Nature.com ला भेट दिल्याबद्दल धन्यवाद. तुम्ही वापरत असलेल्या ब्राउझर आवृत्तीला CSS साठी मर्यादित समर्थन आहे. सर्वोत्तम अनुभवासाठी, आम्ही शिफारस करतो की तुम्ही अपडेटेड ब्राउझर वापरा (किंवा Internet Explorer मधील सुसंगतता मोड बंद करा). दरम्यान, सतत समर्थन सुनिश्चित करण्यासाठी, आम्ही शैली आणि JavaScript शिवाय साइट प्रदर्शित करू.
बायोफिल्म्स हा क्रॉनिक इन्फेक्शनच्या विकासात एक महत्त्वाचा घटक आहे, विशेषत: जेव्हा वैद्यकीय उपकरणे गुंतलेली असतात. ही समस्या वैद्यकीय समुदायासमोर एक मोठे आव्हान आहे, कारण मानक प्रतिजैविके केवळ अत्यंत मर्यादित प्रमाणात बायोफिल्म नष्ट करू शकतात. बायोफिल्म तयार होण्यापासून प्रतिबंध केल्यामुळे विविध कोटिंग पद्धती आणि नवीन सामग्री विकसित झाली आहे. या पद्धतींमुळे बायोफिल्म्सच्या पृष्ठभागावर काचेच्या पृष्ठभागावर परिणाम होतो. मिश्रधातू, विशेषत: तांबे आणि टायटॅनियम धातू असलेले, आदर्श प्रतिजैविक कोटिंग्ज म्हणून उदयास आले आहेत. त्याच वेळी, तापमान-संवेदनशील सामग्रीवर प्रक्रिया करण्यासाठी ही एक योग्य पद्धत असल्याने कोल्ड स्प्रे तंत्रज्ञानाचा वापर वाढला आहे. या अभ्यासाचा एक भाग एक नवीन जीवाणूविरोधी फिल्म विकसित करणे हा होता. कमी तापमानात स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर कोल्ड स्प्रे कोटिंगसाठी कच्चा माल म्हणून वापरला जातो. धातूच्या काचेने लेपित सबस्ट्रेट्स स्टेनलेस स्टीलच्या तुलनेत बायोफिल्मची निर्मिती कमीत कमी 1 लॉगने लक्षणीयरीत्या कमी करू शकले.
संपूर्ण मानवी इतिहासात, कोणताही समाज त्याच्या विशिष्ट गरजा पूर्ण करणार्‍या कादंबरी सामग्रीची रचना आणि प्रचार करण्यास सक्षम आहे, ज्यामुळे जागतिकीकृत अर्थव्यवस्थेत कामगिरी आणि रँकिंग सुधारले आहे.1. त्याचे श्रेय नेहमीच मानवाच्या क्षमतेला दिले जाते आणि साहित्य निर्मितीसाठी उपकरणे आणि डिझाइन्स विकसित करणे आणि आरोग्य, शिक्षण आणि इतर क्षेत्रांमधील आर्थिक क्षेत्र, देश, संस्कृती आणि इतर क्षेत्रांमधील आर्थिक विकास, देश आणि इतर क्षेत्राच्या विकासासाठी आर्थिक विकास, देश आणि उद्योग या क्षेत्रांतील प्रगती. देश किंवा प्रदेश.2 60 वर्षांपासून, साहित्य शास्त्रज्ञांनी त्यांचा बराचसा वेळ एका प्रमुख चिंतेवर लक्ष केंद्रित करण्यासाठी समर्पित केला आहे: कादंबरी आणि अत्याधुनिक सामग्रीचा शोध. अलीकडील संशोधनाने विद्यमान सामग्रीची गुणवत्ता आणि कार्यप्रदर्शन सुधारण्यावर, तसेच संपूर्णपणे नवीन प्रकारच्या सामग्रीचे संश्लेषण आणि शोध लावण्यावर लक्ष केंद्रित केले आहे.
मिश्रधातूच्या घटकांची भर, मटेरियल मायक्रोस्ट्रक्चरमध्ये फेरबदल आणि थर्मल, मेकॅनिकल किंवा थर्मो-मेकॅनिकल प्रक्रिया तंत्राचा वापर केल्यामुळे विविध सामग्रीच्या यांत्रिक, रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्मांमध्ये लक्षणीय सुधारणा झाल्या आहेत. शिवाय, आतापर्यंत न ऐकलेले संयुगे या टप्प्यावर यशस्वीरित्या संश्लेषित केले गेले आहेत. vanced Materials2.Nanocrystals, nanoparticles, nanotubes, quantum dots, zero-dimensional, amorphous metallic glasses, and high-entropy alloys ही काही प्रगत सामग्रीची उदाहरणे आहेत जी गेल्या शतकाच्या मध्यापासून जगात प्रचलित झाली आहेत. उत्पादन आणि विकास करताना, त्याच्या अंतिम टप्प्यात नवीन मिश्रधातूंच्या आंतर-मीडिया गुणधर्मांच्या समस्या आणि नवीन उत्पादनांच्या समस्या. समतोल अनेकदा जोडला जातो. समतोलपणापासून लक्षणीयरीत्या विचलित करण्यासाठी नवीन फॅब्रिकेशन तंत्र लागू केल्यामुळे, मेटास्टेबल मिश्र धातुंचा एक संपूर्ण नवीन वर्ग, ज्याला मेटलिक ग्लासेस म्हणून ओळखले जाते, शोधण्यात आले आहे.
कॅलटेक येथे 1960 मध्ये त्यांनी केलेल्या कामामुळे धातूच्या मिश्रधातूंच्या संकल्पनेत क्रांती घडवून आणली जेव्हा त्यांनी ग्लासी Au-25.% Si मिश्रधातूंचे संश्लेषण करून द्रवपदार्थ वेगाने घनरूप करून सुमारे एक दशलक्ष अंश प्रति सेकंद 4. प्रोफेसर पोल ड्यूवेझच्या शोधाच्या घटनेने केवळ धातूच्या चष्म्याच्या इतिहासाची सुरुवातच केली नाही (MG), तर सर्व लोकांमध्ये धातूच्या चष्म्याबद्दल विचार करण्यास मदत केली. एमजी मिश्रधातूंच्या संश्लेषणातील सर्वात आधीचे अग्रगण्य अभ्यास, जवळजवळ सर्व धातूचे चष्मे खालीलपैकी एक पद्धत वापरून पूर्णपणे तयार केले गेले आहेत;(i) वितळणे किंवा वाफेचे जलद घनीकरण, (ii) जाळीचे अणू विकार, (iii) शुद्ध धातूच्या घटकांमधील घन-स्थिती अमोर्फायझेशन प्रतिक्रिया आणि (iv) मेटास्टेबल टप्प्यांचे घन-स्थिती संक्रमण.
