Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tacaíocht teoranta ag an leagan brabhsálaí atá in úsáid agat do CSS. Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó modh comhoiriúnachta a mhúchadh in Internet Explorer). Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánfaimid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Is gné thábhachtach iad bithscannáin i bhforbairt ionfhabhtuithe ainsealacha, go háirithe nuair a bhíonn baint ag feistí leighis.Cuireann an fhadhb seo dúshlán mór don phobal leighis, mar ní féidir le gnáth-antaibheathaigh bithscannáin a dhíothú ach go pointe an-teoranta.Tá cosc ​​ar fhoirmiú bithscannáin mar thoradh ar fhorbairt modhanna éagsúla brataithe agus ábhair nua. Tá sé mar aidhm ag na modhanna seo dromchlaí cóta a chosc ar bhealach a chuireann bac ar fhoirmiú bithscannáin. am, tá an úsáid a bhaint as teicneolaíocht spraeála fuar méadaithe mar go bhfuil sé ina mhodh oiriúnach le haghaidh próiseála teocht-íogair materials.Part de chuspóir an staidéir seo a fhorbairt scannán antibacterial úrscéal gloine mhiotalacha comhdhéanta de thrínártha Cu-Zr-Ni ag baint úsáide as meicniúil chóimhiotail teicnící.Tá an púdar sféarúil a chomhdhéanann an táirge deiridh a úsáidtear mar amhábhar le haghaidh sciath spraeála fuar dromchlaí cruach dhosmálta ag teochtaí ísle.Substráit a laghdú go suntasach in ann brataithe déanta as cruach dhosmálta ag teocht íseal.
Le linn stair an duine, tá aon tsochaí in ann a dhearadh agus a chur chun cinn a thabhairt isteach na n-ábhar núíosacha a chomhlíonann a riachtanais ar leith, a bhfuil mar thoradh ar fheidhmíocht feabhsaithe agus rangú i ngeilleagar domhandaithe1.It curtha i gcónaí i leith an cumas an duine a fhorbairt ábhair agus trealamh monaraithe agus dearaí le haghaidh déantúsaíocht ábhar agus tréithriú chun gnóthachain a bhaint amach i sláinte, oideachas, tionscal, eacnamaíocht, cultúr agus réimsí eile ó thír amháin nó réigiún go dtír eile Tá dul chun cinn a thomhas.2 Le 60 bliain anuas, tá go leor ama caite ag eolaithe na n-ábhar ag díriú ar phríomhábhar imní amháin: an tóir ar ábhair núíosacha agus cheannródaíocha. Dhírigh taighde le déanaí ar cháilíocht agus ar fheidhmíocht na n-ábhar atá ann cheana féin a fheabhsú, chomh maith le cineálacha iomlán nua ábhar a shintéisiú agus a chumadh.
Chomh maith leis na heilimintí chóimhiotalach, an modhnú ar an microstructure ábhar, agus cur i bhfeidhm teicnící próiseála teirmeach, meicniúla nó teirmeach-meicniúla mar thoradh ar feabhsuithe suntasacha ar na hairíonna meicniúla, ceimiceacha agus fisiceacha éagsúla ábhair éagsúla. Tá poncanna chandamach, náid-tríthoiseach, gloiní mhiotalacha éagruthach, agus cóimhiotail ard-eantrópachta ach roinnt samplaí d'ábhair chun cinn a tugadh isteach ar fud an domhain ó lár an century.When déantúsaíochta agus forbairt cóimhiotail nua a bhfuil airíonna níos fearr, sa táirge deiridh nó sna céimeanna idirmheánacha a tháirgeadh, is minic a chuirtear an fhadhb eis-iarmhéid. , tá sé amach.
Thug a chuid oibre ag Caltech i 1960 réabhlóid i gcoincheap na gcóimhiotail miotail nuair a shintéisíodh sé cóimhiotail glassy Au-25 ag.% Si trí leachtanna a sholadú go tapa ag beagnach milliún céim in aghaidh an tsoicind 4. Ní hamháin gur chuir imeacht fionnachtana an Ollaimh Pol Duwezs tús le stair na gloiní miotalacha (MG), ach freisin mar thoradh ar athrú paraidím ar na bealaí is luaithe ar shintéisiú miotail. táirgeadh beagnach gach gloine mhiotalacha go hiomlán trí úsáid a bhaint as ceann amháin de na modhanna seo a leanas;(i) an leá nó an gal a sholadú go tapa, (ii) mí-ord adamhach na laitíse, (iii) imoibrithe éagruthaithe soladstaide idir dúile miotail íona, agus (iv) trasdulta soladstaide de phasanna meata-stábla.
