Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com.Nooca browserka aad isticmaalayso waxa uu leeyahay taageerada CSS oo xadidan.Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho browser-ka la cusboonaysiiyay (ama aad damiso Habka Laqabsiga ee Internet Explorer).Dhanka kale, si loo xaqiijiyo taageerada joogtada ah, waxaan ka dhigi doonaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Biofilms waa qayb muhiim ah oo ka mid ah horumarinta caabuqyada joogtada ah, gaar ahaan marka ay timaado qalabka caafimaadka.Dhibaatadani waxay caqabad weyn ku tahay bulshada caafimaadka, maadaama antibiyootiga caadiga ah ay kaliya burburin karaan biofilms ilaa xad aad u xaddidan.Ka hortagga samaynta biofilm waxay keentay horumarinta hababka daahan ee kala duwan iyo walxo cusub.Farsamooyinkani waxay ujeedadoodu tahay in lagu dahaadho dusha sare si ay uga hortagto sameynta biofilm.Alloys-ka birta vitreous, gaar ahaan kuwa ay ku jiraan naxaas iyo biraha titanium, ayaa noqday daahan ku haboon antimicrobial.Isla mar ahaantaana, isticmaalka tignoolajiyada buufinta qabow ayaa kor u kacday maadaama ay tahay hab ku habboon in lagu farsameeyo walxaha xasaasiga ah ee heerkulka.Qayb ka mid ah yoolka cilmi-baaristan waxay ahayd in la sameeyo filim cusub oo bakteeriyada bakteeriyada gala galaas macdan ah oo ka kooban Cu-Zr-Ni ternary iyadoo la adeegsanayo farsamooyinka alloying farsamada.Budada wareegsan ee ka kooban badeecada ugu dambeysa waxaa loo isticmaalaa sidii walxo ceeriin ah oo lagu buufiyo qabow ee sagxadaha birta aan lahayn heerkul hoose.Qaybaha muraayadaha birta ah ee dahaarka leh ayaa awooday in ay si weyn u yareeyaan samaynta biofilm ugu yaraan 1 log marka la barbar dhigo birta aan fiicnayn.
Inta lagu jiro taariikhda aadamaha, bulsho kastaa waxay awooday inay horumariso oo ay horumariso soo bandhigida agab cusub si ay u buuxiso shuruudaheeda gaarka ah, taasoo keentay korodhka wax soo saarka iyo darajada dhaqaalaha caalamiga ah1.Had iyo jeer waxa lagu tiriyaa awoodda bini’aadamka ee samaynta agabka iyo agabka wax-soo-saarka, iyo sidoo kale naqshadaynta iyo hab-samaynta agabka si loo gaadho caafimaadka, waxbarashada, warshadaha, dhaqaalaha, dhaqanka iyo qaybaha kale ee dal ama gobol kale.Horumarka waxa lagu qiyaasaa dal iyo gobolba2.Muddo 60 sano ah, saynisyahannada agabka ayaa waqti badan u huray hal shaqo oo muhiim ah: raadinta agab cusub oo horumarsan.Cilmi-baaristii ugu dambeysay waxay diiradda saartay hagaajinta tayada iyo waxqabadka agabyada jira, iyo sidoo kale isku-dhafka iyo ikhtiraacida noocyo cusub oo agab ah.
Ku darida walxaha alloying, wax ka beddelka qaab-dhismeedka yar-yar ee maaddada iyo isticmaalka hababka daaweynta kulaylka, farsamada ama kuleylka ayaa horseeday horumar weyn oo ku saabsan farsamooyinka, kiimikada iyo sifooyinka jirka ee qalabka kala duwan.Intaa waxaa dheer, ilaa hadda xeryahooda aan la garanayn ayaa si guul leh loo sameeyay.Dadaalkan joogtada ahi waxa ay dhaliyeen qoys cusub oo agab cusub ah oo si wada jir ah loo yaqaanno Advanced Materials2.Nanocrystals, nanoparticles, nanotubes, dhibcood quantum, eber-cabbir ah, muraayadaha birta ah ee amorphous, iyo daawaynta sare-entropy waa uun tusaalayaal ka mid ah agabka horumarsan ee soo ifbaxay tan iyo bartamihii qarnigii hore.Soo saarista iyo horumarinta alwaaxyada cusub ee leh guryaha la hagaajiyay, labadaba badeecada ugu dambeysa iyo marxaladaha dhexe ee wax soo saarkeeda, dhibaatada dheelitir la'aanta ayaa inta badan lagu daraa.Natiijadii ka soo baxday soo bandhigida farsamooyin cusub oo wax-soo-saar oo u oggolaanaya in si weyn looga leexiyo dheellitirka, waxaa la helay nooc cusub oo ah alloys metastable, oo loo yaqaanno muraayadaha macdan.
Shaqadiisii ​​Caltech sannadkii 1960kii waxa ay wax ka beddeshay fikradda Alloys-ka birta markii uu farsameeyey Au-25 at.% Si Alloys galaas ah isaga oo si degdeg ah u adkeeyey dareeraha ku dhawaad ​​hal milyan oo darajo ilbiriqsikii.4 Daah-furka Professor Paul Duves ma ahayn oo kaliya bilawga taariikhda muraayadaha birta ah (MS), laakiin waxa kale oo ay horseedday isbeddel muuqaal ah oo ku saabsan sida ay dadku uga fikiraan alloysyada birta.Tan iyo markii ugu horeysay ee cilmi-baaris horudhac ah ee isku-dhafka MS Alloys, ku dhawaad ​​​​dhammaan muraayadaha macdan ayaa si buuxda loo helay iyadoo la adeegsanayo mid ka mid ah hababka soo socda: (i) adkeynta degdega ah ee dhalaalka ama uumiga, (ii) cilladda atomiga, (iii) falcelinta amorphization adag ee u dhexeeya walxaha macdan saafiga ah iyo (iv) marxaladaha adag ee marxaladaha metastable.
