Spas dikim ji bo seredana Nature.com. Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin ji bo CSS-ê piştgiriyek sînordar heye. Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî moda lihevhatinê ya di Internet Explorer-ê de qut bikin).
Biyofilm pêkhateyek girîng e di pêşkeftina enfeksiyonên kronîk de, nemaze dema ku amûrên bijîjkî têde bin. Ev pirsgirêk ji civata bijîjkî re pirsgirêkek mezin derdixe holê, ji ber ku antîbiyotîkên standard tenê dikarin biofilman bi rêjeyek pir sînordar ji holê rakin. Pêşîlêgirtina avakirina biyofilm bûye sedema pêşvebirina awayên cûrbecûr xêzkirinê û materyalên nû. Armanca van rêbazan ew e ku rûberên cambazî bi taybetî bi rengekî biyolojîkî li xwe bikin. û metalên tîtanyumê, wekî pêlên antîmîkrobî yên îdeal derketine holê. Di heman demê de, karanîna teknolojiya spraya sar zêde bûye ji ber ku ew rêbazek guncan e ji bo hilberandina materyalên hestiyar li germahiyê. Beşek ji armanca vê lêkolînê ew bû ku fîlimek antîbakteriyal a nû ya cam metalîkî ya ku ji sêcarî Cu-Zr-Ni pêk tê bi kar bîne. ji rûberên polayê zengarnegir ên di germahiyên nizm de. Substratên ku bi cama metalîk hatine pêçand li gorî pola zengarnegir bi kêmî ve 1 log çêbûna biyofilmê girîng kêm bikin.
Di dirêjahiya dîroka mirovatiyê de, her civakek kariye danasîna materyalên nû yên ku hewcedariyên wê yên taybetî bicîh tîne, dîzayn bike û pêşve bixe, ku ev yek di aboriya gerdûnî de bûye sedema baştirkirina performans û rêzgirtinê.2 Ji 60 salan ve, zanyarên materyalan pir wextê xwe veqetandine ku bala xwe bidin ser yek xemek mezin: peydakirina materyalên nû û pêşkeftî. Lêkolînên dawî li ser baştirkirina kalîte û performansa materyalên heyî, û hem jî sentezkirin û îcadkirina cûreyên bi tevahî nû yên materyalê sekinîn.
Zêdekirina hêmanên alloykirinê, guheztina mîkrosaziya materyalê, û sepandina teknîkên hilanîna termal, mekanîkî an termo-mekanîkî, di taybetmendiyên mekanîkî, kîmyewî û fizîkî yên cûrbecûr materyalên cihêreng de pêşkeftinên girîng encam dane. Wekî din, pêkhateyên ku heya niha nehatine bihîstin, di vê xalê de bi serfirazî hatine sentez kirin. Nanokristal, nanoparçe, nanotube, xalên kuantum, camên metalîk ên sifir-dimensîyonel, qedehên metalîk ên amorf û aligirên bi entropiya bilind, tenê çend mînakên materyalên pêşketî ne ku ji nîveka sedsala borî ve li cîhanê hatine destnîşan kirin. di pêkanîna teknîkên nû yên çêkirinê de ku bi girîngî ji hevsengiyê dûr bixe, çînek tevahî nû ya aligirên metastable, ku wekî camên metalîk têne zanîn, hate kifş kirin.
Xebata wî ya li Caltechê di sala 1960 de şoreşek di têgeha aligirên metal de anî dema ku wî Au-25 ê camî bi % Si sentez kir. Di lêkolînên pêşîn ên pêşîn ên di senteza alloyeyên MG de, hema hema hemî qeşeyên metalîk bi tevahî bi karanîna yek ji awayên jêrîn hatine hilberandin;(i) zexmbûna bilez a helandinê an buharê, (ii) têkçûna atomê ya tîrêjê, (iii) reaksiyonên amorfîzasyona rewşa hişk a di navbera hêmanên metalê yên safî de, û (iv) veguheztina rewşa hişk a qonaxên metastable.
MG bi nebûna rêzika atomê ya dûravêj a ku bi krîstalan ve girêdayî ye, ku taybetmendiyek diyarker a krîstalan e, têne cûda kirin. Di cîhana îroyîn de, di warê cama metalîk de pêşkeftinek mezin çêbûye. Ew materyalên nû yên xwedî taybetmendiyên balkêş in ku ne tenê di fizîkî ya hişk de, lê di heman demê de di metalurjiyê de, di warê metalurjiyê, materyalên rûkalê yên nû de, û gelek taybetmendiyên din ên kîmyayê yên din de, balkêş in. s, ew dike berendamek balkêş ji bo sepanên teknolojîk di warên cûrbecûr de. Hin taybetmendiyên wan ên girîng hene;(i) zexmbûna mekanîkî ya bilind û hêza hilberandinê, (ii) permebûna magnetîkî ya bilind, (iii) zordestiya kêm, (iv) berxwedana korozyonê ya bêhempa, (v) serbixwebûna germahiyê Rêvebiriya 6,7.