Tá MGs idirdhealú ag a n-easpa an t-ord adamhach fadraoin a bhaineann le criostail, ar saintréith de chuid crystals.In saol an lae inniu, tá dul chun cinn mór déanta i réimse na gloine mhiotalacha.Is ábhair núíosacha iad a bhfuil airíonna suimiúla a bhfuil suim acu, ní hamháin san fhisic soladach-stáit, ach freisin i miotalóireacht, ceimic dromchla, teicneolaíocht, bitheolaíocht agus go leor réimsí eile. tá roinnt airíonna tábhachtacha;(i) insínteacht mheicniúil ard agus neart toraidh, (ii) tréscaoilteacht mhaighnéadach ard, (iii) comhéigeantacht íseal, (iv) friotaíocht neamhghnách creimthe, (v) neamhspleáchas teochta An seoltacht 6,7.
Teicníc réasúnta nua is ea cóimhiotalú meicniúil (MA)1,8, a tugadh isteach den chéad uair i 19839 ag an Ollamh CC Kock agus comhghleacaithe. D'ullmhaigh siad púdair éagruthacha Ni60Nb40 trí mheascán d'eilimintí íona a mheilt ag teocht chomhthimpeallach an-ghar do theocht an tseomra.Go hiondúil, déantar an t-imoibriú MA idir cúpláil idirleata púdair an ábhair imoibreora in imoibreoir, déanta de ghnáth as cruach dhosmálta isteach i muileann liathróid 10 (Fíor 1a, b). Ó shin i leith, baineadh úsáid as an teicníc imoibriúcháin soladstoic seo atá spreagtha go meicniúil chun púdair cóimhiotail gloine éagruthacha/mhiotalacha nua a ullmhú ag baint úsáide as íseal (Fig. 5 , 16.Go háirithe, baineadh úsáid as an modh seo chun córais dho-mheasctha a ullmhú mar Cu-Ta17, chomh maith le cóimhiotail ardphointe leá cosúil le córais miotail Al-aistriú (TM; Zr, Hf, Nb agus Ta) 18,19 agus Fe-W20 , nach féidir a fháil trí úsáid a bhaint as bealaí ullmhaithe traidisiúnta mar Cu-Ta17. ocsaídí miotail, cairbídí, nítrídí, hidrídí, nanafeadáin charbóin, nana-iamainn, Chomh maith le cobhsú leathan trí chur chuige ón mbarr anuas 1 agus céimeanna metastable.
Scéimreach a thaispeánann an modh monaraithe a úsáideadh chun Cu50(Zr50−xNix) sciath mhiotalacha (MG) gloine (MG)/SUS 304 a ullmhú sa staidéar seo.(a) Púdair chóimhiotail MG a ullmhú le tiúchain éagsúla Ni x (x; 10, 20, 30 agus 40 ag.%) ag baint úsáide as teicníc muilleoireachta liathróid ísealfhuinnimh ag baint úsáide as uirlis chruach, agus é lódáilte isteach i sorcóir agus ábhar tosaithe mar shorcóir. bosca arna líonadh le hatmaisféar He.(c) Samhail thrédhearcach den soitheach meilt a léiríonn gluaisne na liathróide le linn meilt. Baineadh úsáid as táirge deiridh an phúdair a fuarthas tar éis 50 uair chun an tsubstráit SUS 304 a chóta ag baint úsáide as an modh spraeála fuar (d).
Nuair a thagann sé chun dromchlaí ábhar mórchóir (foshraitheanna), is éard atá i gceist le hinnealtóireacht dromchla ná dearadh agus modhnú dromchlaí (foshraitheanna) chun cáilíochtaí fisiceacha, ceimiceacha agus teicniúla áirithe nach bhfuil sa bhunábhar mórchóir a sholáthar. I measc na n-airíonna is féidir a fheabhsú go héifeachtach trí chóireáil dromchla tá friotaíocht abrasion, ocsaídiúcháin agus friotaíocht creimeadh, comhéifeacht frithchuimilte, bithmhaothachta, airíonna leictreacha, agus insliú theirmigh. próiseas-aitheanta go maith, tá sciath a shainmhínítear go simplí mar shraith amháin nó iolrach d'ábhar a thaisceadh go saorga ar dhromchla réad mórchóir (foshraith) déanta as ábhar eile. Mar sin, úsáidtear bratuithe go páirteach chun roinnt airíonna teicniúla nó maisiúla atá ag teastáil a bhaint amach, chomh maith le hábhair a chosaint ó idirghníomhaíochtaí ceimiceacha agus fisiceacha a bhfuiltear ag súil leo leis an gcomhshaol23.
