Misaotra anao nitsidika ny Nature.com.Ny dikan-teny navigateur ampiasainao dia manana fanohanana voafetra ho an'ny CSS. Ho an'ny traikefa tsara indrindra dia manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na vonoy ny fomba fampifanarahana amin'ny Internet Explorer).
Ny biofilm dia singa manan-danja amin'ny fivoaran'ny otrikaretina mitaiza, indrindra rehefa misy fitaovana ara-pitsaboana. Amin'izany fotoana izany, nitombo ny fampiasana ny teknolojia famafazana mangatsiaka satria fomba mety amin'ny fanodinana fitaovana mahatsikaiky ny mari-pana. Ny ampahany amin'ny tanjon'ity fandalinana ity dia ny famolavolana sarimihetsika metaly antibakteria filma vita amin'ny ternary Cu-Zr-Ni mampiasa teknika alloying mekanika. hampihena 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 izay mahafeno ny fepetra takian'izy ireo manokana, izay nahatonga ny fanatsarana sy ny filaharana eo amin'ny toekarena manerantany 1. Ny fahaiza-manaon'ny olombelona amin'ny fampivoarana fitaovana sy fitaovana ary famolavolana fitaovana mba hahazoana tombony amin'ny fahasalamana, fanabeazana, indostria, toekarena, kolontsaina ary sehatra hafa avy amin'ny firenena na faritra iray tsy miankina amin'ny firenena na faritra hafa.2 Nandritra ny 60 taona, ny mpahay siansa momba ny fitaovana dia nanokana ny ankamaroan'ny fotoany hifantoka amin'ny olana lehibe iray: ny fikatsahana ny vaovao sy ny fitaovana maoderina.
Ny fanampiana ny singa alloying, ny fanovana ny microstructure ara-nofo, ary ny fampiharana ny thermal, mekanika na thermo-mechanical teknika fanodinana dia niteraka fanatsarana lehibe eo amin'ny mekanika, simika sy ara-batana toetra isan-karazany ny fitaovana. fantsona, teboka quantum, vera-dimensional, solomaso metaly amorphous, ary alloys avo entropy dia ohatra vitsivitsy amin'ny fitaovana mandroso nampidirina teto an-tany nanomboka tamin'ny tapaky ny taonjato farany. Ny firaka matsiro, fantatra amin'ny anarana hoe solomaso metaly, dia hita.
Ny asany tao amin'ny Caltech tamin'ny 1960 dia nitondra revolisiona teo amin'ny foto-kevitry ny metaly firaka rehefa synthesize glassy Au-25 amin'ny.% Si alloys amin'ny alalan'ny fanamafisana haingana ranon-javatra ao amin'ny efa ho iray tapitrisa degre isan-tsegondra. synthesis ny MG alloys, saika ny solomaso metaly rehetra dia novokarina tanteraka tamin'ny alalan'ny fampiasana ny iray amin'ireto fomba manaraka ireto;(i) fanamafisana haingana ny levona na ny etona, (ii) ny fikorontanan'ny atômika amin'ny lattice, (iii) ny fihetsiky ny amorphization amin'ny fanjakana mivaingana eo amin'ny singa metaly madio, ary (iv) ny fiovan'ny toetr'andro mivaingana amin'ny dingana metastable.
Ny MG dia miavaka amin'ny tsy fahampian'ny filaharana atomika lavitra mifandray amin'ny kristaly, izay toetra mampiavaka ny kristaly. Amin'izao tontolo izao ankehitriny, dia nisy fandrosoana lehibe natao teo amin'ny sehatry ny fitaratra metaly. amin'ny sehatra isan-karazany.Manana toetra manan-danja izy ireo;(i) ductility mekanika avo sy tanjaky ny vokatra, (ii) permeability andriamby avo, (iii) coercivity ambany, (iv) fanoherana harafesiny tsy mahazatra, (v) fahaleovan-tena ny mari-pana Ny conductivity ny 6,7.
