Mèsi paske w te vizite Nature.com.Vèsyon navigatè w ap itilize a gen yon sipò limite pou CSS.Pou pi bon eksperyans, nou rekòmande pou w itilize yon navigatè ki ajou (oswa fèmen mòd konpatibilite nan Internet Explorer). Antretan, pou asire sipò kontinye, nou pral montre sit la san estil ak JavaScript.
Biofilm yo se yon eleman enpòtan nan devlopman enfeksyon kwonik, espesyalman lè aparèy medikal yo enplike. Pwoblèm sa a prezante yon gwo defi nan kominote medikal la, kòm antibyotik estanda ka sèlman elimine biofilms nan yon limit trè limite. Prevansyon fòmasyon biofilm te mennen nan devlopman nan metòd kouch divès kalite ak nouvo materyèl. metal yo, yo te parèt kòm ideyal kouch antimikwòb.An menm tan an, itilize nan teknoloji espre frèt ogmante paske li se yon metòd apwopriye pou trete materyèl tanperati-sansib. tanperati ki ba.Substrate kouvwi ak vè metalik yo te kapab siyifikativman diminye fòmasyon biofilm pa omwen 1 boutèy demi lit konpare ak asye pur.
Pandan tout listwa imen, nenpòt sosyete te kapab desine ak ankouraje entwodiksyon de nouvo materyèl ki satisfè egzijans espesifik li yo, ki te lakòz amelyore pèfòmans ak klasman nan yon ekonomi globalize.2 Pandan 60 ane, syantis materyèl yo te konsakre anpil nan tan yo konsantre sou yon sèl gwo enkyetid: pouswit nouvo ak dènye kri materyèl.Rechèch ki sot pase yo te konsantre sou amelyore kalite a ak pèfòmans nan materyèl ki deja egziste, osi byen ke sentèz ak envante totalman nouvo kalite materyèl.
Anplis de sa nan eleman alyaj, modifikasyon nan mikwostrikti materyèl la, ak aplikasyon an nan teknik pwosesis tèmik, mekanik oswa tèrmo-mekanik te lakòz amelyorasyon siyifikatif nan pwopriyete yo mekanik, chimik ak fizik nan yon varyete materyèl diferan. , nanotub, pwen pwopòsyon, zewo-dimansyon, linèt metalik amorphe, ak alyaj segondè-entropi yo se jis kèk egzanp materyèl avanse prezante nan mond lan depi nan mitan dènye syèk la. Lè manifakti ak devlope alyaj nouvo ak pwopriyete siperyè, swa nan pwodwi final la oswa nan etap entèmedyè pwodiksyon li yo, pwoblèm nan nan balans nan balans se souvan te ajoute yon nouvo rezilta nan enplemantasyon ekilib nan nouvo klas fabrike. alyaj tab, ke yo rekonèt kòm linèt metalik, yo te dekouvri.
Travay li nan Caltech nan lane 1960 te pote yon revolisyon nan konsèp nan alyaj metal lè li te sentetize glasye Au-25 at.% Si alyaj pa rapidman solidifye likid nan prèske yon milyon degre pou chak segonn 4.Evènman dekouvèt Pwofesè Pol Duwezs 'non sèlman te anonse kòmansman an nan istwa a nan linèt metalik (MG), men tou, te mennen nan yon fason yo etidye paradigm nan metal yo. es nan sentèz alyaj MG, prèske tout linèt metalik yo te pwodwi antyèman lè l sèvi avèk youn nan metòd sa yo;(i) solidifikasyon rapid nan fonn oswa vapè, (ii) dezòd atomik nan lasi a, (iii) reyaksyon amorfizasyon eta solid ant eleman metal pi, ak (iv) tranzisyon eta solid nan faz metastab.
MG yo distenge pa mank yo nan lòd atomik alontèm ki asosye ak kristal, ki se yon karakteristik defini nan kristal.Nan mond jodi a, yo te fè gwo pwogrè nan jaden an nan metal metalik. Yo se materyèl nouvo ak pwopriyete enteresan ki se nan enterè pa sèlman nan fizik eta solid, men tou, nan metaliji, ki soti nan Chimi sifas ak lòt kalite materyèl ekspozisyon distenk teknoloji. , fè li yon kandida enteresan pou aplikasyon teknolojik nan yon varyete jaden.Yo gen kèk pwopriyete enpòtan;(i) segondè duktilite mekanik ak fòs sede, (ii) gwo pèmeyabilite mayetik, (iii) ba coercivity, (iv) rezistans korozyon etranj, (v) endepandans tanperati konduktiviti a nan 6,7.