Aloykirina mekanîkî (MA) 1,8 teknîkeke nisbeten nû ye, ku cara yekem di sala 19839an de ji hêla Prof. CC Kock û hevalên wî ve hat destnîşan kirin. Wan tozên amorf ên Ni60Nb40 amade kirin bi hûrkirina tevliheviya hêmanên paqij li germahiyên hawîrdorê yên pir nêzî germahiya odeyê.Bi gelemperî, reaksiyona MA di navbera pevgirêdana belavbûyî ya tozên maddeya reaktant de di reaktorekê de, ku bi gelemperî ji pola zengarnegir tê çêkirin, di nav kargehek topê 10 de pêk tê (Wêne. 1a, b). 2,13,14,15, 16. Bi taybetî, ev rêbaz ji bo amadekirina pergalên nelihevkirî yên wekî Cu-Ta17, û hem jî aligirên xala helînê ya bilind ên wekî pergalên metalên Al-veguhêz (TM; Zr, Hf, Nb û Ta) 18,19 û Fe-W20 hatine bikar anîn. Parçeyên toza nanokristalîn û nanokompozît ên pîvana pîşesazî yên oksîtên metal, karbîd, nîtrîd, hîdrod, nanotubeyên karbonê, nanoalmas, û her weha îstîqrara berfereh bi riya nêzîkbûnek jorîn 1 û qonaxên metastable.
Di vê lêkolînê de şêwaza çêkirinê ya ku ji bo amadekirina qaşa Cu50(Zr50−xNix) cama metalîk (MG)/SUS 304 hatiye bikaranîn nîşan dide. di qutiyeke destmalê ya bi Atmosfera He dagirtî de tê mohrkirin.(c) Modelek zelal a keştiya hûrkirinê ku tevgera topê di dema hûrkirinê de nîşan dide. Berhema dawîn a toza ku piştî 50 demjimêran hatî bidestxistin, ji bo xêzkirina substrata SUS 304 bi rêbaza spraya sar (d) hate bikar anîn.
Dema ku dor tê ser rûberên maddî yên gir (substrat), endezyariya rûxê sêwirandin û guheztina rûberan (substratan) vedihewîne da ku hin taybetmendiyên fizîkî, kîmyewî û teknîkî yên ku di materyalê girseya orîjînal de nînin peyda bike. Hin taybetmendiyên ku dikarin bi dermankirinên rûkalê ve bi bandor werin baştir kirin, ev in: berxwedana xişandinê, oksîdasyon û berxwedana korozyonê, hevsengiya xitimandinê, kêmasiyê, kêmbûna elektrîkê, kalîteya elektrîkê. dikare bi karanîna teknîkên metalurjîk, mekanîkî an kîmyewî were baştir kirin.Wek pêvajoyek naskirî, pêçek bi tenê wekî yek an çend qatên materyalê ku bi awayekî sûnî li ser rûbera gewreyek (substrat) ji materyalek din hatî çêkirin tê danasîn. Ji ber vê yekê, cil û berg ji bo bidestxistina hin taybetmendiyên teknîkî an xemilandî yên xwestî, û hem jî ji bo parastina jîngeha hawîrdorê ya tê xwestin3 û parastina jîngeha fizîkî ya ji têkeliyên çaverêkirî2, têne bikar anîn.
Ji bo ku tebeqeyên parastina rûberê yên guncaw ên bi qalindiyên ji çend mîkrometreyan (binî 10-20 mîkrometreyî) bigire heya ji 30 mîkrometreyan an jî çend mîlîmetreyan, gelek rêbaz û teknîk dikarin werin sepandin. cing, hilanîna buhara fizîkî (PVD), helandina vapora kîmyewî (CVD), teknîkên spraya termal û herî dawî teknîkên spraya sar 24 (Hêl. 1d).
Biyofilm wekî civakên mîkrobiyayî yên ku bi rengekî bêveger bi rûberan ve girêdayî ne û bi polîmerên derveyî hucreyî (EPS) yên ku bixwe-hilberîn têne dorpêç kirin têne pênase kirin. Çêbûna biyofilma serpêhatî dikare bibe sedema windahiyên girîng di gelek sektorên pîşesaziyê de, di nav de pîşesaziya xwarinê, pergalên avê, û hawîrdorên tenduristiyê. Di mirovan de, dema ku enfeksiyonên biyolojîkî ji% 8 zêdetir biyo teriaceae û Staphylococci) zehmet e ku bêne derman kirin. Wekî din, biyofilmên gihîştî hatine ragihandin ku li hember dermankirina antîbiyotîkê 1000 qat zêdetir berxwedêr in li gorî şaneyên bakterî yên planktonî, ku wekî pirsgirêkek dermankirinê ya sereke tê hesibandin. dibe alîkar ku ji veguheztina bakteriyan û hilweşandina materyalê dûr bikevin.