MG-yada waxaa lagu kala soocaa maqnaanshaha nidaamka atomiga dheer ee la xidhiidha kirismaska, taas oo ah sifo qeexan ee crystals.Dunida casriga ah, horumar weyn ayaa laga sameeyay dhinaca muraayadda birta ah.Kuwani waa walxo cusub oo leh waxyaabo xiiso leh oo xiiso leh oo aan ahayn fiisigiska adag ee gobolka, laakiin sidoo kale biraha, kiimikada dusha sare, tignoolajiyada, bayoolaji, iyo meelo kale oo badan.Qalabkan cusubi wuxuu leeyahay waxyaabo ka duwan biraha adag, taas oo ka dhigaysa musharax xiiso leh oo loogu talagalay codsiyada teknoolajiyada ee qaybaha kala duwan.Waxay leeyihiin qaar ka mid ah sifooyin muhiim ah: (i) ductility farsamo sare iyo xoog dhalid, (ii) magnetic permeability sare, (iii) hooseeyo xoog, (iv) caabbinta daxalka aan caadi ahayn, (v) madax banaanida heerkulka.Waxqabadka 6.7.
Mechanical alloying (MA) 1,8 waa hab cusub, markii ugu horeysay waxaa soo bandhigay 19839 Prof. KK Kok iyo asxaabtiisa.Waxay soo saareen budada Ni60Nb40 amorphous iyaga oo shiida isku dar ah walxo saafi ah heerkulka deegaanka oo aad ugu dhow heerkulka qolka.Caadi ahaan, falcelinta MA waxa lagu fuliyaa inta u dhaxaysa isku xidhka fidinta ee budada falcelinta ee ku jira reactor, oo badiyaa ka samaysan bir aan-xawaal ahayn, oo galeysa mashiinka kubbadda.10 (Jaantus. 1a, b).Tan iyo markaas, habkan falcelinta adag ee si farsamaysan ayaa loo isticmaalay si loogu diyaariyo budada amorphous / biraha dhalada ah ee cusub iyada oo la adeegsanayo hooseeya (Jaantus 1c) iyo tamarta sare ee kubadaha iyo ul mills11,12,13,14,15,16.Gaar ahaan, habkan ayaa loo isticmaalay in lagu diyaariyo nidaamyo aan qarsoodi ahayn sida Cu-Ta17 iyo sidoo kale qalabyada sare ee dhalaalka sida Al-transition metal (TM, Zr, Hf, Nb iyo Ta) 18,19 iyo Fe-W20 nidaamyada., taas oo aan la heli karin iyadoo la isticmaalayo hababka cunto karinta caadiga ah.Intaa waxaa dheer, MA waxaa loo tixgeliyaa mid ka mid ah qalabka ugu awoodda badan nanotechnological ee wax soo saarka miisaanka warshadaha ee nanocrystalline iyo nanocomposite qaybaha budada ah ee oxides biraha, karbides, nitrides, hydrides, nanotubes carbon, nanodiamonds, iyo sidoo kale xasilinta ballaaran iyadoo la isticmaalayo hab sare-hoos.1 iyo marxaladaha metastable.
Shakhsiyaad muujinaya habka wax-soo-saarka ee loo isticmaalo diyaarinta Cu50(Zr50-xNix)/SUS 304 daahan muraayadda macdan ah ee daraasaddan.(a) Diyaarinta budada daawaha MC oo leh xaddi kala duwan oo Ni x (x; 10, 20, 30, iyo 40 at.%) iyadoo la isticmaalayo habka wax lagu shiilo ee tamarta yar.(a) Walaxda bilawga ah waxa lagu shubaa dhululubo qalab ah oo ay weheliyaan kubbadaha birta ee qalabka iyo (b) lagu xidhay sanduuqa galoofyada ee jawiga ka buuxo.(c) Qaabka hufan ee weelka wax shiididda ee muujinaya dhaqdhaqaaqa kubbadda inta lagu jiro shiida.Alaabtii ugu dambaysay ee budada ah ee la helay 50 saacadood ka dib ayaa loo isticmaalay in lagu buufiyo jaakad qaboojiye substrate SUS 304 (d).
Markay timaaddo sagxadaha alaabta bulk (substrates), injineernimada dusha sare waxay ku lug leedahay naqshadaynta iyo wax ka beddelka sagxadaha (substrates) si loo bixiyo waxyaabo jidheed, kiimiko, iyo farsamooyin gaar ah oo aan ku jirin walxaha bulk ee asalka ah.Qaar ka mid ah guryaha si wax ku ool ah loogu wanaajin karo iyadoo loo marayo daawaynta dusha sare waxaa ka mid ah naaxinta, oksaydhka iyo iska caabinta daxalka, isku-dhafka is jiid-jiidka, bioinertness, guryaha korantada iyo dahaarka kulaylka, kaliya in la magacaabo dhowr.Tayada dusha sare waxaa lagu wanaajin karaa hababka birta, farsamada ama kiimikada.Habka la yaqaan, dahaarka waxaa si fudud loogu qeexaa hal ama dhowr lakab oo shay si macmal ah loogu dhejiyay dusha shay badan (substrate) oo laga sameeyay shay kale.Sidaa darteed, dahaarka waxaa loo isticmaalaa qayb ahaan si loo gaaro sifooyinka farsamada ama qurxinta ee la doonayo, iyo sidoo kale in laga ilaaliyo walxaha kiimikada iyo isdhexgalka jirka ee la filayo ee deegaanka23.
Habab iyo farsamooyin kala duwan ayaa loo isticmaali karaa in lagu dabaqo lakabyo ilaalin ku habboon laga bilaabo dhowr mikromitir (10-20 micrometer ka hooseeya) in ka badan 30 mikromitir ama xitaa dhowr milimitir oo dhumucdiisuna tahay.Guud ahaan, hababka daahan waxaa loo qaybin karaa laba qaybood: (i) hababka daahan qoyan, oo ay ku jiraan electroplating, electroplating, iyo galvanizing maquufin kulul, iyo (ii) hababka daahan qalalan, oo ay ku jiraan alxanka, hardfacing, dhigista uumiga jirka (PVD).), Kaydinta uumiga kiimikada (CVD), farsamooyinka buufinta kulaylka, iyo farsamooyinka buufinta qabow ee dhawaanahan 24 (Jaantuska 1d).
