Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Vafraútgáfan sem þú notar hefur takmarkaðan stuðning fyrir CSS. Til að fá bestu upplifunina mælum við með að þú notir uppfærðan vafra (eða slökktir á samhæfnistillingu í Internet Explorer). Í millitíðinni, til að tryggja áframhaldandi stuðning, munum við birta síðuna án stíla og JavaScript.
Líffilmur eru mikilvægur þáttur í þróun langvinnra sýkinga, sérstaklega þegar lækningatæki eiga í hlut. Þetta vandamál er gríðarlega áskorun fyrir læknasamfélagið, þar sem venjuleg sýklalyf geta aðeins útrýmt líffilmum að mjög takmörkuðu leyti. Að koma í veg fyrir myndun líffilmu hefur leitt til þróunar ýmissa húðunaraðferða og nýrra efna. Þessar aðferðir miða að því að húða yfirborð á þann hátt sem innihalda alla gler- og samfilmumyndun á þann hátt að í. íum málmar, hafa komið fram sem tilvalin sýklalyfjahúð. Á sama tíma hefur notkun köldu úðatækni aukist þar sem hún er hentug aðferð til að vinna hitanæm efni. Hluti af tilgangi þessarar rannsóknar var að þróa nýja bakteríudrepandi filmu úr málmgleri sem samanstendur af þrennu Cu-Zr-Ni með því að nota vélræna málmblöndutækni sem er duft úr stáli yfirborðsefni sem er endanlegt stálhúðunarefni sem er notað sem kúlulaga yfirborðsefni í köldu yfirborði. við lágt hitastig. Undirlag húðuð með málmgleri gátu dregið verulega úr myndun líffilmu um að minnsta kosti 1 log samanborið við ryðfríu stáli.
Í gegnum mannkynssöguna hefur hvaða samfélagi sem er getað hannað og stuðlað að innleiðingu nýrra efna sem uppfylla sérstakar kröfur þess, sem hefur skilað sér í bættri frammistöðu og röðun í hnattvæddu hagkerfi1. Það hefur alltaf verið rakið til hæfileika mannsins til að þróa efni og framleiðslutæki og hönnun fyrir efnissmíði og persónugerð til að ná fram ávinningi í heilsu, menntun, iðnaði, hagfræði, menningu og öðrum sviðum landa eða landsvæðis, sem eru ekki mælikvarðar, frá einu framfaralandi eða öðrum sviðum.2 Í 60 ár hafa efnisfræðingar varið miklum tíma sínum í að einblína á eitt stórt áhyggjuefni: leit að nýjum og háþróaðri efnum. Nýlegar rannsóknir hafa beinst að því að bæta gæði og frammistöðu núverandi efna, auk þess að búa til og finna upp alveg nýjar tegundir efna.
Viðbót á málmblöndurþáttum, breyting á örbyggingu efnisins og beiting hitauppstreymis, vélrænnar eða varmavélrænnar vinnsluaðferða hafa leitt til umtalsverðra umbóta á vélrænum, efnafræðilegum og eðlisfræðilegum eiginleikum margs konar efna. Ennfremur hafa hingað til óheyrð efnasambönd verið framleidd með góðum árangri á þessum tímapunkti.Þessi þráláta nýju efni hafa af sér nýstárleg viðleitni N og nýstárleg efni, 2N og hefur aflað nýsköpunar. , nanóagnir, nanórör, skammtapunktar, núllvídd, myndlaus málmgler og málmblöndur með mikilli óreiðu eru aðeins dæmi um háþróuð efni sem hafa verið kynnt í heiminum síðan um miðja síðustu öld. Þegar framleiðsla og þróun ný málmblöndur með yfirburða eiginleika, annaðhvort á lokastigi framleiðslunnar eða í milliefni framleiðslunnar, bætist oft við vandamálið við að útfæra efni þess. s til að víkja verulega frá jafnvægi, hefur verið uppgötvaður alveg nýr flokkur af metstable málmblöndur, þekktur sem málmgleraugu.
Starf hans hjá Caltech árið 1960 olli byltingu í hugmyndinni um málmblöndur þegar hann framleiddi glerkenndar Au-25 at.% Si málmblöndur með því að storkna fljótt vökva við næstum milljón gráður á sekúndu. rannsóknir á nýmyndun MG málmblöndur, nánast öll málmgler hafa verið framleidd að öllu leyti með því að nota eina af eftirfarandi aðferðum;(i) hröð storknun bræðslunnar eða gufunnar, (ii) atómröskun á grindunum, (iii) formbreytingarhvörf í föstu formi milli hreinra málmþátta og (iv) umbreytingar í föstu formi metstöðugra fasa.