Berxwedana berbelav a bakteriyan li hember dermankirinên antîbiyotîk ên ji ber çêbûna biyofilmê, rê li ber hewcedariya pêşvebirina rûxek pêçandî ya antîmîkrobîkî ya bi bandor ku dikare bi ewlehî were sepandin27. Pêşkeftina rûberek dij-girêdayî ya fîzîkî an kîmyewî ya ku hucreyên bakterî pê ve girêdayî ne û avakirina biyofilmên ji ber adhesionê tê asteng kirin. tam li cîhê ku hewce be, bi mîqdarên pir konsantrekirî û lihevhatî werin radest kirin. Ev bi pêşxistina materyalên xêzkirinê yên bêhempa yên wekî grafene/germanyûm28, almasa reş29 û pêlên karbonê yên mîna almasê yên bi ZnO-dopkirî30 yên ku li hember bakteriyan berxwedêr in, teknolojiyek ku jehrîbûnê zêde dike, ji ber pêşveçûna jehrî û berxwedanê pir zêde dike. kîmyewiyên mîkrobijîtal li rûberan ji bo ku parastina demdirêj ji gemariya bakteriyan peyda bikin, her ku diçe populertir dibin. Her çend her sê prosedurên karibin bandorên antîmîkrobial li ser rûberên pêçandî hilberînin jî, ew her yek xwedan rêzek sînorkirinên xwe hene ku divê dema ku stratejiyên serîlêdanê pêşve dibin werin hesibandin.
Berhemên ku niha li sûkê ne ji ber dema kêm a analîzkirin û ceribandina pêlên parastinê yên ji bo pêkhateyên biyolojîkî çalak têne asteng kirin. Pargîdanî îdîa dikin ku hilberên wan dê aliyên fonksiyonel ên xwestî pêşkêşî bikarhêneran bikin;lebê, ev bû astengek li pêşiya serkeftina hilberên ku niha li sûkê ne. Tevlîhevên ji zîv têne çêkirin di piraniya dermanên antîmîkrobial de têne bikar anîn ku niha ji xerîdaran re peyda dibin. Ev hilber ji bo parastina bikarhêneran ji bandorên xeternak ên mîkroorganîzmayan têne pêşve xistin. Bandora antîmîkrobî ya derengmayî û jehrîbûna têkildar a pêkhateyên zîv li ser vekolînek kêm3 an jî zexta gerdûnî zêde dike. cilê ku li hundir û li derve dixebite hîn jî wekî karekî zordar e. Ev yek ji ber xetereyên têkildar ên tenduristî û ewlehiyê ye. Vedîtina amûrek antîmîkrobial ku ji mirovan re kêmtir zerardar e û fêrbûna wê yekê ku meriv wê çawa di nav binesaziyên xêzkirinê de bi temenê refikê dirêjtir vehewîne armancek pir tê xwestin e, ji hêla materyalên bakterîbiofilmê yên herî dawî ve hatî sêwirandin an jî armancek antîmîkrobial38 e. têkilî yan jî piştî berdana madeya çalak.Ew dikarin vê yekê bi astengkirina adhezyona bakterî ya destpêkê (di nav de berevajîkirina pêkhatina tebeqeya proteîn a li ser rûyê erdê) an jî bi kuştina bakteriyan bi destwerdana dîwarê şaneyê bikin.
Di bingeh de, pêlavkirina rûvî pêvajoya danîna qatek din li ser rûyê pêkhateyek e ji bo zêdekirina xisletên bi rûxê ve girêdayî ye. Armanca xêzkirina rûkê ew e ku mîkroavahî û/an pêkhatina herêma nêzê-rûyê ya pêkhateyê biguncîne. cilê çêbikin.
(a) Têkilî teknîkên çêkirinê yên sereke yên ku ji bo rûxê têne bikar anîn nîşan dide, û (b) awantaj û dezawantajên bijartî yên teknîka spraya sar.