MGs क्रिस्टल्सशी संबंधित असलेल्या दीर्घ-श्रेणीच्या अणुक्रमाच्या अभावामुळे ओळखले जातात, जे क्रिस्टल्सचे एक निश्चित वैशिष्ट्य आहे. आजच्या जगात, धातूच्या काचेच्या क्षेत्रात मोठी प्रगती झाली आहे. ते मनोरंजक गुणधर्मांसह नवीन साहित्य आहेत जे केवळ घन-स्थिती भौतिकशास्त्रातच नव्हे तर धातूशास्त्र, पृष्ठभागाच्या रसायनशास्त्र, पृष्ठभागाच्या विविध गुणधर्मांमध्ये आणि इतर अनेक नवीन सामग्रीचे गुणधर्म आहेत. घन धातूंपासून, ते विविध क्षेत्रातील तांत्रिक अनुप्रयोगांसाठी एक मनोरंजक उमेदवार बनवते. त्यांच्याकडे काही महत्त्वाचे गुणधर्म आहेत;(i) उच्च यांत्रिक लवचिकता आणि उत्पन्न शक्ती, (ii) उच्च चुंबकीय पारगम्यता, (iii) कमी जबरदस्ती, (iv) असामान्य गंज प्रतिरोधकता, (v) तापमान स्वातंत्र्य 6,7 ची चालकता.
मेकॅनिकल अलॉयिंग (MA)1,8 हे तुलनेने नवीन तंत्र आहे, जे पहिल्यांदा 19839 मध्ये प्रो. सीसी कॉक आणि सहकाऱ्यांनी सादर केले. त्यांनी खोलीच्या तापमानाच्या अगदी जवळ असलेल्या वातावरणीय तापमानात शुद्ध घटकांचे मिश्रण पीसून अनाकार Ni60Nb40 पावडर तयार केली.सामान्यत:, MA प्रतिक्रिया अणुभट्टीतील अभिक्रियाक सामग्री पावडरच्या विसर्जनशील कपलिंग दरम्यान चालते, सामान्यत: स्टेनलेस स्टीलपासून बॉल मिल 10 (चित्र 1a, b) मध्ये बनविले जाते. तेव्हापासून, हे यांत्रिकरित्या प्रेरित सॉलिड-स्टेट रिअॅक्शन तंत्र कादंबरी तयार करण्यासाठी वापरले जात आहे. रॉड मिल्स 11,12,13,14,15 , 16. विशेषत:, या पद्धतीचा उपयोग Cu-Ta17 सारख्या अविचल प्रणाली तसेच अल-ट्रान्झिशन मेटल सिस्टीम (TM; Zr, Hf, Nb आणि Ta) 18,19 आणि Fe-W20 ची तयारी मानली जाऊ शकत नाही अशा उच्च वितळ बिंदू मिश्रधातू तयार करण्यासाठी केला गेला आहे. मेटल ऑक्साईड्स, कार्बाइड्स, नायट्राइड्स, हायड्राइड्स, कार्बन नॅनोट्यूब्स, नॅनोडायमंड्सचे औद्योगिक-स्केल नॅनोक्रिस्टलाइन आणि नॅनोकॉम्पोझिट पावडर कण तयार करण्यासाठी सर्वात शक्तिशाली नॅनोटेक्नॉलॉजी टूल्स, तसेच टॉप-डाउन दृष्टिकोन 1 आणि मेटास्टेबल टप्प्यांद्वारे व्यापक स्थिरीकरण.
या अभ्यासात Cu50(Zr50−xNix) मेटॅलिक ग्लास (MG) कोटिंग/SUS 304 तयार करण्यासाठी वापरलेली फॅब्रिकेशन पद्धत दर्शविणारी योजनाबद्ध. (a) वेगवेगळ्या Ni सांद्रता x (x; 10, 20, 30 आणि 40 at. %) सह MG मिश्रधातूची पावडर तयार करणे. कमी उर्जा वापरून स्टीलर बॉल बॉल मिलिंग टूल (स्टील बॉल स्टार्ट बॉल) टूलमध्ये स्टार्ट बॉल टूल लोड केले जाते. s, आणि (b) हे वातावरणाने भरलेल्या ग्लोव्ह बॉक्समध्ये बंद केलेले आहे. (c) ग्राइंडिंगच्या वेळी बॉलची गती दर्शविणारे ग्राइंडिंग वेसलचे एक पारदर्शक मॉडेल. 50 तासांनंतर प्राप्त पावडरचे अंतिम उत्पादन कोल्ड स्प्रे पद्धती (d) वापरून SUS 304 सब्सट्रेटला कोट करण्यासाठी वापरले गेले.
बल्क मटेरियल पृष्ठभागांचा (सबस्ट्रेट्स) संबंध येतो तेव्हा, पृष्ठभाग अभियांत्रिकीमध्ये मूळ बल्क मटेरियलमध्ये नसलेले काही भौतिक, रासायनिक आणि तांत्रिक गुण प्रदान करण्यासाठी पृष्ठभाग (सबस्ट्रेट्स) ची रचना आणि फेरबदल यांचा समावेश होतो. पृष्ठभागावरील उपचारांद्वारे प्रभावीपणे सुधारता येण्याजोग्या काही गुणधर्मांमध्ये घर्षण प्रतिरोध, ऑक्सिडेशन आणि गंज प्रतिरोधक, जैव-विद्युत गुणधर्म, थर्मल फ्रिक्शन आणि कॉरोझन, कॉरोझन, कॉरोझन, कॉरोशन रेझिस्टन्स यांचा समावेश होतो. , काही नावे सांगा. धातुकर्म, यांत्रिक किंवा रासायनिक तंत्र वापरून पृष्ठभागाची गुणवत्ता सुधारली जाऊ शकते. एक सुप्रसिद्ध प्रक्रिया म्हणून, कोटिंगची व्याख्या फक्त दुसर्‍या सामग्रीपासून बनवलेल्या मोठ्या वस्तू (सबस्ट्रेट) च्या पृष्ठभागावर कृत्रिमरित्या जमा केलेल्या सामग्रीचे एक किंवा अनेक स्तर अशी केली जाते. अशा प्रकारे, कोटिंग्जचा वापर भौतिक गुणधर्मांसह काही भाग म्हणून केला जातो आणि काही भौतिक गुणधर्मांचे संरक्षण करण्यासाठी आणि काही भागांमध्ये रासायनिक गुणधर्मांचे संरक्षण करण्यासाठी. पर्यावरण 23.
काही मायक्रोमीटर (10-20 मायक्रोमीटरच्या खाली) ते 30 मायक्रोमीटर किंवा अगदी काही मिलिमीटरपर्यंत जाडी असलेले योग्य पृष्ठभाग संरक्षण स्तर जमा करण्यासाठी, अनेक पद्धती आणि तंत्रे लागू केली जाऊ शकतात. सर्वसाधारणपणे, कोटिंग प्रक्रिया दोन श्रेणींमध्ये विभागली जाऊ शकतात: (i) ओले कोटिंग पद्धती, इलेक्ट्रोप्लेटिंग आणि इलेक्ट्रोप्लेटिंग पद्धत, कोरडे कोटिंग आणि इलेक्ट्रोपॅलेटिंग पद्धत. s, ब्रेझिंग, सरफेसिंग, फिजिकल वाफ डिपॉझिशन (PVD), रासायनिक वाफ डिपॉझिशन (CVD), थर्मल स्प्रे तंत्र आणि अगदी अलीकडे कोल्ड स्प्रे तंत्र 24 (Fig. 1d) यांचा समावेश आहे.