Mechanical alloying (MA) 1,8 dia teknika somary vaovao, nampidirin'ny Prof. CC Kock sy ny mpiara-miasa voalohany tamin'ny 19839. Nanomana vovoka amorphous Ni60Nb40 izy ireo tamin'ny fanosehana ny fifangaroan'ny singa madio amin'ny mari-pana ambient tena akaiky ny mari-pana amin'ny efitrano.Amin'ny ankapobeny, ny fanehoan-kevitry ny MA dia atao eo anelanelan'ny fampifangaroana ny vovon-drivotra reactant ao anaty reactor, matetika vita amin'ny vy tsy misy pentina ao anaty fitotoam-baolina 10 (sary 1a, b). Nanomboka tamin'izay, ity teknika fanehoan-kevitra mivaingana mivaingana ity dia nampiasaina mba hanomanana vovobony fitaratra amorphous / metaly amin'ny fampiasana ambany (sary 1 sy 1 mills, 12 mills), ary 13 mills, ary 14 mills. 15, 16. Indrindra indrindra, ity fomba ity dia nampiasaina mba hanomanana rafitra tsy azo ivalozana toy ny Cu-Ta17, ary koa ny metaly avo lenta toy ny Al-transition metal system (TM; Zr, Hf, Nb ary Ta) 18,19 ary Fe-W20, izay tsy azo atao amin'ny fampiasana lalana fanomanana mahazatra. poti-pofona mifangaro amin'ny oksizenina metaly, karbida, nitrides, hydride, nanotubes karbônina, nanodiamonds, Ary koa ny fanamafisana midadasika amin'ny alàlan'ny fomba fiasa ambony 1 sy metastable.
Schematic mampiseho ny fomba fanamboarana ampiasaina amin'ny fanomanana ny Cu50(Zr50−xNix) metaly vera (MG) coating / SUS 304 amin'ity fandinihana ity. (a) Fanomanana ny MG alloy vovoka amin'ny samy hafa Ni concentrations x (x; 10, 20, 30 ary 40 at.%) mampiasa angovo ambany angovo teknika fikosoham-bary cylinder. boaty fonon-tanana feno atmosfera He.(c) Modely mangarahara amin'ny sambo fikosoham-bary mampiseho ny fihetsehan'ny baolina mandritra ny fikosoham-bary.Ny vokatra farany amin'ny vovoka azo aorian'ny 50 ora dia nampiasaina mba handrakofana ny substrate SUS 304 amin'ny alàlan'ny fomba famafazana mangatsiaka (d).
Raha ny momba ny surfaces materialy betsaka (substrates), ny engineering surface dia misy ny famolavolana sy ny fanovana ny surfaces (substrates) mba hanomezana toetra ara-batana, simika ary ara-teknika sasany izay tsy ao anatin'ny materialy am-boalohany. na teknika simika.Amin'ny maha-fantatra azy, ny coating dia faritana tsotra ho toy ny sosona iray na maromaro amin'ny akora apetraka eo ambonin'ny zavatra betsaka (substraté) vita amin'ny akora hafa.Noho izany, ny coating dia ampiasaina amin'ny ampahany mba hahazoana fananana ara-teknika na haingon-trano tadiavina, ary koa hiarovana ny fitaovana amin'ny fifandraisana simika sy ara-batana andrasana amin'ny tontolo manodidina23.
Mba hametrahana sosona fiarovana amin'ny tany mety amin'ny hateviny manomboka amin'ny micrometers vitsivitsy (eo ambanin'ny 10-20 micrometers) ka hatramin'ny 30 micrometers na milimetatra vitsivitsy aza, dia azo ampiharina ny fomba sy teknika maro. miatrika , fanapoizinana etona ara-batana (PVD), fanapotehana etona simika (CVD), teknika famafazana mafana ary teknika famafazana mangatsiaka vao haingana 24 (sary 1d).
Ny biofilms dia faritana ho vondrom-piarahamonina mikraoba izay miraikitra tsy azo ovaina amin'ny tany ary voahodidin'ny polymère extracellular (EPS) novokarin'ny tena manokana. .Ankoatra izany, ny biofilms matotra dia voalaza fa 1000 heny noho ny fitsaboana antibiotika raha ampitahaina amin'ny sela bakteria planktonika, izay heverina ho fanamby ara-pahasalamana lehibe.Ny fitaovana fametahana antimikrobia avy amin'ny kapoaky organika mahazatra dia efa nampiasaina ara-tantara.
Ny fanoherana miely patrana ataon'ny bakteria amin'ny fitsaboana antibiotika noho ny fiforonan'ny biofilm dia nitarika ho amin'ny filàna ny hamolavola endrika mifono antimikrobia mahomby izay azo ampiharina tsara 27. Ny fampivoarana ny fizika anti-adherent ara-batana na simika izay manakana ny selan'ny bakteria mba hamatotra sy hanorina biofilms noho ny adhesion no fomba voalohany amin'ity dingana ity27. Izany dia azo amin'ny alalan'ny famolavolana fitaovana tsy manam-paharoa coating toy ny graphene / germanium28, diamondra mainty29 sy ZnO-doped diamondra-toy ny karbaona coatings30 izay mahatohitra bakteria, ny teknolojia izay maximize Toxicity sy ny fampandrosoana ny fanoherana noho ny biofilm formation dia mihena be. ary ny fomba telo dia afaka mamokatra fiantraikany antimikrobia amin'ny faritra misy fonony, samy manana ny fetrany izay tokony hodinihina rehefa mamolavola paikady fampiharana.
