Misaotra anao nitsidika ny Nature.com.Ny kinova browser ampiasainao dia manana fanohanana CSS voafetra.Mba hahazoana traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na esory ny Compatibility Mode amin'ny Internet Explorer).Mandritra izany fotoana izany, mba hiantohana ny fanohizana ny fanohanana, dia hanolotra ny tranokala tsy misy fomba sy JavaScript izahay.
Ny biofilm dia singa manan-danja amin'ny fivoaran'ny aretina mitaiza, indrindra amin'ny fitaovana fitsaboana.Ity olana ity dia manolotra fanamby goavana ho an'ny vondrom-piarahamonina ara-pitsaboana, satria ny antibiotika mahazatra dia afaka manimba ny biofilm amin'ny fetra voafetra ihany.Ny fisorohana ny fiforonan'ny biofilm dia nitarika ny fivoaran'ny fomba fametahana isan-karazany sy ny fitaovana vaovao.Ireo teknika ireo dia mikendry ny hameno ny habakabaka amin'ny fomba izay manakana ny fiforonan'ny biofilm.Ny firaka metaly vita amin'ny vitreous, indrindra fa ireo misy metaly varahina sy titane, dia lasa coating antimicrobial tsara indrindra.Mandritra izany fotoana izany, nitombo ny fampiasana ny teknolojia famafazana mangatsiaka satria fomba mety amin'ny fanodinana fitaovana saro-pady ny hafanana.Anisan'ny tanjona amin'ity fikarohana ity ny famolavolana fitaratra metaly antibacterial vaovao misy ny Cu-Zr-Ni ternary amin'ny alàlan'ny teknika fangaro mekanika.Ny vovobony boribory mandrafitra ny vokatra farany dia ampiasaina ho akora ho an'ny famafazana mangatsiaka ny vy tsy misy pentina amin'ny hafanana ambany.Ny substrate vita amin'ny fitaratra metaly dia afaka nampihena be ny fiforonan'ny biofilm amin'ny log 1 farafahakeliny raha oharina amin'ny vy tsy misy pentina.
Nandritra ny tantaran'ny olombelona, ​​ny fiaraha-monina rehetra dia afaka namolavola sy nampiroborobo ny fampidirana fitaovana vaovao mifanaraka amin'ny fepetra takian'izy ireo manokana, ka nahatonga ny fitomboan'ny vokatra sy ny laharam-pahamehana amin'ny toekarena manerantany1.Nolazaina hatrany ny fahaizan'ny olombelona mamolavola fitaovana sy fitaovana famokarana, ary koa ny famolavolana ny fanamboarana sy fanoritsoritana ny fitaovana hahatratrarana ny fahasalamana, ny fanabeazana, ny indostria, ny toekarena, ny kolontsaina ary ny sehatra hafa avy amin'ny firenena na faritra iray mankany amin'ny iray hafa.Refesina ny fandrosoana na inona na inona firenena na faritra2.Nandritra ny 60 taona, ny mpahay siansa momba ny fitaovana dia nanokana fotoana betsaka ho an'ny asa lehibe iray: ny fitadiavana fitaovana vaovao sy mandroso.Ny fikarohana vao haingana dia nifantoka tamin'ny fanatsarana ny kalitao sy ny fahombiazan'ny fitaovana efa misy, ary koa ny fampifangaroana sy ny famoronana karazana fitaovana vaovao tanteraka.
Ny fanampim-panafody, ny fanovana ny microstructure amin'ny fitaovana ary ny fampiharana ny fomba fitsaboana mafana, mekanika na thermomechanika dia nitarika fanatsarana lehibe amin'ny toetra mekanika, simika ary ara-batana amin'ny fitaovana isan-karazany.Fanampin'izany, ny fitambarana tsy fantatra hatramin'izao dia vita soa aman-tsara.Ireo ezaka maharitra ireo dia niteraka fianakaviam-baovaon'ny akora misy zava-baovao fantatra amin'ny anarana hoe Advanced Materials2.Nanocrystals, nanoparticles, nanotubes, quantum dots, zero-dimensional, amorphous metaly vera, ary avo-entropy alloys dia ohatra vitsivitsy amin'ny fitaovana mandroso izay niseho teto amin'izao tontolo izao nanomboka tamin'ny tapaky ny taonjato farany.Ao amin'ny fanamboarana sy ny fampandrosoana ny alloys vaovao miaraka amin'ny fananana nohatsaraina, na amin'ny vokatra farany sy amin'ny dingana mpanelanelana amin'ny famokarana, matetika ny olana ny tsy fifandanjana.Vokatry ny fampidirana teknika famokarana vaovao izay mamela ny fivilian-dàlana lehibe amin'ny equilibrium, dia hita ny kilasin'ny metaly metaly vaovao, fantatra amin'ny anarana hoe solomaso metaly.
Ny asany tao amin'ny Caltech tamin'ny 1960 dia nanova ny foto-kevitry ny vy metaly rehefa nanamboatra ny Au-25 amin'ny.% Si firaka fitaratra izy tamin'ny alàlan'ny fanamafisana haingana ny ranon-javatra efa ho iray tapitrisa degre isan-tsegondra.4 Ny fahitan'ny Profesora Paul Duves dia tsy vitan'ny hoe nanamarika ny fiandohan'ny solomaso metaly (MS), fa nitarika fiovana paradigma amin'ny fomba fisainan'ny olona momba ny metaly.Hatramin'ny fikarohana voalohany nataon'ny mpisava lalana tamin'ny synthesis ny MS alloys, saika ny solomaso metaly rehetra dia azo tanteraka tamin'ny fampiasana ny iray amin'ireto fomba manaraka ireto: (i) fanamafisana haingana ny levona na etona, (ii) fikorontanan'ny atomatika, (iii) fanehoan-kevitra amorphization amin'ny fanjakana matanjaka eo amin'ny singa metaly madio ary (iv) fifindran'ny dingana mivaingana amin'ny dingana metastable.