MG einkennist af skorti þeirra á langdrægri lotukerfinu sem tengist kristöllum, sem er einkennandi eiginleiki kristalla. Í heiminum í dag hafa miklar framfarir orðið á sviði málmglers. Þetta eru ný efni með áhugaverða eiginleika sem vekja áhuga ekki aðeins í eðlisfræði fastástands, heldur einnig í málmfræði mörgum, tegundum yfirborðsefnafræði, efnafræði yfirborðsefnafræði. t eiginleika úr föstum málmum, sem gerir það að áhugaverðum frambjóðanda fyrir tæknilega notkun á ýmsum sviðum. Þeir hafa nokkra mikilvæga eiginleika;(i) hár vélrænni sveigjanleiki og sveigjanleiki, (ii) hár segulgegndræpi, (iii) lágt þvingunargeta, (iv) óvenjulegt tæringarþol, (v) óháð hitastig. Leiðni 6,7.
Vélræn málmblöndur (MA)1,8 er tiltölulega ný tækni, fyrst kynnt árið 19839 af prófessor CC Kock og félögum. Þeir útbjuggu myndlaust Ni60Nb40 duft með því að mala blöndu af hreinum frumefnum við umhverfishita mjög nálægt stofuhita.Venjulega er MA hvarfið framkvæmt á milli dreifandi tengingar hvarfefnisduftsins í reaktor, venjulega úr ryðfríu stáli í kúluverksmiðju 10 (Mynd 1a, b). Síðan þá hefur þessi vélrænt framkallaða efnahvarfstækni verið notuð til að útbúa nýtt formlaust/málm glerblendiduft með því að nota 1cmill, 1 stanga og 1 stanga með lága (Mynd, 2). ,13,14,15 , 16.Sérstaklega hefur þessi aðferð verið notuð til að útbúa óblandanleg kerfi eins og Cu-Ta17, sem og hábræðslumarkblöndur eins og Al-transition metal kerfi (TM; Zr, Hf, Nb og Ta)18,19 og Fe-W20 , sem ekki er hægt að fá með hefðbundnum undirbúningsleiðum, naFur er öflugasta iðnaðarverkfæri, naFur er öflugasta iðnaðarverkfæri. okkristallaðar og nanósamsettar duftagnir af málmoxíðum, karbíðum, nítríðum, hýdríðum, kolefnisnanorörum, nanódemantum, sem og víðtækri stöðugleika með ofanfrá-niður nálgun 1 og metstöðugleikastigum.
Skýringarmynd sem sýnir framleiðsluaðferðina sem notuð var til að útbúa Cu50(Zr50−xNix) málmglerhúð (MG)/SUS 304 í þessari rannsókn.(a) Undirbúningur á MG áldufti með mismunandi Ni styrkleika x (x; 10, 20, 30 og 40 at.%) með því að nota lágorku kúlufræsingartækni. kassi fylltur með He andrúmslofti. (c) Gegnsætt líkan af malaílátinu sem sýnir hreyfingu kúlu við mölun. Lokaafurð duftsins sem fékkst eftir 50 klukkustundir var notuð til að húða SUS 304 undirlagið með kaldúðaaðferð (d).
Þegar það kemur að lausu efnisyfirborði (hvarfefni), felur yfirborðsverkfræði í sér hönnun og breytingu á yfirborði (hvarfefni) til að veita ákveðna eðlisfræðilega, efnafræðilega og tæknilega eiginleika sem ekki eru í upprunalega lausu efninu. Sumir eiginleikar sem hægt er að bæta á áhrifaríkan hátt með yfirborðsmeðferð eru slitþol, oxunar- og tæringarþol, núningsstuðull, lífóvirkleiki og rafeiginleikar með því að nota fáir eiginleikar, með því að nefna eiginleika. málmvinnslu, vélrænni eða efnafræðileg tækni.Sem vel þekkt ferli er húðun einfaldlega skilgreind sem eitt eða mörg lög af efni sem er tilbúið sett á yfirborð magnhluts (undirlags) úr öðru efni. Þannig er húðun að hluta til notuð til að ná tilætluðum tæknilegum eða skreytingareiginleikum, sem og til að vernda efni gegn væntanlegum efna- og eðlisfræðilegum samskiptum við umhverfið23.
Til að setja hæfileg yfirborðsvörn með þykktum á bilinu frá nokkrum míkrómetrum (undir 10-20 míkrómetrum) til yfir 30 míkrómetra eða jafnvel nokkra millimetra er hægt að beita mörgum aðferðum og aðferðum. Almennt má skipta húðunarferlum í tvo flokka: (i) blauthúðunaraðferðir, þ. , eðlisfræðileg gufuútfelling (PVD), kemísk gufuútfelling (CVD), varmaúðunartækni og nýlega kaldúðunartækni 24 (mynd 1d).