Ny vokatra eny an-tsena amin'izao fotoana izao dia voasakana noho ny tsy fahampian'ny fotoana handinihana sy hitsapana ireo coatings fiarovana ho an'ny akora biolojika mavitrika. Ny orinasa dia milaza fa ny vokatra dia hanome ny mpampiasa amin'ny lafiny fampiasa tsara;Na izany aza, izany no sakana ho an'ny fahombiazan'ny vokatra amin'izao fotoana izao eny an-tsena. Ny fitambarana azo avy amin'ny volafotsy dia ampiasaina amin'ny ankamaroan'ny fitsaboana antimikrobia azo ampiasaina amin'izao fotoana izao ho an'ny mpanjifa. Ireo vokatra ireo dia novolavolaina mba hiarovana ny mpampiasa amin'ny voka-dratsin'ny zavamiaina bitika mety hampidi-doza. Izany dia noho ny risika mifandray amin'ny fahasalamana sy ny fiarovana.Ny fitadiavana antimicrobial agent izay tsy dia mampidi-doza kokoa ho an'ny olombelona sy ny famaritana ny fomba hampidirana azy ao amin'ny coating substrates miaraka amin'ny fiainana talantalana lava dia tanjona tena tadiavina38. Ny antimicrobial sy anti-biofilm farany farany dia natao hamonoana ny bakteria mavitrika amin'ny alàlan'ny fifandraisana akaiky, na amin'ny alàlan'ny bakteria mavitrika navoakan'ny fifandraisana akaiky, na amin'ny alàlan'ny bakteria mavitrika navoakan'ny fifandraisana akaiky. adhesion (ao anatin'izany ny fanoherana ny fiforonan'ny sosona proteinina eny ambonin'ny tany) na amin'ny famonoana bakteria amin'ny alalan'ny fanelingelenana ny rindrin'ny sela.
Amin'ny ankapobeny, ny coating surface dia ny dingan'ny fametrahana sosona iray hafa eo amin'ny tampon'ny singa iray mba hanamafisana ny toetra mifandraika amin'ny ety ivelany. .
(a) Inset mampiseho ny teknika fanamboarana fototra ampiasaina amin'ny tany, ary (b) ny tombony sy ny tsy fahampian'ny teknika famafazana mangatsiaka.
Ny teknolojia famafazana mangatsiaka dia mitovitovy amin'ny fomba famafazana mafana mahazatra mahazatra. Na izany aza, misy ihany koa ny fananana fototra fototra izay mahatonga ny dingan'ny famafazana mangatsiaka sy ny fitaovana famafazana mangatsiaka indrindra tsy manam-paharoa. eo amin'ny substrate.Mazava ho azy fa tsy mety amin'ny fitaovana mora mora kokoa ny hafanana toy ny nanocrystals, nanoparticles, amorphous sy metallic glasses40, 41, 42. Fanampin'izany, ny fitaovana fanamainana mafana dia mampiseho porosity sy oxides avo lenta. , (iii) tsy fisian'ny fiovan'ny dingana sy ny fitomboan'ny voa, (iv) tanjaky ny fifamatorana avo1,39 (sary 1).2b) .Ankoatr'izay, ny fitaovana fanosorana mangatsiaka mangatsiaka dia manana fanoherana avo lenta, hery avo lenta sy henjana, conductivity herinaratra avo lenta ary avo lenta41. Mifanohitra amin'ny tombony amin'ny dingan'ny famafazana mangatsiaka, dia mbola misy ny fatiantoka sasany amin'ny fampiasana ity teknika ity, araka ny asehon'ny sary 2b. Rehefa manosotra vovobony seramika madio toy ny Al2O3, TiO2, ZrO2, ny tanana mangatsiaka dia tsy azo ampiasaina ny WC. Ny vovon-drongony vita amin'ny metaly dia azo ampiasaina ho akora ho an'ny coatings.Toy izany koa amin'ny fomba famafazana mafana hafa. Mbola sarotra ny famafazana ny ety ivelany sy ny sodina anatiny.