Ny MG dia miavaka amin'ny tsy fisian'ny filaharana atomika lavitra mifandray amin'ny kristaly, izay toetra mampiavaka ny kristaly.Ao amin'ny tontolo maoderina dia nisy fandrosoana lehibe natao teo amin'ny sehatry ny fitaratra metaly.Ireo dia fitaovana vaovao manana toetra mahaliana izay mahaliana tsy ho an'ny fizika fanjakana mafy orina, fa koa ho an'ny metallurgy, simia ambonin'ny tany, teknolojia, biolojia, ary sehatra maro hafa.Ity karazana akora vaovao ity dia manana toetra tsy mitovy amin'ny metaly mafy, ka mahatonga azy ho kandidà mahaliana amin'ny fampiharana ara-teknolojia amin'ny sehatra isan-karazany.Manana toetra manan-danja izy ireo: (i) ductility mekanika avo sy tanjaky ny vokatra, (ii) permeability magnetika avo, (iii) fanerena ambany, (iv) fanoherana ny harafesina tsy mahazatra, (v) fahaleovan-tena amin'ny hafanana.Conductivity 6.7.
Mechanical alloying (MA)1,8 dia fomba vaovao, nampidirin'ny Prof. KK Kok sy ny mpiara-miasa taminy voalohany tamin'ny 19839.Namokatra vovoka Ni60Nb40 amorphous izy ireo tamin'ny fikosoham-bary ireo singa madio amin'ny mari-pana manakaiky ny hafanan'ny efitrano.Amin'ny ankapobeny, ny fihetsiky ny MA dia atao eo anelanelan'ny fiparitahan'ny vovon-drongony ao anaty reactor, matetika vita amin'ny vy tsy misy pentina, ao anaty fitotoam-baolina.10 (sary 1a, b).Nanomboka teo, ity fomba fanehoan-kevitry ny fanjakana matanjaka ara-mekanika ity dia nampiasaina mba hanomanana vovobony fitaratra amorphous / metaly vaovao amin'ny fampiasana ny ambany (sary 1c) sy ny fikosoham-baolina avo lenta sy ny fikosoham-bary11,12,13,14,15,16.Indrindra indrindra, io fomba io dia nampiasaina mba hanomanana ny rafitra immiscible toy ny Cu-Ta17 ary koa ny avo lenta alloys toy ny Al-transition metal (TM, Zr, Hf, Nb ary Ta) 18,19 sy Fe-W20 rafitra., izay tsy azo ampiasaina amin'ny fomba fahandro mahazatra.Ankoatr'izay, ny MA dia heverina ho iray amin'ireo fitaovana nanotechnological mahery indrindra ho an'ny famokarana indostrialy nanocrystalline sy nanocomposite poti-pofona amin'ny oksizenina metaly, karbida, nitrides, hydride, nanotubes karbonika, nanodiamonds, ary koa ny fanamafisana malalaka amin'ny fampiasana fomba fiasa ambony.1 sy dingana metastable.
Schematic mampiseho ny fomba fanamboarana ampiasaina amin'ny fanomanana ny Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 metaly coating fitaratra amin'ity fandalinana ity.(a) Fanomanana vovobony firaka MC miaraka amin'ny fifantohana isan-karazany amin'ny Ni x (x; 10, 20, 30, ary 40 at.%) mampiasa ny fomba fikosoham-baolina ambany angovo.(a) Ny fitaovana fanombohana dia ampidirina ao anaty cylinder fitaovana miaraka amin'ny baolina vy fitaovana ary (b) voaisy tombo-kase ao anaty boaty fonon-tanana feno atmosfera.(c) Modely mangarahara amin'ny sambo fikosoham-bary mampiseho ny fihetsiky ny baolina mandritra ny fitotoana.Ny vokatra vovoka farany azo taorian'ny 50 ora dia nampiasaina tamin'ny famafazana mangatsiaka ny substrate SUS 304 (d).
Raha ny momba ny velaran-tany (substrat) dia misy ny famolavolana sy ny fanovana ny surfaces (substrat) mba hanomezana fananana ara-batana, simika ary ara-teknika izay tsy hita ao amin'ny akora betsaka tany am-boalohany.Ny sasany amin'ireo fananana azo hatsaraina amin'ny fomba mahomby amin'ny alàlan'ny fitsaboana amin'ny tany dia misy ny abrasion, ny oxidation ary ny fanoherana ny harafesina, ny coefficient of friction, ny bioinertness, ny fananana elektrika ary ny insulation mafana, raha tsy hilaza afa-tsy vitsivitsy.Ny kalitaon'ny tarehy dia azo hatsaraina amin'ny alàlan'ny metallurgique, mekanika na simika.Amin'ny maha dingana efa fanta-daza, ny coating dia faritana tsotra izao ho sosona iray na maromaro amin'ny fitaovana artifisialy ampiharina amin'ny tampon'ny zavatra betsaka (substraté) vita amin'ny fitaovana hafa.Noho izany, ny coating dia ampiasaina amin'ny ampahany mba hahazoana ny toetra ara-teknika na haingon-trano irina, ary koa hiarovana ny fitaovana amin'ny fifandraisana simika sy ara-batana andrasana amin'ny tontolo iainana23.
Misy fomba sy teknika isan-karazany azo ampiasaina hampiharana sosona fiarovana mety amin'ny mikrômetra vitsivitsy (ambany 10-20 micrometatra) ka hatramin'ny 30 mikrometatra mahery na millimetera maromaro aza ny hateviny.Amin'ny ankapobeny, ny dingana coating dia azo zaraina ho sokajy roa: (i) mando coating fomba, anisan'izany ny electroplating, electroplating, ary mafana dip galvanizing, ary (ii) maina coating fomba, anisan'izany ny soldering, hardfacing, etona deposition ara-batana (PVD).), fametrahana etona simika (CVD), teknika famafazana mafana, ary teknika famafazana mangatsiaka vao haingana 24 (sary 1d).
