Nature.com ની મુલાકાત લેવા બદલ આભાર. તમે જે બ્રાઉઝર સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરી રહ્યાં છો તેમાં CSS માટે મર્યાદિત સમર્થન છે. શ્રેષ્ઠ અનુભવ માટે, અમે ભલામણ કરીએ છીએ કે તમે અપડેટેડ બ્રાઉઝરનો ઉપયોગ કરો (અથવા Internet Explorer માં સુસંગતતા મોડ બંધ કરો). તે દરમિયાન, સતત સમર્થનની ખાતરી કરવા માટે, અમે શૈલીઓ અને JavaScript વિના સાઇટ પ્રદર્શિત કરીશું.
ક્રોનિક ચેપના વિકાસમાં બાયોફિલ્મ્સ એ એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક છે, ખાસ કરીને જ્યારે તબીબી ઉપકરણો સામેલ હોય છે. આ સમસ્યા તબીબી સમુદાય માટે એક મોટો પડકાર રજૂ કરે છે, કારણ કે પ્રમાણભૂત એન્ટિબાયોટિક્સ માત્ર ખૂબ જ મર્યાદિત હદ સુધી બાયોફિલ્મ્સને નાબૂદ કરી શકે છે. બાયોફિલ્મની રચનાને અટકાવવાથી વિવિધ કોટિંગ પદ્ધતિઓ અને નવી સામગ્રીનો વિકાસ થયો છે. એલોય, ખાસ કરીને કોપર અને ટાઇટેનિયમ ધાતુઓ ધરાવતા, આદર્શ એન્ટિમાઇક્રોબાયલ કોટિંગ્સ તરીકે ઉભરી આવ્યા છે. તે જ સમયે, કોલ્ડ સ્પ્રે ટેકનોલોજીનો ઉપયોગ વધ્યો છે કારણ કે તે તાપમાન-સંવેદનશીલ સામગ્રીની પ્રક્રિયા કરવા માટે એક યોગ્ય પદ્ધતિ છે. આ અભ્યાસનો હેતુ એક નવલકથા એન્ટિબેક્ટેરિયલ ફિલ્મ વિકસાવવાનો હતો જે તૃતીય-સ્પર્ધક ઉત્પાદન તકનીકનો ઉપયોગ કરીને મેટાલિક ગ્લાસ બનાવે છે. નીચા તાપમાને સ્ટેનલેસ સ્ટીલની સપાટી પર કોલ્ડ સ્પ્રે કોટિંગ માટે કાચા માલ તરીકે ઉપયોગ થાય છે. મેટાલિક ગ્લાસ સાથે કોટેડ સબસ્ટ્રેટ્સ સ્ટેનલેસ સ્ટીલની તુલનામાં ઓછામાં ઓછા 1 લોગ દ્વારા બાયોફિલ્મની રચનાને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડવામાં સક્ષમ હતા.
સમગ્ર માનવ ઈતિહાસમાં, કોઈપણ સમાજ તેની વિશિષ્ટ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરતી નવલકથા સામગ્રીની રજૂઆતને ડિઝાઇન અને પ્રોત્સાહિત કરવામાં સક્ષમ રહ્યો છે, જેના પરિણામે વૈશ્વિક અર્થવ્યવસ્થામાં પ્રદર્શન અને રેન્કિંગમાં સુધારો થયો છે1. તે હંમેશા માનવ ક્ષમતાને આભારી છે કે સામગ્રી અને ફેબ્રિકેશનના સાધનો અને ડિઝાઈન વિકસાવવા માટે મટિરિયલ ફેબ્રિકેશન અને પાત્રાલેખન માટે આરોગ્ય, શિક્ષણ અને અન્ય ક્ષેત્રના આર્થિક ક્ષેત્રે લાભ પ્રાપ્ત કરવા માટે અન્ય ક્ષેત્રો, શિક્ષણ અને અન્ય ક્ષેત્રે આર્થિક ક્ષેત્રે આર્થિક વિકાસ અને ઉદ્યોગના માપદંડો. દેશ અથવા પ્રદેશ.2 60 વર્ષોથી, સામગ્રીના વૈજ્ઞાનિકોએ તેમનો ઘણો સમય એક મુખ્ય ચિંતા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવા માટે ફાળવ્યો છે: નવલકથા અને અદ્યતન સામગ્રીની શોધ. તાજેતરના સંશોધનોએ હાલની સામગ્રીની ગુણવત્તા અને કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કર્યું છે, તેમજ સંશ્લેષણ અને સંપૂર્ણપણે નવા પ્રકારની સામગ્રીની શોધ કરી છે.
એલોયિંગ તત્વોના ઉમેરા, મટીરીયલ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં ફેરફાર, અને થર્મલ, મિકેનિકલ અથવા થર્મો-મિકેનિકલ પ્રોસેસિંગ તકનીકોના ઉપયોગના પરિણામે વિવિધ પ્રકારની વિવિધ સામગ્રીના યાંત્રિક, રાસાયણિક અને ભૌતિક ગુણધર્મોમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો છે. વધુમાં, અત્યાર સુધી ન સાંભળેલા સંયોજનો સફળતાપૂર્વક આ બિંદુએ સંશ્લેષણ કરવામાં આવ્યા છે. અદ્યતન સામગ્રી 2. નેનોક્રિસ્ટલ્સ, નેનોપાર્ટિકલ્સ, નેનોટ્યુબ, ક્વોન્ટમ બિંદુઓ, શૂન્ય-પરિમાણીય, આકારહીન ધાતુના ચશ્મા અને ઉચ્ચ-એન્ટ્રોપી એલોય એ છેલ્લી સદીના મધ્યથી વિશ્વમાં દાખલ થયેલી અદ્યતન સામગ્રીના માત્ર કેટલાક ઉદાહરણો છે. જ્યારે ઉત્પાદન અને વિકાસ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તેના ઉત્પાદનના અંતિમ તબક્કામાં સુપર-મીડિયાના નવા ગુણધર્મો અથવા ઉત્પાદનના અંતિમ તબક્કામાં નવી એલોયની સમસ્યાઓ. સંતુલન ઘણીવાર ઉમેરવામાં આવે છે. સંતુલનમાંથી નોંધપાત્ર રીતે વિચલિત કરવા માટે નવી ફેબ્રિકેશન તકનીકોના અમલીકરણના પરિણામે, મેટાસ્ટેબલ એલોયનો એક સંપૂર્ણ નવો વર્ગ, જેને ધાતુના ચશ્મા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, શોધવામાં આવ્યો છે.
1960 માં કેલ્ટેક ખાતેના તેમના કામે ધાતુના એલોયની વિભાવનામાં ક્રાંતિ લાવી જ્યારે તેમણે ગ્લાસી એયુ-25.% સી એલોયનું સંશ્લેષણ લગભગ એક મિલિયન ડિગ્રી પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે પ્રવાહીને ઝડપથી ઘન બનાવીને કર્યું 4. પ્રોફેસર પોલ ડુવેઝની શોધની ઘટનાએ માત્ર ધાતુના ચશ્મા (MG) ના ઇતિહાસની શરૂઆત જ નહીં, પરંતુ ધાતુના તમામ પ્રકારના વિચારો વિશે પણ લોકોને સમજાવ્યું. MG એલોયના સંશ્લેષણમાં સૌથી પહેલો પહેલો અભ્યાસ, લગભગ તમામ મેટાલિક ચશ્મા નીચેની પદ્ધતિઓમાંથી એકનો ઉપયોગ કરીને સંપૂર્ણ રીતે બનાવવામાં આવ્યા છે;(i) ઓગળવું અથવા વરાળનું ઝડપી ઘનકરણ, (ii) જાળીનું અણુ વિકૃતિકરણ, (iii) શુદ્ધ ધાતુના તત્વો વચ્ચે ઘન-સ્થિતિના આકારીકરણ પ્રતિક્રિયાઓ અને (iv) મેટાસ્ટેબલ તબક્કાઓના ઘન-સ્થિતિ સંક્રમણો.