Raha jerena fa ny asa amin'izao fotoana izao dia mikendry ny hampiasa vovoka fitaratra metaly ho akora fanosotra manta, dia mazava fa tsy azo ampiasaina amin'izany tanjona izany ny famafazana mafana mahazatra. Izany dia satria ny vovoka fitaratra metaly dia mivaingana amin'ny hafanana avo1.
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 eo anelanelan'ny 12 sy 20 wt% ho an'ny famokarana fitaovana fandidiana. 38,39. Mifanohitra amin'ny fanoherana ny harafesiny izany. Aorian'izany dia azo vinavinaina ny fivoaran'ny otrikaretina sy ny areti-mifindra, izay vokatry ny fidiran'ny bakteria sy ny fanjanahantany eo ambonin'ny biomaterials vy tsy misy pentina.
Ity fandalinana ity no dingana voalohany amin'ny tetikasa iray novatsian'ny Kuwait Foundation ho an'ny Fandrosoana ny Siansa (KFAS), Contract No. 2010-550401, mba hanadihady ny fahafaha-mamokatra metaly vera Cu-Zr-Ni ternary powders mampiasa teknolojia MA (Table 1) ho an'ny famokarana sarimihetsika antibacterial / SUS304 amin'ny alàlan'ny fiarovana amin'ny dingana faharoa amin'ny 304 amin'ny volana Janoary. Amin'ny antsipiriany ny toetran'ny harafesina elektrokimia sy ny toetra mekanika ao amin'ny rafitra. Hisy fitiliana mikrobiolojika amin'ny antsipiriany ho an'ny karazana bakteria samihafa.
Ato amin'ity lahatsoratra ity, ny fiantraikan'ny Zr alloying singa afa-po amin'ny fitaratra mamorona fahaiza-manao (GFA) dia resahina mifototra amin'ny morphological sy ara-drafitra toetra. .Amin'ny maha-ohatra solontenan'ny, Cu50Zr30Ni20 sy Cu50Zr20Ni30 metaly fitaratra alloys no nampiasaina tamin'ity fianarana ity.
Ao amin'ity fizarana ity, ny fiovan'ny morphologique amin'ny singa Cu, Zr ary Ni vovoka amin'ny fikosoham-baolina angovo ambany dia aseho. Amin'ny ohatra asehon'ny ohatra, ny rafitra roa samy hafa misy ny Cu50Zr20Ni30 sy Cu50Zr40Ni10 dia ampiasaina ho ohatra solontenany. Ny fizotran'ny MA dia azo zaraina amin'ny dingana telo miavaka, araka ny asehon'ny metallografika mandritra ny fikosoham-bary amin'ny dingana 3.
Metallografika toetran'ny mekanika firaka (MA) vovoka azo taorian'ny dingana isan-karazany ny baolina fikosoham-bary time.Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) sary ny MA sy Cu50Zr40Ni10 vovoka azo taorian'ny angovo ambany fikosoham-baolina fotoana ny 3, 12 sy 50 h dia aseho ao amin'ny (a), (c) sy (e) ho an'ny Cu50Zr40Ni10 vovoka azo avy amin'ny angovo ambany ny fotoana fikosoham-bary tamin'ny 3, 12 sy 50 h dia aseho ao amin'ny (a), (c) sy (e) ho an'ny Cu50Zr 50Zr rafitra, ny Correspond. Ny rafitra Ni10 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 fanosehana ny vovoka mipetaka eo anelanelan'ny na eo anelanelan'ny haino aman-jery fikosoham-bary, ny fiantraikan'ny baolina mianjera, ny fihenjanana sy ny fitafy noho ny fisintonana vovoka eo anelanelan'ny fampidinana baolina mikoriana amin'ny alalan'ny haino aman-jery fikosoham-bary amin'ny alàlan'ny Facrops . Zr, ary Ni vovoka dia tena simba noho ny hatsiaka welding teo am-piandohan'ny MA (3 h), niteraka poti lehibe vovoka (> 1 mm ny savaivony).Ireo poti composite lehibe ireo dia miavaka amin'ny fiforonan'ny sosona matevina alloying singa (Cu, Zr, Ni), araka ny aseho ao amin'ny sary. 3a, b. Fampitomboana ny MA ny fotoana ao anatin'ny dingana 12 h ny angovo ki-media amin'ny 12 h (nampitombo ny MA intermedia amin'ny dingana iray) Ny fanimbana ny vovony mitambatra ho vovoka tsara kokoa (latsaky ny 200 µm), araka ny aseho ao amin'ny sary 3c, d. Amin'ity dingana ity, ny hery fanosehana ampiharina dia mitarika amin'ny fananganana metaly vaovao misy sosona Cu, Zr, Ni, araka ny aseho ao amin'ny sary.