Biofilms waxaa lagu qeexaa inay yihiin bulshooyin microbial ah oo si aan leexleexad lahayn ugu dheggan sagxadaha oo ay ku hareeraysan yihiin polymers-ka-baxsan ee iskood u soo saaray (EPS).Samaynta bayoolajiga bisil ee dusha sare ah wuxuu u horseedi karaa khasaare weyn warshado badan, oo ay ku jiraan diyaarinta cuntada, nidaamyada biyaha, iyo daryeelka caafimaadka.Bini'aadamka, marka la sameeyo biofilms, in ka badan 80% kiisaska caabuqyada microbial (oo ay ku jiraan Enterobacteriaceae iyo Staphylococci) way adagtahay in la daweeyo.Intaa waxaa dheer, biofilms qaan-gaar ah ayaa lagu soo warramey inay 1000 jeer ka badan tahay adkaysiga daaweynta antibiyootiga marka la barbar dhigo unugyada bakteeriyada planktonic, taas oo loo arko caqabad weyn oo daaweyn ah.Taariikh ahaan, walxaha dahaarka ee antimicrobial ee ka soo jeeda xeryahooda dabiiciga ah ee caadiga ah ayaa la isticmaalay.In kasta oo walxahan oo kale ay inta badan ku jiraan qaybo sun ah oo khatar u ah bini'aadamka,25,26 tani waxay kaa caawin kartaa ka fogaanshaha gudbinta bakteeriyada iyo xaalufka alaabta.
Caabbinta bakteeriyada baahsan ee daawaynta antibiyootiga sababtoo ah samaynta biofilm waxay keentay baahida loo qabo in la sameeyo meel wax ku ool ah oo daboolan xuubka antimicrobial kaas oo si badbaado leh loogu dabaqi karo27.Kobcinta dusha jirka ama kiimikaad ka-hortagga-xabagta oo unugyada bakteeriyadu aanay ku xidhi karin oo samayn karin biofilms sababtoo ah adhesion waa habka ugu horreeya ee habkan27.Farsamada labaad waa in la horumariyo dahaarka keena kiimikooyinka lidka ku ah bakteeriyada sida saxda ah halka looga baahan yahay, oo ah tiro aad u xoog badan oo ku habboon.Tan waxaa lagu gaaraa iyada oo loo marayo horumarinta alaabta daahan gaarka ah sida graphene / germanium28, diamond black29 iyo ZnO30-doped diamond-like daahan kaarboon oo u adkaysta bakteeriyada, tignoolajiyada kor u qaadaysa horumarinta sunta iyo iska caabbinta sababtoo ah samaynta biofilm.Intaa waxaa dheer, dahaarka ay ku jiraan kiimikooyinka jeermiga ee bixiya ilaalinta muddada dheer ee wasakheynta bakteeriyada ayaa noqonaysa mid caan ah.Iyadoo dhammaan saddexda hab-raac ay awood u leeyihiin in ay sameeyaan dhaqdhaqaaqa antimicrobial ee dusha dahaarka ah, mid kastaa wuxuu leeyahay xad u gaar ah oo ay tahay in la tixgeliyo marka la samaynayo istaraatijiyad codsi.
Alaabooyinka hadda suuqa yaallaa waxaa caqabad ku ah waqti la'aan lagu falanqeeyo oo lagu tijaabiyo dahaarka ilaalinta maaddooyinka noole firfircoon.Shirkaduhu waxay sheeganayaan in alaabtoodu ay siin doonaan dadka isticmaala dhinacyada shaqada ee la rabo, si kastaba ha ahaatee, tani waxay caqabad ku noqotay guusha badeecadaha hadda suuqa ku jira.Isku-dhafka laga helo qalinka ayaa loo isticmaalaa inta badan dawooyinka jeermiska lidka ku ah ee hadda ay heli karaan macaamiisha.Alaabooyinkan waxaa loogu talagalay inay ka ilaaliyaan isticmaalayaasha khatarta khatarta ah ee noolaha yar yar.Saamaynta antimicrobial ee daahday iyo sunta la xidhiidha xeryahooda qalinku waxay kordhiyaan cadaadiska cilmi-baarayaasha si ay u soo saaraan beddelka waxyeellada yar36,37.Abuuritaanka dahaarka ka hortagga jeermiska caalamiga ah ee ka shaqeeya gudaha iyo dibadda ayaa weli ah caqabad.Tani waxay la socotaa khataraha caafimaadka iyo badbaadada ee la xidhiidha.Helitaanka wakiilka antimicrobial ee aan waxyeelada ugu yareyn bini'aadamka iyo in la ogaado sida loogu daro substrate-ka daboolka leh ee nolosha shelf dheer waa hadaf aad loo raadsado.Qalabka antimicrobial iyo antibiofilm ee ugu dambeeyay waxaa loogu talagalay in lagu dilo bakteeriyada meel u dhow ama xiriir toos ah ama ka dib marka la sii daayo wakiilka firfircoon.Waxay tan ku samayn karaan iyagoo joojinaya ku dheggan bakteeriyada bilawga ah (ay ku jirto ka hortagga samaynta lakabka borotiinka ee dusha sare) ama inay dilaan bakteeriyada iyagoo farageliya derbiga unugyada.
Asal ahaan, dahaarka dusha sare waa habka lagu dabaqayo lakabka kale ee dusha qaybta si loo hagaajiyo sifooyinka dusha sare.Ujeedada dahaarka dusha sare waa in la beddelo qaab-dhismeed yar iyo/ama ka kooban gobolka dusha sare ee qayb39.Hababka dahaarka dusha sare waxa loo qaybin karaa habab kala duwan, kuwaas oo lagu soo koobay sawirka 2a.Dahaarka waxaa loo qaybin karaa kuleyl, kiimiko, jireed iyo qaybaha korantada iyadoo ku xiran habka loo isticmaalo in lagu abuuro daahan.
(a) Gelin muujinaya farsamooyinka wax-soo-saarka dusha sare, iyo (b) faa'iidooyinka iyo khasaaraha la doortay ee habka buufinta qabowga.