MGs સ્ફટિકો સાથે સંકળાયેલા લાંબા-અંતરના અણુ ક્રમના અભાવ દ્વારા અલગ પડે છે, જે સ્ફટિકોની નિર્ણાયક લાક્ષણિકતા છે. આજના વિશ્વમાં, ધાતુ કાચના ક્ષેત્રમાં ઘણી પ્રગતિ થઈ છે. તે રસપ્રદ ગુણધર્મો સાથેની નવી સામગ્રી છે જે માત્ર નક્કર-સ્થિતિ ભૌતિકશાસ્ત્રમાં જ નહીં, પણ ધાતુવિજ્ઞાન, સપાટીના રસાયણશાસ્ત્ર, સપાટીના વિવિધ ગુણધર્મો અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં પણ રસ ધરાવે છે. ઘન ધાતુઓમાંથી, તેને વિવિધ ક્ષેત્રોમાં તકનીકી એપ્લિકેશનો માટે એક રસપ્રદ ઉમેદવાર બનાવે છે. તેમની પાસે કેટલાક મહત્વપૂર્ણ ગુણધર્મો છે;(i) ઉચ્ચ યાંત્રિક નમ્રતા અને ઉપજની શક્તિ, (ii) ઉચ્ચ ચુંબકીય અભેદ્યતા, (iii) ઓછી બળજબરી, (iv) અસામાન્ય કાટ પ્રતિકાર, (v) તાપમાનની સ્વતંત્રતા 6,7 ની વાહકતા.
મિકેનિકલ એલોયિંગ (MA)1,8 એ પ્રમાણમાં નવી ટેકનિક છે, જે સૌપ્રથમ 19839માં પ્રો. સી.સી. કોક અને સહકર્મીઓ દ્વારા રજૂ કરવામાં આવી હતી. તેઓએ ઓરડાના તાપમાનની ખૂબ જ નજીકના આસપાસના તાપમાને શુદ્ધ તત્વોના મિશ્રણને ગ્રાઇન્ડ કરીને આકારહીન Ni60Nb40 પાવડર તૈયાર કર્યા હતા.સામાન્ય રીતે, MA પ્રતિક્રિયા રિએક્ટરમાં રિએક્ટન્ટ મટિરિયલ પાઉડરના પ્રસારિત જોડાણ વચ્ચે હાથ ધરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે બોલ મિલ 10 (ફિગ. 1a, b) માં સ્ટેનલેસ સ્ટીલથી બનેલા હોય છે. ત્યારથી, આ યાંત્રિક રીતે પ્રેરિત સોલિડ-સ્ટેટ રિએક્શન ટેકનિકનો ઉપયોગ નવલકથા આકારહીન/મેટાલિક ગ્લાસ વેલ (નિમ્ન પાઉડર મિલ) તરીકે કરવામાં આવે છે. રોડ મિલ્સ તરીકે 11,12,13,14,15 , 16. ખાસ કરીને, આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ Cu-Ta17 જેવી અવિશ્વસનીય સિસ્ટમો તેમજ ઉચ્ચ ગલનબિંદુ એલોય જેમ કે અલ-ટ્રાન્ઝીશન મેટલ સિસ્ટમ્સ (TM; Zr, Hf, Nb અને Ta) 18,19 અને Fe-W20 ની તૈયારી તરીકે ગણવામાં આવે છે, જે વધુ કન્વેન્શનલ રૂટ તરીકે ગણી શકાય નહીં. મેટલ ઓક્સાઇડ્સ, કાર્બાઇડ્સ, નાઇટ્રાઇડ્સ, હાઇડ્રાઇડ્સ, કાર્બન નેનોટ્યુબ્સ, નેનોડિયામંડ્સ, તેમજ ટોપ-ડાઉન અભિગમ 1 અને મેટાસ્ટેબલ તબક્કાઓ દ્વારા વ્યાપક સ્થિરીકરણના ઔદ્યોગિક-સ્કેલ નેનોક્રિસ્ટાલિન અને નેનોકોમ્પોઝિટ પાવડર કણોની તૈયારી માટેના સૌથી શક્તિશાળી નેનોટેકનોલોજી સાધનો.
આ અભ્યાસમાં Cu50(Zr50−xNix) મેટાલિક ગ્લાસ (MG) કોટિંગ/SUS 304 તૈયાર કરવા માટે વપરાતી ફેબ્રિકેશન પદ્ધતિ દર્શાવે છે. s, અને (b) He વાતાવરણથી ભરેલા ગ્લોવ બોક્સમાં સીલ કરવામાં આવે છે. (c) ગ્રાઇન્ડીંગ વેસલનું પારદર્શક મોડેલ ગ્રાઇન્ડીંગ દરમિયાન બોલની ગતિ દર્શાવે છે. 50 કલાક પછી મેળવવામાં આવેલ પાવડરની અંતિમ પ્રોડક્ટ કોલ્ડ સ્પ્રે પદ્ધતિ (d) નો ઉપયોગ કરીને SUS 304 સબસ્ટ્રેટને કોટ કરવા માટે વપરાય છે.
જથ્થાબંધ સામગ્રીની સપાટીઓ (સબસ્ટ્રેટ્સ) ની વાત આવે ત્યારે, સપાટીના ઇજનેરીમાં મૂળ બલ્ક સામગ્રીમાં સમાવિષ્ટ ન હોય તેવા ચોક્કસ ભૌતિક, રાસાયણિક અને તકનીકી ગુણો પ્રદાન કરવા માટે સપાટીઓ (સબસ્ટ્રેટ્સ) ની રચના અને ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે. સપાટીની સારવાર દ્વારા અસરકારક રીતે સુધારી શકાય તેવા કેટલાક ગુણધર્મોમાં ઘર્ષણ પ્રતિકાર, ઓક્સિડેશન અને કાટ પ્રતિકાર, ઇલેક્ટ્રીક ગુણધર્મ, ઇલેક્ટ્રીક, ફ્રેકશન અને ઇલેક્ટ્રીક ગુણધર્મોનો સમાવેશ થાય છે. , થોડા નામ આપવા માટે. ધાતુશાસ્ત્રીય, યાંત્રિક અથવા રાસાયણિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને સપાટીની ગુણવત્તા સુધારી શકાય છે. એક જાણીતી પ્રક્રિયા તરીકે, કોટિંગને અન્ય સામગ્રીમાંથી બનેલી બલ્ક ઑબ્જેક્ટ (સબસ્ટ્રેટ) ની સપાટી પર કૃત્રિમ રીતે જમા કરવામાં આવતી સામગ્રીના એક અથવા બહુવિધ સ્તરો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. આમ, કોટિંગ્સનો ઉપયોગ અપેક્ષિત રાસાયણિક ગુણધર્મો સાથેના ભાગરૂપે કરવામાં આવે છે. પર્યાવરણ 23.
થોડા માઇક્રોમીટર (10-20 માઇક્રોમીટરથી નીચે) થી 30 માઇક્રોમીટર અથવા તો થોડા મિલીમીટર સુધીની જાડાઈ સાથે યોગ્ય સપાટી સંરક્ષણ સ્તરો જમા કરવા માટે, ઘણી પદ્ધતિઓ અને તકનીકો લાગુ કરી શકાય છે. સામાન્ય રીતે, કોટિંગ પ્રક્રિયાઓને બે કેટેગરીમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: (i) ભીની કોટિંગ પદ્ધતિઓ, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ અને ડ્રાય કોટિંગ પદ્ધતિ, ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ અને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ સહિત. s, બ્રેઝિંગ, સરફેસિંગ, ફિઝિકલ વેપર ડિપોઝિશન (PVD), રાસાયણિક વરાળ ડિપોઝિશન (CVD), થર્મલ સ્પ્રે તકનીકો અને તાજેતરમાં કોલ્ડ સ્પ્રે તકનીકો 24 (ફિગ. 1d) સહિત.