Líffilmur eru skilgreindar sem örverusamfélög sem eru óafturkræf tengd yfirborði og umkringd sjálfframleiddum utanfrumufjölliðum (EPS). Yfirborðsþroskuð líffilmumyndun getur leitt til verulegs taps í mörgum iðngreinum, þar á meðal matvælaiðnaði, vatnskerfum og heilsugæsluumhverfi. Hjá mönnum, þegar líffilmur myndast, eru meira en 80% tilvika sýkingar af völdum bakteríunnar (microbacterial sýkingar) til að meðhöndla. Ennfremur hefur verið greint frá því að þroskaðar líffilmur séu 1000 sinnum ónæmari fyrir sýklalyfjameðferð samanborið við svifbakteríafrumur, sem er talin mikil lækningaleg áskorun. Örverueyðandi yfirborðshúðunarefni úr hefðbundnum lífrænum efnasamböndum hafa í gegnum tíðina verið notuð.Þó að slík efni innihaldi oft eitruð efni til manna,25 geta það hjálpað til við að smitast í mönnum,25 og hugsanlega eyðsla6.
Víðtækt ónæmi baktería gegn sýklalyfjameðferðum vegna líffilmumyndunar hefur leitt til þess að þróa þarf áhrifaríkt sýklalyfjahimnuhúðað yfirborð sem hægt er að nota á öruggan hátt27. Þróun á eðlisfræðilegu eða efnafræðilegu viðloðandi yfirborði sem bakteríufrumur eru hindraðar í að bindast og byggja líffilmur við vegna viðloðunarinnar er fyrsta aðferðin sem hægt er að27 til að þróa efnafræðilega húðun í þessu ferli. nákvæmlega þar sem þeirra er þörf, í mjög samþjöppuðu og sérsniðnu magni. Þetta er náð með því að þróa einstök húðunarefni eins og grafen/germaníum28, svartan demantur29 og ZnO-dópuð demantslíkan kolefnishúð30 sem eru ónæm fyrir bakteríum, tækni sem hámarkar eiturhrif og mótstöðuþróun vegna líffilmumyndunar sem mynda langa efnahúð og efnahúð í líffilmu, sem mynda langa efnahúð í líffilmu. tímavörn gegn bakteríumengun er að verða vinsælli. Þrátt fyrir að allar þrjár aðferðirnar geti haft sýklalyfjaáhrif á húðað yfirborð, hafa þær hverjar sínar takmarkanir sem ætti að hafa í huga þegar verið er að þróa notkunaraðferðir.
Vörur sem eru á markaðnum eru hindraðar vegna ófullnægjandi tíma til að greina og prófa hlífðarhúð fyrir líffræðilega virk innihaldsefni. Fyrirtæki halda því fram að vörur þeirra muni veita notendum æskilega hagnýta þætti;Hins vegar hefur þetta verið hindrun fyrir velgengni vara sem nú eru á markaðnum. Efnasambönd úr silfri eru notuð í langflestum sýklalyfjameðferðum sem nú eru í boði fyrir neytendur. Þessar vörur eru þróaðar til að vernda notendur fyrir hugsanlegum hættulegum áhrifum örvera. Seinkun sýklalyfjaáhrifa og tengd eiturhrif silfurefnasambanda eykur þrýstinginn á rannsakendur til að þróa aðra sýklalyfja7, 3C6bi skaðleg 7 hjúp. innandyra og utan reynist enn krefjandi verkefni. Þetta er vegna tilheyrandi áhættu fyrir bæði heilsu og öryggi. Að uppgötva örverueyðandi efni sem er minna skaðlegt mönnum og finna út hvernig á að fella það inn í húðun undirlag með lengri geymsluþol er mjög eftirsótt markmið38. Nýjasta sýklalyfið er hannað til að losa sýklalyf og sýklalyf í beinni snertingu eða sýklalyfjum. y getur gert þetta með því að hindra upphaflega viðloðun baktería (þar á meðal að vinna gegn myndun próteinlags á yfirborðinu) eða með því að drepa bakteríur með því að trufla frumuvegginn.
Í grundvallaratriðum er yfirborðshúðun ferlið við að setja annað lag á yfirborð íhluta til að auka yfirborðstengda eiginleika. Markmið yfirborðshúðunar er að sérsníða örbyggingu og/eða samsetningu nær yfirborðs svæðis íhlutarins39. Yfirborðshúðunaraðferðum má skipta í mismunandi aðferðir, sem eru teknar saman í mynd 2a, efnafræðilegum, efnafræðilegum og rafefnafræðilegum flokkum. um aðferðina sem notuð er til að búa til húðunina.
(a) Innfelling sem sýnir helstu framleiðsluaðferðir sem notaðar eru fyrir yfirborðið og (b) valda kosti og galla kaldúðunartækninnar.