Tamin'ny fara tampon'ny fizotry ny MA (aorian'ny 50 h), ny metallography flaky dia tsy hita maso fotsiny (sary 3e, f), fa ny endriky ny vovoka dia nampiseho metallography fitaratra. Midika izany fa vita ny fizotran'ny MA ary efa nisy ny famoronana dingana fanehoan-kevitra tokana. -SEM) miaraka amin'ny spektroskopika X-ray dispersive angovo (EDS) (IV).
Ao amin'ny tabilao 2, ny fifantohana singa amin'ny singa mifangaro dia aseho amin'ny isan-jaton'ny totalin'ny lanjan'ny faritra tsirairay voafantina ao amin'ny sary 3e,f. Rehefa ampitahaina ireo vokatra ireo amin'ny firafitry ny nominal fanombohana ny Cu50Zr20Ni30 sy Cu50Zr40Ni10 voatanisa ao amin'ny tabilao 1, dia hita fa ny fitambaran'ireo vokatra farany roa ireo dia tsy manana sanda mitovy amin'ny sandany amin'ny faritra farany. ed ao amin'ny sary 3e,f dia tsy midika fa fahasimbana na fiovaovan'ny toetran'ny santionany tsirairay avy amin'ny faritra iray mankany amin'ny iray hafa. Izany dia manaporofo ny tsy fisian'ny fiovaovan'ny singa avy amin'ny faritra iray mankany amin'ny iray hafa. Izany dia manondro ny famokarana vovobony mifangaro homogeneous, araka ny aseho amin'ny tabilao 2.
Ny micrographs FE-SEM amin'ny vokatra farany Cu50 (Zr50−xNix) vovoka dia azo taorian'ny in-50 MA, araka ny aseho amin'ny sary 4a-d, izay ny x dia 10, 20, 30 ary 40 amin'ny.%, tsirairay avy. 73 hatramin'ny 126 nm, araka ny aseho amin'ny sary 4.
Ny toetran'ny morphologique amin'ny vovoka Cu50 (Zr50−xNix) azo aorian'ny MA fotoana 50 h.Ho an'ny Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 rafitra, ny sary FE-SEM ny vovony dia aseho aorian'ny 50 MA), (b).
Alohan'ny hampidirana ny vovony amin'ny famafazana mangatsiaka mangatsiaka, dia nesorina tamin'ny ethanol kilasy analytical izy ireo nandritra ny 15 minitra ary avy eo dia maina tamin'ny 150 ° C nandritra ny ora 2. Ity dingana ity dia tsy maintsy atao mba hahombiazana amin'ny ady amin'ny agglomeration izay matetika miteraka olana lehibe mandritra ny fizotran'ny coating. micrographs sy ny sarin'ny EDS mifanaraka amin'ny Cu, Zr ary Ni alloying singa ny Cu50Zr30Ni20 firaka azo taorian'ny 50 h ny M fotoana, tsirairay avy. Tsara homarihina fa ny firaka vovoka vokarina taorian'ity dingana ity dia homogeneous satria tsy mampiseho ny fiovaovan'ny compositional mihoatra ny ambany-nanometer haavon'ny, araka ny aseho ao amin'ny Figure 5.
Morphology sy ny fizarana singa eo an-toerana ny MG Cu50Zr30Ni20 vovoka azo taorian'ny 50 MA fotoana tamin'ny FE-SEM / angovo dispersive X-ray spectroscopy (EDS). (a) SEM sy X-ray EDS sarintany ny (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα sy (d) Ni-Kα sary.
Ny lamina XRD amin'ny vovobony Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 ary Cu50Zr20Ni30 azo avy amin'ny vovobony azo aorian'ny MA 50 h dia aseho ao amin'ny Fig. 6a-d, tsirairay avy.
Ny lamina XRD amin'ny (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 ary (d) vovoka Cu50Zr20Ni30 aorian'ny MA fotoana 50 h. Ny santionany rehetra tsy an-kanavaka dia nampiseho lamina diffusion halo, izay midika ny fananganana dingana amorphous.