બાયોફિલ્મ્સને માઇક્રોબાયલ સમુદાયો તરીકે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે જે સપાટીઓ સાથે અફર રીતે જોડાયેલા હોય છે અને સ્વ-ઉત્પાદિત એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પોલિમર (ઇપીએસ)થી ઘેરાયેલા હોય છે. સુપરફિસિયલ રીતે પરિપક્વ બાયોફિલ્મનું નિર્માણ ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર નુકસાન તરફ દોરી શકે છે, જેમાં ખાદ્ય ઉદ્યોગ, પાણી પ્રણાલી અને આરોગ્યસંભાળ વાતાવરણનો સમાવેશ થાય છે. માનવીઓમાં, જ્યારે બાયોફિલ્મ્સ માઇક્રોબાયલ ચેપના 8% કરતા વધારે છે. ae અને સ્ટેફાયલોકોસી)ની સારવાર કરવી મુશ્કેલ છે. વધુમાં, પરિપક્વ બાયોફિલ્મ્સ પ્લાન્કટોનિક બેક્ટેરિયલ કોષોની તુલનામાં એન્ટિબાયોટિક સારવાર માટે 1000 ગણી વધુ પ્રતિરોધક હોવાનું નોંધવામાં આવ્યું છે, જે એક મુખ્ય રોગનિવારક પડકાર માનવામાં આવે છે. પરંપરાગત કાર્બનિક પદાર્થોમાંથી મેળવેલી એન્ટિમાઇક્રોબાયલ સપાટી કોટિંગ સામગ્રીઓ ઐતિહાસિક રીતે સંભવિત રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સંભવિત ઘટકો ધરાવે છે. મનુષ્યો,25,26 તે બેક્ટેરિયાના સંક્રમણ અને સામગ્રીના વિનાશને ટાળવામાં મદદ કરી શકે છે.
બાયોફિલ્મની રચનાને કારણે એન્ટિબાયોટિક સારવાર માટે બેક્ટેરિયાના વ્યાપક પ્રતિકારને કારણે અસરકારક એન્ટિમાઇક્રોબાયલ મેમ્બ્રેન-કોટેડ સપાટી વિકસાવવાની જરૂરિયાત ઊભી થઈ છે જે સુરક્ષિત રીતે લાગુ કરી શકાય છે27. ભૌતિક અથવા રાસાયણિક વિરોધી અનુગામી સપાટીનો વિકાસ કે જેના પર બેક્ટેરિયલ કોષો બાયોફિલ્મને બાંધવા અને બાંધવા માટે અવરોધે છે. આ સંલગ્નતાના કારણે એન્ટિબાયોટિક પ્રક્રિયાનો વિકાસ થાય છે. રસાયણો જ્યાં જરૂર હોય ત્યાં ચોક્કસ રીતે વિતરિત કરવા, અત્યંત કેન્દ્રિત અને અનુરૂપ માત્રામાં. આ ગ્રાફીન/જર્મનિયમ28, બ્લેક ડાયમંડ29 અને ZnO-ડોપેડ હીરા-જેવા કાર્બન કોટિંગ્સ 30 જેવા અનન્ય કોટિંગ સામગ્રી વિકસાવીને પ્રાપ્ત થાય છે જે બેક્ટેરિયા માટે પ્રતિરોધક હોય છે, એક એવી તકનીક જે બાયોફિલેશનને મહત્તમ અને નોંધપાત્ર રીતે ઘટાડી શકે છે. , કોટિંગ્સ કે જે બેક્ટેરિયલ દૂષણથી લાંબા ગાળાની સુરક્ષા પૂરી પાડવા માટે સપાટી પર જંતુનાશક રસાયણોનો સમાવેશ કરે છે તે વધુ લોકપ્રિય બની રહી છે. જો કે ત્રણેય પ્રક્રિયાઓ કોટેડ સપાટી પર એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અસર ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ છે, તેમ છતાં તે દરેકની પોતાની મર્યાદાઓનો સમૂહ છે જે એપ્લિકેશન વ્યૂહરચના વિકસાવતી વખતે ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.
હાલમાં બજારમાં ઉપલબ્ધ ઉત્પાદનો જૈવિક રીતે સક્રિય ઘટકો માટે રક્ષણાત્મક કોટિંગ્સનું વિશ્લેષણ અને પરીક્ષણ કરવા માટે અપૂરતા સમયને કારણે અવરોધે છે. કંપનીઓ દાવો કરે છે કે તેમના ઉત્પાદનો વપરાશકર્તાઓને ઇચ્છનીય કાર્યાત્મક પાસાઓ પ્રદાન કરશે;જો કે, હાલમાં બજારમાં ઉપલબ્ધ ઉત્પાદનોની સફળતામાં આ એક અવરોધ છે. ચાંદીમાંથી મેળવેલા સંયોજનોનો ઉપયોગ મોટાભાગની એન્ટિમાઇક્રોબાયલ થેરાપીઓમાં થાય છે જે હવે ગ્રાહકો માટે ઉપલબ્ધ છે. આ ઉત્પાદનો વપરાશકર્તાઓને સુક્ષ્મસજીવોની સંભવિત જોખમી અસરોથી બચાવવા માટે વિકસાવવામાં આવ્યા છે. વિલંબિત એન્ટિમાઇક્રોબાયલ અસર અને સંલગ્ન ઝેરીતા ચાંદીના સંયોજનો પર ઓછા વૈકલ્પિક દબાણમાં વધારો કરે છે. માઇક્રોબાયલ કોટિંગ જે ઘરની અંદર અને બહાર કામ કરે છે તે હજુ પણ એક મુશ્કેલ કાર્ય સાબિત થઈ રહ્યું છે. આ આરોગ્ય અને સલામતી બંને માટે સંકળાયેલા જોખમોને કારણે છે. મનુષ્ય માટે ઓછા હાનિકારક એવા એન્ટિમાઇક્રોબાયલ એજન્ટની શોધ કરવી અને લાંબા સમય સુધી શેલ્ફ લાઇફ સાથે કોટિંગ સબસ્ટ્રેટમાં તેને કેવી રીતે સમાવિષ્ટ કરવું તે શોધવું એ ખૂબ જ જરૂરી છે. શ્રેણી, કાં તો સીધા સંપર્ક દ્વારા અથવા સક્રિય એજન્ટ બહાર આવ્યા પછી. તેઓ પ્રારંભિક બેક્ટેરિયાના સંલગ્નતાને અટકાવીને (સપાટી પર પ્રોટીન સ્તરની રચનાનો પ્રતિકાર કરવા સહિત) અથવા કોષની દિવાલમાં દખલ કરીને બેક્ટેરિયાને મારીને આ કરી શકે છે.
મૂળભૂત રીતે, સરફેસ કોટિંગ એ સપાટી સંબંધિત ગુણોને વધારવા માટે ઘટકની સપાટી પર અન્ય સ્તર મૂકવાની પ્રક્રિયા છે. સપાટીના કોટિંગનો ધ્યેય ઘટકની નજીકની સપાટીના વિસ્તારની માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને/અથવા રચનાને અનુરૂપ બનાવવાનો છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ શ્રેણીઓ, કોટિંગ બનાવવા માટે વપરાતી પદ્ધતિના આધારે.