Mekanik alyaj (MA) 1,8 se yon teknik relativman nouvo, premye prezante an 19839 pa Pwofesè CC Kock ak kòlèg yo. Yo prepare poud amorphe Ni60Nb40 pa fanm k'ap pile yon melanj de eleman pi nan tanperati anbyen trè pre tanperati chanm.Tipikman, se reyaksyon MA te pote soti ant kouple difizyon nan poud yo materyèl reyaktif nan yon raktor, anjeneral te fè nan asye pur nan yon moulen boul 10 (figi 1a, b). Depi lè sa a, teknik sa a mekanikman pwovoke solid-state reyaksyon yo te itilize yo prepare nouvo poud alyaj amorphe / metalik vè lè l sèvi avèk ba (figi. 5 , 16.An patikilye, metòd sa a te itilize pou prepare sistèm imisibl tankou Cu-Ta17, osi byen ke alyaj pwen k ap fonn segondè tankou Al-tranzisyon metal sistèm (TM; Zr, Hf, Nb ak Ta) 18,19 ak Fe-W20 , ki pa ka jwenn lè l sèvi avèk wout preparasyon konvansyonèl yo. nanocomposite patikil poud nan oksid metal, karbid, nitrur, idrid, nanotib kabòn, nanodyaman, Osi byen ke estabilizasyon laj atravè yon apwòch tèt-desann 1 ak etap metastab.
Chema ki montre metòd fabwikasyon yo itilize pou prepare Cu50(Zr50−xNix) metalik vè (MG) kouch/SUS 304 nan etid sa a. (a) Preparasyon poud alyaj MG ak diferan konsantrasyon Ni x (x; 10, 20, 30 ak 40 %) lè l sèvi avèk teknik fraisage boul ki ba enèji chaje. nan yon bwat gan ki te ranpli avèk Li atmosfè.(c) Yon modèl transparan nan veso a fanm k'ap pile ki montre mouvman boul pandan fanm k'ap pile. Yo te itilize pwodwi final la nan poud lan jwenn apre 50 èdtan pou kouvri substrate SUS 304 la lè l sèvi avèk metòd espre frèt la (d).
Lè li rive nan sifas materyèl esansyèl (substra), jeni sifas enplike nan konsepsyon ak modifikasyon nan sifas (substra) bay sèten kalite fizik, chimik ak teknik ki pa genyen nan materyèl orijinal la esansyèl. lè l sèvi avèk teknik métallurgique, mekanik oswa chimik. Kòm yon pwosesis byen li te ye, yon kouch se tou senpleman defini kòm yon kouch sèl oswa plizyè nan materyèl atifisyèlman depoze sou sifas la nan yon objè esansyèl (substra) ki fèt ak yon lòt materyèl. Kidonk, kouch yo itilize an pati pou reyalize kèk pwopriyete teknik oswa dekoratif vle, osi byen ke pwoteje materyèl kont entèraksyon chimik ki antoure yo ak anviwònman fizik yo espere.
Yo nan lòd yo depoze kouch pwoteksyon sifas apwopriye ak epesè ki sòti nan kèk mikromèt (anba a 10-20 mikromèt) jiska plis pase 30 mikromèt oswa menm kèk milimèt, anpil metòd ak teknik ka aplike. fè fas a, depozisyon vapè fizik (PVD), depo vapè chimik (CVD), teknik espre tèmik ak pi resamman teknik espre frèt 24 (Fig. 1d).
Biofilms yo defini kòm kominote mikwòb ki irevokabl tache ak sifas ak antoure pa pwòp tèt ou-pwodwi polymère ekstraselilè (EPS). Fòmasyon biofilm ki gen matirite siperyè ka mennen nan pèt enpòtan nan anpil sektè endistriyèl, tankou endistri manje, sistèm dlo, ak anviwònman swen sante. Anplis de sa, biofilms ki gen matirite yo te rapòte ke yo 1000 fwa plis rezistan a tretman antibyotik konpare ak selil bakteri planktonik, ki konsidere kòm yon gwo defi terapetik. Materyèl kouch sifas antimikwòb ki sòti nan konpoze òganik konvansyonèl yo te istorikman itilize. Malgre ke materyèl sa yo souvan gen ladan konpozan toksik ki potansyèlman riske pou moun, epi li ka ede evite transmisyon bakteri,25,26.