Ny biofilm dia faritana ho vondrom-piarahamonina mikraoba izay miraikitra tsy azo ovaina amin'ny tany ary voahodidin'ny polymers extracellular (EPS) novokarin'ny tena.Ny fiforonan'ny biofilm matotra ambony dia mety hitarika fatiantoka lehibe amin'ny indostria maro, ao anatin'izany ny fanodinana sakafo, ny rafi-drano ary ny fitsaboana.Ao amin'ny olombelona, ​​miaraka amin'ny fiforonan'ny biofilms, mihoatra ny 80% ny trangan'ny otrikaretina mikraoba (anisan'izany ny Enterobacteriaceae sy Staphylococci) dia sarotra tsaboina.Ankoatr'izay, ny biofilms matotra dia voalaza fa 1000 heny noho ny fitsaboana antibiotika raha oharina amin'ny sela bakteria planktonika, izay heverina ho fanamby ara-pahasalamana lehibe.Ara-tantara, ny fitaovana fanasan-damba antimikrobia avy amin'ny fitambarana organika mahazatra no nampiasaina.Na dia matetika aza ny fitaovana toy izany dia misy singa misy poizina mety hanimba ny olombelona,25,26 dia afaka manampy amin'ny fisorohana ny fifindran'ny bakteria sy ny fahasimban'ny fitaovana izany.
Ny fanoherana ny bakteria miparitaka amin'ny fitsaboana antibiotika noho ny fiforonan'ny biofilm dia nitarika ho amin'ny filàna ny famolavolana fonon-tsarimihetsika antimikrobia mahomby izay azo ampiharina tsara27.Ny fivoaran'ny faritra anti-adhesive ara-batana na simika izay tsy ahafahan'ny selan'ny bakteria mifatotra sy mamorona biofilm noho ny adhesion no fomba voalohany amin'ity dingana ity27.Ny teknôlôjia faharoa dia ny famolavolana palitao izay manome akora simika antimikrobia amin'ny toerana tena ilainy, amin'ny habetsahana tena mifantoha sy mifanaraka amin'izany.Izany dia tratra amin'ny alalan'ny fampandrosoana ny tsy manam-paharoa coating fitaovana toy ny graphene / germanium28, diamondra mainty29 sy ZnO30-doped diamondra-toy ny karbaona coatings izay mahatohitra ny bakteria, teknolojia izay maximize ny fampandrosoana ny poizina sy ny fanoherana noho ny biofilm formation.Fanampin'izay, miha-malaza hatrany ny coatings misy akora simika mamono mikraoba izay manome fiarovana maharitra amin'ny fandotoana bakteria.Na dia afaka manao hetsika antimikrobia aza ireo fomba telo ireo amin'ny faritra misy fonony, ny tsirairay dia manana ny fetrany izay tokony hodinihina rehefa mamolavola paikady fampiharana.
Ny vokatra eny an-tsena amin'izao fotoana izao dia voasakantsakan'ny tsy fahampian'ny fotoana handinihana sy hizaha toetra ny coatings fiarovana ho an'ny akora biolojika mavitrika.Ny orinasa dia milaza fa ny vokatra azony dia hanome ny mpampiasa ny endri-javatra ilaina, na izany aza, lasa sakana amin'ny fahombiazan'ny vokatra eny an-tsena amin'izao fotoana izao.Ny fitambarana azo avy amin'ny volafotsy dia ampiasaina amin'ny ankamaroan'ny antimikrobia azon'ny mpanjifa amin'izao fotoana izao.Ireo vokatra ireo dia natao hiarovana ny mpampiasa amin'ny loza mety hitranga amin'ny zavamiaina bitika.Ny fiantraikan'ny antimikrobia tara sy ny poizina mifandraika amin'ny fitambarana volafotsy dia mampitombo ny tsindry amin'ny mpikaroka mba hamorona safidy tsy dia mampidi-doza36,37.Mbola fanamby ny famoronana coating antimicrobial manerantany miasa ao anatiny sy ivelany.Izany dia miaraka amin'ny risika ara-pahasalamana sy fiarovana.Tanjona tena tadiavina ny fitadiavana otrikaretina antimikrobia tsy dia mampidi-doza kokoa ho an'ny olombelona sy ny fomba hampidirana azy amin'ny substrate fanosotra maharitra ela kokoa38.Ny fitaovana antimicrobial sy antibiofilm farany indrindra dia natao hamonoana bakteria amin'ny elanelana akaiky na amin'ny fifandraisana mivantana na aorian'ny famoahana ilay mpiasa mavitrika.Afaka manao izany izy ireo amin'ny alàlan'ny fanakanana ny fidiran'ny bakteria voalohany (anisan'izany ny fisorohana ny fiforonan'ny sosona proteinina eny ambonin'ny tany) na amin'ny famonoana bakteria amin'ny fanelingelenana ny rindrin'ny sela.
Amin'ny ankapobeny, ny coating surface dia ny dingan'ny fametrahana sosona iray hafa amin'ny tampon'ny singa iray mba hanatsarana ny toetran'ny surface.Ny tanjon'ny fanosotra ambonin'ny tany dia ny hanovana ny rafitra bitika sy/na ny firafitry ny faritra akaiky ambonin'ny singa iray39.Azo zaraina amin'ny fomba isan-karazany ny fomba fanosotra amin'ny tany, izay voafintina ao amin'ny sary 2a.Ny coating dia azo zaraina ho sokajy mafana, simika, fizika ary electrochemical arakaraka ny fomba ampiasaina amin'ny famoronana ny coating.
(a) Inset mampiseho ny teknikan'ny fanamboaran-tany lehibe, ary (b) ny tombony sy ny tsy fahampian'ny fomba famafazana mangatsiaka.