(a) સપાટી માટે વપરાતી મુખ્ય ફેબ્રિકેશન તકનીકો અને (b) કોલ્ડ સ્પ્રે તકનીકના પસંદ કરેલા ફાયદા અને ગેરફાયદા દર્શાવતો ઇનસેટ.
કોલ્ડ સ્પ્રે ટેક્નોલોજી પરંપરાગત થર્મલ સ્પ્રે પદ્ધતિઓ સાથે ઘણી સામ્યતા ધરાવે છે. જો કે, કેટલાક મુખ્ય મૂળભૂત ગુણધર્મો પણ છે જે કોલ્ડ સ્પ્રે પ્રક્રિયા અને કોલ્ડ સ્પ્રે સામગ્રીને ખાસ કરીને અનન્ય બનાવે છે. કોલ્ડ સ્પ્રે ટેક્નોલોજી હજુ પણ પ્રારંભિક અવસ્થામાં છે, પરંતુ તેનું ભવિષ્ય ઉજ્જવળ છે. અમુક એપ્લિકેશનોમાં, કોલ્ડ સ્પ્રેના અનન્ય ગુણધર્મો, spray પદ્ધતિની નોંધપાત્ર મર્યાદાઓને પાર કરીને, મહાન લાભો પ્રદાન કરે છે. પરંપરાગત થર્મલ સ્પ્રે ટેક્નોલૉજીની મર્યાદાઓ, જે દરમિયાન સબસ્ટ્રેટ પર જમા કરવા માટે પાવડરને ઓગાળવો આવશ્યક છે. દેખીતી રીતે, આ પરંપરાગત કોટિંગ પ્રક્રિયા ખૂબ જ તાપમાન-સંવેદનશીલ સામગ્રી જેમ કે નેનોક્રિસ્ટલ્સ, નેનોપાર્ટિકલ્સ, આકારહીન અને ધાતુના ચશ્મા માટે યોગ્ય નથી. થર્મલ સ્પ્રે ટેક્નોલોજી પર સ્પ્રે ટેક્નોલૉજીના ઘણા નોંધપાત્ર ફાયદા છે, જેમ કે (i) સબસ્ટ્રેટમાં ન્યૂનતમ હીટ ઇનપુટ, (ii) સબસ્ટ્રેટ કોટિંગ પસંદગીઓમાં લવચીકતા, (iii) તબક્કામાં પરિવર્તન અને અનાજ વૃદ્ધિની ગેરહાજરી , (iv) ઉચ્ચ બોન્ડ મજબૂતાઇ1,39 (ફિગ.2b). વધુમાં, કોલ્ડ સ્પ્રે કોટિંગ સામગ્રીમાં ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર, ઉચ્ચ શક્તિ અને કઠિનતા, ઉચ્ચ વિદ્યુત વાહકતા અને ઉચ્ચ ઘનતા હોય છે. કોલ્ડ સ્પ્રે પ્રક્રિયાના ફાયદાઓથી વિપરીત, આ ટેકનિકનો ઉપયોગ કરવા માટે હજુ પણ કેટલાક ગેરફાયદા છે, જે આકૃતિ 2b માં બતાવ્યા પ્રમાણે છે. જ્યારે કોટિંગ કરવામાં આવે છે ત્યારે શુદ્ધ સિરામિક, W2, ZO2, ZO2, કોલ્ડ પાઉડર, ZO2, ZO2 કોલ્ડ, વગેરે. પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. બીજી તરફ, સિરામિક/મેટલ કમ્પોઝિટ પાવડરનો ઉપયોગ કોટિંગ માટે કાચા માલ તરીકે થઈ શકે છે. અન્ય થર્મલ સ્પ્રે પદ્ધતિઓ માટે પણ તે જ છે. જટિલ સપાટીઓ અને આંતરિક પાઇપ સપાટીઓ હજુ પણ સ્પ્રે કરવી મુશ્કેલ છે.
વર્તમાન કાર્યનો હેતુ કાચા કોટિંગ સામગ્રી તરીકે મેટાલિક ગ્લાસી પાવડરનો ઉપયોગ કરવાનો છે તે જોતાં, તે સ્પષ્ટ છે કે પરંપરાગત થર્મલ સ્પ્રેનો આ હેતુ માટે ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. આ કારણ છે કે મેટાલિક ગ્લાસી પાવડર ઊંચા તાપમાને સ્ફટિકીકરણ કરે છે.
તબીબી અને ખાદ્ય ઉદ્યોગોમાં વપરાતા મોટાભાગના સાધનો સર્જીકલ સાધનોના ઉત્પાદન માટે 12 થી 20 wt% ની વચ્ચે ક્રોમિયમ સામગ્રી સાથે ઓસ્ટેનિટિક સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એલોય (SUS316 અને SUS304) થી બનેલા છે. સામાન્ય રીતે સ્વીકારવામાં આવે છે કે ક્રોમિયમ ધાતુનો ઉપયોગ એલોયિંગ એલોયિંગ સ્ટાન્ડર્ડ તરીકે સારી રીતે કરવામાં આવે છે. s. સ્ટેનલેસ સ્ટીલ એલોય, તેમના ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર હોવા છતાં, નોંધપાત્ર એન્ટિમાઇક્રોબાયલ ગુણધર્મો પ્રદર્શિત કરતા નથી. ies બેક્ટેરિયલ સંલગ્નતા અને બાયોફિલ્મ રચનાના માર્ગો સાથે સંકળાયેલા છે, જે સ્વાસ્થ્ય બગાડ તરફ દોરી શકે છે, જેના ઘણા પરિણામો હોઈ શકે છે જે માનવ સ્વાસ્થ્યને સીધી કે પરોક્ષ રીતે અસર કરી શકે છે.
આ અભ્યાસ કુવૈત ફાઉન્ડેશન ફોર ધ એડવાન્સમેન્ટ ઓફ સાયન્સ (KFAS), કોન્ટ્રાક્ટ નંબર 2010-550401 દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ પ્રોજેક્ટનો પ્રથમ તબક્કો છે, જેમાં MA ટેક્નોલોજી (ટેબલ 1) નો ઉપયોગ કરીને મેટાલિક ગ્લાસી Cu-Zr-Ni ટર્નરી પાઉડરના ઉત્પાદનની શક્યતાની તપાસ કરવામાં આવી છે. , ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કાટ લાક્ષણિકતાઓ અને સિસ્ટમની યાંત્રિક ગુણધર્મોની વિગતવાર તપાસ કરશે. વિવિધ બેક્ટેરિયલ પ્રજાતિઓ માટે વિગતવાર માઇક્રોબાયોલોજીકલ પરીક્ષણો હાથ ધરવામાં આવશે.
આ પેપરમાં, કાચની રચના કરવાની ક્ષમતા (GFA) પર Zr એલોયિંગ તત્વ સામગ્રીની અસરની ચર્ચા મોર્ફોલોજિકલ અને માળખાકીય લાક્ષણિકતાઓના આધારે કરવામાં આવી છે. વધુમાં, કોટેડ મેટાલિક ગ્લાસ પાવડર કોટિંગ/SUS304 સંયુક્તના એન્ટિબેક્ટેરિયલ ગુણધર્મોની પણ ચર્ચા કરવામાં આવી હતી. વધુમાં, સ્ટ્રક્ચરલ ગ્લાસની અંદર કોલ્ડ ટ્રાન્સફોર્મિંગ ધાતુની અંદર કોલ્ડ ટ્રાન્સફોર્મિંગની શક્યતા તપાસવા માટે વર્તમાન કાર્ય હાથ ધરવામાં આવ્યું છે. ફેબ્રિકેટેડ મેટાલિક ગ્લાસ સિસ્ટમ્સનો d પ્રદેશ. પ્રતિનિધિ ઉદાહરણો તરીકે, આ અભ્યાસમાં Cu50Zr30Ni20 અને Cu50Zr20Ni30 મેટાલિક ગ્લાસ એલોયનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે.