Rezistans gaye toupatou nan bakteri nan tretman antibyotik akòz fòmasyon biofilm te mennen nan nesesite pou devlope yon sifas efikas antimikwòb manbràn-kouvwi ki ka aplike san danje27. Devlopman nan yon sifas fizik oswa chimik anti-aderan kote selil bakteri yo anpeche yo mare ak bati biofilm akòz adezyon se premye apwòch nan pwosesis sa a 27. sa nesesè, nan kantite lajan ki trè konsantre ak pwepare. Sa a se reyalize pa devlope materyèl kouch inik tankou grafèn/germanium28, dyaman nwa29 ak ZnO-dope dyaman tankou kouch kabòn30 ki rezistan a bakteri, yon teknoloji ki ogmante Toksisite ak devlopman rezistans akòz fòmasyon biofilm yo siyifikativman redwi. yo ap vin pi popilè.Malgre ke tout twa pwosedi yo kapab pwodwi efè antimikwòb sou sifas kouvwi, yo chak gen pwòp seri limit yo ki ta dwe konsidere lè yo devlope estrateji aplikasyon yo.
Pwodwi kounye a sou mache a antrave pa ase tan pou analize ak teste kouch pwoteksyon pou engredyan byolojik aktif. Konpayi yo reklame ke pwodwi yo pral bay itilizatè yo ak aspè fonksyonèl dezirab;sepandan, sa a te yon obstak nan siksè nan pwodwi kounye a sou mache a.Konpoze ki sòti nan ajan yo itilize nan vas majorite nan terapi antimikwòb kounye a ki disponib nan konsomatè yo. Pwodui sa yo devlope pou pwoteje itilizatè yo kont efè yo ki kapab danjere nan mikwo-òganis. andedan kay la ak deyò se toujou pwouve ke yo dwe yon travay redoutable. Sa a se akòz risk ki asosye nan tou de sante ak sekirite. Dekouvri yon ajan antimikwòb ki se mwens danjere pou moun ak chèche konnen ki jan yo enkòpore li nan substrats kouch ak yon lavi etajè ki pi long se yon objektif trè recherché.38. fè sa lè w anpeche premye adezyon bakteri (ki gen ladan l kontrekare fòmasyon yon kouch pwoteyin sou sifas la) oswa lè w touye bakteri pa entèfere ak miray selil la.
Fondamantalman, sifas kouch se pwosesis la nan mete yon lòt kouch sou sifas la nan yon eleman amelyore kalite sifas ki gen rapò. Objektif la nan kouch sifas se adapte mikrostruktur la ak / oswa konpozisyon nan rejyon an tou pre-sifas nan eleman an39.Teknik kouch sifas yo ka divize an diferan metòd, ki fè yo rezime nan Figi 2a. kreye kouch la.
(a) Inset ki montre teknik fabrikasyon prensipal yo itilize pou sifas la, ak (b) chwazi avantaj ak dezavantaj teknik espre frèt la.
Teknoloji espre frèt pataje anpil resanblans ak metòd espre tèmik konvansyonèl yo. Sepandan, genyen tou kèk pwopriyete fondamantal kle ki fè pwosesis espre frèt la ak materyèl espre frèt patikilyèman inik. Teknoloji espre frèt se toujou nan anfans li, men li gen yon avni briyan. dwe fonn yo nan lòd yo depoze sou substra a.Li evidan, pwosesis tradisyonèl kouch sa a pa apwopriye pou materyèl trè sansib nan tanperati tankou nanokristal, nanopartikul, linèt amorphe ak metalik40, 41, 42.Anplis de sa, materyèl kouch espre tèmik toujou montre nivo segondè nan porosite ak oksid. , (ii) fleksibilite nan chwa kouch substrate, (iii) absans transfòmasyon faz ak kwasans grenn, (iv) fòs kosyon segondè 1,39 (Fig.2b) .Anplis de sa, materyèl frèt espre kouch gen gwo rezistans korozyon, segondè fòs ak dite, segondè konduktiviti elektrik ak segondè dansite41.Kontreman ak avantaj ki genyen nan pwosesis la espre frèt, gen toujou kèk dezavantaj nan lè l sèvi avèk teknik sa a, jan yo montre nan Figi 2b.Lè kouch pi bon kalite poud seramik tankou Al2O3, TiO2, W, metòd la WC, elatriye. Seramik / metal poud konpoze yo ka itilize kòm matyè premyè pou penti. Menm bagay la tou ale pou lòt metòd espre tèmik. Sifas konplike ak sifas tiyo enteryè yo toujou difisil pou flite.