D'fhonn sraitheanna cosanta dromchla oiriúnacha a thaisceadh le tiús ó chúpla micriméadair (faoi bhun 10-20 micriméadar) go dtí níos mó ná 30 micriméadar nó fiú cúpla milliméadar, is féidir go leor modhanna agus teicnící a chur i bhfeidhm.Go ginearálta, is féidir próisis sciath a roinnt ina dhá chatagóir: (i) modhanna sciath fliuch, lena n-áirítear leictreaphlátála, plating electroless, agus te-dip ghalbhánuithe (dipíp), modhanna ghalbhánú te-dip, braiteadh v, modh srathaithe agus braite tirim, v. D), sil-leagan ceimiceach gaile (CVD), teicnící spraeála teirmeacha agus níos déanaí teicnící spraeála fuar 24 (Fíor 1d).
Sainmhínítear bithscannáin mar phobail mhiocróbacha atá ceangailte go dochúlaithe le dromchlaí agus timpeallaithe ag polaiméirí eischeallacha féin-tháirgthe (EPS).Is féidir caillteanais shuntasacha a bheith mar thoradh ar fhoirmiú bithscannáin superficial in go leor earnálacha tionsclaíocha, lena n-áirítear an tionscal bia, córais uisce, agus timpeallachtaí cúram sláinte. biofilms aibí a tuairiscíodh a bheith 1000-huaire níos mó resistant a chóireáil antaibheathach i gcomparáid le cealla planctónach baictéarach, a mheastar a bheith ina dúshlán teiripeacha mór.Ábhair sciath dromchla frithmhiocróbach a dhíorthaítear ó chomhdhúile orgánacha traidisiúnta a úsáidtear go stairiúil.
Mar gheall ar fhriotaíocht fhorleathan na mbaictéar do chóireálacha antaibheathacha mar gheall ar fhoirmiú bithscannán, tá gá le dromchla éifeachtach brataithe le membrane frithmhiocróbach a fhorbairt a fhéadfar a chur i bhfeidhm go sábháilte27. Forbairt dromchla fisiceach nó ceimiceach frith-ghreamaitheach a bhfuil bac ar chealla baictéarach chun bithscannáin a cheangal agus a thógáil mar gheall ar ghreamaitheacht is é an chéad chur chuige sa phróiseas seo27.Is é an dara teicneolaíocht chun bratuithe antaimiceacha a sheachadadh go han-dírithe agus iad a chur in oiriúint go han-dírithe. Baintear é seo amach trí ábhair bhrataithe uathúla a fhorbairt mar graphene/germanium28, dubh Diamond29 agus ZnO-dópáilte bratuithe carbóin-mhaith Diamond30 atá frithsheasmhach in aghaidh baictéir, teicneolaíocht a uasmhéadaíonn Tocsaineacht agus friotaíocht a fhorbairt mar gheall ar fhoirmiú bithscannán a laghdú go suntasach. tá a gcuid teorainneacha féin ag gach ceann acu ar chóir a chur san áireamh agus straitéisí iarratais á bhforbairt.
Cuirtear bac ar tháirgí atá ar an margadh faoi láthair mar gheall ar easpa ama chun bratuithe cosanta a anailísiú agus a thástáil le haghaidh comhábhair atá gníomhach go bitheolaíoch. Maíonn cuideachtaí go gcuirfidh a dtáirgí gnéithe feidhmiúla inmhianaithe ar fáil d'úsáideoirí;Mar sin féin, tá sé seo ina bhac ar an rath a bhí ar tháirgí atá ar an margadh faoi láthair.Compounds díorthaithe ó airgid a úsáidtear i bhformhór mór na teiripí frithmhiocróbach atá ar fáil anois do thomhaltóirí.Tá na táirgí a fhorbairt chun úsáideoirí a chosaint ó na héifeachtaí a d'fhéadfadh a bheith contúirteach de microorganisms. Méadaíonn an éifeacht fhrithmhiocróbach moill agus tocsaineacht gaolmhar na gcomhdhúile airgid an brú ar thaighdeoirí a fhorbairt rogha eile níos lú díobhálach36,37.Creating amach antimicrobial tasc domhanda go n-oibríonn fós a bheith ina chumhdach frithmhiocróbach a bheith ina sciath promhadh domhanda. mar gheall ar na rioscaí a bhaineann le sláinte agus sábháilteacht araon.Discovering oibreán frithmhiocróbach nach bhfuil an oiread sin díobhálach do dhaoine agus figuring amach conas é a ionchorprú i bhfoshraitheanna sciath le seilfré níos faide sprioc an-iarraidh38.The déanaí ábhair fhrithmhiocróbacha agus frith-bhithscannán atá deartha chun baictéir a mharú ag raon gar, trí theagmháil dhíreach nó tar éis an gníomhaire gníomhach a scaoileadh. Is féidir leis an bac a chur ar an foirmiú próitéine tosaigh ar dhromchla an chiseal nó an bac a chur ar an ciseal dromchla trí chosc a chur ar an ngníomh seo a chosc trí chiseal nó bac a chur ar dhromchla an ghníomhaithe próitéine seo. trí baictéir a mharú trí chur isteach ar an mballa cille.