આ વિભાગમાં, ઓછી ઉર્જા બોલ મિલિંગમાં એલિમેન્ટલ Cu, Zr અને Ni પાઉડરના મોર્ફોલોજિકલ ફેરફારો રજૂ કરવામાં આવ્યા છે. દૃષ્ટાંતરૂપ ઉદાહરણ તરીકે, Cu50Zr20Ni30 અને Cu50Zr40Ni10 ધરાવતી બે અલગ-અલગ સિસ્ટમોનો પ્રતિનિધિ ઉદાહરણો તરીકે ઉપયોગ કરવામાં આવશે. MA પ્રક્રિયાને ત્રણ ભાગમાં વિભાજિત કરી શકાય છે. 3).
બોલ મિલિંગ સમયના વિવિધ તબક્કાઓ પછી મેળવેલા મિકેનિકલ એલોય (MA) પાઉડરની મેટલોગ્રાફિક લાક્ષણિકતાઓ. ફિલ્ડ એમિશન સ્કેનિંગ ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (FE-SEM) MA અને Cu50Zr40Ni10 પાઉડરની ઇમેજ ઓછી ઉર્જા બોલ મિલિંગ ટાઇમ્સ 3, 12 અને 500 (H50) અને CuNZ (50) માં દર્શાવવામાં આવી છે. 0 સિસ્ટમ, જ્યારે સમય પછી લેવામાં આવેલી Cu50Zr40Ni10 સિસ્ટમની સમાન MA અનુરૂપ છબીઓ (b), (d) અને (f) માં બતાવવામાં આવી છે.
બોલ મિલિંગ દરમિયાન, ધાતુના પાવડરમાં સ્થાનાંતરિત થઈ શકે તેવી અસરકારક ગતિ ઊર્જા પરિમાણોના સંયોજનથી પ્રભાવિત થાય છે, જેમ કે ફિગ. 1a માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આમાં દડા અને પાઉડર વચ્ચેની અથડામણ, ગ્રાઇન્ડીંગ મીડિયાની વચ્ચે અથવા વચ્ચે અટવાયેલા પાવડરનું કમ્પ્રેસિવ શીયરિંગ, પડતા બોલની અસર, ફ્રોડ મિલ દ્વારા ક્રોપ મિલ અને ડ્રેગ મિલ દ્વારા ક્રોપ બોલ અને ક્રોપ મિલ દ્વારા વેરિંગ અને વેરિંગ ક્રોપ મિલના માધ્યમો વચ્ચે વેરિંગનો સમાવેશ થાય છે. લોડ્સ (ફિગ. 1a). એલિમેન્ટલ Cu, Zr, અને Ni પાઉડર MA (3 h) ના પ્રારંભિક તબક્કે ઠંડા વેલ્ડીંગને કારણે ગંભીર રીતે વિકૃત થઈ ગયા હતા, પરિણામે મોટા પાવડર કણો (>1 મીમી વ્યાસ) માં પરિણમે છે. આ મોટા સંયુક્ત કણો એલોયિંગ તત્વોના જાડા સ્તરોની રચના દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે (Cu, Zr, 3 MA, 2 માં દર્શાવવામાં આવેલા સમય, 3 એચ. માં). h (મધ્યવર્તી તબક્કો) બોલ મિલની ગતિ ઊર્જામાં વધારો થવામાં પરિણમે છે, પરિણામે સંયુક્ત પાવડરનું વિઘટન ફાઇનર પાવડર (200 µm કરતાં ઓછા) માં થાય છે, જેમ કે ફિગ. 3c,d. માં બતાવ્યા પ્રમાણે. આ તબક્કે, લાગુ પડતર બળ નવી ધાતુની સપાટીની રચના તરફ દોરી જાય છે. દંડ, ઘન તબક્કાની પ્રતિક્રિયાઓ નવા તબક્કાઓ પેદા કરવા માટે ફ્લેક્સના ઇન્ટરફેસ પર થાય છે.
MA પ્રક્રિયાના પરાકાષ્ઠાએ (50 કલાક પછી), ફ્લેકી મેટાલોગ્રાફી માત્ર આછું જ દેખાતી હતી (ફિગ. 3e,f), પરંતુ પાવડરની પોલિશ્ડ સપાટીએ મિરર મેટાલોગ્રાફી દર્શાવી હતી. આનો અર્થ એ થયો કે MA પ્રક્રિયા પૂર્ણ થઈ ગઈ છે અને એક જ પ્રતિક્રિયા તબક્કાની રચના થઈ છે. પ્રદેશોની મૂળભૂત રચના f. II દ્વારા નિર્ધારિત કરવામાં આવી હતી. ફીલ્ડ એમિશન સ્કેનિંગ ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી (FE-SEM) એનર્જી ડિસ્પર્સિવ એક્સ-રે સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (EDS) (IV) સાથે જોડાયેલી છે.
કોષ્ટક 2 માં, એલોયિંગ તત્વોની મૂળભૂત સાંદ્રતા ફિગ. 3e,f માં પસંદ કરેલ દરેક ક્ષેત્રના કુલ વજનની ટકાવારી તરીકે દર્શાવવામાં આવી છે. જ્યારે કોષ્ટક 1 માં સૂચિબદ્ધ Cu50Zr20Ni30 અને Cu50Zr40Ni10 ની શરૂઆતની નજીવી રચનાઓ સાથે આ પરિણામોની સરખામણી કરવામાં આવે છે, ત્યારે તે આ બે ઉત્પાદનોના અંતિમ મૂલ્યમાં સમાન સંયોજનો જોઈ શકાય છે. આયનો.વધુમાં, ફિગ. 3e,f માં સૂચિબદ્ધ પ્રદેશો માટે સંબંધિત ઘટક મૂલ્યો એક પ્રદેશથી બીજા પ્રદેશમાં પ્રત્યેક નમૂનાની રચનામાં નોંધપાત્ર બગાડ અથવા વધઘટને સૂચિત કરતા નથી. આ હકીકત દ્વારા પુરાવા મળે છે કે એક પ્રદેશથી બીજા પ્રદેશમાં રચનામાં કોઈ ફેરફાર થયો નથી.
અંતિમ ઉત્પાદન Cu50(Zr50−xNix) પાવડરના FE-SEM માઈક્રોગ્રાફ્સ 50 MA વખત પછી મેળવવામાં આવ્યા હતા, જેમ કે ફિગ. 4a–d માં બતાવ્યા પ્રમાણે, જ્યાં x અનુક્રમે 10, 20, 30 અને 40 છે.% છે. આ મિલિંગ સ્ટેપ પછી, પાઉડર એકંદરે વેનિંગની અસરમાં મોટા પ્રમાણમાં અસર કરે છે. આકૃતિ 4 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, 73 થી 126 nm સુધીના વ્યાસવાળા ine કણો.
50 કલાકના MA સમય પછી મેળવેલા Cu50(Zr50−xNix) પાઉડરની મોર્ફોલોજિકલ લાક્ષણિકતાઓ. Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 સિસ્ટમ્સ માટે, FE-SEM ઇમેજ (50MA) ની FE-SEM ઇમેજ (ટાઇમ્સ) પછી દર્શાવવામાં આવી છે. અને (ડી), અનુક્રમે.