Köldu úðatæknin deilir mörgum líkindum með hefðbundnum varmaúðaaðferðum. Hins vegar eru einnig nokkrir grundvallareiginleikar sem gera kaldúðunarferlið og kaldúðaefnin sérstaklega einstök. Köldu úðatæknin er enn á byrjunarstigi en á bjarta framtíð fyrir sér. Í ákveðnum notkunarmöguleikum bjóða einstakir eiginleikar kaldúðunar upp á mikla kosti og sigrast á eðlislægum takmörkunum hefðbundinna úðaaðferða. geislatækni, þar sem duftið verður að bræða til að setjast á undirlagið. Vitanlega hentar þetta hefðbundna húðunarferli ekki fyrir mjög hitanæm efni eins og nanókristalla, nanóagnir, formlaus og málmgleraugu40, 41, 42. Ennfremur hefur varma úðahúðunarefnin alltaf umtalsverða úðatækni fram yfir úðatækni og úðatækni. sem (i) lágmarks hitainntak til undirlagsins, (ii) sveigjanleiki í vali á undirlagshúð, (iii) skortur á fasabreytingum og kornavexti, (iv) hár bindistyrkur1,39 (Mynd.2b). Að auki hafa köldu úðahúðunarefni mikla tæringarþol, mikla styrk og hörku, mikla rafleiðni og mikla þéttleika41. Öfugt við kosti kaldúðunarferlisins eru enn nokkrir ókostir við að nota þessa tækni, eins og sýnt er á mynd 2b. Þegar húðun er á hreinu keramikdufti eins og Al2O3, TiO2, er ekki hægt að nota kalda aðferðina. Hægt er að nota samsett duft úr keramik/málmi sem hráefni í húðun. Sama gildir um aðrar varmaúðunaraðferðir. Flókið yfirborð og innra rörfleti er enn erfitt að úða.
Í ljósi þess að núverandi vinna miðar að því að nota glerkenndan málmduft sem hráhúðunarefni, er ljóst að ekki er hægt að nota hefðbundna hitauppstreymi í þessum tilgangi. Þetta er vegna þess að glerkennt málmduft kristallast við háan hita1.
Flest verkfærin sem notuð eru í lækninga- og matvælaiðnaðinum eru gerð úr austenitískum ryðfríu stáli málmblöndur (SUS316 og SUS304) með króminnihaldi á milli 12 og 20 þyngdar% til framleiðslu á skurðaðgerðartækjum. Almennt er viðurkennt að notkun krómmálms sem málmblöndur í stálblendi getur bætt tæringarþol stálblendis til muna, og tæringarþol stálblendis. ónæmi, hafa ekki marktæka sýklalyfjaeiginleika38,39.Þetta er í andstöðu við mikla tæringarþol þeirra. Eftir þetta er hægt að spá fyrir um þróun sýkinga og bólgu, sem stafar aðallega af viðloðun baktería og landnám á yfirborði lífefna úr ryðfríu stáli. Verulegir erfiðleikar geta komið upp vegna verulegra erfiðleika í tengslum við bakteríur, sem geta valdið afmyndun og heilsufarsleiðum, sem geta leitt til heilsufarsleiða og aflögunar á blýi, afleiðingar sem geta haft bein eða óbein áhrif á heilsu manna.
Þessi rannsókn er fyrsti áfangi verkefnis sem styrkt er af Kuwait Foundation for the Advancement of Science (KFAS), samningur nr. 2010-550401, til að kanna hagkvæmni þess að framleiða málmkennt Cu-Zr-Ni þrílaga duft með MA tækni (Tafla 1 ) til framleiðslu á bakteríudrepandi filmu af yfirborðsvörninni/SUS3,204 í janúar 204 í janúar,204. mun kanna rafefnafræðilega tæringareiginleika og vélræna eiginleika kerfisins í smáatriðum. Ítarlegar örverufræðilegar prófanir verða gerðar fyrir mismunandi bakteríutegundir.
Í þessari grein er fjallað um áhrif Zr málmblöndunnar á glermyndunargetu (GFA) út frá formfræðilegum og byggingareiginleikum. Að auki var einnig fjallað um bakteríudrepandi eiginleika húðaðs málmglerdufthúðunar/SUS304 samsetts efnis. Ennfremur hefur núverandi vinna verið unnin til að kanna möguleikann á því að burðarvirki dufts í málmdufti umbreytingar á málmdufti glersvæðis sem umbreytist í burðargleri á málmdufti. Sem dæmigerð dæmi hafa Cu50Zr30Ni20 og Cu50Zr20Ni30 málmglerblöndur verið notaðar í þessari rannsókn.