Ny emission an-tsaha avo lenta fifindran'ny mikroskopika elektronika (FE-HRTEM) dia nampiasaina mba hijerena fiovana ara-drafitra sy hahatakatra ny firafitry eo an-toerana ny vovoka vokatry ny baolina fikosoham-bary amin'ny fotoana samy hafa MA.FE-HRTEM sary ny vovoka azo taorian'ny tany am-boalohany (6 h) sy ny intermediate (18 h) dingana fikosoham-bary ho an'ny Cu50Zr30Ni20 sy Cu50Zr. amin'ny sary mamirapiratra saha (BFI) amin'ny vovoka vokarina aorian'ny MA6 h, ny vovony dia ahitana voam-bary lehibe miaraka amin'ny sisin-tany voafaritra tsara amin'ny singa fcc-Cu, hcp-Zr ary fcc-Ni, ary tsy misy famantarana fa niforona ny dingan'ny fanehoan-kevitra, araka ny aseho amin'ny sary 7a. Fanampin'izany, ny lamina voafantina amin'ny faritra afovoany (aDPSA diff) lamina (sary 7b), manondro ny fisian'ny kristaly lehibe sy ny tsy fisian'ny dingana mihetsika.
Ny famaritana ara-drafitra eo an-toerana momba ny vovobony MA azo avy amin'ny dingana voalohany (6 h) sy ny intermediate (18 h). ).
Araka ny asehon'ny sary 7c, ny fanitarana ny faharetan'ny MA hatramin'ny 18 h dia niteraka fahasimbana mahery vaika miaraka amin'ny fiovaovan'ny plastika. Mandritra io dingana mpanelanelana amin'ny fizotran'ny MA io, ny vovoka dia mampiseho lesoka isan-karazany, ao anatin'izany ny fahadisoam-panantenana, ny fahadisoam-panantenana, ary ny kilema (sary 7) . g. 7c).
Ny rafitra eo an-toerana ny vovobony Cu50Z30Ni20 voatoto mandritra ny 36 h MA dia manana ny fiforonan'ny nanograins ultrafine napetraka ao anaty matrix tsara amorphous, araka ny aseho amin'ny sary 8a. Ny fanadihadiana EDS eo an-toerana dia nanondro fa ireo nanoclusters aseho ao amin'ny sary 8a dia mifandray amin'ny Cu, Zr ary Ni-pofona tsy voavolavola ao amin'ny faritra misy vovobony . ~ 74 at.% (faritra manankarena), manondro ny fiforonan'ny vokatra heterogène.Ankoatra izany, ny SADP mifanitsy amin'ireo vovoka azo avy amin'ny fikosoham-bary amin'ity dingana ity dia mampiseho ny peratra voalohany sy faharoa amin'ny halo-diffusing amin'ny dingana amorphous, mifamatotra amin'ny teboka maranitra mifandray amin'ireo singa manta alloying, araka ny aseho amin'ny sary 8b.
Mihoatra ny 36 h-Cu50Zr30Ni20 vovoka nanoscale endri-javatra ara-drafitra eo an-toerana. (a) Sarin'ny saha mamirapiratra (BFI) ary mifanaraka (b) SADP an'ny vovoka Cu50Zr30Ni20 azo taorian'ny fikosoham-bary nandritra ny 36 h MA.
Akaikin'ny faran'ny dingana MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 ary 40 at.% vovoka dia manana labyrinthine amorphous phase morphology araka ny aseho ao amin'ny sary 9a-d. Ao amin'ny SADP mifanaraka amin'ny singa tsirairay, dia tsy misy diffractions mitovy amin'ny teboka na lamina maranitra annular azo hita. Ny lamina fusion dia nampiasaina ho porofon'ny fivoaran'ny dingana amorphous amin'ny fitaovana vokatra farany.
Ny rafitra eo an-toerana amin'ny vokatra farany amin'ny rafitra MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM sy ny lamina diffraction nanobeam (NBDP) mifandraika amin'ny (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 sy (d) Cu50Zr20Ni30 ary (d) Cu50Zr amin'ny MA.
Ny fahamarinan-toerana mafana amin'ny mari-pana fifindran'ny fitaratra (Tg), faritra misy rano mangatsiaka (ΔTx) ary ny mari-pana kristaly (Tx) ho asan'ny votoatin'ny Ni (x) amin'ny rafitra amorphous Cu50 (Zr50−xNix) dia nodinihina tamin'ny fampiasana Calorimetry (DSC) scanning differential (DSC) ny fananana eo ambanin'ny fikorianan'ny entona He. r10Ni40 amorphous firaka vovoka azo taorian'ny MA fotoana 50 h dia aseho ao amin'ny sary. 10a, b, e, tsirairay avy. Raha ny DSC curve ny amorphous Cu50Zr20Ni30 dia aseho misaraka amin'ny sary. 10c. Mandritra izany fotoana izany, ny Cu50Zr30Ni20 santionany nafanaina ao amin'ny Fi.