કોલ્ડ સ્પ્રે ફીડરમાં પાઉડર લોડ કરતા પહેલા, તેમને પ્રથમ વિશ્લેષણાત્મક ગ્રેડ ઇથેનોલમાં 15 મિનિટ માટે સોનિકેટ કરવામાં આવ્યા હતા અને પછી 2 કલાક માટે 150 ° સે પર સૂકવવામાં આવ્યા હતા. આ પગલું સફળતાપૂર્વક એકત્રીકરણ સામે લડવું આવશ્યક છે જે ઘણી વખત સમગ્ર કોટિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન ઘણી નોંધપાત્ર સમસ્યાઓનું કારણ બને છે. MA પ્રક્રિયા પૂર્ણ થયા પછી, પાવડરની વધુ લાક્ષણિકતાઓની તપાસ કરવામાં આવી હતી. અનુક્રમે M સમયના 50 કલાક પછી મેળવેલા Cu50Zr30Ni20 એલોયના Cu, Zr અને Ni એલોયિંગ તત્વોના FE-SEM માઈક્રોગ્રાફ્સ અને અનુરૂપ EDS છબીઓ બતાવો. એ નોંધવું જોઈએ કે આ પગલા પછી ઉત્પાદિત એલોય પાઉડર સજાતીય છે કારણ કે તેઓ F-5 ટ્યુનોમીટરમાં સબ-કોમ્પોઝીશનલ સ્તર દર્શાવતા નથી.
FE-SEM/energy dispersive X-ray સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (EDS) દ્વારા 50 MA વખત પછી મેળવેલ MG Cu50Zr30Ni20 પાવડરનું મોર્ફોલોજી અને સ્થાનિક પ્રાથમિક વિતરણ.
50 કલાકના MA સમય પછી મેળવેલા યાંત્રિક રીતે મિશ્રિત Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 અને Cu50Zr20Ni30 પાઉડરની XRD પેટર્ન અનુક્રમે ફિગ. 6a–d માં દર્શાવવામાં આવી છે. આ પછી, આ તબક્કાના તમામ પ્રકારના સંરચના સાથે ઝેડ મિલના અલગ-અલગ સંરચના દર્શાવવામાં આવે છે. આકૃતિ 6 માં બતાવેલ લો પ્રસરણ પેટર્ન.
50 કલાકના MA સમય પછી (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 અને (d) Cu50Zr20Ni30 પાઉડરની XRD પેટર્ન. અપવાદ વિનાના તમામ નમૂનાઓ એક પ્રભામંડળ પ્રસરણ પેટર્ન દર્શાવે છે, જે ધીમોર્ફ ફોર્મસ તબક્કા સૂચવે છે.
ફિલ્ડ એમિશન હાઇ-રિઝોલ્યુશન ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (FE-HRTEM) નો ઉપયોગ માળખાકીય ફેરફારોનું અવલોકન કરવા અને વિવિધ MA સમયે બોલ મિલિંગના પરિણામે પાઉડરની સ્થાનિક રચનાને સમજવા માટે કરવામાં આવ્યો હતો. FE-HRTEM પાઉડરના પ્રારંભિક (6 h) અને મધ્યવર્તી (18 h) તબક્કાઓ પછી મેળવેલ પાઉડરની છબીઓ CuN5001004 અને CuN500100000r40500r500r4 માં પાવડરની મિલિંગમાં દર્શાવવામાં આવી છે. ig. 7a,c, અનુક્રમે.એમએ 6 કલાક પછી ઉત્પાદિત પાવડરની તેજસ્વી ફિલ્ડ ઇમેજ (BFI) અનુસાર, પાવડર fcc-Cu, hcp-Zr અને fcc-Ni તત્વોની સારી રીતે વ્યાખ્યાયિત સીમાઓ સાથે મોટા અનાજનો બનેલો છે, અને ત્યાં કોઈ સંકેત નથી કે પ્રતિક્રિયા તબક્કો રચાયો છે. DP) (a) ના મધ્ય પ્રદેશમાંથી લેવામાં આવે છે, જે એક કસ્પ વિવર્તન પેટર્ન (ફિગ. 7b) જાહેર કરે છે, જે મોટા સ્ફટિકોની હાજરી અને પ્રતિક્રિયાશીલ તબક્કાની ગેરહાજરી દર્શાવે છે.
પ્રારંભિક (6 h) અને મધ્યવર્તી (18 h) તબક્કાઓ પછી મેળવેલા MA પાવડરનું સ્થાનિક માળખાકીય લાક્ષણિકતા. (a) ક્ષેત્ર ઉત્સર્જન ઉચ્ચ રિઝોલ્યુશન ટ્રાન્સમિશન ઇલેક્ટ્રોન માઇક્રોસ્કોપી (FE-HRTEM), અને (b) Cu50Zr30Ni20 પાવડરની અનુરૂપ પસંદ કરેલ વિસ્તાર વિવર્તન પેટર્ન (SADP) MA h450-50 માટે MA-0RTEM6 ઇમેજ સારવાર પછી. 18 કલાકના MA સમય પછી ed (c) માં બતાવવામાં આવે છે.
ફિગ. 7c માં બતાવ્યા પ્રમાણે, MA અવધિને 18 કલાક સુધી લંબાવવાથી પ્લાસ્ટિકના વિરૂપતા સાથે ગંભીર જાળીની ખામીઓ થઈ. MA પ્રક્રિયાના આ મધ્યવર્તી તબક્કા દરમિયાન, પાવડર વિવિધ ખામીઓ દર્શાવે છે, જેમાં સ્ટેકીંગ ફોલ્ટ્સ, જાળીની ખામીઓ અને બિંદુ ખામીઓ (આકૃતિ 7) સાથે તેમના મોટા કદમાં ખામીઓનું કારણ બને છે. s 20 nm કરતાં ઓછી (ફિગ. 7c).
Cu50Z30Ni20 પાઉડરની સ્થાનિક રચના 36 કલાક MA સમય માટે મિલ્ડ કરવામાં આવે છે જેમાં આકારહીન ફાઇન મેટ્રિક્સમાં એમ્બેડેડ અલ્ટ્રાફાઇન નેનોગ્રેન્સની રચના હોય છે, જેમ કે ફિગ. 8a માં દર્શાવવામાં આવ્યું છે. સ્થાનિક EDS વિશ્લેષણ દર્શાવે છે કે ફિગ. 8a માં બતાવેલ તે નેનોક્લસ્ટર્સ, ક્યુટ્રિએક્સના તમામ ઘટકો સાથે સંકળાયેલા હતા, જે બધા જ પાઉડરની સામગ્રી સાથે સંકળાયેલા હતા. ~32 at.% (દુર્બળ વિસ્તાર) થી ~74 at.% (સમૃદ્ધ વિસ્તાર) સુધી વધઘટ થાય છે, જે વિજાતીય ઉત્પાદનોની રચના સૂચવે છે. વધુમાં, આ તબક્કે મિલિંગ કર્યા પછી મેળવેલા પાઉડરના અનુરૂપ SADP એ આકારહીન પ્રાથમિક અને ગૌણ રિંગ્સ દર્શાવે છે, જે તમામ એફ 8 તત્વો સાથે સંકળાયેલા તત્વ સાથે સંકળાયેલા હોય છે. b
બિયોન્ડ 36 h-Cu50Zr30Ni20 પાઉડર નેનોસ્કેલ સ્થાનિક માળખાકીય સુવિધાઓ. (a) તેજસ્વી ક્ષેત્ર છબી (BFI) અને અનુરૂપ (b) Cu50Zr30Ni20 પાવડરનું SADP 36 h MA સમય માટે મિલિંગ પછી મેળવે છે.
MA પ્રક્રિયાના અંતની નજીક (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 અને 40 પર.% પાઉડરમાં અચૂક ભુલભુલામણી આકારહીન તબક્કો મોર્ફોલોજી હોય છે જેમ કે ફિગ. 9a–d માં બતાવેલ છે .દરેક રચનાના અનુરૂપ SADP માં, ન તો બિંદુ જેવા વિવર્તન કે ન તો તીક્ષ્ણ વલયાકાર પેટર્ન, પરંતુ આ તમામ અપ્રોમોર ધાતુને શોધી શકાતી નથી જે દર્શાવે છે કે એક અસ્પષ્ટ મેટલ છે. oy પાવડર રચાય છે. આ સહસંબંધિત SADPs જે પ્રભામંડળના પ્રસારની પેટર્ન દર્શાવે છે તેનો ઉપયોગ અંતિમ ઉત્પાદન સામગ્રીમાં આકારહીન તબક્કાઓના વિકાસ માટે પુરાવા તરીકે પણ કરવામાં આવ્યો હતો.