Teknolojiya spraya sar bi rêbazên spraya germî ya adetî re gelek dişibin hev. Lêbelê, hin taybetmendiyên bingehîn ên bingehîn jî hene ku pêvajoya spraya sar û materyalên spraya sar bi taybetî bêhempa dike. Teknolojiya spraya sar hîn di destpêka xwe de ye, lê xwedan pêşerojek ronî ye. Di hin sepanan de, taybetmendiyên bêhempa yên spraya sar feydeyên mezin pêşkêşî dike, li ser sînorên xwerû yên rêbaza spraya sar di dema tîrêjê de. ya ku toz divê were helandin da ku li binê binê binê erdê were razandin. Xuya ye ku ev pêvajoya xêzkirina kevneşopî ji bo materyalên pir hesas ên germahiyê yên wekî nanokristal, nanoparçe, camên amorf û metalîk guncan nîne. ) ketina germa hindiktirîn a substratê, (ii) nermbûn di vebijarkên xêzkirina substratê de, (iii) nebûna veguherîna qonaxê û mezinbûna genim, (iv) hêza girêdana bilind1,39 (Hêjî.2b).Ji bilî vê, materyalên rijandina spraya sar xwedan berxwedana korozyonê ya bilind, hêz û serhişkiya bilind, gihandina elektrîkê ya bilind û density bilind41 in. Berovajî avantajên pêvajoya sarbûna sar, hîn jî hin dezawantajên karanîna vê teknîkê hene, wekî ku di Xiflteya 2b de tê xuyang kirin.Dema ku pêlavên seramîk ên safî yên wekî Al2,Zray2,Ti sar, Tîp2,Ti20, hwd. Ji aliyê din ve, tozên pêkvekirî yên seramîk/metal dikarin wekî madeyên xav ji bo cil û bergan werin bikar anîn. Heman tişt ji bo rêbazên din ên spreya termal jî derbas dibe. Rûyên tevlihev û rûberên lûleyên hundurîn hîn jî dijwar in ku werin rijandin.
Ji ber ku armanca xebata niha ew e ku tozên camê yên metalîk wekî materyalên xêzkirinê bikar bînin, diyar e ku ji bo vê armancê şûştina termal a kevneşopî nayê bikar anîn. Ji ber ku tozên camên metalîk di germahiyên bilind de krîstal dibin1.
Piraniya amûrên ku di pîşesaziyên bijîjkî û xwarinê de têne bikar anîn ji aligirên pola zengarnegir austenitic (SUS316 û SUS304) bi naveroka kromê ya di navbera 12 û 20% wt de ji bo hilberîna amûrên cerahî têne çêkirin. berxwedana korozyonê, xwedan taybetmendiyên antîmîkrobial ên girîng nîşan nadin38,39. Ev berevajî berxwedana wan a bilind a korozyonê ye. Piştî vê yekê, pêşveçûna enfeksiyon û iltîhaba dikare were pêşbînîkirin, ku bi giranî ji ber girêdana bakteriyan û kolonîzasyona li ser rûyê materyalên bîyo zengarnegir çêdibe. Dibe ku zehmetiyên girîng derkevin holê, ji ber ku dibe ku rêgezên biyolojîk ên ku bi bakterî re têkildar in, dibe ku rêgezên biyolojîk ên ku bi tendurustiyê re têkildar in. gelek encamên ku dibe ku rasterast an nerasterast bandorê li tenduristiya mirovan bike.
Ev lêkolîn qonaxa yekem a projeyek e ku ji hêla Weqfa Kuweytê ji bo Pêşveçûna Zanistê (KFAS), Peymana Numreya 2010-550401 ve hatî fînanse kirin, ji bo vekolîna îmkana hilberîna tozên sêdar ên camê yên metalîkî yên Cu-Zr-Ni bi karanîna teknolojiya MA (Table 1) ji bo hilberîna fîlima 304 ya duyemîn a ji ber parastina rûberê/S. , dê taybetiyên korozyona elektrokîmyayî û taybetmendiyên mekanîkî yên pergalê bi berfirehî lêkolîn bike.Dê testên mîkrobiyolojîk ên berfereh ji bo cureyên bakteriyan bên kirin.
Di vê gotarê de, bandora naveroka hêmana aligirê Zr li ser şiyana çêkirina camê (GFA) li ser bingeha taybetmendiyên morfolojîk û avahî tê nîqaş kirin. Wekî din, taybetmendiyên antîbakteriyal ên pêlava toza cama metalîkî ya pêçandî / SUS304 jî hatin nîqaş kirin. Wekî din, xebata heyî ji bo vekolîna îhtîmala veguheztina toza şimayê ya sar a di nav deverên metalîkî yên şilbûyî de pêk tê. .Wek nimûneyên temsîlî, Cu50Zr30Ni20 û Cu50Zr20Ni30 kelûmelên cama metalîk di vê lêkolînê de hatine bikaranîn.
Di vê beşê de, guhertinên morfolojîk ên tozên Cu, Zr û Ni yên hêmanan ên di rijandina topa bi enerjiya kêm de têne pêşkêş kirin. Wek mînakên diyarker, du pergalên cihêreng ên ku ji Cu50Zr20Ni30 û Cu50Zr40Ni10 pêk tên dê wekî nimûneyên temsîlî werin bikar anîn. Pêvajoya MA dikare di sê qonaxên cûda de were dabeş kirin, wekî ku ji hêla karektera qirkirina tozê ve hatî hilberandin3.
