকরণ যেমন নিরাকার এবং ন্যানোক্রিস্টালাইন পাউডারগুলির জন্য ব্যবহার করা যেতে পারে।ফেজ সাপেক্ষে না.রূপান্তরএই পদ্ধতিটি বেছে নেওয়ার প্রধান কারণ এটি।ঠান্ডা জমার প্রক্রিয়াটি উচ্চ-বেগযুক্ত কণা ব্যবহার করে সঞ্চালিত হয় যা কণার গতিশক্তিকে প্লাস্টিকের বিকৃতি, বিকৃতি এবং স্তর বা পূর্বে জমা হওয়া কণাগুলির সাথে প্রভাবে তাপে রূপান্তরিত করে।
ফিল্ড ফটোগ্রাফগুলি 550 ডিগ্রি সেলসিয়াসে MG/SUS 304 এর পরপর পাঁচটি প্রস্তুতির জন্য ব্যবহৃত ঠান্ডা স্প্রে পদ্ধতি দেখায়।
কণার গতিশক্তি, সেইসাথে আবরণ গঠনের সময় প্রতিটি কণার গতিবেগকে অবশ্যই প্লাস্টিকের বিকৃতি (প্রাথমিক কণা এবং ম্যাট্রিক্সে আন্তঃকণার মিথস্ক্রিয়া এবং কণার মিথস্ক্রিয়া), কঠিন পদার্থের আন্তঃস্থায়ী গিঁট, কণার মধ্যে ঘূর্ণন, সীমাবদ্ধতা এবং কণার মধ্যে ঘূর্ণন সীমাবদ্ধ না হলে, প্লাস্টিকের বিকৃতির মতো প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে শক্তির অন্যান্য রূপগুলিতে রূপান্তরিত হতে হবে। গতিশক্তি তাপ শক্তি এবং বিকৃতি শক্তিতে রূপান্তরিত হয়, ফলাফলটি একটি স্থিতিস্থাপক সংঘর্ষ হবে, যার অর্থ কণাগুলি প্রভাবের পরে কেবল বাউন্স হয়ে যায়।এটি লক্ষ করা গেছে যে কণা/সাবস্ট্রেট উপাদানে প্রয়োগ করা প্রভাব শক্তির 90% স্থানীয় তাপে রূপান্তরিত হয় 40।উপরন্তু, যখন প্রভাব চাপ প্রয়োগ করা হয়, উচ্চ প্লাস্টিকের স্ট্রেন হার খুব অল্প সময়ের মধ্যে কণা/সাবস্ট্রেট যোগাযোগ অঞ্চলে অর্জন করা হয়41,42।
প্লাস্টিকের বিকৃতিকে সাধারণত শক্তি অপসারণের প্রক্রিয়া হিসাবে বিবেচনা করা হয়, বা বরং ইন্টারফেসিয়াল অঞ্চলে তাপের উত্স হিসাবে বিবেচনা করা হয়।যাইহোক, ইন্টারফেসিয়াল অঞ্চলে তাপমাত্রা বৃদ্ধি সাধারণত ইন্টারফেসিয়াল গলে যাওয়া বা পরমাণুর পারস্পরিক প্রসারণের উল্লেখযোগ্য উদ্দীপনার জন্য যথেষ্ট নয়।কোল্ড স্প্রে কৌশল ব্যবহার করার সময় পাউডার আনুগত্য এবং বসতি স্থাপনের উপর এই ধাতব ভিট্রিয়াস পাউডারগুলির বৈশিষ্ট্যগুলির প্রভাব সম্পর্কে লেখকদের পরিচিত কোনও প্রকাশনা তদন্ত করেনি।
এমজি Cu50Zr20Ni30 খাদ পাউডারের BFI চিত্র 12a-তে দেখা যায়, যা SUS 304 সাবস্ট্রেট (চিত্র 11, 12b) এ জমা করা হয়েছিল।চিত্র থেকে দেখা যায়, প্রলিপ্ত পাউডারগুলি তাদের আসল নিরাকার গঠন বজায় রাখে কারণ তাদের একটি সূক্ষ্ম গোলকধাঁধা কাঠামো রয়েছে যা কোনো স্ফটিক বৈশিষ্ট্য বা জালির ত্রুটি ছাড়াই।অন্যদিকে, চিত্রটি একটি বিদেশী পর্যায়ের উপস্থিতি নির্দেশ করে, যেমনটি এমজি-কোটেড পাউডার ম্যাট্রিক্স (চিত্র 12a) এর অন্তর্ভুক্ত ন্যানো পার্টিকেলস দ্বারা প্রমাণিত।