बायोफिल्म्सची व्याख्या सूक्ष्मजीव समुदाय म्हणून केली जाते जी पृष्ठभागांवर अपरिवर्तनीयपणे जोडलेली असतात आणि स्वयं-उत्पादित एक्स्ट्रासेल्युलर पॉलिमर (ईपीएस) ने वेढलेली असतात. वरवरच्या परिपक्व बायोफिल्म निर्मितीमुळे अनेक औद्योगिक क्षेत्रांमध्ये लक्षणीय नुकसान होऊ शकते, ज्यात अन्न उद्योग, पाणी प्रणाली आणि आरोग्यसेवा वातावरण समाविष्ट आहे. मानवांमध्ये, जेव्हा बायोफिल्म्स 8% पेक्षा जास्त मायक्रोबियल इन्फेक्शन बनतात. ae आणि Staphylococci) उपचार करणे कठीण आहे. शिवाय, प्रौढ बायोफिल्म्स प्लँक्टोनिक बॅक्टेरिया पेशींच्या तुलनेत प्रतिजैविक उपचारांसाठी 1000 पट अधिक प्रतिरोधक असल्याचे नोंदवले गेले आहे, जे एक प्रमुख उपचारात्मक आव्हान मानले जाते. पारंपारिक सेंद्रिय पदार्थांपासून बनविलेले प्रतिजैविक पृष्ठभाग कोटिंग सामग्री ऐतिहासिकदृष्ट्या संभाव्य संयुगे आहेत ज्यात संभाव्य संयुगे समाविष्ट आहेत. मानव,25,26 हे जीवाणूंचा प्रसार आणि भौतिक नाश टाळण्यास मदत करू शकते.
बायोफिल्म निर्मितीमुळे प्रतिजैविक उपचारांना बॅक्टेरियाच्या व्यापक प्रतिकारामुळे एक प्रभावी प्रतिजैविक झिल्ली-लेपित पृष्ठभाग विकसित करण्याची गरज निर्माण झाली आहे जी सुरक्षितपणे लागू केली जाऊ शकते27. भौतिक किंवा रासायनिक अँटी-अॅडहेरंट पृष्ठभागाचा विकास ज्यावर जीवाणू पेशी बांधून ठेवतात आणि बायोफिल्म तयार करण्यास प्रतिबंधित करतात या अँटी-बायोफिल्म तंत्रज्ञानाचा विकास करण्यासाठी प्रथम तंत्रज्ञानाचा विकास होतो. रसायने तंतोतंत आवश्यक तेथे, अत्यंत केंद्रित आणि अनुरूप प्रमाणात वितरीत केली जातात. हे ग्राफीन/जर्मेनियम28, ब्लॅक डायमंड29 आणि ZnO-डोपड डायमंड सारखी कार्बन कोटिंग्ज 30 सारखी अद्वितीय कोटिंग मटेरियल विकसित करून प्राप्त केले जाते जे जीवाणूंना प्रतिरोधक असतात, एक तंत्रज्ञान जे जैव उत्पादनास जास्तीत जास्त वाढवते आणि जास्तीत जास्त विकासास कारणीभूत ठरते. , जिवाणू दूषित होण्यापासून दीर्घकालीन संरक्षण प्रदान करण्यासाठी पृष्ठभागावर जंतुनाशक रसायनांचा समावेश करणारे लेप अधिक लोकप्रिय होत आहेत. जरी तिन्ही प्रक्रिया लेपित पृष्ठभागांवर प्रतिजैविक प्रभाव निर्माण करण्यास सक्षम आहेत, तरीही त्या प्रत्येकाच्या स्वतःच्या मर्यादा आहेत ज्यांचा वापर धोरणे विकसित करताना विचारात घेतला पाहिजे.
सध्या बाजारात उपलब्ध असलेल्या उत्पादनांना जैविक दृष्ट्या सक्रिय घटकांसाठी संरक्षणात्मक कोटिंग्जचे विश्लेषण आणि चाचणी करण्यासाठी पुरेसा वेळ मिळत नाही. कंपन्या दावा करतात की त्यांची उत्पादने वापरकर्त्यांना इष्ट कार्यात्मक पैलू प्रदान करतील;तथापि, सध्या बाजारात उपलब्ध असलेल्या उत्पादनांच्या यशामध्ये हा अडथळा ठरला आहे. चांदीपासून मिळविलेली संयुगे आता ग्राहकांसाठी उपलब्ध असलेल्या बहुतांश प्रतिजैविक उपचारांमध्ये वापरली जातात. ही उत्पादने वापरकर्त्यांना सूक्ष्मजीवांच्या संभाव्य धोकादायक प्रभावांपासून वाचवण्यासाठी विकसित केली गेली आहेत. विलंबित प्रतिजैविक प्रभाव आणि संबंधित विषारीता यामुळे चांदीच्या संयुगांवर कमी दबाव वाढतो. घराच्या आत आणि बाहेर काम करणारे मायक्रोबियल कोटिंग अजूनही एक कठीण काम असल्याचे सिद्ध होत आहे. हे आरोग्य आणि सुरक्षितता या दोन्हीशी संबंधित जोखमींमुळे आहे. मानवांसाठी कमी हानीकारक असलेल्या प्रतिजैविक एजंटचा शोध घेणे आणि दीर्घ शेल्फ लाइफ असलेल्या कोटिंग सब्सट्रेट्समध्ये ते कसे समाविष्ट करावे हे शोधणे हे अत्यंत शोधण्यात आले आहे आणि अत्याधुनिक अँटीमाइक्रोबियल डिझाईनचे लक्ष्य आहे. श्रेणी, एकतर थेट संपर्काद्वारे किंवा सक्रिय एजंट सोडल्यानंतर. ते प्रारंभिक जिवाणू आसंजन रोखून (पृष्ठभागावर प्रथिने थर तयार होण्यास विरोध करून) किंवा सेल भिंतीमध्ये हस्तक्षेप करून जीवाणू मारून हे करू शकतात.
मूलभूतपणे, पृष्ठभाग कोटिंग ही पृष्ठभागाशी संबंधित गुण वाढविण्यासाठी घटकाच्या पृष्ठभागावर दुसरा स्तर ठेवण्याची प्रक्रिया आहे. पृष्ठभागाच्या कोटिंगचे लक्ष्य घटकाच्या जवळच्या पृष्ठभागाच्या प्रदेशाची सूक्ष्म रचना आणि/किंवा रचना तयार करणे हे आहे. पृष्ठभाग कोटिंग तंत्र वेगवेगळ्या पद्धतींमध्ये विभागले जाऊ शकते, ज्याचा सारांश, भौतिक आणि रासायनिक तंत्रांमध्ये सारांशित केला जाऊ शकतो. इलेक्ट्रोकेमिकल श्रेणी, कोटिंग तयार करण्यासाठी वापरलेल्या पद्धतीवर अवलंबून.
(a) पृष्ठभागासाठी वापरलेली मुख्य फॅब्रिकेशन तंत्रे आणि (b) कोल्ड स्प्रे तंत्राचे निवडक फायदे आणि तोटे दर्शविणारा इनसेट.