Etandone ke travay aktyèl la gen pou objaktif pou itilize poud metalik vèr kòm materyèl kouch anvan tout koreksyon, li klè ke flite tèmik konvansyonèl pa ka itilize pou objektif sa a.
Pifò nan zouti yo itilize nan endistri medikal ak manje yo te fè nan alyaj asye pur austenitic (SUS316 ak SUS304) ak yon kontni CHROMIUM ant 12 ak 20% wt pou pwodiksyon an nan enstriman chirijikal.Li jeneralman aksepte ke itilize nan metal Kwòm kòm yon eleman alyaj nan alyaj asye ka anpil amelyore rezistans nan asye estanda, alyaj yo pa korozyon rezistans, pa rezistans korozyon. montre pwopriyete antimikwòb enpòtan38,39.Sa a diferansye ak gwo rezistans korozyon yo.Apre sa, devlopman enfeksyon ak enflamasyon ka prevwa, ki se sitou ki te koze pa adezyon bakteri ak kolonizasyon sou sifas la nan byomateryèl asye pur. afekte sante moun.
Etid sa a se premye faz nan yon pwojè ki te finanse pa Kowet Fondasyon pou Avansman Syans (KFAS), Kontra No 2010-550401, pou mennen ankèt sou posibilite pou pwodwi metalik vèr Cu-Zr-Ni poud ternary lè l sèvi avèk teknoloji MA (Tablo 1) pou pwodiksyon an nan fim anti-bakteri/SUS304 pwoteksyon sifas yo pral kòmanse nan faz nan mwa janvye 304 nan dezyèm faz nan kouch pwoteksyon. egzamine karakteristik korozyon elektwochimik ak pwopriyete mekanik nan sistèm nan an detay. Yo pral fè tès mikrobyolojik detaye pou diferan espès bakteri.
Nan papye sa a, efè Zr alyaj eleman kontni sou kapasite vè fòme (GFA) diskite ki baze sou karakteristik mòfolojik ak estriktirèl. Anplis de sa, pwopriyete yo anti-bakteri nan kouch metalik la kouvri poud / SUS304 konpoze yo te diskite tou. system.As egzanp reprezantan, Cu50Zr30Ni20 ak Cu50Zr20Ni30 alyaj metalik vè yo te itilize nan etid sa a.
Nan seksyon sa a, chanjman mòfolojik nan eleman Cu, Zr ak Ni poud nan fraisage boul enèji ki ba yo prezante.Kòm egzanp ilistrasyon, de sistèm diferan ki gen ladan Cu50Zr20Ni30 ak Cu50Zr40Ni10 yo pral itilize kòm egzanp reprezantan. Pwosesis MA ka divize an twa etap, jan yo montre nan etap nan metalografik distenk karakterizasyon (Figure pow nan karakterizasyon metalografik pwodwi 3).
Karakteristik metalografik nan poud alyaj mekanik (MA) yo te jwenn apre diferan etap nan tan fraisage boul. Field emisyon mikwoskòp elèktron (FE-SEM) imaj nan MA ak Cu50Zr40Ni10 poud yo te jwenn apre ba enèji boul fraisage fwa nan 3, 12 ak 50 h yo montre nan (a), (c) ak pandan y ap imaj la ki koresponn nan menm sistèm nan Cu50Zr40Ni10. Sistèm Cu50Zr40Ni10 pran apre tan yo montre nan (b), (d) ak (f).