Tignoolajiyada buufinta qabowgu wax badan ayay wadaagaan farsamooyinka buufinta kulaylka ee dhaqameed.Si kastaba ha ahaatee, waxaa sidoo kale jira qaar ka mid ah sifooyin aasaasi ah oo ka dhigaya habka buufinta qabowga iyo qalabka buufinta qabowga gaar ahaan mid gaar ah.Tiknoolajiyada buufinta qabowgu wali waa bilow, laakiin waxay leedahay mustaqbal wanaagsan.Xaaladaha qaarkood, sifooyinka gaarka ah ee buufinta qabowgu waxay bixiyaan faa'iidooyin aad u weyn, oo ka gudbaya xaddidaadaha farsamooyinka buufinta kuleylka caadiga ah.Waxay ka gudubtaa xaddidaadyada muhiimka ah ee tiknoolajiyada buufinta kulaylka dhaqameed, taas oo budada ay tahay in la dhalaaliyo si loogu dhejiyo substrate.Sida iska cad, habkan daahan dhaqameedku kuma habboona qalabka xasaasiga ah ee heerkulka aadka u sarreeya sida nanocrystals, nanoparticles, muraayadaha amorphous iyo macdan40, 41, 42. Intaa waxaa dheer, qalabka daahan ku buufinta kulaylka had iyo jeer waxay leeyihiin heer sare oo porosity iyo oxides.Tiknoolajiyada buufinta qabowgu waxay leedahay faa'iidooyin badan oo muhiim ah oo ka badan tignoolajiyada buufinta kulaylka, sida (i) gelinta kulaylka ugu yar ee substrate-ka, (ii) dabacsanaanta doorashada dahaarka substrate, (iii) ma jiro isbeddel weji iyo korriin hadhuudh ah, (iv) xoogga koollada sare1 .39 (Sawir 2b).Intaa waxaa dheer, qalabka daahan daahan qabow waxay leeyihiin iska caabin daxalka sare, xoog sare iyo engegnaanta, conductivity koronto sare iyo cufnaanta sare41.Inkastoo faa'iidooyinka habka buufinta qabowgu leeyahay, habkani wuxuu weli leeyahay qaar ka mid ah cilladaha, sida ku cad sawirka 2b.Marka la dahaadho budada dhoobada saafiga ah sida Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, iwm, habka buufinta qabowga lama isticmaali karo.Dhanka kale, dhoobada / budada isku dhafan ee birta ah ayaa loo isticmaali karaa sida alaabta ceeriin ee dahaarka.Si la mid ah hababka kale ee buufinta kulaylka.Dusha adag iyo tuubooyinka gudaha ku jira ayaa wali adag in la buufiyo.
Iyadoo la tixgelinayo in shaqada hadda jirta lagu hagayo isticmaalka budada vitreous biraha ah sida alaabta bilawga ah ee dahaarka, way caddahay in buufinta kuleylka caadiga ah aan loo isticmaali karin ujeedadaas.Tan waxa u sabab ah in budada vitreous-ka macdan ahi ay ku soo dhalaalaan heerkul sare1.
Inta badan qalabka loo isticmaalo warshadaha caafimaadka iyo cuntada waxaa laga sameeyaa austenitic ahama daawaha (SUS316 iyo SUS304) oo leh maaddo chromium ah 12 ilaa 20 wt.% ee soo saarista qalabka qalliinka.Guud ahaan waa la aqbalay in isticmaalka birta chromium-ka sida walxo daawaynta ee birta birta ay si weyn u wanaajin karto iska caabbinta daxalka ee birta caadiga ah.Alloys-ka birta ah, in kasta oo ay iska caabin daxalka sare, ma laha sifooyinka antimicrobial weyn38,39.Tani waxay ka duwan tahay iska caabbinta daxalka sare.Taas ka dib, waxaa suurtagal ah in la saadaaliyo horumarinta caabuqa iyo caabuqa, kuwaas oo inta badan ay sabab u tahay ku-dhejinta bakteeriyada iyo gumeysiga dusha sare ee biomaterials birta ah.Dhibaatooyin la taaban karo ayaa laga yaabaa inay soo baxaan sababtoo ah dhibaatooyinka muhiimka ah ee la xidhiidha ku-dhejinta bakteeriyada iyo dariiqyada samaynta biofilm, taas oo keeni karta caafimaad xumo, taas oo keeni karta cawaaqibyo badan oo si toos ah ama si dadban u saameeya caafimaadka aadanaha.
Daraasadani waa wajigii koowaad ee mashruuc ay maalgelisay Kuwait Foundation for the Advancement of Science (KFAS), qandaraas Lr.2010-550401, si loo baaro suurtagalnimada soo saarista budada ternary-ga ah ee cu-Zr-Ni iyadoo la adeegsanayo tignoolajiyada MA (miiska).1) Wixii soo saarista filimka / dahaarka ilaalinta dusha SUS304 bakteeriyada.Wajiga labaad ee mashruuca, oo bilaabmaya Janaayo 2023, wuxuu si faahfaahsan u baran doonaa sifooyinka daxalka galvanic iyo sifooyinka farsamada ee nidaamka.Tijaabooyin faahfaahsan oo ku saabsan microbiological noocyada kala duwan ee bakteeriyada ayaa la samayn doonaa.
Maqaalkani waxa uu ka hadlayaa saamaynta ay ku leedahay maadada daawaynta ee Zr ee awoodda samaynta dhalada (GFA) oo ku salaysan sifooyinka qaab-dhismeedka iyo qaab-dhismeedka.Intaa waxaa dheer, sifooyinka bakteeriyada ee muraayadda birta ah ee budada ah / SUS304 isku dhafan ayaa sidoo kale laga hadlay.Intaa waxaa dheer, shaqo joogto ah ayaa la sameeyay si loo baaro suurtagalnimada isbeddel qaabdhismeed ee budada dhalada birta ah ee dhacaya inta lagu jiro buufinta qabow ee gobolka dareeraha aadka u qaboojiyey ee nidaamyada dhalada macdan ee la sameeyay.Cu50Zr30Ni20 iyo Cu50Zr20Ni30 Alloys galaas macdan ah ayaa loo adeegsaday tusaale ahaan daraasaddan.