Go bunúsach, is éard atá i gceist le sciath dromchla an próiseas chun ciseal eile a chur ar dhromchla comhpháirte chun feabhas a chur ar cháilíochtaí a bhaineann le dromchla.
(a) Inset a thaispeánann na príomh-theicnící monaraithe a úsáidtear don dromchla, agus (b) buntáistí agus míbhuntáistí roghnaithe teicníc na spraeála fuar.
Tá go leor cosúlachtaí ag teicneolaíocht spraeála fuar le modhanna spraeála traidisiúnta teirmeacha. Mar sin féin, níl an próiseas sciath traidisiúnta seo oiriúnach d'ábhair atá íogair ó thaobh teochta mar nanacriostail, nanacháithníní, gloiní éagruthacha agus mhiotalacha40, 41, 42. Ina theannta sin, taispeánann ábhair sciath spraeála teirmeach leibhéil arda porosity agus ocsaídí i gcónaí. neart banna ard1,39 (Fig.2b). Chomh maith leis sin, tá friotaíocht creimeadh ard, neart ard agus cruas, seoltacht leictreach ard agus dlús ard41. Murab ionann agus na buntáistí a bhaineann leis an bpróiseas spraeála fuar, tá roinnt míbhuntáistí fós ag baint úsáide as an teicníc seo, mar a léirítear i bhFíor 2b.Nuair a bhíonn sciath púdair ceirmeacha íon, mar shampla Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, etc., ní féidir úsáid a bhaint as an spraeáil fuar mar phúdair amhábhar le haghaidh ábhar brataithe ceirmeacha. .An rud céanna i gcás modhanna spraeála teirmeach eile.Tá dromchlaí casta agus dromchlaí píopaí istigh fós deacair a spraeáil.
Ós rud é go bhfuil sé mar aidhm ag an obair atá ann faoi láthair púdair ghloine mhiotalacha a úsáid mar amhábhair bhrataithe, is léir nach féidir spraeáil theirmeach traidisiúnta a úsáid chun na críche seo. Is é an fáth go ndéanann púdair ghloine mhiotalacha criostalú ag teochtaí arda1.
Déantar an chuid is mó de na huirlisí a úsáidtear sna tionscail leighis agus bia de chóimhiotail austenític cruach dhosmálta (SUS316 agus SUS304) le cion cróimiam idir 12 agus 20 wt% le haghaidh táirgeadh ionstraimí máinliachta. s lena n-resistant creimeadh ard.Tar éis seo, is féidir le forbairt ionfhabhtú agus athlasadh a thuar, a ba chúis go príomha ag greamaitheacht baictéarach agus coilíniú ar dhromchla biomaterials cruach dhosmálta.D'fhéadfadh deacrachtaí suntasacha teacht chun cinn mar gheall ar dheacrachtaí suntasacha a bhaineann le greamaitheacht baictéarach agus cosáin foirmiú biofilm, a d'fhéadfadh meath sláinte a bheith mar thoradh air, a d'fhéadfadh go leor iarmhairtí a bheith acu a d'fhéadfadh tionchar a bheith acu go díreach nó go hindíreach ar shláinte an duine.
Is é an staidéar seo an chéad chéim de thionscadal atá maoinithe ag Fondúireacht Kuwait um Chur Chun Cinn na hEolaíochta (KFAS), Conradh Uimh. 2010-550401, chun imscrúdú a dhéanamh ar an bhféidearthacht chun púdair thrínártha Cu-Zr-Ni gloine mhiotalacha a tháirgeadh ag baint úsáide as teicneolaíocht MA (Tábla 1) le haghaidh táirgeadh scannán antibacterial / SUS304 a tháirgeadh, scrúdóidh an dara céim den sciath cosanta dromchla leictreamaiceimiceach, déanfar an dara céim den thionscadal creimeadh chun tosaigh ar an sciath cosanta dromchla 23 Eanáir. an córas go mion. Déanfar tástálacha micribhitheolaíochta mionsonraithe do speicis éagsúla baictéarach.
Sa pháipéar seo, déantar plé ar éifeacht ábhar eilimint chóimhiotalach Zr ar chumas foirmithe gloine (GFA) bunaithe ar shaintréithe moirfeolaíocha agus struchtúracha. Ina theannta sin, pléadh freisin airíonna antibacterial an chóimhiotail brataithe púdar gloine mhiotalacha/SUS304 ilchodach. agus baineadh úsáid as cóimhiotail mhiotalacha Cu50Zr20Ni30 sa staidéar seo.