Pandan boul fraisage, enèji sinetik efikas ki ka transfere nan poud metal la afekte pa konbinezon paramèt, jan yo montre nan Fig. 1a.Sa a gen ladan kolizyon ant voye boul ak poud, konpresiv taye poud kole ant oswa ant medya fanm k'ap pile, enpak nan tonbe voye boul, taye ak mete akòz chok boul poud pase nan trenennman boul nan trennen. Fig. 1a).Elemental Cu, Zr, ak Ni poud yo te grav defòme akòz soude frèt nan etap la byen bonè nan MA (3 h), sa ki lakòz gwo patikil poud (> 1 mm an dyamèt).Sa yo patikil konpoze gwo yo karakterize pa fòmasyon an nan kouch epè nan eleman alyaj (Cu, Zr, Ni), jan yo montre nan etap la MA 2. yon ogmantasyon nan enèji sinetik moulen boul la, sa ki lakòz dekonpozisyon poud konpoze an nan pi rafine poud (mwens pase 200 µm), jan yo montre nan Fig. 3c, d. Nan etap sa a, fòs taye aplike a mennen nan fòmasyon yon nouvo sifas metal ak kouch amann Cu, Zr, Ni sijesyon, jan yo montre nan Fig. akes pou jenere nouvo faz.
Nan pi gwo pwosesis MA a (apre 50 h), metalografi flaky la te sèlman ti vizib (figi 3e,f), men sifas poli nan poud lan te montre metalografi glas.Sa vle di ke pwosesis MA la te fini ak kreyasyon yon sèl faz reyaksyon te fèt.Konpozisyon elemantè rejyon yo endèks nan Fig. scopy (FE-SEM) konbine avèk enèji dispersive X-ray spectroscopy (EDS) (IV).
Nan tablo 2, yo montre konsantrasyon eleman yo nan eleman alyaj yo kòm yon pousantaj nan pwa total chak rejyon chwazi nan Fig. 3e,f. Lè w konpare rezilta sa yo ak konpozisyon nominal yo kòmanse nan Cu50Zr20Ni30 ak Cu50Zr40Ni10 ki nan lis nan Tablo 1, li ka wè ke konpozisyon yo nan de pwodwi final sa yo gen plis valè nominal yo nan konpozisyon sa yo ki sanble anpil valè relatif yo. d nan Figi 3e,f pa vle di yon deteryorasyon siyifikatif oswa fluctuation nan konpozisyon chak echantiyon soti nan yon rejyon nan yon lòt.Sa a se evidans pa lefèt ke pa gen okenn chanjman nan konpozisyon soti nan yon rejyon nan yon lòt.Sa a pwen nan pwodiksyon an nan poud alyaj omojèn, jan yo montre nan Tablo 2.
Mikrograf FE-SEM nan pwodwi final Cu50 (Zr50−xNix) poud la te jwenn apre 50 MA fwa, jan yo montre nan Fig. 4a-d, kote x se 10, 20, 30 ak 40%, respektivman.Apre etap sa a fraisage, total poud yo akòz gwo efè a nan van deringg ak rezilta ultrafine nan fòmasyon nan patikil ki konsiste de van dergmeters. sòti nan 73 a 126 nm, jan yo montre nan Figi 4.
Karakteristik mòfolojik nan Cu50(Zr50−xNix) poud yo te jwenn apre tan MA nan 50 h.Pou Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 sistèm yo, imaj yo FE-SEM nan poud yo jwenn apre 50), (a) ak MA, (b) fwa yo montre, (a) ak respektivman.
Anvan yo chaje poud yo nan yon espre frèt, yo te premye sonike nan etanòl klas analyse pou 15 minit epi yo te seche nan 150 ° C pou 2 èdtan. Mikrograf FE-SEM ak imaj EDS korespondan yo nan eleman alyaj Cu, Zr ak Ni nan alyaj Cu50Zr30Ni20 yo jwenn apre 50 èdtan nan tan M, respektivman.Li ta dwe remake ke poud yo alyaj ki te pwodwi apre etap sa a yo omojèn paske yo pa montre okenn fluctuations konpozisyon pi lwen pase nivo nan sub-nanomèt 5, jan yo montre nan figi 5.
Mòfoloji ak distribisyon eleman lokal nan MG Cu50Zr30Ni20 poud jwenn apre 50 MA fwa pa FE-SEM / enèji dispersive X-ray spectroscopie (EDS).