कोल्ड स्प्रे तंत्रज्ञान पारंपारिक थर्मल स्प्रे पद्धतींसोबत अनेक समानता सामायिक करते. तथापि, काही प्रमुख मूलभूत गुणधर्म देखील आहेत जे कोल्ड स्प्रे प्रक्रिया आणि कोल्ड स्प्रे सामग्री विशेषतः अद्वितीय बनवतात. कोल्ड स्प्रे तंत्रज्ञान अद्याप बाल्यावस्थेत आहे, परंतु त्याचे भविष्य उज्ज्वल आहे. काही विशिष्ट अनुप्रयोगांमध्ये, कोल्ड स्प्रेचे अद्वितीय गुणधर्म उत्कृष्ट फायदे देतात, जे spray पद्धतीच्या लक्षणीय मर्यादांवर मात करतात. पारंपारिक थर्मल स्प्रे तंत्रज्ञानाच्या मर्यादा, ज्या दरम्यान सब्सट्रेटवर जमा करण्यासाठी पावडर वितळली जाणे आवश्यक आहे. साहजिकच, ही पारंपारिक कोटिंग प्रक्रिया नॅनोक्रिस्टल्स, नॅनोपार्टिकल्स, आकारहीन आणि धातूचे ग्लासेस सारख्या अति-संवेदनशील सामग्रीसाठी उपयुक्त नाही. 40, 41, 42. शिवाय, कोटिंग्सची उच्च पातळी आणि उच्च पातळीचे कोटिंग्स, कोटिंग्सची पातळी नेहमीच जास्त असते. थर्मल स्प्रे तंत्रज्ञानापेक्षा स्प्रे तंत्रज्ञानाचे अनेक महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत, जसे की (i) सब्सट्रेटमध्ये किमान उष्णता इनपुट, (ii) सब्सट्रेट कोटिंग निवडींमध्ये लवचिकता, (iii) फेज ट्रान्सफॉर्मेशन आणि धान्य वाढीची अनुपस्थिती , (iv) उच्च बाँड सामर्थ्य1,39 (चित्र.2b).याशिवाय, कोल्ड स्प्रे कोटिंग मटेरियलमध्ये उच्च गंज प्रतिरोधक क्षमता, उच्च शक्ती आणि कडकपणा, उच्च विद्युत चालकता आणि उच्च घनता आहे41. कोल्ड स्प्रे प्रक्रियेच्या फायद्यांच्या विरूद्ध, आकृती 2b मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, हे तंत्र वापरण्याचे काही तोटे अजूनही आहेत. शुद्ध सिरॅमिक कोटिंग करताना, डब्ल्यू 2 सी, डब्ल्यू 2 ओ कोल्ड पावडर, डब्ल्यू 2 सी, डब्ल्यू 2 कोल्ड पावडर इ. पद्धत वापरली जाऊ शकत नाही. दुसरीकडे, सिरॅमिक/मेटल कंपोझिट पावडरचा वापर कोटिंगसाठी कच्चा माल म्हणून केला जाऊ शकतो. इतर थर्मल स्प्रे पद्धतींसाठीही हेच आहे. जटिल पृष्ठभाग आणि अंतर्गत पाईप पृष्ठभागांवर फवारणी करणे अद्याप कठीण आहे.
सध्याच्या कामाचा उद्देश कच्च्या कोटिंग मटेरियल म्हणून मेटॅलिक ग्लासी पावडर वापरणे हे आहे, हे स्पष्ट आहे की या उद्देशासाठी पारंपारिक थर्मल फवारणी वापरली जाऊ शकत नाही. याचे कारण म्हणजे मेटॅलिक ग्लासी पावडर उच्च तापमानात स्फटिक बनतात.
वैद्यकीय आणि खाद्य उद्योगांमध्ये वापरलेली बहुतेक साधने ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील मिश्र धातु (SUS316 आणि SUS304) ची बनलेली असतात ज्यामध्ये शस्त्रक्रिया उपकरणांच्या उत्पादनासाठी 12 ते 20 wt% मधील क्रोमियम सामग्री असते. हे सामान्यतः मान्य केले जाते की क्रोमियम धातूचा वापर स्टील अॅलॉयिंग अॅलॉयमेंट स्टँडर्ड अॅलॉइजिंग स्टॅण्डर्ड अॅलॉयमेंट्समध्ये सुधारणा करतो. s.स्टेनलेस स्टील मिश्रधातू, त्यांचा उच्च गंज प्रतिकार असूनही, लक्षणीय प्रतिजैविक गुणधर्म प्रदर्शित करत नाहीत. 38,39. हे त्यांच्या उच्च गंज प्रतिरोधकतेशी विरोधाभास आहे. यानंतर, संसर्ग आणि जळजळ विकसित होण्याचा अंदाज लावला जाऊ शकतो, जो मुख्यत्वे जीवाणूंच्या चिकटपणामुळे होतो आणि पृष्ठभागावरील जैवविरहित वसाहतींना कठीण होऊ शकते. जिवाणू आसंजन आणि बायोफिल्म निर्मिती मार्गांशी संबंधित आहे, ज्यामुळे आरोग्य बिघडू शकते, ज्यामुळे मानवी आरोग्यावर प्रत्यक्ष किंवा अप्रत्यक्षपणे परिणाम होऊ शकणारे अनेक परिणाम होऊ शकतात.
हा अभ्यास कुवैत फाऊंडेशन फॉर द अॅडव्हान्समेंट ऑफ सायन्स (KFAS), करार क्रमांक 2010-550401 द्वारे अनुदानित प्रकल्पाचा पहिला टप्पा आहे, MA तंत्रज्ञानाचा वापर करून मेटॅलिक ग्लासी Cu-Zr-Ni टर्नरी पावडर तयार करण्याच्या व्यवहार्यतेची तपासणी करण्यासाठी. , इलेक्ट्रोकेमिकल गंज वैशिष्ट्ये आणि प्रणालीच्या यांत्रिक गुणधर्मांचे तपशीलवार परीक्षण करेल. विविध जिवाणू प्रजातींसाठी तपशीलवार सूक्ष्मजीववैज्ञानिक चाचण्या केल्या जातील.
या पेपरमध्ये, काचेच्या निर्मिती क्षमतेवर (GFA) Zr alloying घटक सामग्रीचा प्रभाव आकृतिबंध आणि संरचनात्मक वैशिष्ट्यांच्या आधारे चर्चा केली आहे. शिवाय, कोटेड मेटॅलिक ग्लास पावडर कोटिंग/SUS304 कंपोझिटच्या बॅक्टेरियाच्या वाढीस प्रतिबंध करणारा पदार्थ गुणधर्मांवर देखील चर्चा करण्यात आली आहे. शिवाय, स्ट्रक्चरल काचेच्या आत कोल्ड ट्रान्सफॉर्मल पावडर तयार होण्याच्या शक्यतेचा तपास करण्यासाठी सध्याचे काम केले गेले आहे. फॅब्रिकेटेड मेटॅलिक ग्लास सिस्टमचा d प्रदेश. प्रातिनिधिक उदाहरणे म्हणून, या अभ्यासात Cu50Zr30Ni20 आणि Cu50Zr20Ni30 मेटॅलिक ग्लास मिश्र धातुंचा वापर केला गेला आहे.