Taybetmendiyên metalografîk ên tozên alliya mekanîkî (MA) yên ku piştî qonaxên cihêreng ên dema rijandina topê hatine wergirtin. Wêneyên mîkroskopa elektronîkî ya şopandina belavkirina zeviyê (FE-SEM) a tozên MA û Cu50Zr40Ni10 ên ku piştî demên rijandina topa enerjiya kêm 3, 12 û 50 saetan hatine bidestxistin di (a), (30Z0) de ji bo pergala MA20 û 5 heman di (a), (300) de ji bo pergala MA20 û (c) ve têne xuyang kirin. Wêneyên pergala Cu50Zr40Ni10 ku piştî wextê hatine kişandin di (b), (d) û (f) de têne xuyang kirin.
Di dema rijandina topê de, enerjiya kînetîk a bi bandor a ku dikare ji toza metal re were veguheztin, ji berhevkirina parametreyan bandor dibe, wekî ku di jimar 1a de tê xuyang kirin. Ev tê de lihevketina di navbera top û tozê de, şilandina pêçandî ya toza ku di navbera an di navbera medyaya qirkirinê de asê maye, bandora topên ku dikevin, rijandin û xişandina ji ber kişandina tozê di navbera barkirina tozê de di nav medyaya rijandina gogê re derbas dibe. Tozên Cu, Zr, û Ni ji ber welding sar di qonaxa destpêkê ya MA de (3 h) bi tundî hatin guheztin, û di encamê de pariyên tozê yên mezin (bi dirêjahiya 1 mm zêdetir bûn). enerjiya topa pêlavê, di encamê de toza pêkhatî di nav tozên ziravtir (kêmtir ji 200 μm) tê dabeşkirin, wekî ku di Fig. 3c, d de tê xuyang kirin. Di vê qonaxê de, hêza guhastinê ya ku tê sepandin dibe sedema çêbûna rûberek metalî ya nû bi qatên hûr ên Cu, Zr, Ni, wek ku di Fig.
Di lûtkeya pêvajoya MA de (piştî 50 saetan), metallografya qelş tenê bi hûrgulî xuya bû (Wêne. 3e, f), lê rûbera paqijkirî ya tozê metallografya neynikê nîşan da. py (FE-SEM) bi spektroskopiya tîrêjê ya X-ê ya belavkirina enerjiyê (EDS) re (IV).
Di tabloya 2-ê de, giraniya hêmanên hêmanên alloykirinê wekî sedî ji giraniya tevayî ya her herêmek ku di Xiflteya 3e, f de hatî hilbijartin têne destnîşan kirin. Dema ku van encaman bi berhevokên binavkirî yên destpêkê yên Cu50Zr20Ni30 û Cu50Zr40Ni10 yên ku di tabloya 1-ê de hatine rêz kirin têne berhev kirin, tê dîtin ku ev pêkhateyên dawîn nirxê wan ên dawîn jî pir dişibin hev. nirxên pêkhateyan ji bo herêmên ku di Xiflteya 3e,f de hatine rêz kirin, di pêkhatina her nimûneyê de ji herêmek bo herêmek din xirabbûnek an guheztinek girîng nayê îsbat kirin. Ev yek bi vê yekê tê îspat kirin ku di pêkhateyê de ji herêmek bo herêmek din guheztinek çênabe. Ev nîşan dide ku hilberîna tozên alloyek homojen, wekî ku di Tablo 2 de tê xuyang kirin.
Mîkrografên FE-SEM yên hilbera dawîn Cu50(Zr50−xNix) piştî 50 MA-caran hatin wergirtin, wekî ku di Fig. ging ji 73 heta 126 nm, wekî ku di jimar 4 de tê nîşandan.
Taybetmendiyên morfolojîk ên tozên Cu50 (Zr50−xNix) ku piştî MA-ya 50 demjimêran têne wergirtin. Ji bo pergalên Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, wêneyên FE-SEM yên toz (5 car) û (MAc) rêzdar têne xuyang kirin (bi rêzdarî (5) MAc) .
Beriya ku toz di nav fêkiyek spreya sar de werin barkirin, ew pêşî 15 hûrdem di nav etanola pola analîtîk de hatin sonik kirin û dûv re 2 demjimêran di germahiya 150 °C de hatin hişk kirin. Divê ev gav were avêtin da ku bi serfirazî li dijî aglomerasyona ku pir caran dibe sedema gelek pirsgirêkên girîng li seranserê pêvajoya kelandinê de were avêtin. Mîkrografên FE-SEM û wêneyên EDS-ê yên têkildar ên hêmanên aligirê Cu, Zr û Ni yên aligirê Cu50Zr30Ni20 yên ku piştî 50 demjimêran ji M-yê hatine wergirtin, bi rêzê ve. Divê were zanîn ku tozên alloyê yên ku piştî vê gavê têne hilberandin homojen in, ji ber ku ew di asta jêr-5 de ti guheztinên pêkhatî yên ji hêla jêr-5-nanometer ve têne xuyang kirin.
Morfolojî û belavkirina hêmanên herêmî ya toza MG Cu50Zr30Ni20 ku piştî 50 MA caran ji hêla FE-SEM / spektroskopiya tîrêjê ya belavkirina enerjiyê (EDS) ve hatî wergirtin.