MG Cu50 (Zr50−xNix) સિસ્ટમના અંતિમ ઉત્પાદનનું સ્થાનિક માળખું. FE-HRTEM અને (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni20 (c) Cu50Zr20Ni30 અને ob40MA પછી Cu50Zr20Ni10 ની FE-HRTEM અને સહસંબંધિત નેનોબીમ ડિફ્રેક્શન પેટર્ન (NBDP) .
આકારહીન Cu50(Zr50−xNix) સિસ્ટમના Ni સામગ્રી (x) ના કાર્ય તરીકે ગ્લાસ ટ્રાન્ઝિશન ટેમ્પરેચર (Tg), સબકૂલ્ડ લિક્વિડ રિજન (ΔTx) અને સ્ફટિકીકરણ તાપમાન (Tx) ની થર્મલ સ્ટેબિલિટીની તપાસ He ગેસ ફ્લો, CuZ5003CZ40NC ની Cu50003C હેઠળ પ્રોપર્ટીઝની વિભેદક સ્કેનિંગ કેલરીમેટ્રી (DSC) નો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવી છે. 50 કલાકના MA સમય પછી મેળવેલા Ni20 અને Cu50Zr10Ni40 આકારહીન એલોય પાઉડર અનુક્રમે ફિગ. 10a, b, eમાં બતાવવામાં આવ્યા છે. જ્યારે આકારહીન Cu50Zr20Ni30 નું DSC વળાંક ફિગમાં અલગથી બતાવવામાં આવ્યું છે. DSC માં આકૃતિ 10d માં બતાવેલ છે.
50 કલાકના MA સમય પછી મેળવેલ Cu50(Zr50−xNix) MG પાઉડરની થર્મલ સ્થિરતા, કાચના સંક્રમણ તાપમાન (Tg), સ્ફટિકીકરણ તાપમાન (Tx), અને સબકૂલ્ડ લિક્વિડ રિજન (ΔTx) દ્વારા અનુક્રમિત થયેલ છે. વિભેદક સ્કેનિંગ કેલરીમીટર (DSC) (aZ50r50) (aZ50r50) ક્યુઝેડ 50,00,000,00,000,000,00,000,000,000 નું થર્મોગ્રામ. 20, (c) Cu50Zr20Ni30 અને (e) Cu50Zr10Ni40 MG એલોય પાઉડર 50 કલાકના MA સમય પછી. DSC માં ~700 °C સુધી ગરમ કરાયેલ Cu50Zr30Ni20 નમૂનાની એક્સ-રે વિવર્તન (XRD) પેટર્ન (d) માં બતાવવામાં આવી છે.
આકૃતિ 10 માં બતાવ્યા પ્રમાણે, વિવિધ Ni સાંદ્રતા (x) સાથેની તમામ રચનાઓના DSC વણાંકો બે અલગ-અલગ કિસ્સાઓ સૂચવે છે, એક એન્ડોથર્મિક અને બીજી એક્ઝોથર્મિક. પ્રથમ એન્ડોથર્મિક ઘટના Tg ને અનુરૂપ છે, જ્યારે બીજી Tx સાથે સંબંધિત છે. Tg અને Tx વચ્ચે અસ્તિત્વમાં છે તે આડી સ્પેન ક્ષેત્ર Tg = T - ΔT પરિણામો દર્શાવે છે અને T - Δ x T પરિણામો દર્શાવે છે. Cu50Zr40Ni10 નમૂનાનું Tx (ફિગ. 10a), 526°C અને 612°C પર મૂકવામાં આવ્યું છે, 482°C અને 563°C ની નીચા તાપમાનની બાજુએ સામગ્રી (x) ને 20 પર.% તરફ વધતા Ni સામગ્રી (x) સાથે અનુક્રમે, , આકૃતિ 10NZ50 Δ00માં દર્શાવ્યા મુજબ, Δ010નો ઘટાડો s Cu50Zr30Ni20 (ફિગ. 10b) માટે 86 °C (ફિગ. 10a) થી 81 °C સુધી. MG Cu50Zr40Ni10 એલોય માટે, તે પણ જોવામાં આવ્યું હતું કે Tg, Tx અને ΔTx ની કિંમતો ઘટીને 447°C અને 457°C (આ 457°C) °C. Ni સામગ્રીમાં વધારો MG એલોયની થર્મલ સ્થિરતામાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. તેનાથી વિપરીત, MG Cu50Zr20Ni30 એલોયનું Tg મૂલ્ય (507 °C) MG Cu50Zr40Ni10 એલોય કરતાં ઓછું છે;તેમ છતાં, તેનું Tx અગાઉના (612 °C) સાથે તુલનાત્મક મૂલ્ય દર્શાવે છે. તેથી, ΔTx ઉચ્ચ મૂલ્ય (87°C) દર્શાવે છે, જેમ કે આકૃતિ 10c માં બતાવ્યા પ્રમાણે.
MG Cu50(Zr50−xNix) સિસ્ટમ, ઉદાહરણ તરીકે MG Cu50Zr20Ni30 એલોયને લઈને, fcc-ZrCu5, ઓર્થોહોમ્બિક-Zr7Cu10 અને ઓર્થોહોમ્બિક-Zr7Cu10 ના ક્રિસ્ટલ તબક્કાઓમાં તીવ્ર એક્ઝોથર્મિક શિખર દ્વારા સ્ફટિકીકરણ કરે છે. MG નમૂનાના XRD દ્વારા પુષ્ટિ થયેલ છે (ફિગ. 10d), જે DSC માં 700 °C સુધી ગરમ કરવામાં આવ્યું હતું.
આકૃતિ 11 વર્તમાન કાર્યમાં હાથ ધરવામાં આવેલી કોલ્ડ સ્પ્રે પ્રક્રિયા દરમિયાન લેવામાં આવેલા ફોટોગ્રાફ્સ બતાવે છે. આ અભ્યાસમાં, 50 કલાકના MA સમય પછી સંશ્લેષિત ધાતુના કાચ જેવા પાવડર કણો (ઉદાહરણ તરીકે Cu50Zr20Ni30) નો ઉપયોગ એન્ટીબેક્ટેરિયલ કાચા માલ તરીકે કરવામાં આવ્યો હતો અને સ્ટેનલેસ સ્ટીલ પ્લેટ (SUS304 કોલ્ડ કોલ્ડ સ્પ્રે કોલ્ડ સ્પ્રે પદ્ધતિ દ્વારા કોલ્ડ સ્પ્રે પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આવી હતી). થર્મલ સ્પ્રે ટેક્નોલોજી શ્રેણી કારણ કે તે થર્મલ સ્પ્રે શ્રેણીમાં સૌથી કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે અને તેનો ઉપયોગ મેટલ મેટાસ્ટેબલ તાપમાન સંવેદનશીલ સામગ્રી જેમ કે આકારહીન અને નેનોક્રિસ્ટલાઇન પાવડર માટે થઈ શકે છે, જે તબક્કાના સંક્રમણોને આધિન નથી .આ પદ્ધતિ પસંદ કરવામાં આ મુખ્ય પરિબળ છે. કોલ્ડ સ્પ્રે પ્રક્રિયા હાથ ધરવામાં આવે છે. અને સબસ્ટ્રેટ અથવા અગાઉ જમા થયેલા કણોની અસર પર ગરમી.