Í þessum kafla eru formfræðilegar breytingar á frumefni Cu, Zr og Ni dufts í lágorku kúlumölun. Sem lýsandi dæmi verða tvö mismunandi kerfi sem samanstanda af Cu50Zr20Ni30 og Cu50Zr40Ni10 notuð sem dæmigerð dæmi. MA ferlinu má skipta í þrjú aðskild stig, eins og sýnt er af málmmyndagerðinni sem framleitt var við málmmyndunina sem framleidd var við myndun málmgerðar.
Málmeiginleikar vélrænna málmblöndu (MA) dufts sem fæst eftir mismunandi stig kúlumölunartíma. Reitsgeislunarskönnun rafeindasmásjár (FE-SEM) myndir af MA og Cu50Zr40Ni10 dufti sem fengnar eru eftir lágorku kúlumölunartíma upp á 3, 12 og 50 klst. eru sýndar í (a), (c) og (e) fyrir MA og (e) sömu myndirnar fyrir CuN2r og (e) í MA0, (e) af Cu50Zr40Ni10 kerfinu sem tekið er eftir tíma eru sýndar í (b), (d) og (f).
Meðan á kúlumölun stendur hefur áhrifaríka hreyfiorkan sem hægt er að flytja til málmduftsins áhrif á samsetningu færibreytna, eins og sýnt er á mynd 1a. Þetta felur í sér árekstra milli kúla og dufts, þrýstiskurðar á dufti sem festist á milli eða á milli mala miðla, högg fallandi kúla, klippingu og slit vegna dufttogs milli hreyfanlegs kúlu sem dreifist í gegnum crop wave bolta sem berst í gegnum crop wave bolta. al Cu, Zr og Ni duft voru verulega aflöguð vegna kaldsuðu á fyrstu stigum MA (3 klst), sem leiddi til stórra duftagna (>1 mm í þvermál). Þessar stóru samsettu agnir einkennast af myndun þykkra laga af málmblöndur (Cu, Zr, Ni), eins og sýnt er á mynd 3a,b. kúlumyllan, sem leiðir til niðurbrots á samsettu duftinu í fínni duft (minna en 200 µm), eins og sýnt er á mynd 3c,d. Á þessu stigi leiðir beittur klippikraftur til myndunar nýs málmyfirborðs með fíngerðum Cu, Zr, Ni vísbendingarlögum, eins og sýnt er á mynd 3c,d. Sem afleiðing af efnahvarfsfasa myndast ný fasaviðskipti við lag.
Á hápunkti MA ferlisins (eftir 50 klst) sást flögnuð málmmynd aðeins lítillega (Mynd 3e,f), en slípað yfirborð duftsins sýndi spegilmálmmyndun. Þetta þýðir að MA ferlinu er lokið og myndun eins hvarffasa hefur átt sér stað. Frumefnasamsetning svæðanna sem voru skráð í mynd II, vi 3e) var ákvarðað með rafgreiningu með því að nota f, vi 3e) n smásjárskoðun (FE-SEM) ásamt orkudreifandi röntgengreiningu (EDS) (IV).
Í töflu 2 er frumefnastyrkur málmblöndurþátta sýndur sem hlutfall af heildarþyngd hvers svæðis sem valið er á mynd 3e,f. Þegar þessar niðurstöður eru bornar saman við upphafsnafnsamsetningu Cu50Zr20Ni30 og Cu50Zr40Ni10 sem taldar eru upp í töflu 1, sést að þessar tvær endanlegar samsetningar hafa mjög svipaða samsetningu af hlutfalli, F og öðrum. e íhlutagildi fyrir svæðin sem talin eru upp á mynd 3e,f fela ekki í sér marktæka rýrnun eða sveiflu í samsetningu hvers sýnis frá einu svæði til annars. Þetta sést af þeirri staðreynd að engin breyting er á samsetningu frá einu svæði til annars. Þetta bendir til framleiðslu á einsleitu áldufti, eins og sýnt er í töflu 2.
FE-SEM smámyndir af lokaafurðinni Cu50(Zr50−xNix) dufti voru fengnar eftir 50 MA sinnum, eins og sýnt er á mynd 4a–d, þar sem x er 10, 20, 30 og 40 at.%, í sömu röð. Eftir þetta mölunarskref, samanstanda duftsamanlögin vegna van der Waals myndunaráhrifa af stórum þvermáli sem myndast af stórum þvermáli efnasamlagna. í 126 nm, eins og sýnt er á mynd 4.