Nimûneyên XRD yên tozên Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 û Cu50Zr20Ni30 ên ku bi awayekî mekanîkî hatine alloykirin, bi rêzê ve di Fig. 6a–d de têne xuyang kirin. qalibên siyonê yên ku di Xiflteya 6 de têne xuyang kirin.
Nimûneyên XRD yên (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 û (d) Cu50Zr20Ni30 tozên (a) piştî MA-ya 50 saetan. Hemî nimûneyên bêyî îstîsna qalibek halo-difuzyonê ya pêkhatina aph nîşan didin.
Mîkroskopiya elektronîk a veguheztina berfereh-berçavkirina zeviyê (FE-HRTEM) hate bikar anîn ji bo çavdêrîkirina guhertinên strukturel û têgihîştina avahiya herêmî ya tozên ku di demên MA-yê yên cûda de ji ber rijandina topê têne encamdan. Wêneyên FE-HRTEM ên tozên ku piştî qonaxên zû (6 demjimêr) û navîn (18 demjimêr) hatine bidestxistin, ji bo Cu50Z20Zr30N ji bo Cu50Zr305 qonaxên hûrkirinê hatine wergirtin. a,c, bi rêzê ve. Li gorî wêneya zeviya geş (BFI) ya toza ku piştî MA​​​6 demjimêran hatî hilberandin, toz ji gewherên mezin ên bi sînorên hêmanên fcc-Cu, hcp-Zr û fcc-Ni baş diyarkirî pêk tê, û ti nîşanek ku qonaxa reaksiyonê çê bûye, wekî ku di jimareya DPF-ê de bêtir ji qalibê DPFrafkirî hatiye hilbijartî tune ye. herêma navîn ya (a) şeklê kêşana kêzikê (Hêjî. 7b) eşkere kir, ku hebûna krîstalên mezin û nebûna qonaxek reaktîf nîşan dide.
Taybetmendiya avahîsaziya herêmî ya toza MA ya ku piştî qonaxên destpêkê (6 demjimêr) û navîn (18 demjimêran) hatî wergirtin. (a) Mîkroskopa elektronîkî ya veguheztina bi rezîliya bilind a emîsyona zeviyê (FE-HRTEM), û (b) şêwaza dabeşkirina devera bijartî ya têkildar (SADP) ya Cu50Zr30Ni20 piştî dermankirina MA-ya tozek FE-H0004 piştî dermankirina MA-ya 6 h MART FE-H00Z piştî dermankirina MA-ya 6 h MART FE-H00Z. ji 18 saetan di (c) de tê nîşandan.
Wekî ku di Xiflteya 7c de tê xuyang kirin, dirêjkirina maweya MA heya 18 demjimêran bû sedema kêmasiyên tûj ên giran ên bi bineformasyona plastîk re. Di vê qonaxa navîn a pêvajoya MA de, toz kêmasiyên cûrbecûr nîşan dide, di nav de xeletiyên lihevxistinê, kêmasiyên tîrêjê, û kêmasiyên xalê (Wêne 7). ji 20 nm (Hêjîr. 7c).
Struktura herêmî ya toza Cu50Z30Ni20 ku ji bo 36 demjimêrên MA hatî rijandin, xwedan pêkhatina nanogiranên ultrafine ye ku di nav matrixek hêja ya amorf de hatine bicîh kirin, wekî ku di Fig. ji ~32 li.% (herêma bêhêz) heya ~74.% (herêma dewlemend), ku pêkhatina hilberên heterojen nîşan dide. Wekî din, SADP-yên têkildar ên tozên ku di vê qonaxê de piştî şînkirinê hatine bidestxistin xelekên bingehîn û navîn ên halo-belavkirî yên qonaxa amorf nîşan didin, ku bi hemî xalên tûj ên ku bi wan re têkildar in ve têne xuyang kirin.b.
Ji bilî 36 h-Cu50Zr30Ni20 toz taybetmendiyên avahîsaziya herêmî ya nanopîvan. (a) Wêneyê zeviyê ronî (BFI) û têkildar (b) SADP ya Cu50Zr30Ni20-ê ku piştî şilkirina 36 demjimêrên MA-yê hatî wergirtin.
Nêzîkî dawiya pêvajoya MA (50 h), Cu50 (Zr50−xNix), X;Tozên 10, 20, 30 û 40 at., her tim xwedî morfolojiya qonax a amorf a labîrentî ne ku di Fig. 9a-d de tê xuyang kirin. Di SADP-ya têkildar a her kompozîsyonê de, ne perçebûnên mîna xalî û ne jî qalibên nal ên tûj nehatine dîtin. Nîşaneyên qalibên belavbûna halo jî wekî delîl ji bo pêşkeftina qonaxên amorfîkî di materyalê hilbera paşîn de têne bikar anîn.