ક્ષેત્રના ફોટા 550 °C પર MG કોટિંગ/SUS 304 ની સતત પાંચ તૈયારીઓ માટે ઉપયોગમાં લેવાતી કોલ્ડ સ્પ્રે પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
કણોની ગતિ ઊર્જા, અને આ રીતે કોટિંગ રચનામાં દરેક કણની ગતિ, પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ (સબસ્ટ્રેટમાં પ્રારંભિક કણો અને કણો-કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ) જેવી પદ્ધતિઓ દ્વારા ઊર્જાના અન્ય સ્વરૂપોમાં રૂપાંતરિત થવી જોઈએ, રદબાતલ એકત્રીકરણ, કણ-કણ, 3 અને 3.3 વધુ ગરમીમાં કણો-કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ. ગતિ ઊર્જા ઉષ્મા અને તાણ ઊર્જામાં રૂપાંતરિત થાય છે, પરિણામે સ્થિતિસ્થાપક અથડામણ થાય છે, જેનો અર્થ એ થાય છે કે કણો અસર કર્યા પછી પાછા ઉછળે છે. તે દર્શાવવામાં આવ્યું છે કે કણો/સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી પર લાગુ થતી અસર ઊર્જાના 90% સ્થાનિક ગરમીમાં રૂપાંતરિત થાય છે 40 .વધુમાં, જ્યારે અસર તણાવ લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે ઉચ્ચ પ્લાસ્ટિક સ્ટ્રેન્સ 40/4 પ્રદેશમાં ખૂબ જ ટૂંકા સમય સુધી પહોંચે છે. .
પ્લાસ્ટિક વિકૃતિને સામાન્ય રીતે ઉર્જા વિસર્જનની પ્રક્રિયા ગણવામાં આવે છે, અથવા વધુ ખાસ કરીને, ઇન્ટરફેસિયલ પ્રદેશમાં ગરમીનો સ્ત્રોત. જો કે, ઇન્ટરફેસિયલ પ્રદેશમાં તાપમાનમાં વધારો સામાન્ય રીતે ઇન્ટરફેસિયલ ગલન પેદા કરવા અથવા અણુ ઇન્ટરડિફ્યુઝનને નોંધપાત્ર રીતે પ્રોત્સાહન આપવા માટે પૂરતો નથી. લેખકો માટે જાણીતું કોઈ પ્રકાશન આ ધાતુના પાવડર અને ધાતુના પાઉડર પર કોલ્ડ ડિપોઝિટની અસરોની તપાસ કરતું નથી.
MG Cu50Zr20Ni30 એલોય પાવડરનો BFI Fig. 12a માં જોઈ શકાય છે, જે SUS 304 સબસ્ટ્રેટ (ફિગ્સ. 11, 12b) પર કોટેડ હતો. આકૃતિમાંથી જોઈ શકાય છે તેમ, કોટેડ પાવડર તેમની મૂળ આકારહીન માળખું જાળવી રાખે છે કારણ કે તેમની પાસે એક નાજુક ભુલભુલામણી હોય છે, કોઈપણ હાથની હાજરી અથવા ઇમેજની ખામી વિના અન્ય લક્ષણો દર્શાવે છે. બાહ્ય તબક્કો, જેમ કે એમજી-કોટેડ પાવડર મેટ્રિક્સ (ફિગ. 12a) માં સમાવિષ્ટ નેનોપાર્ટિકલ્સ દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું છે. આકૃતિ 12c પ્રદેશ I (આકૃતિ 12a) સાથે સંકળાયેલ અનુક્રમિત નેનોબીમ વિવર્તન પેટર્ન (NBDP) દર્શાવે છે. Fig. 12c માં બતાવ્યા પ્રમાણે, NBDP એ નબળા ડિફ્રેક્શન પેટર્ન અને કોટેડ સ્ટ્રક્ચર સાથે સંકળાયેલ છે. સ્ફટિકીય લાર્જ ક્યુબિક Zr2Ni મેટાસ્ટેબલ વત્તા ટેટ્રાગોનલ CuO તબક્કાને અનુરૂપ ches. CuO ની રચના જ્યારે સુપરસોનિક પ્રવાહ હેઠળ ખુલ્લી હવામાં સ્પ્રે બંદૂકની નોઝલથી SUS 304 સુધી મુસાફરી કરતી હોય ત્યારે પાવડરના ઓક્સિડેશનને આભારી હોઈ શકે છે. બીજી તરફ, મોટા spray ધાતુના ધાતુના ધાતુના સ્વરૂપને પ્રાપ્ત કર્યા પછી, સ્પ્રે બંદૂકના ઓક્સિડેશનને આભારી છે. 30 મિનિટ માટે 550 °C પર સારવાર.
(a) MG પાવડરની FE-HRTEM ઇમેજ પર કોટેડ (b) SUS 304 સબસ્ટ્રેટ (આકૃતિનો ઇનસેટ). (a) માં બતાવેલ ગોળ ચિહ્નનો ઇન્ડેક્સ NBDP (c) માં દર્શાવેલ છે.
મોટા ક્યુબિક Zr2Ni નેનોપાર્ટિકલ્સની રચના માટે આ સંભવિત પદ્ધતિને ચકાસવા માટે, એક સ્વતંત્ર પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ પ્રયોગમાં, પાવડરને SUS 304 સબસ્ટ્રેટની દિશામાં 550 °C પર સ્પ્રે ગનમાંથી છાંટવામાં આવ્યા હતા;જો કે, પાઉડરની એનિલીંગ અસરને સ્પષ્ટ કરવા માટે, તેમને SUS304 સ્ટ્રીપમાંથી શક્ય તેટલી ઝડપથી દૂર કરવામાં આવ્યા હતા (લગભગ 60 સેકન્ડ). પ્રયોગોનો બીજો સમૂહ હાથ ધરવામાં આવ્યો હતો જેમાં જમા થયા પછી લગભગ 180 સેકન્ડ પછી સબસ્ટ્રેટમાંથી પાવડર દૂર કરવામાં આવ્યો હતો.
આકૃતિઓ 13a,b અનુક્રમે 60 સેકન્ડ અને 180 સેકન્ડ માટે SUS 304 સબસ્ટ્રેટ પર જમા કરાયેલા બે સ્પ્રે કરેલ સામગ્રીના ટ્રાન્સમિશન ઈલેક્ટ્રોન માઈક્રોસ્કોપી (STEM)ને સ્કેન કરીને મેળવેલી ડાર્ક ફિલ્ડ ઈમેજીસ (DFI) દર્શાવે છે. 60 સેકન્ડ માટે જમા કરાયેલ પાવડર ઈમેજમાં કોઈ મોર્ફોલોજિકલ વિગત નથી, જે X3F દ્વારા પુષ્ટિ આપે છે, જે દર્શાવે છે કે આ લક્ષણ પણ X3F દર્શાવે છે. આ પાઉડરનું સામાન્ય માળખું આકારહીન હતું, જે આકૃતિ 14a માં બતાવેલ વ્યાપક પ્રાથમિક અને ગૌણ વિવર્તન મેક્સિમા દ્વારા સૂચવવામાં આવ્યું છે. આ મેટાસ્ટેબલ/મેસોફેસ અવક્ષેપની ગેરહાજરી દર્શાવે છે, જ્યાં પાવડર તેની મૂળ આકારહીન રચનાને જાળવી રાખે છે. તેનાથી વિપરીત, પાવડર સમાન તાપમાને છાંટવામાં આવે છે (550 °C પર 550 ° સે, 550 ° સે) બાકી છે. નેનો-કદના અનાજ, આકૃતિ 13b માં તીરો દ્વારા સૂચવ્યા મુજબ.