Ny teknôlôjia famafazana mangatsiaka dia misy itovizana betsaka amin'ny teknika famafazana mafana.Na izany aza, misy ihany koa ireo toetra fototra manan-danja izay mahatonga ny dingan'ny famafazana mangatsiaka sy ny fitaovana famafazana mangatsiaka ho tena miavaka.Ny teknolojia famafazana mangatsiaka dia mbola ao anatin'ny fahazazany, saingy manana hoavy tsara izy.Amin'ny toe-javatra sasany, ny toetra miavaka amin'ny famafazana mangatsiaka dia manome tombony lehibe, mandresy ny fetran'ny teknika famafazana mafana mahazatra.Izy io dia mandresy ny fetra lehibe amin'ny teknolojian'ny famafazana mafana nentim-paharazana, izay tsy maintsy mitsonika ny vovoka mba hapetraka amin'ny substrate.Mazava ho azy fa tsy mety amin'ny fitaovana mora mora amin'ny mari-pana toy ny nanocrystals, nanoparticles, amorphous sy metallic glasses40, 41, 42. Ankoatra izany, ny fitaovana fanosotra mafana dia manana porosity sy oxides avo lenta.Ny teknolojia famafazana mangatsiaka dia manana tombony lehibe amin'ny teknolojia famafazana mafana, toy ny (i) fampidirana hafanana kely indrindra amin'ny substrate, (ii) flexibility amin'ny fisafidianana ny coating substrate, (iii) tsy misy fiovan'ny dingana sy fitomboan'ny voa, (iv) hery adhesive avo1 .39 (sary 2b).Ankoatr'izay, ny fitaovana fametahana mangatsiaka mangatsiaka dia manana fanoherana avo lenta, hery sy hamafin'ny hery, conductivity herinaratra avo ary hakitroky avo41.Na dia eo aza ny tombony azo avy amin'ny dingan'ny famafazana mangatsiaka, ity fomba ity dia mbola misy tsy fahampiana, araka ny aseho amin'ny sary 2b.Rehefa manarona vovoka seramika madio toy ny Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, sns, dia tsy azo ampiasaina ny fomba famafazana mangatsiaka.Amin'ny lafiny iray, ny vovony seramika / metaly mitambatra dia azo ampiasaina ho akora ho an'ny coating.Toy izany koa ny fomba famafazana mafana hafa.Mbola sarotra ny famafazana ny faritra sarotra sy ny atiny fantsona.
Raha jerena fa ny asa amin'izao fotoana izao dia mitodika amin'ny fampiasana vovoka vitreous metaly ho fitaovana fanombohana ho an'ny coatings, dia mazava fa tsy azo ampiasaina amin'izany tanjona izany ny famafazana mafana mahazatra.Izany dia noho ny zava-misy fa ny vovoka vitreous metaly kristaly amin'ny mari-pana ambony1.
Ny ankamaroan'ny fitaovana ampiasaina amin'ny indostrian'ny fitsaboana sy ny sakafo dia vita amin'ny vy tsy misy vy austenitic (SUS316 sy SUS304) miaraka amin'ny votoatin'ny chromium 12 hatramin'ny 20 wt.% ho an'ny famokarana fitaovana fandidiana.Ekena amin'ny ankapobeny fa ny fampiasana ny metaly chromium ho toy ny singa alloying amin'ny firaka vy dia afaka manatsara ny fanoherana ny harafesina amin'ny firaka vy mahazatra.Ny firaka vy tsy misy vy, na dia eo aza ny fanoherana avo lenta, dia tsy manana fananana antimikrobia manan-danja38,39.Mifanohitra amin'ny fanoherana ny harafesiny avo lenta izany.Aorian'izany dia azo atao ny maminavina ny fivoaran'ny otrikaretina sy ny areti-maso, izay noho ny firaiketan'ny bakteria sy ny fanjanahantany eo amin'ny tontolon'ny biomaterials vy.Ny fahasarotana lehibe dia mety hipoitra noho ny fahasarotana lehibe mifandray amin'ny fidiran'ny bakteria sy ny lalan'ny fananganana biofilm, izay mety hitarika ho amin'ny faharatsian'ny fahasalamana, izay mety hisy vokany maro izay mety hisy fiantraikany mivantana na ankolaka ny fahasalaman'ny olombelona.
Ity fandalinana ity no dingana voalohany amin'ny tetikasa iray vatsian'ny Kuwait Foundation for the Advancement of Science (KFAS), fifanarahana no.2010-550401, hanadihady ny fahafaha-mamokatra vovoka metaly vera Cu-Zr-Ni ternary mampiasa ny teknolojia MA (latabatra).1) Fa ny famokarana ny SUS304 antibacterial ambonin'ny fiarovana sarimihetsika / coating.Ny dingana faharoa amin'ny tetikasa, izay hanomboka amin'ny Janoary 2023, dia handalina amin'ny antsipiriany ny toetran'ny harafesina galvanika sy ny toetra mekanika amin'ny rafitra.Hisy fitiliana mikrobiolojika amin'ny antsipiriany momba ny karazana bakteria isan-karazany.
Ity lahatsoratra ity dia miresaka momba ny fiantraikan'ny votoatin'ny firaka Zr amin'ny fahaiza-mamorona fitaratra (GFA) mifototra amin'ny toetran'ny morphological sy ny rafitra.Ankoatra izany, noresahina ihany koa ny toetran'ny antibaktera amin'ny vera metaly mifono vovoka / SUS304.Ho fanampin'izany, ny asa mitohy dia natao mba hanadihady ny mety hisian'ny fiovan'ny rafitry ny vovoka fitaratra metaly mitranga mandritra ny famafazana mangatsiaka ao amin'ny faritry ny ranon-javatra supercooled amin'ny rafitra fitaratra metaly namboarina.Ny firaka fitaratra metaly Cu50Zr30Ni20 sy Cu50Zr20Ni30 dia nampiasaina ho ohatra solontenan'ity fandalinana ity.
Ity fizarana ity dia mampiseho ny fiovan'ny morphologie amin'ny vovon'ny singa Cu, Zr ary Ni mandritra ny fikosoham-baolina ambany angovo.Rafitra roa samy hafa misy ny Cu50Zr20Ni30 sy Cu50Zr40Ni10 no ampiasaina ho ohatra amin'ny fanoharana.Ny fizotran'ny MA dia azo zaraina amin'ny dingana telo samihafa, araka ny asehon'ny toetran'ny metallografika ny vovoka azo amin'ny dingan'ny fitotoana (sary 3).