Struktura herêmî ya hilbera dawî ya pergala MG Cu50 (Zr50−xNix). FE-HRTEM û qalibên belavbûna nanobeamê yên têkildar (NBDP) yên (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Nih) piştî Cu50Zr20Ni30 û (c) .
Îstîqrara germî ya germahiya veguheztina camê (Tg), herêma şilavê ya binavkirî (ΔTx) û germahiya krîstalîzasyonê (Tx) wekî fonksiyona naveroka Ni (x) ya pergala amorf a Cu50 (Zr50−xNix) bi karanîna Calorimetrya şopandina cihêreng (DSC) ya taybetmendiyên di bin herikîna gaza He-yê40N0iN3r de hatî lêkolîn kirin. 0 û Cu50Zr10Ni40 tozên amorf ên amorf ên ku piştî MA-ya 50 saetan hatine bidestxistin bi rêzê ve di Fig. Wêne 10d.
Stabiliya germî ya tozên Cu50(Zr50−xNix) MG ku piştî demek MA ya 50 demjimêran hatî wergirtin, wekî ku ji hêla germahiya veguheztina camê (Tg), germahiya krîstalîzasyonê (Tx), û devera şilavê ya binavkirî (ΔTx) ve hatî destnîşan kirin. ) Cu50Zr20Ni30 û (e) Cu50Zr10Ni40 MG tozên alloyê piştî MA ya 50 h. Nimûneya veqetandina tîrêjê (XRD) ya nimûneya Cu50Zr30Ni20 ku di DSC-ê de heya ~700 °C tê germ kirin di (d) de tê xuyang kirin.
Wekî ku di jimar 10 de tê xuyang kirin, kelûpelên DSC yên hemî pêkhateyên bi giraniya Ni-yê (x) du rewşên cihêreng nîşan didin, yek endotermîk û ya din germahîk. Bûyera endotermîk a yekem bi Tg re têkildar e, ya duyemîn jî bi Tx re têkildar e. Ji herêma spana horizontal ya ku di navbera Tg û Tx de heye, jê re dibêjin devera şilavê ya binavkirî (ΔTx û T4 Tx Encamên Tx-ê nîşan dide). 10 nimûne (Hêl. 10a), ku li 526°C û 612°C hatiye danîn, naveroka (x) ber bi %20 li. ber bi aliyê germahiya nizm 482°C û 563°C ve bi rêzê ve bi zêdekirina naveroka Ni (x), wekî ku di jimar 10b de nîşan dide. Ji ber vê yekê, 60Z0 °C ji Cu500-ê ji 60Z0 °C kêm dibe. 81 °C ji bo Cu50Zr30Ni20 (Hêl. 10b). Ji bo alloya MG Cu50Zr40Ni10, her weha hate dîtin ku nirxên Tg, Tx û ΔTx daket asta 447 °C, 526 °C û 79 °C (Hêjîrêk. Berevajî vê, nirxa Tg (507 °C) ya alloya MG Cu50Zr20Ni30 ji ya MG Cu50Zr40Ni10 kêmtir e;dîsa jî, Tx-ya wê nirxek berawirdî bi ya berê (612 °C) nîşan dide. Ji ber vê yekê, ΔTx nirxek bilindtir (87 °C) nîşan dide, wek ku di Fig. 10c de tê nîşandan.
Sîstema MG Cu50 (Zr50−xNix), ku alema MG Cu50Zr20Ni30 wekî mînak digire, bi lûtkek exotermîk a tûj di qonaxên krîstal ên fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 û orthorhombic-Zr7Cu10 û qonaxa orthorhombic. XRD ya nimûneya MG (Hêjîr. 10d), ku di DSC de 700 °C hate germ kirin.
Xiflteya 11 wêneyên ku di dema pêvajoya spreya sar de ku di xebata heyî de hatî kirin de hatî kişandin nîşan dide. Di vê lêkolînê de, keriyên tozê yên mîna cam ên metal ên ku piştî MA ya 50 demjimêran hatine sentez kirin (Cu50Zr20Ni30 wekî mînak tê girtin) wekî madeyên xav antîbakterî hatine bikar anîn, û ji ber ku plakaya pola zengarnegir (SUS304) ji bo teknolojiya rijandina sar a sar bi teknolojiya rijandina sar a sar ve hatî hilbijart. Rêbaza herî bikêrhatî ye di rêza spraya termal de û dikare ji bo materyalên hesas ên germahiya metastable metal ên wekî tozên amorf û nanokristalîn, ku di bin veguheztina qonaxê de ne, were bikar anîn. Ev faktora sereke ye di hilbijartina vê rêbazê de. Pêvajoya spraya sar bi karanîna keriyên leza bilind ên ku enerjiya kînetîk a pariyên germê bi bandorên plastîk ên berê veguherandine û bi bandorên plastîk ên berê veguherandine pêk tê.
Wêneyên zeviyê prosedûra spraya sar nîşan dide ku ji bo pênc amadekariyên li pey hev ên MG-ê / SUS 304 di 550 °C de tê bikar anîn.
