Hatur nuhun pikeun ngadatangan Nature.com.Vérsi browser anu anjeun anggo gaduh dukungan terbatas pikeun CSS. Kanggo pangalaman pangsaéna, kami nyarankeun yén anjeun nganggo browser anu diropéa (atanapi mareuman modeu kasaluyuan dina Internet Explorer).
Biofilms mangrupakeun komponén penting dina ngembangkeun inféksi kronis, utamana lamun alat médis aub.Masalah ieu presents tangtangan badag ka masarakat médis, sakumaha antibiotik baku ngan bisa ngabasmi biofilms ka extent pohara kawates.Nyegah formasi biofilm geus ngarah ka ngembangkeun rupa métode palapis jeung bahan anyar.Metoda ieu boga tujuan pikeun coating surfaces dina manner nu ngahambat maranéhanana formasi biofilm logam, utamana logam timerged. coatings antimikrobial idéal. Dina waktos anu sareng, pamakéan téknologi semprot tiis geus ngaronjat sabab éta métode cocog pikeun ngolah bahan sénsitip-suhu.Bagian tina tujuan ulikan ieu pikeun ngembangkeun novel antibakteri pilem logam kaca diwangun ku ternary Cu-Zr-Ni ngagunakeun téhnik alloying mékanis. bubuk buleud nu nyieun nepi ka produk ahir spherical coatings logam bisa disemprot dina suhu low bahan baku stainless steel pikeun coatings logam. pikeun nyata ngurangan formasi biofilm ku sahanteuna 1 log dibandingkeun stainless steel.
Sapanjang sajarah manusa, sagala masarakat geus bisa ngarancang jeung ngamajukeun bubuka bahan novél nu minuhan sarat husus na, nu geus ngahasilkeun ningkat kinerja sarta ranking dina ékonomi globalized1.It geus salawasna geus attributed ka kamampuh manusa pikeun ngembangkeun bahan jeung alat fabrikasi jeung desain pikeun bahan fabrikasi jeung characterization pikeun ngahontal gains dina kaséhatan, atikan, industri, ékonomi, budaya jeung widang séjén tina hiji nagara atawa wewengkon nu lian ukuran kamajuan.2 Pikeun 60 taun, élmuwan bahan geus devoted loba waktu maranéhna pikeun fokus dina hiji perhatian utama: ngungudag novel sarta motong-ujung materials.Recent panalungtikan geus fokus kana ngaronjatkeun kualitas jeung kinerja bahan aya, kitu ogé sintésis jeung inventing tipe sagemblengna anyar bahan.
Ditambah unsur alloying, modifikasi tina microstructure bahan, sarta aplikasi tina termal, mékanis atawa téhnik processing thermo-mékanis geus nyababkeun perbaikan signifikan dina mékanis, kimia jeung fisik sipat rupa-rupa bahan béda. tabung, titik-titik kuantum, enol-dimensi, gelas logam amorf, sarta alloy tinggi-éntropi téh ngan sababaraha conto bahan canggih diwanohkeun ka dunya saprak pertengahan abad panungtungan. Nalika manufaktur sarta ngamekarkeun alloy anyar mibanda sipat unggul, boh dina produk ahir atawa dina tahap panengah produksi na, masalah off-kasaimbangan mindeng ditambahkeun. alloy ngeunah, katelah gelas logam, geus kapanggih.
Karyana di Caltech di 1960 dibawa revolusi dina konsép alloy logam nalika anjeunna disintésis glassy Au-25 at.% Si alloy ku gancang solidifying cair dina ampir sajuta darajat per detik 4.Profesor Pol Duwezs 'kajadian kapanggihna teu ukur heralded awal sajarah gelas logam (MG), tapi ogé ngarah ka parobihan logam dina paradigm nu paling umum. sintésis alloy MG, ampir kabéh gelas logam geus dihasilkeun sagemblengna ku ngagunakeun salah sahiji metodeu di handap ieu;(i) solidifikasi gancang tina lebur atawa uap, (ii) gangguan atom tina kisi, (iii) réaksi amorphization solid-state antara unsur logam murni, jeung (iv) transisi solid-state fase metastabil.
MG dibédakeun ku kurangna urutan atom jarak jauh anu aya hubunganana sareng kristal, anu mangrupikeun ciri kristal. Di dunya ayeuna, kamajuan hébat parantos dilakukeun dina widang kaca logam. Éta mangrupikeun bahan novel anu gaduh sipat anu pikaresepeun anu dipikaresep henteu ngan ukur dina fisika solid-state, tapi ogé dina metalurgi, kimia permukaan, téknologi, biologi sareng seueur jinis bahan padet anu béda-béda pikeun bahan padet anu béda. dina rupa-rupa widang.Maranéhanana mibanda sababaraha sipat penting;(I) ductility mékanis tinggi jeung kakuatan ngahasilkeun, (ii) perméabilitas magnét tinggi, (iii) coercivity low, (iv) lalawanan korosi mahiwal, (v) kamerdikaan suhu The konduktivitas 6,7.