San alt seo, na hathruithe moirfeolaíocha de phúdair eiliminteach Cu, Zr agus Ni i muilleoireacht liathróid ísealfhuinnimh a chur i láthair.Mar shamplaí léiriúcháin, beidh dhá chóras éagsúla comhdhéanta de Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr40Ni10 a úsáid mar shamplaí ionadaíocha.
Saintréithe metallographic púdair cóimhiotal meicniúil (MA) a fhaightear tar éis céimeanna éagsúla de muilleoireacht liathróid time.Field scanadh astaíochtaí micreascópachta leictreon (FE-SEM) íomhánna de MA agus Cu50Zr40Ni10 púdair a fhaightear tar éis amanna muilleoireachta liathróid ísealfhuinnimh de 3, 12 agus 50 h a thaispeántar i (a), (c) agus (e) le haghaidh na n-íomhánna Cu530Zresponding an Cu530Zr40Ni10 céanna agus Cu50Zr40Ni10 Correct. Taispeántar córas 10 a thógtar tar éis am i (b), (d) agus (f).
Le linn muilleoireacht liathróid, tá an fuinneamh cinéiteach éifeachtach is féidir a aistriú chuig an púdar miotail tionchar ag an meascán de pharaiméadair, mar a thaispeántar i bhFíor 1a.This áirítear imbhuailtí idir liathróidí agus púdair, lomadh compressive púdar bhfostú idir nó idir na meáin meilt, tionchar na liathróidí ag titim, lomadh agus caitheamh mar gheall ar tarraing púdar idir na meáin muilleoireachta liathróid ag gluaiseacht, agus tonn turraing ag dul trí loading liathróidí, bhí leathadh Elements Balls FC mór. deformed mar gheall ar táthú fuar ag céim luath MA (3 h), a eascraíonn i cáithníní púdar mór (> 1 mm trastomhas). Tá na cáithníní ilchodach mór tréithrithe ag an foirmiú na sraitheanna tiubh d'eilimintí chóimhiotalach (Cu, Zr, Ni), mar a thaispeántar i bhFíor. (níos lú ná 200 µm), mar a thaispeántar i bhFíor 3c,d.Ag an gcéim seo, cruthaítear dromchla miotail nua le sraitheanna leideanna mín Cu, Zr, Ni mar thoradh ar an bhfórsa lomadh feidhmeach, mar a thaispeántar i bhFíor 3c, d.
Ag barr an phróisis MA (tar éis 50 h), ní raibh an mhiotalagrafaíocht flaky ach le feiceáil go beag (Fíor 3e,f), ach léirigh dromchla snasta an phúdair metallography scátháin. speictreascópacht X-gha-scaipeadh fuinnimh (EDS) (IV).
I dTábla 2, taispeántar comhchruinnithe eiliminteach na n-eilimintí cóimhiotalaithe mar chéatadán de mheáchan iomlán gach réigiúin a roghnaíodh i bhFíor 3e,f. Nuair a dhéantar comparáid idir na torthaí seo agus na cumadóireachta ainmniúla tosaigh Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr40Ni10 atá liostaithe i dTábla 1, is féidir a fheiceáil nach bhfuil luachanna an-chosúla ag comhdhéanamh an dá tháirge deiridh seo le haghaidh na gcomhchodanna F.F. Ní thugann 3e,f le tuiscint go bhfuil meath nó luaineacht shuntasach i gcomhdhéanamh gach sampla ó réigiún amháin go réigiún eile. Is léir seo nach bhfuil aon athrú ar chomhdhéanamh ó réigiún amháin go réigiún eile.Díríonn sé seo ar tháirgeadh púdair chóimhiotail aonchineálach, mar a léirítear i dTábla 2.
Fuarthas micreagraif FE-SEM de phúdar Cu50(Zr50−xNix) an táirge deiridh tar éis 50 uair MA, mar a thaispeántar i bhFíor 4a–d, áit a bhfuil x 10, 20, 30 agus 40 ag.%, faoi seach. 126 nm, mar a thaispeántar i bhFíor 4.
Tréithe moirfeolaíocha púdair Cu50(Zr50−xNix) a fhaightear tar éis am MA de 50 h. Maidir leis na córais Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, taispeántar íomhánna FE-SEM de na púdair a fhaightear tar éis 50a (b), in amanna (50a) agus MA faoi seach.