Ny fahamarinan-toerana mafana amin'ny vovoka Cu50 (Zr50−xNix) MG azo avy amin'ny fotoana MA 50 h, araka ny fanondroana ny mari-pana fifindran'ny fitaratra (Tg), ny mari-pana amin'ny kristaly (Tx), ary ny faritra misy ranon-tsavony (ΔTx) . Ni30 sy (e) Cu50Zr10Ni40 MG firaka vovoka taorian'ny MA fotoana ny 50 h. Ny X-ray diffraction (XRD) lamina ny Cu50Zr30Ni20 santionany nafanaina hatramin'ny ~ 700 ° C amin'ny DSC dia aseho amin'ny (d).
Araka ny asehon'ny sary 10, ny curve DSC amin'ny fitambarana rehetra miaraka amin'ny fifantohana Ni samy hafa (x) dia manondro tranga roa samy hafa, ny iray endothermic ary ny iray hafa exothermic.Ny hetsika endothermic voalohany dia mifanitsy amin'ny Tg, raha ny faharoa kosa dia mifandray amin'ny Tx. Ny faritra mitsivalana misy eo anelanelan'ny Tg sy Tx dia antsoina hoe faritra subcooled (ΔTx = Tx) ny Tx4 sy Tx. 0 santionany (sary 10a), napetraka amin'ny 526 ° C sy 612 ° C, manova ny votoaty (x) ho 20 amin'ny.% mankany amin'ny lafiny mari-pana ambany amin'ny 482 ° C sy 563 ° C miaraka amin'ny fitomboan'ny votoatin'ny Ni (x), araka ny aseho amin'ny sary 10b. Noho izany, ny ΔTx 0 Ni 60 ° C avy amin'ny Cu 500 hatramin'ny 8 ° C dia mihena. 1 ° C ho an'ny Cu50Zr30Ni20 (sary 10b). Ho an'ny firaka MG Cu50Zr40Ni10, dia voamarika ihany koa fa ny soatoavin'ny Tg, Tx ary ΔTx dia nihena ho 447 ° C, 526 ° C ary 79 ° C (sary 10b). g sanda (507 ° C) ny MG Cu50Zr20Ni30 firaka dia ambany noho ny MG Cu50Zr40Ni10 firaka;Na izany aza, ny Tx-ny dia mampiseho sanda azo ampitahaina amin'ny teo aloha (612 ° C). Noho izany, ny ΔTx dia mampiseho sanda ambony kokoa (87 ° C), araka ny aseho amin'ny sary 10c.
Ny rafitra MG Cu50 (Zr50−xNix), maka ny singa MG Cu50Zr20Ni30 ho ohatra, dia mivaingana amin'ny alàlan'ny tampon'ny exothermic maranitra mankany amin'ny dingana kristaly fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 ary orthorhombic-ZrNi (sary 10c) nohamafisin'ny santionany amin'ny XRDg. ), izay nafanaina hatramin'ny 700 ° C tao DSC.
Ny sary 11 dia mampiseho sary nalaina nandritra ny dingan'ny famafazana mangatsiaka natao tao amin'ny asa ankehitriny. Ao amin'ity fianarana ity, ny vovobony vera toy ny vera vita amin'ny vera vita amin'ny vera vita amin'ny vera vita amin'ny 50 h (maka ny Cu50Zr20Ni30 ho ohatra) dia nampiasaina ho fitaovana antibacterial, ary ny takelaka vy tsy misy vy (SUS304) dia voasarona amin'ny alàlan'ny famafazana mangatsiaka indrindra amin'ny teknolojia famafazana mafana. dia azo ampiasaina ho an'ny metaly metastable mari-pana fitaovana saro-pady toy ny amorphous sy nanocrystalline vovoka, izay tsy iharan'ny dingana tetezamita .Ity no tena anton-javatra amin'ny fisafidianana ity fomba ity.Ny dingana famafazana mangatsiaka dia atao amin'ny alalan'ny fampiasana poti be hafainganam-pandeha izay mamadika ny angovo kinetika ny poti ho plastika deformation, ny fihenjanana sy ny hafanana amin'ny fiantraikany amin'ny substrate na napetraka teo aloha poti.