या विभागात, कमी उर्जेच्या बॉल मिलिंगमध्ये मूलभूत Cu, Zr आणि Ni पावडरचे आकारशास्त्रीय बदल सादर केले आहेत. उदाहरणे म्हणून, Cu50Zr20Ni30 आणि Cu50Zr40Ni10 असलेली दोन भिन्न प्रणाली प्रातिनिधिक उदाहरणे म्हणून वापरल्या जातील. MA प्रक्रियेला तीन भागांमध्ये विभागले जाऊ शकते (पावडरिंग स्टेज दरम्यान दर्शविलेल्या पावडरच्या टप्प्यात, पावडरच्या विशिष्ट टप्प्यांनुसार, ग्रॅफ, ग्रॅफ, ग्रॅफ, 200, 200, 2000) 3).
बॉल मिलिंग वेळेच्या वेगवेगळ्या टप्प्यांनंतर मिळवलेल्या यांत्रिक मिश्रधातूची (MA) पावडरची मेटॅलोग्राफिक वैशिष्ट्ये. फील्ड उत्सर्जन स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FE-SEM) MA आणि Cu50Zr40Ni10 पावडरच्या प्रतिमा 3, 12 आणि 50h (50) आणि CuNZ (50) मध्ये कमी उर्जेच्या बॉल मिलिंग वेळेनंतर प्राप्त केल्या जातात. 0 प्रणाली, त्याच MA मध्ये वेळेनंतर घेतलेल्या Cu50Zr40Ni10 प्रणालीच्या संबंधित प्रतिमा (b), (d) आणि (f) मध्ये दर्शविल्या आहेत.
बॉल मिलिंग दरम्यान, मेटल पावडरमध्ये हस्तांतरित करता येणारी प्रभावी गतीज ऊर्जा पॅरामीटर्सच्या संयोगाने प्रभावित होते, आकृती 1a मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे. यात गोळे आणि पावडर यांच्यातील टक्कर, ग्राइंडिंग मीडियामध्ये किंवा दरम्यान अडकलेल्या पावडरचे कॉम्प्रेसिव्ह कातरणे, पडलेल्या बॉल्सचा प्रभाव, कातरणे आणि ड्रॅग बॉलच्या माध्यमातून क्रॉप बॉल पसरणे आणि ड्रॅगऑल पॉवर बॉल पसरवण्याद्वारे पोशाख करणे. भार (Fig. 1a). MA (3 h) च्या सुरुवातीच्या टप्प्यावर कोल्ड वेल्डिंगमुळे एलिमेंटल Cu, Zr आणि Ni पावडर गंभीरपणे विकृत झाले होते, परिणामी मोठे पावडर कण (> 1 मिमी व्यासाचे) होते. हे मोठे संमिश्र कण मिश्रधातूच्या घटकांच्या जाड थरांच्या निर्मितीद्वारे वैशिष्ट्यीकृत आहेत (Cu, Zr, 3 MA 2 मध्ये Cu, Zr, 3 MA, 2 मध्ये दर्शविलेले वेळ). h (मध्यवर्ती अवस्था) मुळे बॉल मिलच्या गतीज उर्जेत वाढ झाली, परिणामी मिश्र पावडरचे विघटन बारीक पावडरमध्ये (200 µm पेक्षा कमी), अंजीर 3c,d मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे होते. या टप्प्यावर, लागू केलेल्या शिअर फोर्समुळे एक नवीन धातूचा पृष्ठभाग तयार होतो ज्यामध्ये क्यू, ZrA च्या बारीक, Zr लेयरच्या नीट, F लेयरच्या रूपात दाखवले जाते. नवीन टप्पे निर्माण करण्यासाठी फाइनमेंट, सॉलिड फेज प्रतिक्रिया फ्लेक्सच्या इंटरफेसवर घडतात.
MA प्रक्रियेच्या क्लायमॅक्सवर (50 तासांनंतर), फ्लॅकी मेटॅलोग्राफी फक्त अस्पष्टपणे दृश्यमान होती (Fig. 3e,f), परंतु पावडरच्या पॉलिश पृष्ठभागाने मिरर मेटॅलोग्राफी दर्शविली. याचा अर्थ MA प्रक्रिया पूर्ण झाली आहे आणि एकल प्रतिक्रिया टप्प्याची निर्मिती झाली आहे. क्षेत्रांची मूलभूत रचना f. iIII, 3 द्वारे निर्धारित केली गेली आहे. फील्ड एमिशन स्कॅनिंग इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FE-SEM) ऊर्जा पसरवणारा एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) (IV) सह एकत्रित.
तक्ता 2 मध्ये, मिश्रधातूंच्या घटकांची मूलभूत सांद्रता अंजीर 3e,f मध्ये निवडलेल्या प्रत्येक प्रदेशाच्या एकूण वजनाच्या टक्केवारीच्या रूपात दर्शविली आहे. या परिणामांची तुलना सारणी 1 मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या Cu50Zr20Ni30 आणि Cu50Zr40Ni10 च्या सुरुवातीच्या नाममात्र रचनांशी करताना, या दोन उत्पादनांच्या अंतिम संरचनेत अगदी समान मूल्य नाही असे पाहिले जाऊ शकते. आयन. शिवाय, अंजीर 3e,f मध्ये सूचीबद्ध केलेल्या क्षेत्रांसाठी संबंधित घटक मूल्ये एका प्रदेशातून दुसर्‍या प्रदेशात प्रत्येक नमुन्याच्या रचनेत लक्षणीय बिघाड किंवा चढ-उतार सूचित करत नाहीत. एका प्रदेशातून दुसर्‍या प्रदेशात रचनेत कोणताही बदल होत नाही या वस्तुस्थितीवरून हे सिद्ध होते. हे पावडर 2 मध्ये एकसंध मिश्रधातूच्या रूपात दर्शविलेले एकसंध उत्पादन दर्शवते.
अंतिम उत्पादन Cu50(Zr50−xNix) पावडरचे FE-SEM मायक्रोग्राफ 50 MA वेळा नंतर प्राप्त झाले, अंजीर 4a-d मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, जेथे x अनुक्रमे 10, 20, 30 आणि 40 at.% आहे. या मिलिंग चरणानंतर, पावडर एकत्रित व्हॅनेगिस्ट्रेशन्सच्या परिणामामुळे मोठ्या प्रमाणात व्हॅनिग्युलेट्स फॉर्ममध्ये होते. आकृती 4 मध्ये दाखवल्याप्रमाणे 73 ते 126 nm व्यासासह ine कण.
Cu50(Zr50−xNix) पावडरची मॉर्फोलॉजिकल वैशिष्ट्ये 50 तासांच्या MA वेळेनंतर मिळविली जातात. Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 सिस्टीमसाठी, FE-SEM प्रतिमा (वेळा FE-SEM) मध्ये दर्शविल्या जातात (50 च्या नंतर पावडर) आणि (d), अनुक्रमे.