Sular luchtú na púdair isteach i friothálacha fuar spraeála, rinneadh iad a sonicated ar dtús in eatánól grád anailíseach ar feadh 15 nóiméad agus ansin a thriomú ag 150 ° C ar feadh 2 uair an chloig. Ní mór an chéim seo a ghlacadh chun dul i ngleic go rathúil ceirtleán is cúis go minic go leor fadhbanna suntasacha le linn an phróisis brataithe. Tar éis críoch an phróisis MA, rinneadh tréithrithe breise chun imscrúdú a dhéanamh ar aonchineálacht na n-íomhánna cóimhiotal 5DSa-Fed na púdair cóimhiotail-Fed 5S. Eilimintí cóimhiotalaithe Cu, Zr agus Ni den chóimhiotal Cu50Zr30Ni20 a fhaightear tar éis 50 h d'am M, faoi seach.
Déantar moirfeolaíocht agus dáileadh eiliminteach áitiúil púdar MG Cu50Zr30Ni20 a fhaightear tar éis 50 uair MA trí FE-SEM/speictreascópacht X-gha-scaipeadh fuinnimh (EDS).(a) SEM agus mapáil X-gha EDS ar (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα agus (d) íomhánna Ni-Kα.
Léirítear patrúin XRD de phúdair Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 agus Cu50Zr20Ni30 a fhaightear tar éis MA de 50 h faoi seach i bhFíor 6a–d, faoi seach.
Patrúin XRD de (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (d) Cu50Zr20Ni30 púdair tar éis am MA de 50 h. Léirigh gach sampla gan eisceacht patrún idirleata halo, rud a thugann le tuiscint gur foirmiú céim éagruthach.
Baineadh úsáid as micreascópacht leictreon tarchurtha ardtaifigh astaithe allamuigh (FE-HRTEM) chun athruithe struchtúracha a urramú agus tuiscint a fháil ar struchtúr áitiúil na bpúdair a eascraíonn as muilleoireacht liathróid ag íomhánna éagsúla MA times.FE-HRTEM de na púdair a fhaightear tar éis na gcéimeanna muilleoireachta luath (6 h) agus idirmheánacha (18 h) le haghaidh Cu50Zr30Ni20 agus Cu50Zr30Ni20 agus Cu50Zr40Ni10 púdair, faoi seach i réimse íomhá púdair FB. FI) den phúdar a tháirgtear tar éis MA 6 h, tá an púdar comhdhéanta de ghráin mhóra le teorainneacha dea-shainithe na n-eilimintí fcc-Cu, hcp-Zr agus fcc-Ni, agus níl aon chomhartha ann go bhfuil an chéim imoibrithe foirmithe, mar a léirítear i bhFíor 7a. lites agus easpa céime imoibríoch.
Tréithriú struchtúrach áitiúil púdar MA a fhaightear tar éis céimeanna luatha (6 h) agus idirmheánacha (18 h).(a) Micreascópacht leictreoin tarchurtha ardtaifigh astaithe allamuigh (FE-HRTEM), agus (b) an patrún díraonta limistéir roghnaithe comhfhreagrach (SADP) de phúdar Cu50Zr30Ni20 tar éis cóireála MA ar feadh 6 h. Taispeántar íomhá FE-HRTEM de Cu50Zr30Ni20 tar éis 6 h.
Mar a léirítear i bhFíor. c).
Tá struchtúr áitiúil púdar Cu50Z30Ni20 meilte ar feadh 36 h ama MA le foirmiú nanagrain ultrafine atá leabaithe i maitrís fíneáil éagruthach, mar a thaispeántar i bhFíor 8a.Local anailís EDS le fios go raibh baint ag na nanoclusters a thaispeántar i bhFíor 8a le Cu, Zr agus Ni neamhphróiseáilte eilimintí cóimhiotail púdar. ag.% (limistéar saibhir), rud a léiríonn foirmiú táirgí ilchineálacha. Ina theannta sin, taispeánann na SADPanna comhfhreagracha de na púdair a fhaightear tar éis muilleoireachta ag an gcéim seo fáinní bunscoile agus tánaisteacha halo-idirleata de chéim éagruthach, ag forluí le pointí géara a bhaineann leis na heilimintí cóimhiotail amh sin, mar a thaispeántar i bhFíor 8b.
Níos faide ná 36 h-Cu50Zr30Ni20 púdar nana-scála gnéithe struchtúracha áitiúla.(a) Íomhá réimse geal (BFI) agus comhfhreagrach (b) SADP de phúdar Cu50Zr30Ni20 a fhaightear tar éis muilleoireachta ar feadh 36 h ama MA.
Gar do dheireadh an phróisis MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 agus 40 ag.% púdair go hiondúil bíonn moirfeolaíocht chéim éagruthach labyrinthine mar a thaispeántar i bhFíor 9a–d. Sa SADP comhfhreagrach de gach comhdhéanamh, ní fhéadfaí díraonta cosúil le pointe ná patrúin annular géara a bhrath. Léiríonn sé seo nach bhfuil aon phúdar cóimhiotail neamhphróiseáilte i láthair mar phúdar haladifriúla mar chomhleá criostalach mar fhianaise SADP. le haghaidh forbairt na gcéimeanna éagruthacha san ábhar táirge deiridh.