Toetran'ny metallografika amin'ny vovon'ny firaka mekanika (MA) azo avy amin'ny dingana samihafa amin'ny fitotoana baolina.Ny emission scanning electron microscopy (FE-SEM) sarin'ny MA sy Cu50Zr40Ni10 vovoka azo avy amin'ny angovo ambany fikosoham-bary ho an'ny 3, 12 sy 50 ora dia aseho ao amin'ny (a), (c) sy (e) ho an'ny Cu50Zr20Ni30 rafitra, raha eo amin'ny MA iray ihany.Ny sary mifanaraka amin'ny rafitra Cu50Zr40Ni10 nalaina taorian'ny fotoana dia aseho ao amin'ny (b), (d), ary (f).
Mandritra ny fikosoham-baolina, ny angovo kinetika mahomby izay azo afindra amin'ny vovoka metaly dia misy fiantraikany amin'ny fitambaran'ny masontsivana, araka ny aseho amin'ny sary 1a.Tafiditra ao anatin'izany ny fifandonana eo amin'ny baolina sy ny vovoka, ny faneriterena amin'ny vovoka mipetaka eo anelanelan'ny haino aman-jery mikoriana, ny fiatraikany avy amin'ny baolina mianjera, ny fanetezana sy ny fiatoana vokatry ny fisintonana vovoka eo anelanelan'ny vatana mihetsika amin'ny fikosoham-bary, ary ny onjam-panafintohinana mandalo amin'ny baolina mianjera miparitaka amin'ny kolontsaina feno entana (sary 1a). Элементарные порошки Cu, Zr и Ni были сильно деформированы из-за холодной сварки на ранней стадин МА (3 ч), лочки МА х частиц порошка (> 1 мм в диаметре). Ny vovon-tsavony Cu, Zr, ary Ni dia tena simba noho ny lasantsy mangatsiaka tamin'ny dingana voalohan'ny MA (3 h), izay nitarika ny fananganana vovobony lehibe (> 1 mm ny savaivony).Ireo singa mifangaro lehibe ireo dia miavaka amin'ny fiforonan'ny sosona matevina amin'ny singa mifangaro (Cu, Zr, Ni), araka ny aseho amin'ny sary.3a,b.Ny fitomboan'ny fotoana MA amin'ny 12 h (dingana manelanelana) dia nitarika ny fitomboan'ny angovo kinetika amin'ny milina baolina, izay nitarika ny fanimbana ny vovobony mitambatra ho vovoka kely kokoa (latsaky ny 200 μm), araka ny asehon'ny sary 3c, tanàna.Amin'ity dingana ity, ny hery fanetezana ampiharina dia mitarika amin'ny fananganana metaly vaovao misy sosona Cu, Zr, Ni sosona manify, araka ny aseho amin'ny sary 3c, d.Vokatry ny fikosoham-bary ny sosona eo amin'ny sisin'ny flakes dia misy fanehoan-kevitra matanjaka amin'ny alàlan'ny fananganana dingana vaovao.
Tamin'ny fara tampon'ny fizotran'ny MA (aorian'ny 50 h), dia zara raha tsikaritra (sary 3e, f) ny metallography flake (sary 3e, f), ary ny metallography fitaratra dia voamarika teo amin'ny tampon'ny vovoka.Midika izany fa vita ny fizotran'ny MA ary nisy ny dingana fanehoan-kevitra tokana.Ny firafitry ny singa amin'ny faritra voalaza ao amin'ny Fig.3e (I, II, III), f, v, vi) dia nofaritana tamin'ny fampiasana microscopie electron emission scanning (FE-SEM) miaraka amin'ny spectroscopy X-ray dispersive angovo (EDS).(IV).
Ao amin'ny latabatra.Ny fitambaran'ny singa 2 amin'ny singa mifangaro dia aseho ho isan-jaton'ny totalin'ny vesatry ny faritra tsirairay voafantina ao amin'ny aviavy.3e, f.Ny fampitahana ireo vokatra ireo amin'ny fitambarana anarana voalohany amin'ny Cu50Zr20Ni30 sy Cu50Zr40Ni10 omena ao amin'ny tabilao 1 dia mampiseho fa ny fitambaran'ireo vokatra farany roa ireo dia tena mifanakaiky amin'ny fitambarana anarana.Fanampin'izany, ny soatoavina mifandraika amin'ny singa ho an'ny faritra voatanisa ao amin'ny sary 3e,f dia tsy manondro fahasimbana na fiovaovana lehibe amin'ny firafitry ny santionany tsirairay avy amin'ny faritra iray mankany amin'ny iray hafa.Manaporofo izany ny tsy fisian’ny fiovaovan’ny firafitry ny faritra iray mankany amin’ny faritra hafa.Izany dia manondro ny famokarana vovoka firaka fanamiana araka ny aseho amin'ny tabilao 2.
Ny micrographs FE-SEM amin'ny vovobony vokatra farany Cu50 (Zr50-xNix) dia azo taorian'ny in-50 MA, araka ny aseho amin'ny sary 4a-d, izay misy x dia 10, 20, 30 ary 40 amin'ny%, tsirairay avy.Aorian'io dingana fitotoana io, dia miangona ny vovoka noho ny vokatry ny van der Waals, izay mitarika amin'ny fiforonan'ny aggregates lehibe misy poti-potaka ultrafine misy savaivony 73 hatramin'ny 126 nm, araka ny asehon'ny sary 4.
Ny toetran'ny morphologique amin'ny vovoka Cu50 (Zr50-xNix) azo taorian'ny MA 50 ora.Ho an'ny rafitra Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, ny sary FE-SEM amin'ny vovoka azo aorian'ny 50 MA dia aseho amin'ny (a), (b), (c), ary (d).
Alohan'ny hampidirana ny vovoka ao amin'ny famafazana mangatsiaka mangatsiaka, dia nalaina tamin'ny ethanol kilasy analytique izy ireo voalohany nandritra ny 15 minitra ary avy eo maina tamin'ny 150 ° C nandritra ny 2 ora.Ity dingana ity dia tsy maintsy atao mba hiadiana amim-pahombiazana amin'ny agglomeration, izay matetika miteraka olana lehibe amin'ny fizotran'ny coating.Taorian'ny fahavitan'ny fizotry ny MA, dia nisy fanadihadiana fanampiny natao mba hanadihadiana ny homogeneity ny vovo-dronono.Amin'ny aviavy.Ny 5a-d dia mampiseho ny micrographs FE-SEM sy ny sary EDS mifanaraka amin'ny Cu, Zr ary Ni alloying singa amin'ny firaka Cu50Zr30Ni20 nalaina taorian'ny 50 h M, tsirairay avy.Marihina fa homogeneous ny vovon-drongony azo aorian'io dingana io, satria tsy misy fiovaovan'ny composition mihoatra ny haavon'ny subnanometer, araka ny asehon'ny sary 5.