Ny sary eny an-kianja dia mampiseho ny fomba famafazana mangatsiaka ampiasaina amin'ny fanomanana dimy misesy ny MG coating/SUS 304 amin'ny 550 °C.
Ny angovo kinetika ny poti, ary noho izany ny hafainganam-pandehan'ny singa tsirairay ao amin'ny fananganana coating, dia tsy maintsy ovaina ho endrika hafa angovo amin'ny alalan'ny mekanika toy ny plastika deformation (particle voalohany sy ny poti-particle fifaneraserana ao amin'ny substrate sy ny poti interacts), voids Consolidation, poti-potaka fihodinan'ny, fihenjanana ary farany hafanana 39. Fanampin'izay, raha tsy ny kinetika ny angovo dia vokatry ny angovo ao amin'ny elastika ny colli. sion, izay midika fa ny poti-javatra dia miverina fotsiny aorian'ny fiatraikany.Nomarihina fa ny 90% amin'ny angovo mihatra amin'ny akora simika / substrate dia miova ho hafanana eo an-toerana 40 . Ankoatra izany, rehefa ampiharina ny adin-tsaina, ny taham-pandrefesana plastika avo lenta dia tratra ao amin'ny faritra mifandray amin'ny ampahany / substrate ao anatin'ny fotoana fohy41,42.
Ny deformation plastika amin'ny ankapobeny dia heverina ho dingan'ny fanaparitahana angovo, na indrindra indrindra, loharano mafana ao amin'ny faritra interfacial.Na izany aza, ny fiakaran'ny mari-pana ao amin'ny faritra interfacial dia matetika tsy ampy mba hamokarana interfacial mitsonika na mba hampiroborobo be ny atomika interdiffusion.
Ny BFI an'ny MG Cu50Zr20Ni30 alloy powder dia azo jerena ao amin'ny Fig. 12a, izay napetaka tamin'ny substrate SUS 304 (sary 11, 12b). Araka ny hita amin'ny sary, ny vovony voapetaka dia mitazona ny rafitra amorphous tany am-boalohany satria manana rafitra labyrinth marefo izy ireo raha tsy misy endri-javatra hafa amin'ny tanana, ny soso-kevitry ny tànana hafa dia manondro ny fisian'ny kristaly hafa. ed by nanoparticles nampidirina tao amin'ny MG-coated powder matrix (sary 12a) tragonal CuO phase.Ny fananganana ny CuO dia azo lazaina amin'ny oxidation ny vovoka rehefa mandeha avy amin'ny nozzle ny basy famafazana ho SUS 304 amin'ny rivotra malalaka eo ambany supersonic fikorianan'ny. Amin'ny lafiny iray hafa, ny devitrification ny metaly vera vovoka nahatratra ny fananganana ny lehibe toratelo dingana taorian'ny mangatsiaka tsifotra fitsaboana amin'ny 550 ° C nandritra ny 30 min.
(a) FE-HRTEM sarin'ny MG vovoka mifono amin'ny (b) SUS 304 substrate (ampidiro ny sary).
Mba hanamarinana ity rafitra mety ho an'ny fananganana nanopartikely Zr2Ni cubic lehibe ity, dia nisy fanandramana tsy miankina natao. Tamin'ity andrana ity, ny vovoka dia natsipy avy amin'ny basy famafazana amin'ny 550 ° C amin'ny fitarihana ny substrate SUS 304;na izany aza, mba hanazavana ny fiantraikan'ny fanerena ny vovoka, dia nesorina haingana araka izay azo atao tao amin'ny strip SUS304 izy ireo (eo ho eo amin'ny 60 segondra). Nisy andrana iray hafa natao izay nesorina ny vovony tamin'ny substrate tokony ho 180 segondra taorian'ny fametrahana.
Ny sary 13a, b dia mampiseho sary maizina (DFI) azo tamin'ny alàlan'ny scanning microscopie electron transmission (STEM) amin'ny fitaovana roa voapoizina napetraka ao amin'ny substrate SUS 304 ho an'ny 60 s sy 180 s, tsirairay avy. d amin'ny alàlan'ny maxima diffraction voalohany sy faharoa aseho ao amin'ny Figure 14a. Ireo dia manondro ny tsy fisian'ny metastable / mesophase precipitation, izay mitazona ny firafitry ny amorphous tany am-boalohany ny vovoka.