Struchtúr áitiúil táirge deiridh an chórais MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM agus patrúin díraonta nanobeam comhghaolaithe (NBDP) de (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (d) Cu50Zr40Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 agus (d) Cu50Zr40Ni30 agus (d) Cu50Zr40Ni30 a fháil tar éis MA.
Tá imscrúdú déanta ar chobhsaíocht theirmeach an teocht trasdula gloine (Tg), an réigiún leachta subcooled (ΔTx) agus an teocht criostalaithe (Tx) mar fheidhm de ábhar Ni (x) den chóras Cu50(Zr50−xNix) éagruthach trí úsáid a bhaint as scanadh difreálach Calraiméadair (DSC) na n-airíonna faoi He flow. Rianta DSCr4Nir503 Cu50, Cu50Zr agus Cu5032 Taispeántar púdair chóimhiotail éagruthaigh 0Ni40 a fhaightear tar éis am MA de 50 h i bhFíor 10a, b, e, faoi seach.
Cobhsaíocht theirmeach púdair Cu50(Zr50−xNix) MG a fhaightear tar éis am MA de 50 h, mar atá innéacsaithe ag teocht trasdula gloine (Tg), teocht criostalaithe (Tx), agus réigiún leachta fo-fhuaraithe (ΔTx). Teirmeagraim calraiméadar scanadh difreálach (DSC) de (a) Cu50Zr40Nicr, Cu50Zr40N10,Cu50Zr40Ni10,C 30 agus (e) Púdair chóimhiotail Cu50Zr10Ni40 MG tar éis am MA de 50 h.Tá an patrún díraonta X-gha (XRD) den sampla Cu50Zr30Ni20 téite go ~700 °C i DSC léirithe in (d).
Mar a léirítear i bhFíor 10, léiríonn na cuair DSC de gach comhdhéanamh le tiúchain Ni éagsúla (x) dhá chás éagsúla, ceann amháin agus an ceann eile eisiteirmeach. Freagraíonn an chéad imeacht inteirmeach do Tg, cé go bhfuil an dara ceann a bhaineann le Tx.The réigiún réise cothrománach atá ann idir Tg agus Tx ar a dtugtar an réigiún subcooled leacht (ΔTx = Tx Léiríonn na torthaí go Tg00Z - Tg001). 10a), curtha ag 526°C agus 612°C, aistrigh an t-ábhar (x) go 20 ag.% i dtreo an taoibh ísealteochta de 482°C agus 563°C le méadú ar ábhar Ni (x), faoi seach, mar a léirítear i bhFíor 10b. Dá bhrí sin, laghdaítear an ΔTx de Cu50Zr40C go 6C, 6 °C, ó 6 °C go 1,5 °C. 0Zr30Ni20 (Fíor 10b).I gcás cóimhiotal MG Cu50Zr40Ni10, tugadh faoi deara freisin gur tháinig laghdú ar luachanna Tg, Tx agus ΔTx go dtí an leibhéal 447 ° C, 526 ° C agus 79 ° C (Fíor 10b). ) go bhfuil an cóimhiotail MG Cu50Zr20Ni30 níos ísle ná cóimhiotail MG Cu50Zr40Ni10;mar sin féin, léiríonn a Tx luach inchomparáide leis an iar-(612 ° C). Mar sin, taispeánann ΔTx luach níos airde (87 ° C), mar a thaispeántar i bhFíor 10c.
Criostalaíonn córas MG Cu50(Zr50−xNix), ag glacadh an cóimhiotal MG Cu50Zr20Ni30 mar shampla, trí bhuaic ghéar eisiteirmeach isteach sna céimeanna criostail de fcc-ZrCu5, ortarhombic-Zr7Cu10 agus ortarhombic-ZrNi (Fig. 10c) an t-aistriú seo de chriostail. 0d), a théitear go 700 °C i DSC.
Taispeánann Figiúr 11 grianghraif a glacadh le linn an phróisis spraeála fuar a rinneadh sa work.In reatha an staidéar seo, na cáithníní miotail gloine-mhaith púdar shintéisiú tar éis am MA de 50 h (ag glacadh Cu50Zr20Ni30 mar shampla) a úsáid mar amhábhair antibacterial, agus an pláta cruach dhosmálta (SUS304) a bhí brataithe ag fuar spraeáil teicneolaíocht. Roghnaíodh an modh spraeála fuar do shraith spraeála teirmeach is féidir leis an modh sciath teirmeach sa tsraith is mó a úsáidtear teirmeach sciath. ábhair íogair teochta ar nós púdair éagruthach agus nanocrystalline, nach bhfuil faoi réir aistrithe chéim. Is é seo an fachtóir is mó i roghnú an method.The próiseas spraeála fuar i gcrích ag baint úsáide as ard-treoluas cáithníní a thiontú ar an fuinneamh cinéiteach na gcáithníní i dífhoirmiúchán plaisteach, brú agus teas ar thionchar leis an tsubstráit nó cáithníní taiscthe roimhe seo.