Morphology sy fizarana eo an-toerana ny singa ao amin'ny MG Cu50Zr30Ni20 vovoka azo taorian'ny 50 MA avy amin'ny FE-SEM / Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS).(a) SEM sy X-ray EDS sary an'ny (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα, ary (d) Ni-Kα.
Ny lamin'ny diffraction X-ray amin'ny vovobony Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, ary Cu50Zr20Ni30 azo avy amin'ny 50 ora MA dia aseho amin'ny sary.6a-d, avy.Taorian'io dingana fitotoana io, ny santionany rehetra misy fifantohana Zr samy hafa dia nanana rafitra amorphous miaraka amin'ny lamina fanaparitahana halo manokana aseho amin'ny sary 6.
Ny endriky ny diffraction X-ray amin'ny vovoka Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), ary Cu50Zr20Ni30 (d) aorian'ny MA mandritra ny 50 ora.Ny lamina halo-diffusion dia voamarika amin'ny santionany rehetra tsy an-kanavaka, manondro ny fananganana dingana amorphous.
Ny microscopy elektronika (FE-HRTEM) dia nampiasaina mba hijerena ny fiovan'ny rafitra sy hahatakatra ny firafitry ny vovoka eo an-toerana vokatry ny fikosoham-bary amin'ny fotoana MA samihafa.Ny sarin'ny vovoka azo avy amin'ny fomba FE-HRTEM taorian'ny dingana voalohany (6 h) sy intermediate (18 h) amin'ny fikosoham-bary Cu50Zr30Ni20 sy Cu50Zr40Ni10 dia aseho ao amin'ny Fig.7a, avy.Araka ny sary mamirapiratra (BFI) ny vovoka azo taorian'ny 6 h ny MA, ny vovoka dia misy voa lehibe misy fetra voafaritra mazava ny fcc-Cu, hcp-Zr, ary fcc-Ni singa, ary tsy misy famantarana ny fananganana ny dingana fanehoan-kevitra, araka ny aseho ao amin'ny sary 7a.Fanampin'izany, ny sarin'ny diffraction faritra voafantina mifandraika (SADP) nalaina avy amin'ny faritra afovoany (a) dia naneho ny endriky ny diffraction maranitra (sary 7b) izay manondro ny fisian'ny kristaly lehibe sy ny tsy fisian'ny dingana mihetsika.
Ny toetra ara-drafitra eo an-toerana amin'ny vovoka MA azo taorian'ny dingana voalohany (6 h) sy intermediate (18 h).(a) High resolution field emission transmission electron microscopy (FE-HRTEM) sy (b) mifanandrify amin'ny faritra voafantina diffractogram (SADP) ny Cu50Zr30Ni20 vovoka taorian'ny MA fitsaboana nandritra ny 6 ora.Ny sary FE-HRTEM an'ny Cu50Zr40Ni10 azo taorian'ny 18 ora MA dia aseho amin'ny (c).
Araka ny asehon’ny sary.7c, ny fitomboan'ny faharetan'ny MA hatramin'ny 18 h dia nitarika ho amin'ny tsy fahampian-tsakafo lehibe miaraka amin'ny deformation plastika.Amin'ity dingana manelanelana amin'ny fizotran'ny MA ity, dia misy lesoka isan-karazany miseho ao amin'ny vovoka, ao anatin'izany ny fahadisoam-pandaminana, ny fahadisoam-panantenana, ary ny kilema amin'ny teboka (sary 7).Ireo lesoka ireo dia mahatonga ny fizarazaran'ny voa lehibe manamorona ny sisin-tanin'ny voa ho lasa voa madinika kely noho ny 20 nm ny habeny (sary 7c).
Ny rafitra eo an-toerana ny vovobony Cu50Z30Ni20 voatoto ho an'ny 36 h MA dia miavaka amin'ny fiforonan'ny nanograins ultrafine napetraka ao anaty matrix manify amorphous, araka ny aseho amin'ny sary 8a.Ny famakafakana eo an-toerana momba ny EMF dia naneho fa ny nanoclusters aseho ao amin'ny Fig.8a dia mifandray amin'ny tsy voatsabo Cu, Zr sy Ni vovoka alloys.Ny votoatin'ny Cu ao amin'ny matrix dia miovaova amin'ny ~ 32 at.% (faritra mahantra) ka hatramin'ny ~ 74 at.% (faritra manankarena), izay manondro ny fananganana vokatra heterogène.Fanampin'izany, ny SADP mifanaraka amin'ny vovony azo aorian'ny fikosoham-bary amin'ity dingana ity dia mampiseho ny peratra amorphous amorphous halo-diffusion voalohany sy faharoa mifamatotra amin'ny teboka maranitra mifandray amin'ireo singa tsy voatsabo ireo, araka ny aseho amin'ny sary 8b.
Nanoscale endri-javatra ara-drafitra eo an-toerana ny Beyond 36 h-Cu50Zr30Ni20 vovoka.(a) Sarin'ny saha mamirapiratra (BFI) ary mifanaraka amin'izany (b) SADP an'ny vovoka Cu50Zr30Ni20 azo avy amin'ny fikosoham-bary mandritra ny 36 h MA.
Any amin'ny faran'ny fizotran'ny MA (50 h), Cu50 (Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, ary 40 at.% vovoka, tsy an-kanavaka, dia manana morphologie labyrinthine amin'ny dingana amorphous, araka ny aseho amin'ny sary.Tsy hita ao amin'ny SADS mifanaraka amin'izany ny singa tsirairay.Izany dia manondro ny tsy fisian'ny metaly kristaly tsy voatsabo, fa ny fananganana vovobony amorphous.Ireo SADP mifamatotra izay mampiseho ny lamin'ny diffusion halo dia nampiasaina ho porofon'ny fivoaran'ny dingana amorphous amin'ny fitaovana vokatra farany.