Qaybtani waxa ay soo bandhigaysaa isbeddelada morphological ee budada Cu, Zr iyo Ni inta lagu jiro shiididda kubbadda tamarta yar.Laba nidaam oo kala duwan oo ka kooban Cu50Zr20Ni30 iyo Cu50Zr40Ni10 ayaa loo isticmaali doonaa tusaale ahaan.Habka MA waxaa loo qaybin karaa saddex marxaladood oo kala duwan, sida caddaynta astaamaha birta ah ee budada ee laga helay marxaladda shiida (Sawir 3).
Astaamaha Metallographic ee budada qalabka farsamada (MA) ee la helay ka dib marxalado kala duwan oo kubbadda lagu shiidi karo.Sawirada sawirka elektaroonigga ah ee microscopy (FE-SEM) ee MA iyo Cu50Zr40Ni10 ee budada ah ee la helay ka dib markii tamarta hoose ee kubbadda 3, 12 iyo 50 lagu muujiyey (a), (c) iyo (e) nidaamka Cu50Zr20Ni30, halka isla MA.Sawirada u dhigma ee nidaamka Cu50Zr40Ni10 ee la qaaday wakhti kadib waxa lagu muujiyay (b), (d), iyo (f).
Inta lagu jiro kubbad-shiidka, tamarta firfircoon ee wax ku oolka ah ee loo wareejin karo budada birta waxaa saameeya isku-dhafka cabbirrada, sida ku cad sawirka 1a.Tan waxaa ka mid ah isku dhaca kubbadaha iyo budada, isku-buufinta xiirid ee budada ku dheggan inta u dhaxaysa ama u dhaxaysa warbaahinta shiida, saamaynta kubbadaha soo dhacaya, xiirid iyo xidhashada ay keento budada jiitaan ee u dhexeeya jidhka dhaqdhaqaaqa kubbadda, iyo mawjada naxdinta leh ee dhexmarta kubbadaha soo dhacaya ee faafinaya dhaqanka raran (Jaantus. 1a). Cu, Zr iyo Ni были сильно деформировANы ванию крупных частиц порошка (> 1 мм в диаметре). Curiyaha Cu, Zr, iyo Ni budada ayaa si aad ah u habaabay sababtoo ah alxanka qabow ee marxaladda hore ee MA (3 h), taas oo keentay samaynta qaybo waaweyn oo budo ah (> 1 mm dhexroor).Qaybahan waaweyn ee isku dhafan waxaa lagu gartaa samaynta lakabyo dhumuc weyn leh oo ah walxo alloying ah (Cu, Zr, Ni), sida ku cad berdaha.3a,b.Kordhinta wakhtiga MA ilaa 12 h (marxaladda dhexe) waxay keentay kororka tamarta kinetic ee kubbadda kubbadda, taas oo keentay kala-goynta budada isku dhafan ee budada yaryar (in ka yar 200 μm), sida ku cad sawirka 3c, magaalada.Marxaladan, xoogga xiirid ee la dabaqay waxay keenaysaa samaynta bir cusub oo leh cuf khafiif ah Cu, Zr, Ni lakabyo, sida ku cad sawirka 3c, d.Natiijadu waxay ka dhalataa shiididda lakabyada ee is-dhexgalka jeexjeexyada, falcelinta adag ee wejiga waxay ku dhacdaa samaynta wejiyo cusub.
Meesha ugu sarraysa ee habka MA (50 h ka dib), bilicda birta ayaa si dhib yar loo dareemay (Jaantus. 3e, f), iyo muraayadda muraayadda ayaa lagu arkay dusha sare ee budada.Tani waxay ka dhigan tahay in habka MA la dhammeeyey oo hal waji falcelin la abuuray.Halabuurka aasaasiga ah ee gobollada lagu tilmaamay berdihii.3e (I, II, III), f, v, vi) waxaa lagu go'aamiyey iyadoo la isticmaalayo iskaanka qiiqa hawada ee elektiroonigga ah (FE-SEM) oo lagu daray tamarta kala firdhisanaysa Raajo spectroscopy (EDS).(IV).
Miiska ku jira.2-dabeecadood ee curiyeyaasha alloying ayaa lagu muujiyay sida boqolkiiba wadarta tirada guud ee gobol kasta lagu doortay berdaha.3e, f.Isbarbardhigga natiijooyinkan iyo hal-abuurrada magac-u-yaal ee bilowga ah ee Cu50Zr20Ni30 iyo Cu50Zr40Ni10 ee lagu sheegay Shaxda 1 waxay muujinaysaa in halabuurrada labadan badeecadood ee ugu dambeeya ay aad ugu dhow yihiin curinta magaca ah.Intaa waxaa dheer, qiimaha qaraabada ee qaybaha gobollada ku taxan Jaantuska. 3e,f ma soo jeedinayaan hoos u dhac weyn ama kala duwanaansho ka kooban muunad kasta oo ka mid ah gobol kale.Taasna waxa daliil u ah in aanay jirin wax isku-bedel ah oo ka yimi gobol ilaa gobol kale.Tani waxay tusinaysaa soosaarka budada daawaha isku midka ah sida ku cad shaxda 2.
FE-SEM micrographs ee Cu50 (Zr50-xNix) budada alaabta ugu dambeysa ayaa la helay ka dib 50 MA jeer, sida ku cad sawirka 4a-d, halkaas oo x waa 10, 20, 30 iyo 40 at.%, siday u kala horreeyaan.Talabadaan shiidida ka dib, budada ayaa isu geysata sababtoo ah saamaynta van der Waals, taas oo keenaysa samaynta isugeyn waaweyn oo ka kooban qaybo ultrafine ah oo leh dhexroor 73 ilaa 126 nm, sida ku cad sawirka 4.
Tilmaamaha morphological ee cu50 (Zr50-xNix) budada la helay 50-saac ka dib MA.Nidaamyada Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, sawirada FE-SEM ee budada la helay kadib 50 MA ayaa lagu muujiyay (a), (b), (c), iyo (d), siday u kala horreeyaan.