कोल्ड स्प्रे फीडरमध्ये पावडर लोड करण्यापूर्वी, ते प्रथम विश्लेषणात्मक ग्रेड इथेनॉलमध्ये 15 मिनिटांसाठी सॉनिक केले गेले आणि नंतर 2 तास 150 डिग्री सेल्सिअस तापमानात वाळवले गेले. संपूर्ण कोटिंग प्रक्रियेमध्ये बर्‍याचदा अनेक महत्त्वपूर्ण समस्या निर्माण करणार्‍या ग्लोमेरेशनचा यशस्वीपणे सामना करण्यासाठी हे पाऊल उचलले पाहिजे. MA प्रक्रिया पूर्ण झाल्यानंतर, पावडरच्या पुढील वैशिष्ट्यांची तपासणी केली गेली. FE-SEM मायक्रोग्राफ दाखवा आणि Cu50Zr30Ni20 मिश्रधातूच्या Cu, Zr आणि Ni मिश्रधातूच्या घटकांच्या संबंधित EDS प्रतिमा, अनुक्रमे 50 तास M वेळेनंतर मिळवा. हे लक्षात घ्यावे की या पायरीनंतर तयार होणारे मिश्रधातूचे पावडर एकसंध आहेत कारण ते F-5 ट्यूनोमीटरमध्ये सब-कम्पोझिशन पातळी दर्शवत नाहीत.
एमजी Cu50Zr30Ni20 पावडरचे मॉर्फोलॉजी आणि स्थानिक मूलभूत वितरण FE-SEM/एनर्जी डिस्पर्सिव्ह एक्स-रे स्पेक्ट्रोस्कोपी (EDS) द्वारे 50 MA वेळा नंतर प्राप्त झाले. (a) SEM आणि X-ray EDS मॅपिंग (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα आणि (d) प्रतिमा.
50 तासांच्या MA वेळेनंतर मिळवलेल्या यांत्रिक मिश्रधातूच्या Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 आणि Cu50Zr20Ni30 पावडरचे XRD नमुने अनुक्रमे अंजीर 6a-d मध्ये दाखवले आहेत. यानंतर, झेड मिल्सच्या वेगवेगळ्या कॅरेक्टरच्या नमुन्यांसह झेड मिल्सच्या वेगवेगळ्या कॅरेक्टर्सच्या संरचनेसह MA 50 तासांच्या कालावधीनंतर प्राप्त झाले. आकृती 6 मध्ये दर्शविलेले lo प्रसार नमुने.
(a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 आणि (d) Cu50Zr20Ni30 पावडर 50 तासांच्या MA नंतरचे XRD नमुने. अपवादाशिवाय सर्व नमुन्यांनी हेलो डिफ्यूजन पॅटर्न दर्शविला, जो एक थेमोर्फ फॉर्मस फेज सूचित करतो.
फील्ड एमिशन हाय-रिझोल्यूशन ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FE-HRTEM) विविध MA वेळेत बॉल मिलिंगच्या परिणामी पावडरची स्थानिक रचना समजून घेण्यासाठी आणि संरचनात्मक बदलांचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरली गेली. एफई-एचआरटीईएम प्रतिमा मिलिंगच्या सुरुवातीच्या (6 एच) आणि इंटरमीडिएट (18 एच) पायऱ्यांनंतर प्राप्त झालेल्या पावडरच्या प्रतिमा CuN500100000000000r आणि F50200r मध्ये पावडरसाठी दर्शविले आहेत. ig. 7a,c, अनुक्रमे. MA​6 तासांनंतर उत्पादित पावडरच्या उज्वल फील्ड इमेज (BFI) नुसार, पावडर fcc-Cu, hcp-Zr आणि fcc-Ni या घटकांच्या चांगल्या-परिभाषित सीमांसह मोठ्या धान्यांनी बनलेली आहे, आणि Fcc-Cu, hcp-Zr आणि fcc-Ni या निवडलेल्या पॅटर्नमध्ये, Fcorrel 7 अधिक निवडलेल्या क्षेत्राप्रमाणे, प्रतिक्रिया टप्पा तयार झाला आहे असे कोणतेही चिन्ह नाही. (a) च्या मधल्या प्रदेशातून घेतलेल्या DP) ने कस्प डिफ्रॅक्शन पॅटर्न (Fig. 7b) उघड केला, जो मोठ्या स्फटिकांची उपस्थिती आणि प्रतिक्रियात्मक टप्प्याची अनुपस्थिती दर्शवितो.
प्रारंभिक (6 h) आणि मध्यवर्ती (18 h) टप्प्यांनंतर प्राप्त झालेल्या MA पावडरचे स्थानिक संरचनात्मक वैशिष्ट्य. (a) फील्ड उत्सर्जन उच्च रिझोल्यूशन ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (FE-HRTEM), आणि (b) Cu50Zr30Ni20 पावडरचे संबंधित निवडलेले क्षेत्र विवर्तन पॅटर्न (SADP) च्या Cu50Zr30Ni20 पावडर. 18 तासाच्या MA नंतरची ed (c) मध्ये दर्शविली आहे.
अंजीर 7c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, MA कालावधी 18 तासांपर्यंत वाढवल्याने प्लास्टिकच्या विकृतीसह गंभीर जाळीचे दोष उद्भवतात. MA प्रक्रियेच्या या दरम्यानच्या टप्प्यात, पावडर स्टॅकिंग दोष, जाळी दोष आणि बिंदू दोष (आकृती 7) यासह विविध दोष प्रदर्शित करते (आकृती 7). s पेक्षा कमी 20 nm (Fig. 7c).
36 तास MA वेळेसाठी मिल्ड केलेल्या Cu50Z30Ni20 पावडरच्या स्थानिक संरचनेत अंजीर 8a मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, आकारहीन बारीक मॅट्रिक्समध्ये एम्बेड केलेल्या अल्ट्राफाइन नॅनोग्रेन्सची निर्मिती आहे. स्थानिक ईडीएस विश्लेषणाने असे सूचित केले आहे की अंजीर 8a मध्ये दर्शविलेले नॅनोक्लस्टर हे समान घटक, Z क्यूए आणि क्यूआरटी सामग्रीच्या समान घटकांशी संबंधित होते. ~32 at.% (दुबळे क्षेत्र) ते ~74 at.% (समृद्ध क्षेत्र) पर्यंत चढ-उतार झाले, जे विषम उत्पादनांची निर्मिती दर्शविते. शिवाय, या टप्प्यावर मिलिंग केल्यानंतर प्राप्त झालेल्या पावडरचे संबंधित SADPs हेलो-डिफ्यूजिंग प्राथमिक आणि दुय्यम रिंग दर्शवितात. b
36 h-Cu50Zr30Ni20 पावडर नॅनोस्केल स्थानिक स्ट्रक्चरल वैशिष्ट्ये पलीकडे. (a) ब्राइट फील्ड इमेज (BFI) आणि संबंधित (b) Cu50Zr30Ni20 पावडरचे SADP 36 h MA वेळेसाठी मिलिंग केल्यानंतर प्राप्त झाले.