Firafitra eo an-toerana amin'ny vokatra farany amin'ny rafitra Cu50 MS (Zr50-xNix).FE-HRTEM sy ny lamina diffraction nanobeam mifandraika (NBDP) an'ny (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, ary (d) Cu50Zr10Ni40 azo taorian'ny 50 h an'ny MA.
Amin'ny fampiasana calorimetry scanning differential, ny fahamarinan'ny hafanana amin'ny hafanana fiovan'ny vera (Tg), ny faritry ny ranomandry supercooled (ΔTx) ary ny mari-pana kristaly (Tx) dia nodinihina arakaraka ny votoatin'ny Ni (x) ao amin'ny rafitra amorphous Cu50 (Zr50-xNix).(DSC) amin'ny fikorianan'ny gazy He.Ny curve DSC amin'ny vovoka Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, ary Cu50Zr10Ni40 amorphous alloys azo taorian'ny MA nandritra ny 50 h dia aseho amin'ny sary.10a, b, e.Raha ny curve DSC an'ny Cu50Zr20Ni30 amorphous dia aseho misaraka amin'ny Fig. 10th century Mandritra izany fotoana izany, ny santionany Cu50Zr30Ni20 mafana hatramin'ny ~ 700 ° C ao amin'ny DSC dia aseho amin'ny sary 10g.
Ny fahamarinan-toerana mafana amin'ny vovoka Cu50 (Zr50-xNix) MG azo aorian'ny MA mandritra ny 50 ora dia voafaritra amin'ny mari-pana tetezamita fitaratra (Tg), ny mari-pana amin'ny kristaly (Tx) ary ny faritra misy rano mangatsiaka (ΔTx).Thermograms of differential scanning calorimeter (DSC) powders of Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), ary (e) Cu50Zr10Ni40 MG alloy powders aorian'ny MA mandritra ny 50 ora.Ny modely X-ray diffraction (XRD) amin'ny santionany Cu50Zr30Ni20 nafanaina hatramin'ny ~ 700 ° C ao amin'ny DSC dia aseho ao amin'ny (d).
Araka ny asehon'ny sary 10, ny curve DSC ho an'ny singa rehetra misy fifantohana nikela (x) samy hafa dia manondro tranga roa samy hafa, ny iray endothermic ary ny iray hafa exothermic.Ny hetsika endothermic voalohany dia mifanaraka amin'ny Tg, ary ny faharoa dia mifandray amin'ny Tx.Ny faritra marindrano misy eo anelanelan'ny Tg sy Tx dia antsoina hoe faritra misy rano mangatsiaka (ΔTx = Tx - Tg).Ny valiny dia mampiseho fa ny Tg sy Tx amin'ny santionany Cu50Zr40Ni10 (sary 10a) napetraka amin'ny 526 ° C sy 612 ° C dia mamindra ny votoaty (x) hatramin'ny 20 amin'ny % mankany amin'ny lafiny ambany hafanana amin'ny 482 ° C sy 563 ° C.°C miaraka amin'ny fitomboan'ny votoatin'ny Ni (x), araka ny aseho amin'ny sary 10b.Noho izany, ny ΔTx Cu50Zr40Ni10 dia mihena avy amin'ny 86 ° С (sary 10a) mankany 81 ° С ho an'ny Cu50Zr30Ni20 (sary 10b).Ho an'ny firaka MC Cu50Zr40Ni10, dia hita ihany koa ny fihenan'ny sandan'ny Tg, Tx, ary ΔTx amin'ny haavon'ny 447 ° C, 526 ° C ary 79 ° C (sary 10b).Izany dia manondro fa ny fitomboan'ny votoatin'ny Ni dia mitarika amin'ny fihenan'ny fitoniana mafana amin'ny firaka MS.Mifanohitra amin'izany, ny sandan'ny Tg (507 ° C) amin'ny firaka MC Cu50Zr20Ni30 dia ambany noho ny firaka MC Cu50Zr40Ni10;Na izany aza, ny Tx-ny dia mampiseho sanda mitovy aminy (612 °C).Noho izany, ny ΔTx dia manana sanda ambony kokoa (87 ° C) araka ny aseho amin'ny sary.taonjato faha-10
Ny rafitra Cu50 (Zr50-xNix) MC, mampiasa ny alloy Cu50Zr20Ni30 MC ho ohatra, dia mivaingana amin'ny alàlan'ny tendrony exothermic maranitra ho fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10, ary orthorhombic-ZrNi crystalline phases (sary 10c).Ity fifindran'ny dingana avy amin'ny amorphous mankany kristaly ity dia nohamafisin'ny fanadihadiana X-ray diffraction ny santionany MG (sary 10d) izay nafanaina hatramin'ny 700 ° C tao amin'ny DSC.
Amin'ny aviavy.11 dia mampiseho sary nalaina nandritra ny dingan'ny famafazana mangatsiaka natao tamin'ny asa ankehitriny.Ao anatin'ity fandalinana ity, ireo poti-pofona vita amin'ny vera vita amin'ny metaly namboarina taorian'ny MA nandritra ny 50 ora (mampiasa ny Cu50Zr20Ni30 ho ohatra) dia nampiasaina ho akora antibaktera, ary ny takelaka vy tsy misy vy (SUS304) dia voapoizina mangatsiaka.Ny fomba famafazana mangatsiaka dia nofinidy ho an'ny coating amin'ny andian-tsarimihetsika thermal spray satria io no fomba mahomby indrindra amin'ny andian-tsarimihetsika thermal spray izay azo ampiasaina amin'ny metaly metastable hafanana saro-pady toy ny vovoka amorphous sy nanocrystalline.Tsy iharan'ny phase.tetezamita.Izany no antony lehibe amin'ny fisafidianana ity fomba ity.Ny dingan'ny fametrahana mangatsiaka dia atao amin'ny fampiasana poti-pamokarana avo lenta izay mamadika ny angovo kinetika amin'ny poti ho lasa plastika deformation, deformation ary hafanana amin'ny fiantraikany amin'ny substrate na ny poti-potaka napetraka teo aloha.