Ka hor intaanad budada ku shubin quudiyaha buufinta qabow, marka hore waxaa lagu sonicated ee ethanol fasalka falanqaynta 15 daqiiqo ka dibna la qalajiyey at 150 ° C. 2 saacadood.Tallaabadan waa in la qaadaa si si guul leh loola dagaallamo agglomeration, taas oo inta badan keenta dhibaatooyin badan oo halis ah habka daaha.Ka dib markii la dhammeeyo habka MA, daraasado dheeraad ah ayaa la sameeyay si loo baaro isku midka ah ee budada daawaha.On berde.5a-d waxay tusinaysaa micrographs FE-SEM iyo sawirada EDS ee u dhigma ee Cu, Zr iyo Ni alloying element Cu50Zr30Ni20 alloy oo la qaaday 50 saac ka dib M, siday u kala horreeyaan.Waa in la ogaadaa in budada Alloys-ka ee la helay tallaabadan ka dib ay yihiin kuwo isku mid ah, maadaama aysan soo bandhigin wax isbeddel ah oo ka baxsan heerka nanometer-ka hoose, sida ku cad sawirka 5.
Morphology iyo qaybinta maxalliga ah ee walxaha ku jira budada MG Cu50Zr30Ni20 oo la helay 50 MA ka dib FE-SEM / Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS).(a) Sawirka SEM iyo raajada EDS ee (b) Cu-KA, (c) Zr-LA, iyo (d) Ni-KA.
Qaababka kala-duwanaanshaha raajada ee si farsamaysan cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, iyo Cu50Zr20Ni30 budada ah ee la helay 50-saac MA ka dib ayaa lagu muujiyey berdihii.6a-d, siday u kala horreeyaan.Marxaladdan shiididda ka dib, dhammaan muunadaha kala duwan ee Zr-ku waxay lahaayeen qaab-dhismeedyo aan caadi ahayn oo leh qaababka fidinta halo ee lagu garto sawirka 6.
Qaababka kala-duwanaanshaha raajada ee Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), iyo Cu50Zr20Ni30 (d) budada kadib MA 50 saacadood.Nashqada halo-faafinta ayaa lagu arkay dhammaan shaybaarada iyada oo aan laga reebin, taas oo muujinaysa samaynta weji amorphous ah.
Xallinta sare ee gudbinta qiiqa hawada ee mikroskoobyada elektaroonigga ah (FE-HRTEM) ayaa loo adeegsaday si loo eego isbeddellada qaabdhismeedka iyo fahamka qaabdhismeedka maxalliga ah ee budada ee ka dhalata kubad-shiididda waqtiyada kala duwan ee MA.Sawirada budada ah ee lagu helay habka FE-HRTEM ka dib hore (6 h) iyo dhexdhexaad (18 h) marxaladaha shiidada Cu50Zr30Ni20 iyo Cu50Zr40Ni10 ayaa lagu muujiyay berdihii.7a, siday u kala horreeyaan.Sida laga soo xigtay sawirka dhalaalaya (BFI) ee budada la helay ka dib 6 h ee MA, budada waxay ka kooban tahay miro waaweyn oo si cad u qeexan xuduudaha fcc-Cu, hcp-Zr, iyo fcc-Ni, mana jiraan wax calaamado ah oo ka mid ah samaynta marxaladda falcelinta, sida ku cad sawirka 7a.Intaa waxaa dheer, qaab iskuxiran oo la xushay qaabka kala qaybsanaanta aagga (SADP) ee laga soo qaatay gobolka dhexe (a) ayaa daaha ka qaaday qaab fiiqan (Jaantus. 7b) oo muujinaya joogitaanka crystallites waaweyn iyo maqnaanshaha weji falcelineed.
Tilmaamaha qaab dhismeedka maxalliga ah ee budada MA ee la helay ka dib marxaladaha hore (6 h) iyo dhexdhexaadka (18 h).(a) Mikroskoobyada elektaroonigga ah ee gudbinta hawada sare ee xallinta (FE-HRTEM) iyo (b) diffractogram la doortay oo u dhigma (SADP) ee budada Cu50Zr30Ni20 ka dib daaweynta MA ee saacadaha 6.Sawirka FE-HRTEM ee Cu50Zr40Ni10 ee la helay 18-saac MA ka dib ayaa lagu muujiyey (c).
Sida ku cad fig.7c, korodhka muddada MA ilaa 18 h waxay keentay cillado halis ah oo lattice ah oo ay weheliso qallafsanaan caag ah.Marxaladdan dhexdhexaadka ah ee habka MA, cillado kala duwan ayaa ka muuqda budada, oo ay ku jiraan cilladaha isku dhejinta, cilladaha lattice, iyo cilladaha dhibcaha (Jaantus 7).Cilladahani waxay sababaan kala qaybsanaanta badarka waaweyn ee ku teedsan xudduudaha badarka oo ay noqdaan qaar ka yar 20 nm cabbir ahaan (Jaantus. 7c).
Qaab dhismeedka deegaanka ee budada Cu50Z30Ni20 ee lagu shiiday 36 h MA waxaa lagu gartaa samaynta nanograins ultrafine oo ku dhex jira matrix khafiif ah oo aan caadi ahayn, sida ku cad sawirka 8a.Falanqaynta maxalliga ah ee EMF waxay muujisay in nanoclusters-yada lagu muujiyay berdihii.8a waxay la xidhiidhaan Cu, Zr iyo Ni Alloys budada ah oo aan la daawayn.Maaddada Cu ee jaantusku waxay ku kala duwan tahay ~ 32 at.% (aagga saboolka ah) ilaa ~ 74 at.% (aagga qani ah), taas oo muujinaysa samaynta alaabooyinka kala duwan.Intaa waxaa dheer, SADP-yada u dhigma ee budada ah ee la helay ka dib markii la shiiday tallaabadan waxay muujinaysaa heerka hoose iyo sare ee halo-fidinta wejiga amorphous oo isku dhafan oo leh dhibco fiiqan oo la xidhiidha walxahan alloying-ka ah ee aan la daweyn, sida ku cad sawirka 8b.
Tilmaamaha qaab dhismeedka deegaanka Nanoscale ee Beyond 36 h-Cu50Zr30Ni20 budada.(a) Sawirka goobta dhalaalaya (BFI) iyo u dhigma (b) SADP ee budada Cu50Zr30Ni20 ee la helay ka dib markii la shiiday 36 h MA.