চিত্র 12c অঞ্চল I (চিত্র 12a) এর সাথে যুক্ত সূচকযুক্ত ন্যানোবিম ডিফ্রাকশন প্যাটার্ন (NBDP) দেখায়।ডুমুর হিসাবে দেখানো হয়েছে.12c, NBDP নিরাকার কাঠামোর একটি দুর্বল হ্যালো-ডিফিউশন প্যাটার্ন প্রদর্শন করে এবং একটি স্ফটিক বৃহৎ ঘনক মেটাস্টেবল Zr2Ni ফেজ প্লাস একটি টেট্রাগোনাল CuO ফেজের সাথে সম্পর্কিত তীক্ষ্ণ দাগের সাথে সহাবস্থান করে।সুপারসনিক প্রবাহে খোলা বাতাসে স্প্রে বন্দুকের অগ্রভাগ থেকে SUS 304 এ যাওয়ার সময় পাউডারের অক্সিডেশন দ্বারা CuO গঠন ব্যাখ্যা করা যেতে পারে।অন্যদিকে, ধাতব গ্লাসী পাউডারের বিশুদ্ধকরণের ফলে 550 ডিগ্রি সেলসিয়াসে 30 মিনিটের জন্য ঠান্ডা স্প্রে চিকিত্সার পরে বড় ঘন পর্যায়গুলি তৈরি হয়।
(a) MG পাউডারের FE-HRTEM চিত্র জমা হয়েছে (b) SUS 304 সাবস্ট্রেট (চিত্র ইনসেট)।বৃত্তাকার প্রতীকের NBDP সূচকটি (a) এ দেখানো হয়েছে (c)।
বড় কিউবিক Zr2Ni ন্যানো পার্টিকেল গঠনের জন্য এই সম্ভাব্য প্রক্রিয়াটি পরীক্ষা করার জন্য, একটি স্বাধীন পরীক্ষা চালানো হয়েছিল।এই পরীক্ষায়, SUS 304 সাবস্ট্রেটের দিকে 550 ডিগ্রি সেলসিয়াসে একটি অ্যাটোমাইজার থেকে গুঁড়ো স্প্রে করা হয়েছিল;যাইহোক, অ্যানিলিং প্রভাব নির্ধারণ করতে, যত তাড়াতাড়ি সম্ভব SUS304 স্ট্রিপ থেকে গুঁড়োগুলি সরানো হয়েছিল (প্রায় 60 সেকেন্ড)।)পরীক্ষা-নিরীক্ষার আরেকটি সিরিজ করা হয়েছিল যেখানে প্রয়োগের প্রায় 180 সেকেন্ড পরে সাবস্ট্রেট থেকে পাউডারটি সরানো হয়েছিল।
চিত্র 13a,b দেখায় স্ক্যানিং ট্রান্সমিশন ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (STEM) ডার্ক ফিল্ড (DFI) দুটি স্পুটারড পদার্থের ছবি যা SUS 304 সাবস্ট্রেটে যথাক্রমে 60 s এবং 180 s এর জন্য জমা করা হয়েছে।60 সেকেন্ডের জন্য জমা করা পাউডার চিত্রটিতে রূপগত বিবরণের অভাব রয়েছে, যা বৈশিষ্ট্যহীনতা দেখাচ্ছে (চিত্র 13a)।এটি XRD দ্বারাও নিশ্চিত করা হয়েছিল, যা দেখায় যে এই গুঁড়োগুলির সামগ্রিক গঠন নিরাকার ছিল, যেমনটি চিত্র 14a এ দেখানো বিস্তৃত প্রাথমিক এবং মাধ্যমিক বিচ্ছুরণ শিখর দ্বারা নির্দেশিত।এটি metastable/mesophase precipitates এর অনুপস্থিতি নির্দেশ করে, যেখানে পাউডারটি তার মূল নিরাকার গঠন ধরে রাখে।বিপরীতে, একই তাপমাত্রায় (550°C) জমা করা পাউডার কিন্তু 180 সেকেন্ডের জন্য সাবস্ট্রেটে রেখে দেওয়া ন্যানোসাইজড শস্যের জমা দেখায়, যেমনটি চিত্র 13বি-তে তীর দ্বারা দেখানো হয়েছে।