Formfræðilegir eiginleikar Cu50(Zr50−xNix) dufts sem fengust eftir MA tíma sem var 50 klst. Fyrir Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 kerfin, eru FE-SEM myndirnar af duftunum sem fengust eftir 50, (b) sýndar (b) og MA-tímar sem fengust eftir (b) og (b)
Áður en duftið var hlaðið í köldu úðafóðrari voru þau fyrst hljóðlátin í etanóli af greiningargráðu í 15 mínútur og síðan þurrkuð við 150°C í 2 klukkustundir. Þetta skref verður að taka til að ná árangri í baráttunni gegn þéttingu sem veldur oft mörgum verulegum vandamálum í gegnum húðunarferlið. Eftir að MA ferlinu var lokið voru gerðar frekari eiginleikar til að kanna allt einsleitni-FES duftið. línurit og samsvarandi EDS myndir af Cu, Zr og Ni málmblöndurþáttum Cu50Zr30Ni20 málmblöndunnar sem fengust eftir 50 klst af M tíma, í sömu röð. Það skal tekið fram að málmblendisduftið sem framleitt er eftir þetta skref er einsleitt þar sem það sýnir engar samsetningarsveiflur umfram undir-nanómetrastigið, eins og sýnt er á mynd 5.
Formgerð og staðbundin frumefnisdreifing MG Cu50Zr30Ni20 dufts sem fæst eftir 50 MA sinnum með FE-SEM/orkudreifandi röntgengreiningu (EDS).(a) SEM og EDS kortlagning á (b) Cu-Kα, (c) Zr-La og (d) Ni-Kα myndum.
XRD mynstur vélrænt blandaðs Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 og Cu50Zr20Ni30 duft sem fæst eftir MA tíma upp á 50 klst. eru sýnd á mynd 6a–d. 6.
XRD mynstur af (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 og (d) Cu50Zr20Ni30 dufti eftir MA tíma upp á 50 klst. Öll sýni sýndu án undantekninga halódreifingarmynstur, sem gefur til kynna myndun amerísks fasa.
Geislunarrafeindasmásjá með háum upplausn á sviði (FE-HRTEM) var notuð til að fylgjast með breytingum á byggingu og skilja staðbundna uppbyggingu duftsins sem stafar af kúlumölun á mismunandi MA tímum. FE-HRTEM myndir af duftinu sem fengust eftir fyrstu (6 klst.) og millistig (18 klst.) mölun fyrir Cu50Zr30Ni170i duft eru sýndar fyrir Cu50Zr30Ni170i, CuN50i, CuN50i og Fig. ly.Samkvæmt björtu sviðsmyndinni (BFI) af duftinu sem framleitt er eftir MA​​ 6 klst, er duftið samsett úr stórum kornum með vel afmörkuðum mörkum frumefnanna fcc-Cu, hcp-Zr og fcc-Ni, og engin merki eru um að hvarffasinn hafi myndast, eins og sýnt er á mynd 7a. Ennfremur er diffraction-mynstrið sem er valið af DP-svæðinu (DP-a) tekið úr miðjusvæðinu (DP) sveiflumynstur (mynd 7b), sem gefur til kynna tilvist stórra kristalla og fjarveru hvarffasa.
Staðbundin burðareinkenni MA-dufts sem fæst eftir snemma (6 klst.) og millistig (18 klst.) stig. (a) Geislunarrafeindasmásjá með háum upplausn á sviði (FE-HRTEM) og (b) samsvarandi valið svæðisdreifingarmynstur (SADP) af Cu50Zr30Ni20 dufti eftir MA-meðferð í 6 klst. FE-H01ZEMr-myndin er sýnd af MA014-tíma eftir 6 klst. í (c).
Eins og sýnt er á mynd 7c, leiddi það til alvarlegra grindargalla ásamt plastaflögun að lengja MA-tímann í 18 klst. Á þessu millistigi MA ferlisins sýnir duftið ýmsa galla, þar á meðal stöflun, grindargalla og punktgalla (mynd 7). nm (mynd 7c).
Staðbundin uppbygging Cu50Z30Ni20 dufts sem er malað í 36 klst MA tíma hefur myndun ofurfínna nanókorna sem eru felld inn í myndlaust fínt fylki, eins og sýnt er á mynd 8a. Staðbundin EDS greining benti til þess að þessir nanóþyrpingar sem sýndar eru á mynd 8a tengdust óunnnu Cu, Zr og Ni duftblöndunni af sama efninu, f3 tímanum. (hallt flatarmál) í ~74 at.% (ríkt svæði), sem gefur til kynna myndun misleitra vara. Ennfremur sýna samsvarandi SADPs duftsins sem fást eftir mölun á þessu stigi haló-dreifandi frum- og aukahringi af formlausum fasa, sem skarast við skarpa punkta sem tengjast þessum hráu málmblöndurþáttum, eins og sýnt er á mynd 8b.
Fyrir utan 36 h-Cu50Zr30Ni20 duft á nanóskala staðbundin burðarvirki.(a) Björt sviðsmynd (BFI) og samsvarandi (b) SADP af Cu50Zr30Ni20 dufti sem fæst eftir mölun í 36 klst MA tíma.