Dhamaadka habka MA (50 h), Cu50 (Zr50-xNix), X, 10, 20, 30, iyo 40 at.% budada, iyada oo aan ka reebin, waxay leeyihiin qaab-dhismeedka labyrinthine ee marxaladda amorphous, sida ku cad sawirka.Midna kala-duwanaanshaha dhibcaha ama qaababka fiiqan lama ogaan karo SADS-ka u dhigma ee halabuur kasta.Tani waxay muujinaysaa maqnaanshaha birta crystalline aan la daaweynin, laakiin halkii samaynta budada daawaha ee amorphous.SADP-yadan isku xiran ee muujinaya qaababka fidinta halo ayaa sidoo kale loo isticmaalay caddayn ahaan horumarinta wejiyada amorphous ee alaabta ugu dambeysa.
Qaab dhismeedka deegaanka ee sheyga kama dambaysta ah ee nidaamka Cu50 MS (Zr50-xNix).FE-HRTEM iyo qaababka kala duwanaanshiyaha nanobeam ee isku xidhan (NBDP) ee (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30, iyo (d) Cu50Zr10Ni40 la helay 50 h ee MA ka dib.
Isticmaalka calorimetry iskaanka kala duwan, xasiloonida kulaylka ee heerkulka kala-guurka dhalada (Tg), gobolka dareeraha qaboojiyey (ΔTx) iyo heerkulka crystallization (Tx) ayaa la bartay iyadoo ku xiran nuxurka Ni (x) ee Cu50 (Zr50-xNix) nidaamka amorphous.(DSC) hantida ku jirta socodka gaaska He.Qallooca DSC ee budada ah ee Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, iyo Cu50Zr10Ni40 amorphous alloys ee la helay ka dib MA ee 50 h ayaa lagu muujiyey berdihii.10a, b, e, siday u kala horreeyaan.Halka qalooca DSC ee amorphous Cu50Zr20Ni30 si gooni ah loogu muujiyey Jaantuska. Qarnigii 10aad Dhanka kale, muunad Cu50Zr30Ni20 kuleyl ilaa 700°C gudaha DSC ayaa lagu muujiyey sawirka 10g.
Xasiloonida kulaylka ee cu50 (Zr50-xNix) budada MG ee la helay ka dib MA saacadaha 50 waxaa lagu go'aamiyaa heerkulka kala-guurka dhalada (Tg), heerkulka crystallization (Tx) iyo gobolka dareeraha qaboojiyey (ΔTx).Thermograms of the differential scanning calorimeter (DSC) budada Cu50Zr40Ni10 (a), Cu50Zr30Ni20 (b), Cu50Zr20Ni30 (c), iyo (e) Cu50Zr10Ni40 MG budada daawaha ka dib MA 50 saacadood.Habka kala-duwanaanshaha raajada (XRD) ee muunad Cu50Zr30Ni20 kuleyl ilaa 700°C gudaha DSC ayaa lagu muujiyey (d).
Sida ku cad Jaantuska 10, qalooca DSC ee dhammaan curiyeyaasha leh xajmiyada nikkel ee kala duwan (x) waxay muujinayaan laba xaaladood oo kala duwan, mid endothermic ah iyo kan kale exothermic.Dhacdada ugu horreysa ee endothermic waxay u dhigantaa Tg, tan labaadna waxay la xiriirtaa Tx.Inta u dhexeysa Tg iyo Tx waxaa loo yaqaannaa dareeraha qaboojiyaha (ΔTx = Tx – Tg).Natiijooyinku waxay muujinayaan in Tg iyo Tx ee muunadda Cu50Zr40Ni10 (Jaantus. 10a) lagu meeleeyay 526°C iyo 612°C ay u beddelaan maadada (x) ilaa 20 at % dhinaca heerkulka hoose ee 482°C iyo 563°C.°C oo ay ku jirto kordhinta maadada Ni (x), siday u kala horreeyaan, sida ku cad sawirka 10b.Sidaa darteed, ΔTx Cu50Zr40Ni10 waxay hoos uga dhacday 86°C (Jaantus. 10a) ilaa 81°C ee Cu50Zr30Ni20 (Jaantus. 10b).Qalabka MC Cu50Zr40Ni10, hoos u dhaca qiyamka Tg, Tx, iyo ΔTx ilaa heerarka 447°C, 526°C, iyo 79°C ayaa sidoo kale la arkay (Jaantus. 10b).Tani waxay muujinaysaa in kororka maadada Ni ay keenayso hoos u dhac ku yimaadda xasilloonida kulaylka ee daawaynta MS.Taa lidkeeda, qiimaha Tg (507 °C) ee MC Cu50Zr20Ni30 alloy wuu ka hooseeyaa kan MC Cu50Zr40Ni10 alloy;Si kastaba ha ahaatee, Tx-keedu wuxuu muujinayaa qiime u dhigma (612 °C).Sidaa darteed, ΔTx waxay leedahay qiime sare (87°C) sida ku cad berdaha.Qarnigii 10-aad
Nidaamka Cu50 (Zr50-xNix) MC, iyadoo la adeegsanayo Cu50Zr20Ni30 MC alloy tusaale ahaan, wuxuu ka soo baxaa iyada oo loo marayo heer sare oo exothermic ah fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10, iyo orthorhombic-ZrNi wejiyada crystalline (Jaantus 10c).Marxaladdan kala-guurka ah ee amorphous ilaa crystalline waxaa lagu xaqiijiyay falanqaynta kala-duwanaanta raajada ee muunadda MG (Jaantus. 10d) kaas oo lagu kululeeyay 700 °C ee DSC.
On berde.11 ayaa muujinaya sawiro la qaaday intii lagu jiray habka buufinta qabowga ee lagu sameeyay shaqada hadda jirta.Daraasaddan, walxaha budada galaaska ah ee birta ah ayaa la sameeyay ka dib MA saacadaha 50 (iyadoo la adeegsanayo Cu50Zr20Ni30 tusaale ahaan) ayaa loo isticmaalay sida walxaha cayriin ee bakteeriyada, iyo saxanka birta ah (SUS304) ayaa lagu buufiyay buufin qabow.Habka buufinta qabow waxaa loo doortay in lagu dahaadho taxanaha tignoolajiyada buufinta kulaylka sababtoo ah waa habka ugu waxtarka badan ee taxanaha tignoolajiyada buufinta kulaylka halkaasoo loo isticmaali karo walxaha xasaasiga ah kulaylka macdan sida amorphous iyo nanocrystalline.Ma khusayso waji.kala guurid.Tani waa qodobka ugu weyn ee doorashada habkan.Habka dhigista qabowga waxaa lagu fuliyaa iyadoo la adeegsanayo qaybo xawaarahooda sare leh oo tamarta kaynta ee walxaha u beddela qallafsanaanta balaastikada, qallafsanaanta iyo kulaylka marka ay saameyn ku yeelato substrate-ka ama qaybo hore loo kaydiyay.