Enerjiya kinetîk a pirtikan, û bi vî awayî leza her parçikê ya di pêkhatina xêzkirinê de, divê bi mekanîzmayên wekî deformasyona plastîk veguhere formên din ên enerjiyê (danûstendinên destpêkê û zerik-parçel di binstartê de û danûstendinên pirtikan), valahiyan Tevhevkirin, zivirandina zerik-parçeyan, û gerimkirina zerik-parçeyan, û 3-pirtûk-parçeyan bi germî, 3-pirtûktir û germbûna pirtirkêmtir. Enerjiya etîkî vediguhere germahî û enerjiya ziraviyê, encam lihevketinek elastîk e, ku tê vê wateyê ku pirtik bi tenê piştî lêdanê vedigerin. Hat destnîşan kirin ku %90 ji enerjiya bandorê ya ku li ser zêrê/substratê tê sepandin, vediguhere germa herêmî 40 . Wekî din, dema ku stresa bandorê tê sepandin, rêjeyên tansiyonên plastîk ên pir di demek kurt de, di dema 1 de, rêjeyên çewisandina plastîk a pir 4 di pêwendiya pir 4 de pêk tê.
Deformasyona plastîk bi gelemperî wekî pêvajoyek belavbûna enerjiyê, an jî bi taybetî, çavkaniyek germê ya li herêma navrûyê tê hesibandin.Lêbelê, zêdebûna germahiyê li herêma navrûyê bi gelemperî têrê nake ku helîna navrûyê çêbike an jî bi girîngî pêşdebirina navbelavbûna atomê bike. Tu weşanek ku ji hêla nivîskaran ve tê zanîn, bandora taybetmendiyên van toza tîrêjê yên ku li ser tozên sar têne bikar anîn vedikolin.
BFI ya toza alloyeya MG Cu50Zr20Ni30 di Fig. 12a de tê dîtin, ku li ser substrata SUS 304 hate pêçandin (Hêl. 11, 12b). Wek ku ji jimarê jî tê dîtin, tozên pêçandî avahiya xweya amorf a orîjînal diparêzin ji ber ku ew xwedan xêzek labîrentê ya nazik in, bêyî hebûna cewherek din, taybetmendiyên labîrentê yên nazik nîşan didin. qonaxek derveyî, wekî ku ji hêla nanoparçeyên ku di nav matrixa toza pêçandî ya MG-ê de hatî destnîşan kirin (Hêl. 12a) tê pêşnîyar kirin. Figure 12c şêwaza belavbûna nano-tîrêjê ya binavkirî (NBDP) ya ku bi herêma I-yê ve girêdayî ye nîşan dide (Wêne 12a). Wekî ku di Fig. Qonaxa CuO ya kubikî ya mezin a krîstalîn a Zr2Ni ku metastable plus tetragonal CuO-ya tetragonal heye. Dibe ku çêbûna CuO bi oksîdasyona tozê ve girêdayî be dema ku ji nozê çeka sprejê ber bi SUS 304 ve diçe li hewaya vekirî di bin herikîna supersonîk de. 0 min.
(a) Wêneya FE-HRTEM a toza MG ya ku li ser (b) substrata SUS 304 hatî pêçan (navdêra wêneyê). Indeksa NBDP ya sembola dorhêl a ku di (a) de hatî xuyang kirin di (c) de tê xuyang kirin.
Ji bo verastkirina vê mekanîzmaya potansiyel a ji bo pêkhatina nanoparçeyên kubikî yên mezin ên Zr2Ni, ceribandinek serbixwe hate kirin. Di vê ceribandinê de, toz ji çekek spreyê di 550 °C de ber bi jêrzemîna SUS 304 ve hatin rijandin;lebê, ji bo ronîkirina bandora annealing ji toz, ew ji strip SUS304 bi lez û bez (nêzîkî 60 seconds) hatin rakirin. Komeke din a ceribandinan hat kirin ku tê de toz ji substrate bi qasî 180 çirkeyan piştî hilweşandinê hate derxistin.
Di jimarên 13a,b de dîmenên qada tarî (DFI) ku bi mîkroskopiya elektronîk a veguheztinê (STEM) ya du maddeyên spraykirî yên li ser substratên SUS 304 ji bo 60 s û 180 s hatine razandin, hatine wergirtin. toz amorf bûn, wek ku ji hêla maksîmeyên belavbûna seretayî û navîn ên berfireh ên ku di jimar 14a de têne xuyang kirin. Ev nebûna barîna metastable/mezofazê nîşan didin, ku li wir toz avahiya xweya amorf a orîjînal diparêze. Berevajî vê, toza di heman germahiyê de (550 °C) tê rijandin, lê ji hêla 180 tîrêjê ve li ser substratê tê rijandin, ji hêla 180 tîrêjê ve ji ber tîrêjê tê rijandin. tîrên di wêneya 13b.