Ny sarin'ny saha dia mampiseho ny fomba famafazana mangatsiaka ampiasaina amin'ny fanomanana dimy misesy ny MG/SUS 304 amin'ny 550°C.
Ny angovo kinetika ny poti, ary koa ny hafainganam-pandehan'ny poti tsirairay mandritra ny fananganana ny coating, dia tsy maintsy ovaina ho endrika hafa angovo amin'ny alalan'ny rafitra toy ny plastika deformation (primary poti sy interparticle fifaneraserana ao amin'ny matrix sy ny fifaneraserana amin'ny poti), interstitial knots ny solids, rotation eo amin'ny poti, deformation sy ny famerana ny angovo angovo ao amin'ny com, raha tsy ny kinetika rehetra fanafanana com. angovo deformation, ny vokatr'izany dia fifandonan'ny elastika, izay midika fa ny poti dia mitsambikina fotsiny aorian'ny fiantraikany.Marihina fa ny 90%-n'ny angovo fiantraika ampiharina amin'ny akora potika/subtrate dia miova ho hafanana eo an-toerana 40 .Ho fanampin'izany, rehefa ampiharina ny adin-tsaina, ny taham-pandrefesana plastika avo lenta dia tratra ao amin'ny faritra mifandray amin'ny singa / substrate ao anatin'ny fotoana fohy41,42.
Ny fanimbana plastika dia matetika noheverina ho toy ny dingan'ny fanaparitahana angovo, na ny marimarina kokoa, ho toy ny loharano mafana ao amin'ny faritra interfacial.Na izany aza, ny fiakaran'ny mari-pana ao amin'ny faritra interfacial dia matetika tsy ampy amin'ny fisehoan'ny interfacial miempo na ny manan-danja fanentanana ny fifampizarana ny atoma.Tsy nisy famoahana fantatry ny mpanoratra nanadihady ny fiantraikan'ireo vovobony vita amin'ny metaly ireo amin'ny firaiketan'ny vovoka sy ny fipetrahana rehefa mampiasa teknika famafazana mangatsiaka.
Ny BFI amin'ny vovo-dronono MG Cu50Zr20Ni30 dia azo jerena ao amin'ny sary 12a, izay napetraka amin'ny substrate SUS 304 (sary 11, 12b).Araka ny hita amin'ny sary dia mitazona ny rafitra amorphous tany am-boalohany ireo vovoka voarakotra satria manana rafitra labyrinth marefo izy ireo ary tsy misy endrika kristaly na kilema.Amin'ny lafiny iray, ny sary dia manondro ny fisian'ny dingana vahiny, araka ny asehon'ny nanoparticles tafiditra ao amin'ny matrice vovoka MG (sary 12a).Ny sary 12c dia mampiseho ny endriky ny diffraction nanobeam (NBDP) mifandraika amin'ny faritra I (sary 12a).Araka ny asehon’ny sary.12c, ny NBDP dia mampiseho lamin'ny diffusion halo-diffusion malemy amin'ny rafitra amorphous ary miara-miaina miaraka amin'ny teboka maranitra mifanaraka amin'ny dingana Zr2Ni metastable kristaly lehibe miampy dingana CuO tetragonal.Ny fiforonan'ny CuO dia azo hazavaina amin'ny alàlan'ny oxidation ny vovony rehefa miala amin'ny nozzle ny basy famafazana ho any amin'ny SUS 304 amin'ny rivotra malalaka amin'ny fikorianan'ny supersonic.Amin'ny lafiny iray, ny devitrification ny metaly vera vovoka dia niteraka ny fiforonan'ny lehibe toratelo dingana taorian'ny fitsaboana mangatsiaka amin'ny 550 ° C nandritra ny 30 min.
(a) FE-HRTEM sarin'ny vovoka MG napetraka amin'ny (b) substrate SUS 304 (Figure inset).Ny fanondroana NBDP amin'ny marika boribory aseho ao amin'ny (a) dia aseho ao amin'ny (c).
Mba hitsapana an'io mekanika mety amin'ny fananganana nanopartikely Zr2Ni cubic lehibe io, dia nisy fanandramana tsy miankina natao.Ao anatin'ity andrana ity, ny vovoka dia natsipy avy amin'ny atomizer amin'ny 550 ° C amin'ny fitarihana ny substrate SUS 304;na izany aza, mba hamaritana ny fiantraikan'ny annealing, dia nesorina haingana araka izay azo atao ny vovoka avy amin'ny strip SUS304 (eo amin'ny 60 s).).Nisy andiana andrana iray hafa natao izay nesorina ny vovony tamin'ny substrate tokony ho 180 segondra taorian'ny fampiharana.
Ny sary 13a, b dia mampiseho ny sarin'ny sari-tany maizina (DFI) scanning Transmission Electron Microscopy (STEM) misy akora roa mipoitra napetraka amin'ny substrate SUS 304 mandritra ny 60 s sy 180 s.Ny sary vovoka napetraka mandritra ny 60 segondra dia tsy manana antsipiriany momba ny morphologique, mampiseho ny tsy fisian'ny singa (sary 13a).Nohamafisin'ny XRD ihany koa izany, izay nampiseho fa ny rafitra ankapobeny amin'ireo vovoka ireo dia amorphous, araka ny asehon'ny tampon'ny diffraction voalohany sy faharoa aseho amin'ny sary 14a.Izany dia manondro ny tsy fisian'ny metastable / mesophase precipitates, izay mitazona ny rafitra amorphous tany am-boalohany.Mifanohitra amin'izany kosa, ny vovoka napetraka amin'ny mari-pana mitovy (550 ° C) fa navela teo amin'ny substrate nandritra ny 180 s dia nampiseho ny fametrahana ny voamadinika nanosized, araka ny asehon'ny zana-tsipìka ao amin'ny sary 13b.