Sawirada goobta ayaa muujinaya habka buufinta qabow ee loo isticmaalo shan diyaargarow oo isku xiga oo ah MG/SUS 304 at 550°C.
Tamarta kinetic ee qaybaha, iyo sidoo kale dardargelinta qayb kasta inta lagu jiro samaynta daahan, waa in loo beddelaa qaabab kale oo tamar ah iyada oo loo marayo hababka sida deformation caag ah (qaybaha aasaasiga ah iyo isdhexgalka interparticle ee matrix iyo isdhexgalka ee qaybaha), guntimaha interstitial ee adag, wareegga u dhexeeya qayb ka mid ah, qallafsanaanta iyo xaddididda tamarta ee ku daraysa 39. tamarta samaynta, natiijadu waxay noqon doontaa shil laastikada ah, taas oo macnaheedu yahay in qaybuhu si fudud u soo boodaan ka dib markii ay saameyn ku yeesheen.Waxa la xusay in 90% tamarta saamaynta lagu dabaqo walxaha/walaxda substrate-ka loo rogo kulaylka deegaanka 40 .Intaa waxaa dheer, marka cadaadiska saameynta la isticmaalo, heerarka cadaadiska balaastiga sare ayaa lagu gaaraa qaybta xiriirka substrate-ka waqti aad u gaaban41,42.
Qallafsanaanta caaga ah waxaa sida caadiga ah loo tixgeliyaa hab socodka tamarta, ama halkii, sida kulaylka ee gobolka isdhexgalka.Si kastaba ha ahaatee, kororka heerkulka gobolka isdhexgalka caadi ahaan kuma filna dhacdada dhalaalidda wajiga ama kicinta muhiimka ah ee faafinta wadajirka ah ee atamka.Ma jiro wax daabacaad ah oo ay qorayaashu yaqaaneen oo baadhay saamaynta ay ku leeyihiin sifooyinka budada vitreous-ka biraha ah ee ku dheggan budada iyo dejinta dhacaya marka la isticmaalayo farsamooyinka buufin qabow.
BFI ee budada alloy ee MG Cu50Zr20Ni30 waxaa lagu arki karaa sawirka 12a, kaas oo lagu shubay substrate SUS 304 (Jaantus. 11, 12b).Sida laga arki karo shaxanka, budada dahaarka leh waxay heystaan ​​qaab dhismeedka asalka ah ee asalka ah maadaama ay leeyihiin qaab dhismeedka sheybaarka jilicsan oo aan lahayn sifooyin crystalline ama cillado.Dhanka kale, sawirku wuxuu muujinayaa joogitaanka marxalad shisheeye, sida caddaynta nanoparticles ee ku jira matrixka budada ah ee MG-dahaarka ah (Jaantus 12a).Jaantuska 12c wuxuu muujinayaa nanobeam diffraction hannaanka (NBDP) ee la tilmaamay ee la xidhiidha gobolka I (Jaantuska 12a).Sida ku cad fig.12c, NBDP waxay muujisaa halo-faafinta daciifka ah ee qaabdhismeedka amorphous waxayna wada nool yihiin dhibco fiiqan oo u dhigma marxaladda Zr2Ni cubic cubic iyo weji tetragonal CuO.Samaynta CuO waxaa lagu sharxi karaa oksaydhka budada marka laga soo guurayo birta qoriga buufinta ee SUS 304 ee hawada furan ee socodka supersonic.Dhanka kale, leexinta budada muraayadaha birta ah waxay keentay samaynta wejiyada cubic ee waaweyn ka dib daaweynta buufinta qabow ee 550 ° C 30 min.
(a) Sawirka FE-HRTEM ee budada MG ee lagu shubay (b) SUS 304 substrate (Jaantuska gudaha).Tusmada NBDP ee calaamadda wareega ee lagu muujiyay (a) waxa lagu muujiyay (c).
Si loo tijaabiyo habkan suurtogalka ah ee samaynta cubic Zr2Ni nanoparticles, tijaabo madax-bannaan ayaa la sameeyay.Tijaabadan, budo ayaa laga buufiyay atomizer at 550 ° C jihada substrate SUS 304;si kastaba ha ahaatee, si loo go'aamiyo saamaynta nuugista, budada ayaa laga saaray xariijimaha SUS304 sida ugu dhakhsaha badan (qiyaastii 60 s).).Tijaabo kale oo taxane ah ayaa la sameeyay kaas oo budada laga saaray substrate ku dhawaad ​​​​180 ilbiriqsi kadib codsiga.
Jaantusyada 13a,b waxay muujinayaan Scanning Transmission Electron Microscope (STEM) madaw (DFI) sawirada laba walxood oo la tufay oo lagu kaydiyay substrates SUS 304 ee 60 s iyo 180 s, siday u kala horreeyaan.Sawirka budada ah ee lagu kaydiyay 60 ilbiriqsi ayaa ka maqan tafaasiisha qaab-dhismeedka, oo muujinaya muuqaal la'aan (Jaantus. 13a).Tani waxa kale oo ay xaqiijisay XRD, taas oo muujisay in qaabdhismeedka guud ee budadaani uu ahaa amorphous, sida lagu muujiyay heerarka ballaaran ee aasaasiga ah iyo sare ee lagu muujiyay Jaantus 14a.Tani waxay muujinaysaa maqnaanshaha qulqulka metastable/mesophase, kaas oo budada ay sii haysato qaab dhismeedka asalka ah.Taas bedelkeeda, budada lagu shubay isla heerkulku (550 ° C) laakiin ka tagay substrate-ka 180 s ayaa muujisay dhigista miraha nanosized, sida ku cad fallaadhaha sawirka 13b.