MA प्रक्रियेच्या शेवटी (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 आणि 40 वर.% पावडरमध्ये अंजीर 9a–d मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे नेहमीच चक्रव्यूहाचा आकारहीन फेज मॉर्फोलॉजी असतो .प्रत्येक रचनेच्या संबंधित SADP मध्ये, बिंदू-सदृश विवर्तन किंवा तीक्ष्ण कंकणाकृती नमुने नाहीत, परंतु हे सर्व क्रोमोर नसलेले धातू आढळले आहे असे दर्शविते की एक अप्रत्यक्ष धातू आहे. oy पावडर तयार होते. हेलो डिफ्यूजन पॅटर्न दर्शविणारे हे सहसंबंधित SADPs देखील अंतिम उत्पादन सामग्रीमध्ये अनाकार टप्प्यांच्या विकासासाठी पुरावा म्हणून वापरले गेले.
MG Cu50 (Zr50−xNix) प्रणालीच्या अंतिम उत्पादनाची स्थानिक रचना. FE-HRTEM आणि सहसंबंधित नॅनोबीम डिफ्रॅक्शन पॅटर्न (NBDP) चे (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30d (Cu50Zr20Ni30d) आणि 450MA नंतरचे .
आकारहीन Cu50(Zr50−xNix) प्रणालीच्या Ni सामग्री (x) चे कार्य म्हणून काचेचे संक्रमण तापमान (Tg), सबकूल्ड लिक्विड रीजन (ΔTx) आणि क्रिस्टलायझेशन तापमान (Tx) ची थर्मल स्थिरता हे CuZr5003 क्यूझेड 300,300, क्यूझेड 500, डीएससी 400, डीएससी (Cu50−xNix) सिस्टीमच्या गुणधर्मांचे विभेदक स्कॅनिंग कॅलरीमेट्री (DSC) वापरून तपासले गेले आहे. Ni20 आणि Cu50Zr10Ni40 अनाकार मिश्रधातूची पावडर 50 तासांच्या MA वेळेनंतर मिळवलेली अनुक्रमे अंजीर 10a, b, e मध्ये दर्शविली आहे. तर आकारहीन Cu50Zr20Ni30 चे DSC वक्र स्वतंत्रपणे अंजीर मध्ये दर्शविले आहे. DSC मध्ये चित्र 10d मध्ये दाखवले आहे.
Cu50(Zr50−xNix) MG पावडरची थर्मल स्थिरता 50 h च्या MA वेळेनंतर प्राप्त होते, जसे काचेचे संक्रमण तापमान (Tg), क्रिस्टलायझेशन तापमान (Tx), आणि सबकुल्ड लिक्विड रिजन (ΔTx) द्वारे अनुक्रमित केले जाते. डिफरेंशियल स्कॅनिंग कॅलरीमीटर (DSC) CuZi0r50n (a) 00r50n) क्यूझेड 50,00,00,000,00,000,000,000,000,000,000 पेक्षा जास्त. 20, (c) Cu50Zr20Ni30 आणि (e) Cu50Zr10Ni40 MG मिश्र धातु पावडर 50 तासाच्या MA वेळेनंतर. DSC मध्ये ~700 °C पर्यंत गरम केलेल्या Cu50Zr30Ni20 नमुन्याचा एक्स-रे डिफ्रॅक्शन (XRD) पॅटर्न (d) मध्ये दर्शविला आहे.
आकृती 10 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, भिन्न Ni सांद्रता (x) असलेल्या सर्व रचनांचे DSC वक्र दोन भिन्न प्रकरणे दर्शवितात, एक एंडोथर्मिक आणि दुसरी एक्झोथर्मिक. पहिली एंडोथर्मिक घटना Tg शी संबंधित आहे, तर दुसरी Tx शी संबंधित आहे. Tg आणि Tx दरम्यान अस्तित्त्वात असलेला क्षैतिज स्पॅन क्षेत्र Tg आणि Tx = T - Δ T परिणाम दर्शवितो याला T - Δ X परिणाम म्हणतात. Cu50Zr40Ni10 नमुन्याचा (Fig. 10a), 526°C आणि 612°C वर ठेवलेल्या, सामग्री (x) 20 at.% वर 482°C आणि 563°C या वाढत्या Ni सामग्रीसह (x), अनुक्रमे, आकृती 10N50, Δ0N50, Δ10 ची घट Δ40 मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, 482°C आणि 563°C च्या कमी तापमानाच्या बाजूला हलवा. s Cu50Zr30Ni20 (Fig. 10b) साठी 86 °C (Fig. 10a) ते 81 °C पर्यंत. MG Cu50Zr40Ni10 मिश्रधातूसाठी, Tg, Tx आणि ΔTx ची मूल्ये 447°C आणि 44791 °C (447°C) च्या पातळीपर्यंत कमी झाल्याचे देखील दिसून आले. Ni सामग्रीमध्ये वाढ झाल्यामुळे MG मिश्रधातूची थर्मल स्थिरता कमी होते. याउलट, MG Cu50Zr20Ni30 मिश्रधातूचे Tg मूल्य (507 °C) MG Cu50Zr40Ni10 मिश्र धातुपेक्षा कमी आहे;तरीसुद्धा, त्याचे Tx पूर्वीच्या (612 °C) शी तुलनात्मक मूल्य दर्शविते. म्हणून, ΔTx अधिक मूल्य (87°C) प्रदर्शित करते, जसे अंजीर 10c मध्ये दाखवले आहे.
MG Cu50(Zr50−xNix) प्रणाली, MG Cu50Zr20Ni30 मिश्रधातूचे उदाहरण घेते, fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 आणि orthorhombic-Zr7Cu10 च्या क्रिस्टल फेजमध्ये तीक्ष्ण एक्झोथर्मिक शिखराद्वारे स्फटिक बनते. MG नमुन्याच्या (Fig. 10d) XRD द्वारे पुष्टी केली, जी DSC मध्ये 700 °C पर्यंत गरम होते.
आकृती 11 मध्ये सध्याच्या कामात केलेल्या कोल्ड स्प्रे प्रक्रियेदरम्यान घेतलेली छायाचित्रे दाखवली आहेत. या अभ्यासात, 50 तासांच्या MA वेळेनंतर संश्लेषित धातूचे काचेसारखे पावडरचे कण (उदाहरणार्थ Cu50Zr20Ni30) बॅक्टेरियाविरोधी कच्चा माल म्हणून वापरले गेले आणि स्टेनलेस स्टील प्लेट (कोल्ड spray सह spray तंत्रज्ञान co304 द्वारे निवडले गेले). थर्मल स्प्रे तंत्रज्ञान मालिका, कारण ही थर्मल स्प्रे मालिकेतील सर्वात कार्यक्षम पद्धत आहे आणि मेटल मेटास्टेबल तापमान संवेदनशील सामग्रीसाठी वापरली जाऊ शकते जसे की आकारहीन आणि नॅनोक्रिस्टलाइन पावडर, जे फेज संक्रमणांच्या अधीन नाहीत .ही पद्धत निवडण्यात हा मुख्य घटक आहे. शीत फवारणी प्रक्रिया पार पाडली जाते प्लॅस्टिक पार्टलेस, उच्च-उर्जेचे कणिक कणांमध्ये रूपांतरित करून. आणि सब्सट्रेट किंवा पूर्वी जमा केलेल्या कणांच्या आघातानंतर उष्णता.