Nálægt lok MA ferlisins (50 klst), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 og 40 at.% duft hafa undantekningalaust völundarhús formlausn fasa formgerð eins og sýnt er á mynd 9a–d. Í samsvarandi SADP hvers samsetningar var hvorki hægt að greina punktalíka dreifingu né skarpt hringlaga mynstur. Þetta sýnir að enginn óunninn kristallaður málmur er til staðar fyrir SADP, heldur er fylgjandi kristallaður málmur fyrir SADP. ing haló dreifingarmynstur voru einnig notuð sem sönnun fyrir þróun myndlausra fasa í endanlegu efninu.
Staðbundin uppbygging lokaafurðar MG Cu50 (Zr50−xNix) kerfisins.FE-HRTEM og fylgni nanobeam diffraction mynstur (NBDP) af (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 og (d) Cu50Zr40Ni30 og (d) CuN50i fengin eftir 50H.
Hitastöðugleiki glerbreytingshitastigsins (Tg), undirkælda vökvasvæðisins (ΔTx) og kristöllunarhitastigsins (Tx) sem fall af Ni-innihaldi (x) formlausa Cu50(Zr50−xNix) kerfisins hefur verið rannsakaður með því að nota mismunaskönnun Calorimetry (DSC) eiginleika undir He gasflæði Cu50iZ0r, Cu50iZ0r, Cu50iZ0r, Cu50iZ0r 0 og Cu50Zr10Ni40 formlaust álduft sem fæst eftir MA tíma upp á 50 klst. eru sýnd á mynd 10a, b, e, í sömu röð. Á meðan DSC ferill myndlauss Cu50Zr20Ni30 er sýndur sérstaklega á mynd 10c. Á sama tíma er Cu50Zr1003 sýnishornið hitað í DSC. .
Hitastöðugleiki Cu50(Zr50−xNix) MG dufts sem fæst eftir MA tíma upp á 50 klst., miðað við glerbreytingarhitastig (Tg), kristöllunarhitastig (Tx) og undirkælt vökvasvæði (ΔTx). Cu50Zr20Ni30 og (e) Cu50Zr10Ni40 MG álduft eftir MA tíma upp á 50 klst. Röntgengeislun (XRD) mynstur Cu50Zr30Ni20 sýnisins hitað í ~700 °C í DSC er sýnt í (d).
Eins og sýnt er á mynd 10, gefa DSC ferlar allra samsetninga með mismunandi Ni styrkleika (x) til kynna tvö mismunandi tilvik, annað innhita og hitt útverma. Fyrsti innhita atburðurinn samsvarar Tg, en sá seinni tengist Tx. Lárétta span svæði sem er á milli Tg og Tx er kallað undirkælt vökvasvæðið (ΔTg = T4g0 og T50g sýna að Tx = T5 - T50i). 0 sýnishorn (mynd 10a), sett við 526°C og 612°C, færið innihaldið (x) í 20 at.% í átt að lághitahliðinni 482°C og 563°C með hækkandi Ni-innihaldi (x), í sömu röð, eins og sýnt er á mynd 10b. Þar af leiðandi minnkar ΔTx4 af 0Ni10°C í 0Ni10°s í 0Ni10°s í 0501°C í sömu röð. 81 °C fyrir Cu50Zr30Ni20 (Mynd 10b). Fyrir MG Cu50Zr40Ni10 málmblönduna kom einnig fram að gildin á Tg, Tx og ΔTx lækkuðu niður í 447°C, 526°C og 79°C og 79°C til kynna að stöðugleiki Nimals 1 í a b lækkar (mynd 1). MG álfelgur. Aftur á móti er Tg gildi (507 °C) MG Cu50Zr20Ni30 málmblöndunnar lægra en MG Cu50Zr40Ni10 málmblöndunnar;engu að síður sýnir Tx þess sambærilegt gildi og það fyrra (612 °C). Þess vegna sýnir ΔTx hærra gildi (87 °C), eins og sýnt er á mynd 10c.
MG Cu50(Zr50−xNix) kerfið, sem tekur MG Cu50Zr20Ni30 málmblönduna sem dæmi, kristallast í gegnum skarpan útverma topp inn í kristalfasa fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 og orthorhombic-ZrNi30 fasa til XRD flutnings til XRD (Fig). af MG sýninu (mynd 10d), sem var hitað í 700 °C í DSC.