Modèl yo XRD nan mekanikman alyaj Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 ak Cu50Zr20Ni30 poud yo te jwenn apre tan MA nan 50 h yo montre nan Fig. 6a–d, respektivman.Apre etap sa a nan fraisage, tout echantiyon yo montre ak diferan modèl difizyon konsantrasyon yo montre diferan modèl difizyon.
Modèl XRD nan (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ak (d) Cu50Zr20Ni30 poud apre MA tan nan 50 h.Tout echantiyon san eksepsyon te montre yon modèl difizyon Halo, ki vle di fòmasyon nan yon faz amorphe.
Mikwoskòp elèktron transmisyon wo-rezolisyon jaden emisyon (FE-HRTEM) te itilize pou obsève chanjman estriktirèl ak konprann estrikti lokal la nan poud yo ki soti nan fraisage boul nan diferan moman MA. Imaj FE-HRTEM nan poud yo jwenn apre etap yo byen bonè (6 h) ak entèmedyè (18 h) nan fraisage pou Cu50Zr30Ni20 ak Cu50Zr30Ni20 ak Cu50Zr30Ni20 ak Cu50Zr30Ni20 ak Cu50Zr30Ni20 yo montre, respektivman, nan powders. nan imaj la klere jaden (BFI) nan poud lan pwodui apre MA​​ 6 h, poud la konpoze de grenn gwo ak fwontyè byen defini nan eleman yo fcc-Cu, hcp-Zr ak fcc-Ni, epi pa gen okenn siy ki montre faz reyaksyon an te fòme, jan yo montre nan Fig. 7a. modèl aksyon (Fig. 7b), ki endike prezans nan kristalit gwo ak absans la nan yon faz reyaktif.
Karakterizasyon estriktirèl lokal nan poud MA yo te jwenn apre etap bonè (6 h) ak entèmedyè (18 h). (a) Mikwoskòp elèktron transmisyon rezolisyon segondè (FE-HRTEM), ak (b) modèl diffraction zòn seleksyone ki koresponn lan (SADP) nan Cu50Zr30Ni20 poud apre tretman MA pou 6 èdtan. ).
Jan yo montre nan Fig. 7c, pwolonje dire MA a 18 h te lakòz gwo domaj lasi konbine avèk deformation plastik. Pandan etap sa a entèmedyè nan pwosesis MA, poud lan montre domaj divès kalite, ki gen ladan defo anpile, domaj lasi, ak domaj pwen (Figi 7). 7c).
Estrikti lokal la nan Cu50Z30Ni20 poud moulen pou 36 h MA tan gen fòmasyon nan nanograins ultrafin entegre nan yon matris amann amorphe, jan yo montre nan Fig. 8a. Analiz lokal EDS endike ke sa yo nanoclusters yo montre nan Fig. 8a yo te asosye ak Cu, Zr ak Ni ki pa trete kontni an poud nan menm tan an, matris la nan alyaj fluktue 3. yon zòn) a ~ 74 at.% (zòn rich), ki endike fòmasyon nan pwodwi etewojèn.Anplis de sa, korespondan SADPs yo nan poud yo jwenn apre fraisage nan etap sa a montre bag prensipal ak segondè nan faz amorphe, sipèpoze ak pwen byen file ki asosye ak sa yo eleman alyaj anvan tout koreksyon, jan yo montre nan Figi 8b.
Beyond 36 h-Cu50Zr30Ni20 poud nanokal karakteristik estriktirèl lokal yo. (a) Bright jaden imaj (BFI) ak korespondan (b) SADP nan Cu50Zr30Ni20 poud jwenn apre fraisage pou 36 h MA tan.
Toupre fen pwosesis MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 ak 40% poud toujou gen yon mòfoloji faz amorphe labirent jan yo montre nan Fig. 9a–d. Nan SADP ki koresponn lan nan chak konpozisyon, yo pa t 'kapab detekte ni difraksyon ki tankou pwen ni modèl anulè byen file. ted SADP ki montre modèl difizyon Halo yo te itilize tou kòm prèv pou devlopman faz amorphe nan materyèl final pwodwi a.
Estrikti lokal pwodwi final sistèm MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM ak modèl difraksyon nanobeam ki gen rapò (NBDP) nan (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ak (d) Cu50Zr20Ni30 ak (d) Cu50Zr20Ni30 ak (d) 15 Cu50 Ni10 nan MAr.