फील्ड फोटो 550 डिग्री सेल्सिअस तापमानात एमजी कोटिंग/एसयूएस 304 च्या सलग पाच तयारीसाठी वापरल्या जाणार्‍या कोल्ड स्प्रे प्रक्रिया दर्शवतात.
कणांची गतिज ऊर्जा, आणि अशा प्रकारे कोटिंग तयार करताना प्रत्येक कणाची गती, प्लॅस्टिक विकृतीकरण (सबस्ट्रेटमधील प्रारंभिक कण आणि कण-कण परस्परसंवाद) यांसारख्या यंत्रणेद्वारे उर्जेच्या इतर प्रकारांमध्ये रूपांतरित करणे आवश्यक आहे, व्हॉइड्स एकत्रीकरण, कण-कण, कॉम 9, कॉम 3 पेक्षा जास्त उष्मा नाही तर. गतीज ऊर्जेचे रूपांतर उष्णता आणि ताण उर्जेमध्ये होते, परिणामी एक लवचिक टक्कर होते, याचा अर्थ कण आघातानंतर परत परत येतात. असे निदर्शनास आले आहे की कण/सब्सट्रेट सामग्रीवर लागू होणारी 90% प्रभाव उर्जा स्थानिक उष्णतेमध्ये रूपांतरित होते 40 . शिवाय, जेव्हा प्रभाव ताण लागू केला जातो तेव्हा, उच्च प्लॅस्टिकच्या भागामध्ये कमी प्रमाणात संपर्क साधला जातो. .
प्लॅस्टिक विकृती ही सामान्यत: उर्जेच्या विघटनाची प्रक्रिया मानली जाते, किंवा अधिक विशेषतः, इंटरफेसियल प्रदेशातील उष्णता स्त्रोत. तथापि, इंटरफेसियल प्रदेशातील तापमान वाढ सामान्यत: इंटरफेसियल वितळण्यासाठी किंवा अणू इंटरडिफ्यूजनला लक्षणीयरीत्या प्रोत्साहन देण्यासाठी पुरेसे नसते. लेखकांना ज्ञात असलेल्या कोणत्याही प्रकाशनाने या पावडरच्या गुणधर्मांचा तपास केला नाही जेव्हा या पावडर ग्लासेस पावडर आणि स्पॉझिशन मेटॅलिक डिपॉझिशनच्या गुणधर्मांवर परिणाम होतो.
MG Cu50Zr20Ni30 मिश्र धातु पावडरचा BFI अंजीर 12a मध्ये दिसू शकतो, जो SUS 304 सब्सट्रेट (Figs. 11, 12b) वर लेपित होता. आकृतीवरून पाहिल्याप्रमाणे, कोटेड पावडर त्यांची मूळ आकारहीन रचना टिकवून ठेवतात कारण त्यांच्याकडे नाजूक चक्रव्यूहाची रचना असते, हाताची इतर वैशिष्ट्ये किंवा कोणत्याही प्रकारची झीज नसलेली उपस्थिती दर्शवते. एमजी-कोटेड पावडर मॅट्रिक्स (चित्र 12a) मध्ये समाविष्ट केलेल्या नॅनोकणांनी सुचविल्याप्रमाणे बाह्य टप्पा. आकृती 12c क्षेत्र I (आकृती 12a) शी संबंधित अनुक्रमित नॅनोबीम विवर्तन पॅटर्न (NBDP) दर्शविते. Fig. 12c मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे, NBDP एक कमकुवत डिफ्रॅक्शन पॅटर्न आणि कमकुवत डिफ्रॅक्शन पॅटर्नसह एनबीडीपी डिफ्रॅक्शन पॅटर्न. क्रिस्टलीय लार्ज क्यूबिक Zr2Ni मेटास्टेबल प्लस टेट्रागोनल CuO फेजशी संबंधित ches. स्प्रे गनच्या नोझलपासून SUS 304 पर्यंत सुपरसॉनिक फ्लो अंतर्गत खुल्या हवेत प्रवास करताना पावडरच्या ऑक्सिडेशनला CuO ची निर्मिती कारणीभूत ठरू शकते. दुसरीकडे, मोठ्या sprays च्या पावडरच्या फॉर्म्युलेशन नंतर, मोठ्या आकाराच्या काचेच्या आकाराचे कोल्ड क्यूबिक क्यूबिक पावडर प्राप्त होते. 30 मिनिटांसाठी 550 डिग्री सेल्सियस वर उपचार.
(a) MG पावडरची FE-HRTEM प्रतिमा (b) SUS 304 सब्सट्रेट (आकृतीचा इनसेट) वर लेपित. (a) मध्ये दर्शविलेल्या वर्तुळाकार चिन्हाचा निर्देशांक NBDP (c) मध्ये दर्शविला आहे.
मोठ्या क्यूबिक Zr2Ni नॅनोकणांच्या निर्मितीसाठी या संभाव्य यंत्रणेची पडताळणी करण्यासाठी, एक स्वतंत्र प्रयोग करण्यात आला. या प्रयोगात, SUS 304 सब्सट्रेटच्या दिशेने 550 °C तापमानावर स्प्रे गनमधून पावडर फवारण्यात आले;तथापि, पावडरचा अॅनिलिंग प्रभाव स्पष्ट करण्यासाठी, ते शक्य तितक्या लवकर SUS304 पट्टीतून काढून टाकण्यात आले (सुमारे 60 सेकंद). प्रयोगांचा आणखी एक संच केला गेला ज्यामध्ये जमा झाल्यानंतर सुमारे 180 सेकंदांनंतर सब्सट्रेटमधून पावडर काढण्यात आली.
आकृती 13a,b SUS 304 सब्सट्रेट्सवर अनुक्रमे 60 s आणि 180 s साठी जमा केलेल्या ट्रान्समिशन इलेक्ट्रॉन मायक्रोस्कोपी (STEM) च्या स्कॅनिंगद्वारे प्राप्त केलेल्या गडद फील्ड प्रतिमा (DFI) दर्शविते. 60 सेकंदांसाठी जमा केलेल्या पावडरच्या प्रतिमेमध्ये कोणतेही आकारविहीनता नाही, जे X3F द्वारे देखील पुष्टी करते, हे वैशिष्ट्य दर्शविते. आकृती 14a मध्ये दर्शविलेल्या विस्तृत प्राथमिक आणि दुय्यम विवर्तन मॅक्सिमा द्वारे दर्शविल्याप्रमाणे या पावडरची सामान्य रचना अनाकार होती. हे मेटास्टेबल/मेसोफेस पर्जन्यमानाची अनुपस्थिती दर्शविते, जिथे पावडर मूळ आकारहीन रचना राखून ठेवते. याउलट, पावडर त्याच तापमानावर फवारणी केली जाते (550 ° से, 550 डिग्री सेल्सिअस प्रीपीटेशन) नॅनो-आकाराचे धान्य, आकृती 13b मधील बाणांनी दर्शविल्याप्रमाणे.