Taispeánann grianghraif allamuigh an nós imeachta spraeála fuar a úsáidtear le haghaidh cúig ullmhúcháin as a chéile de bhratú MG/SUS 304 ag 550 °C.
Ní mór fuinneamh cinéiteach na gcáithníní, agus mar sin móiminteam gach cáithnín i bhfoirmiú sciath, a thiontú go foirmeacha eile fuinnimh trí mheicníochtaí cosúil le dífhoirmiúchán plaisteach (idirghníomhaíochtaí tosaigh na gcáithníní agus na gcáithníní san tsubstráit agus idirghníomhaíochtaí na gcáithníní), folúntas Comhdhlúthú, rothlú cáithníní-cháithníní, brú agus sa deireadh teasa 39. Ina theannta sin, más rud é nach bhfuil an fuinneamh leaisteacha, is é an toradh imbhuailteach é an fuinneamh teasa, is é sin an toradh imbhuailte agus leaisteacha, rud a chiallaíonn fuinneamh imbhuailteach, más rud é nach bhfuil an t-imbhualadh ar fad. Preabann cáithníní ar ais go simplí tar éis an imbhuailte. Tá sé curtha in iúl go ndéantar 90% den fhuinneamh tionchair a chuirtear i bhfeidhm ar an ábhar cáithníneach / tsubstráit a thiontú go teas áitiúil 40 . Ina theannta sin, nuair a chuirtear strus tionchair i bhfeidhm, baintear rátaí arda brú plaisteach amach i réigiún na gcáithníní / tsubstráit teagmhála in achar an-ghearr41,42.
Meastar go ginearálta gur próiseas diomailt fuinnimh é dífhoirmiúchán plaisteach, nó níos sainiúla, foinse teasa sa réigiún interfacial.Ach, de ghnáth ní leor an méadú teochta sa réigiún interfacial chun leá interfacial a tháirgeadh nó chun interdiffusion adamhach a chur chun cinn go suntasach.
Is féidir an púdar cóimhiotal BFI de MG Cu50Zr20Ni30 a fheiceáil i bhFíor 12a, a bhí brataithe ar fhoshraith SUS 304 (Fíor 11, 12b). mar a mhol nanacháithníní atá corpraithe sa mhaitrís púdar brataithe MG (Fíor 12a). Léiríonn Fíor 12c an patrún díraonta nanaobeam innéacsaithe (NBDP) a bhaineann le réigiún I (Fíor 12a). O phase.The féidir foirmiú CuO a chur i leith an ocsaídiúcháin an púdair agus iad ag taisteal ó soc an gunna spraeála go SUS 304 faoin aer faoi flow. supersonach.
(a) Íomhá FE-HRTEM de phúdar MG atá brataithe ar (b) fhoshraith SUS 304 (ionchur an fhíor).
Chun an mheicníocht fhéideartha seo chun nanacháithníní móra Zr2Ni ciúbach a fhoirmiú a fhíorú, rinneadh turgnamh neamhspleách. Sa turgnamh seo, spraeáladh na púdair ó gunna spraeála ag 550 ° C i dtreo an tsubstráit SUS 304;áfach, chun éifeacht annealaithe na bpúdair a shoiléiriú, baineadh den stiall SUS304 iad chomh tapa agus ab fhéidir (thart ar 60 soicind).Rinneadh sraith turgnaimh eile inar baineadh púdar as an tsubstráit thart ar 180 soicind tar éis an tsubstráit.
Léiríonn Fíoracha 13a,b íomhánna réimse dorcha (DFI) a fuarthas trí mhicreascópacht leictreon tarchurtha a scanadh (STEM) de dhá ábhar spraeáilte a thaisceadh ar fhoshraitheanna SUS 304 ar feadh 60 s agus 180 s, faoi seach. agus uasta díraonta tánaisteach léirithe i bhFíor 14a.Léiríonn siad seo an easpa deascadh meatstable/mesophase, áit a bhfuil an púdar coinníonn a struchtúr éagruthach bunaidh.I gcodarsnacht leis sin, an púdar spraeáil ag an teocht chéanna (550 °C), ach fágadh ar an tsubstráit ar feadh 180 s, léirigh an deascadh gráin nana-iarrachtaí, mar a léirítear ag na saigheada i F. 13.