Estabilite nan tèmik nan tanperati tranzisyon an vè (Tg), rejyon likid subcooled (ΔTx) ak tanperati kristalizasyon (Tx) kòm yon fonksyon nan kontni Ni (x) nan sistèm nan amorphe Cu50(Zr50−xNix) te envestige lè l sèvi avèk diferan eskanè kalorimetri (DSC) nan pwopriyete anba He gaz koule. r10Ni40 poud alyaj amorphe yo te jwenn apre tan MA nan 50 h yo montre nan Fig. 10a, b, e, respektivman. Pandan ke yo montre koub DSC nan amorphe Cu50Zr20Ni30 separeman nan Fig. 10c.
Estabilite tèmik nan Cu50(Zr50−xNix) MG poud yo jwenn apre yon tan MA nan 50 èdtan, jan yo endis pa tanperati tranzisyon vè (Tg), tanperati kristalizasyon (Tx), ak rejyon likid subcooled (ΔTx). 0Ni30 ak (e) Cu50Zr10Ni40 MG poud alyaj apre tan MA nan 50 h.The X-ray diffraction (XRD) modèl echantiyon Cu50Zr30Ni20 chofe a ~ 700 °C nan DSC yo montre nan (d).
Jan yo montre nan Figi 10 la, koub DSC tout konpozisyon ki gen diferan konsantrasyon Ni (x) endike de ka diferan, youn andotèmik ak lòt ègzotèmik la. Premye evènman andotèmik la koresponn ak Tg, pandan y ap dezyèm lan gen rapò ak Tx.Rejyon orizontal span ki egziste ant Tg ak Tx yo rele rejyon likid subcooled (ΔTx = Tx = Tx, rezilta yo montre ke Tx = Tx 100). 0 echantiyon (Fig. 10a), mete nan 526 ° C ak 612 ° C, chanjman kontni an (x) a 20 at.% nan direksyon pou bò tanperati ki ba nan 482 ° C ak 563 ° C ak ogmante kontni Ni (x), respektivman, jan yo montre nan Figi 10b.Konsekans, ΔTx a diminye soti nan 08860Zr408860Zr40a. 1 °C pou Cu50Zr30Ni20 (figi 10b) .Pou alyaj MG Cu50Zr40Ni10 la, li te tou obsève ke valè Tg, Tx ak ΔTx diminye nan nivo 447 °C, 526 °C ak 79 °C (figi 10b 10b ki mennen nan ogmante kontni an nan estabilite nan MG). .Nkontrè, valè Tg (507 °C) alyaj MG Cu50Zr20Ni30 a pi ba pase alyaj MG Cu50Zr40Ni10;men, Tx li yo montre yon valè ki konparab ak ansyen an (612 °C).Se poutèt sa, ΔTx montre yon valè ki pi wo (87 °C), jan yo montre nan Fig. 10c.
Sistèm MG Cu50(Zr50−xNix), pran alyaj MG Cu50Zr20Ni30 kòm yon egzanp, kristalize atravè yon pik ekzotèrmik byen file nan faz kristal fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 ak orthorhombic-ZrNi (Fig. MG echantiyon (figi 10d), ki te chofe a 700 °C nan DSC.
Figi 11 montre foto ki te pran pandan pwosesis espre frèt la te pote nan travay aktyèl la. Nan etid sa a, patikil metal vè tankou poud sentèz apre tan MA nan 50 h (pran Cu50Zr20Ni30 kòm yon egzanp) yo te itilize kòm anti-bakteri matyè premyè, ak plak la asye pur (SUS304) te kouvwi pa frèt teknoloji flite nan seri a se te chwazi metòd flite frèt nan seri a flite nan teknoloji a ki pi flite. metòd efikas nan seri a espre tèmik epi yo ka itilize pou metal metastab tanperati materyèl sansib tankou poud amorphe ak nanokristalin, ki pa sijè a tranzisyon faz .Sa a se faktè prensipal la nan chwazi metòd sa a. Pwosesis espre frèt la te pote soti nan itilize patikil segondè-vitès ki konvèti enèji sinetik nan patikil yo nan deformation plastik ak chalè anvan deformation, depoze patikil yo ak depo chalè.
Foto jaden montre pwosedi espre frèt yo itilize pou senk preparasyon youn apre lòt nan MG kouch / SUS 304 nan 550 °C.