Mynd 11 sýnir ljósmyndir sem teknar voru við kalda úðaferlið sem framkvæmt var í núverandi vinnu. Í þessari rannsókn voru málmgler-eins og duftagnirnar sem voru samstilltar eftir MA tíma 50 klst. (Taktu Cu50ZR20NI30 sem dæmi) voru notaðar sem bakteríudrepandi efni, og ryðfríu stálplötan (Sus304) var hylkin með kaldri tækni. Ermal úða röð og er hægt að nota fyrir málm meinvörpum hitastig viðkvæm efni eins og formlaus og nanókristallað duft, sem eru ekki háð fasabreytingum. Þetta er meginþátturinn við að velja þessa aðferð. Kalda úða ferlið er framkvæmt með því að nota háhraða og hita á áhrifum með því að vera með álagi.
Vettvangsmyndir sýna köldu úðunaraðferðina sem notuð var við fimm blöndur í röð af MG húðun/SUS 304 við 550 °C.
Hreyfiorku agnanna, og þar með skriðþunga hverrar agna í húðunarmynduninni, verður að breyta í önnur orkuform með aðferðum eins og plastaflögun (upphafleg víxlverkun ögna og ögna í undirlaginu og víxlverkanir agna), holrúmsþéttingu, ögn-agna snúningur, tognun og að lokum breytist allur varmaorka og 39 efnaflæði. orku, útkoman er teygjanlegur árekstur, sem þýðir að agnirnar hoppa einfaldlega til baka eftir högg. Bent hefur verið á að 90% af höggorkunni sem beitt er á agnið/undirlagsefnið breytist í staðbundinn hita 40 . Ennfremur, þegar höggálagið er beitt, næst há plastálag í snertiögninni/undirlagssvæðinu á mjög stuttum tíma,421.
Plastaflögun er almennt álitin ferli orkudreifingar, eða nánar tiltekið, hitagjafi á milliflatasvæðinu. Hins vegar er hitahækkunin á milliflatasvæðinu venjulega ekki nægjanleg til að framleiða milliflatabráðnun eða til að ýta verulega undir frumeindablóðflæði. Ekkert rit sem höfundarnir vita rannsakar áhrif eiginleika þessara glerkenndu málmkennda dufta sem notuð eru við köldu viðloðun á duftaðferðinni og viðloðun duftaðferðarinnar.
BFI af MG Cu50Zr20Ni30 áldufti má sjá á mynd 12a, sem var húðað á SUS 304 undirlag (Mynd. 11, 12b). Eins og sést á myndinni, halda húðuðu duftin upprunalegu formlausu uppbyggingunni þar sem þau hafa viðkvæma völundarhússbyggingu án þess að vera til staðar í völundarhúsi án þess að önnur handverk séu til staðar. neous phase, eins og gefið er til kynna af nanóögnum sem eru felldar inn í MG-húðaða duftfylkisefnið (Mynd 12a). Mynd 12c sýnir verðtryggða nanógeislabeygjumynstrið (NBDP) sem tengist svæði I (Mynd 12a). Eins og sýnt er á mynd 12c, sýnir NBDP sléttan haxor-dreifingarmynstur við veikt haxor-c-dreifingarmynstur og stór teningur Zr2Ni metstable plús fjórhyrndur CuO fasa. Myndun CuO má rekja til oxunar duftsins þegar það er ferðast frá stút úðabyssunnar til SUS 304 undir berum himni undir yfirhljóðsstreymi. Á hinn bóginn náði glerungur málmglerandi dufta til myndunar á kalda 50 cubic fasa fyrir kalda 50 cubic meðhöndlun.
(a) FE-HRTEM mynd af MG dufthúðað á (b) SUS 304 undirlag (innskot mynd). Vísitalan NBDP hringlaga táknsins sem sýnd er í (a) er sýnd í (c).
Til að sannreyna þennan hugsanlega fyrirkomulag fyrir myndun stórra tenings Zr2Ni nanóagna var gerð sjálfstæð tilraun. Í þessari tilraun var duftinu úðað úr úðabyssu við 550 °C í átt að SUS 304 undirlaginu;Hins vegar, til að skýra glæðandi áhrif duftsins, voru þau fjarlægð af SUS304 ræmunni eins fljótt og auðið var (um 60 sekúndur). Önnur tilraunahópur var framkvæmdur þar sem duft var fjarlægt úr undirlaginu um 180 sekúndum eftir útfellingu.
Myndir 13a,b sýna dökksviðsmyndir (DFI) fengnar með skönnun rafeindasmásjár (STEM) á tveimur úðuðum efnum sem sett eru á SUS 304 hvarfefni í 60 s og 180 s, í sömu röð. phous, eins og gefið er til kynna með víðtæku aðal- og efri dreifingarhámarkinu sem sýnt er á mynd 14a. Þetta benda til þess að ekki sé metstöðug/mesófasa úrkoma, þar sem duftið heldur upprunalegri formlausri uppbyggingu sinni. Aftur á móti sýndi duftið sem úðað var við sama hitastig (550 °C), en skilið eftir á undirlaginu fyrir 180 undirlag, sem 180 na-efni s á mynd 13b.