Enèji sinetik patikil yo, e konsa momantòm chak patikil nan fòmasyon kouch, yo dwe konvèti nan lòt fòm enèji atravè mekanis tankou deformation plastik (inisyalman patikil ak patikil entèraksyon patikil nan substra a ak entèraksyon patikil), anile Konsolidasyon, wotasyon patikil, souch ak finalman chalè 39. kolizyon elastik, ki vle di ke patikil yo tou senpleman rebondi apre enpak.Li te fè remake ke 90% nan enèji nan enpak aplike nan materyèl la patikil / substrat konvèti nan chalè lokal 40 .Anplis de sa, lè enpak estrès aplike, gwo pousantaj souch plastik yo reyalize nan patikil la kontak / rejyon substra nan yon tan trè kout41,42.
Deformation plastik jeneralman konsidere kòm yon pwosesis de dissipation enèji, oswa plis espesyalman, yon sous chalè nan rejyon an entèfas.Sepandan, ogmantasyon tanperati a nan rejyon an entèfas anjeneral pa ase yo pwodwi k ap fonn entèfas oswa siyifikativman ankouraje interdiffusion atomik. Pa gen piblikasyon li te ye nan otè yo mennen ankèt sou efè a nan pwopriyete yo nan poud sa yo metalik vèryèr lè yo itilize metòd adhesion espre ak depozisyon poud.
Ka BFI nan MG Cu50Zr20Ni30 alyaj poud ka wè nan Figi 12a, ki te kouvwi sou SUS 304 substra (Figi. 11, 12b).Kòm yo ka wè nan figi a, poud yo kouvwi kenbe estrikti orijinal amorphe yo kòm yo gen yon delika labirent estrikti defo oswa prezans nan men lattin lòt endike nan men lattin yon lòt defo. faz etranj, jan yo sijere nan nanopartikul ki enkòpore nan matris la poud MG-kouvwi (figi 12a).Figi 12c dekri modèl la difraksyon nanobeam endis (NBDP) ki asosye ak rejyon I (Figi 12a).Jan yo montre nan Figi 12c, NBDP montre yon fèb halo difizyon ak modèl koexistans ak koexistans gwo zwazi ak koexistans ak korespondans nan estrikti zmodif ki korespondan ak patikil. r2Ni metastable plis tetragonal CuO faz.Fòmasyon nan CuO ka atribiye a oksidasyon an nan poud lan lè w ap vwayaje soti nan bouch la nan zam nan espre SUS 304 nan lè a louvri anba koule supèrsonik.Nan lòt men an, devitrifikasyon nan poud yo metalik glase reyalize fòmasyon nan gwo faz kib tretman an apre 5350 °C frèt espre.
(a) Imaj FE-HRTEM nan poud MG kouvwi sou (b) SUS 304 substra (ankadreman nan figi). Endèks NBDP nan senbòl sikilè yo montre nan (a) yo montre nan (c).
Pou verifye mekanis potansyèl sa a pou fòmasyon nan gwo nanopartikil Zr2Ni kib, yo te fè yon eksperyans endepandan.Nan eksperyans sa a, poud yo te flite soti nan yon zam espre nan 550 °C nan direksyon substrate SUS 304 la;sepandan, elicide efè a annealing nan poud yo, yo te retire yo nan teren an SUS304 pi vit ke posib (apeprè 60 segonn).Yo te pote yon lòt seri eksperyans nan ki te retire poud nan substra a apeprè 180 segonn apre depozisyon.
Figi 13a,b montre imaj jaden nwa (DFI) jwenn nan eskanè mikwoskopi elektwonik transmisyon (STEM) nan de materyèl flite depoze sou substrats SUS 304 pou 60 s ak 180 s, respektivman. Imaj la poud depoze pou 60 segonn pa gen okenn detay mòfolojik, ki montre karakteristik (figi. morphous, jan sa endike nan gwo primè ak segondè difraksyon maksimòm yo montre nan Figi 14a.Sa yo endike absans la nan presipitasyon metastab / mesophase, kote poud lan kenbe estrikti orijinal amorphe li yo.Okontrè, poud lan flite nan menm tanperati a (550 °C), men kite sou substra a pou 180 s nan presipitasyon nan fig yo, montre nan fig yo montre nan fig nan13. .