Mechanical alloying (MA) 1,8 nyaéta téhnik kawilang anyar, mimiti diwanohkeun dina 19839 ku Prof CC Kock sareng colleagues.They disiapkeun powders amorf Ni60Nb40 ku grinding campuran unsur murni dina suhu ambient deukeut pisan suhu kamar.Ilaharna, réaksi MA dilumangsungkeun antara gandeng diffusive tina powders bahan réaktan dina reaktor a, biasana dijieunna tina stainless steel kana ball mill 10 (Gbr. 1a, b) . Ti saprak éta, téhnik réaksi kaayaan padet mechanically ngainduksi ieu geus dipaké pikeun nyiapkeun novél amorf / bubuk alloy kaca logam ngagunakeun low (Gbr. 1, sarta mills 12, mills 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 3, 2, 3, 3 ). 15, 16. Khususna, métode ieu geus dipaké pikeun nyiapkeun sistem immiscible kayaning Cu-Ta17, kitu ogé alloy titik lebur tinggi kayaning sistem logam Al-transisi (TM; Zr, Hf, Nb jeung Ta) 18,19 jeung Fe-W20, nu teu bisa dimeunangkeun ngagunakeun rute persiapan konvensional. partikel bubuk komposit oksida logam, karbida, nitrida, hidrida, nanotube karbon, nanodiamonds, Kitu ogé stabilisasi lega via pendekatan luhur-handap 1 jeung tahap metastabil.
Schematic némbongkeun métode fabrikasi dipaké pikeun nyiapkeun Cu50(Zr50−xNix) kaca logam (MG) palapis / SUS 304 dina ulikan ieu. (a) Nyiapkeun bubuk alloy MG kalawan konsentrasi Ni béda x (x; 10, 20, 30 jeung 40 at.%) ngagunakeun téhnik panggilingan bola énergi low.(a) The bahan dimimitian ku bola ngagiling.(a) The bahan dimimitian ku cylinder bahan baja. kotak sarung ngeusi He atmosfir.(c) Modél transparan tina wadah grinding illustrating gerak bola salila grinding.Produk ahir bubuk diala sanggeus 50 jam dipaké pikeun coated substrat SUS 304 ngagunakeun métode semprot tiis (d).
Lamun datang ka surfaces bahan bulk (substrat), rékayasa permukaan ngalibatkeun rarancang jeung modifikasi surfaces (substrat) nyadiakeun qualities fisik, kimia jeung teknis tangtu teu dikandung dina bulk material.Some aslina sipat nu bisa éféktif ningkat ku perlakuan permukaan kaasup résistansi abrasion, oksidasi jeung résistansi korosi, koefisien gesekan, bio-inertness, sipat listrik, sarta bisa ningkatkeun kualitas mékanis jeung termal ku sababaraha sipat listrik. atawa téknik kimiawi.Minangka prosés anu dipikawanoh, palapis ngan saukur dihartikeun salaku lapisan tunggal atawa sababaraha bahan anu disimpen sacara artifisial dina beungeut objék bulk (substrat) anu dijieun tina bahan séjén.Ku kituna, palapis dipaké sabagian pikeun ngahontal sababaraha sipat téknis atawa dekoratif anu dipikahoyong, kitu ogé pikeun ngajaga bahan tina interaksi kimia jeung fisik anu dipiharep jeung lingkungan sabudeureun23.
Pikeun neundeun lapisan panyalindungan permukaan anu cocog sareng ketebalan tina sababaraha mikrométer (handap 10-20 mikrométer) dugi ka langkung ti 30 mikrométer atanapi bahkan sababaraha milimeter, seueur metode sareng téknik tiasa diterapkeun. nyanghareup , déposisi uap fisik (PVD), déposisi uap kimiawi (CVD), téhnik semprot termal tur leuwih anyar téhnik semprot tiis 24 (Gbr. 1d).
Biofilm dihartikeun salaku komunitas mikroba nu teu bisa balik napel na surfaces tur dikurilingan ku polimér ekstrasélular (EPS) dihasilkeun sorangan. Formasi biofilm superficially dewasa bisa ngakibatkeun karugian signifikan dina loba séktor industri, kaasup industri pangan, sistem cai, jeung lingkungan kasehatan. Dina manusa, nalika biofilms kabentuk, leuwih ti 80% kasus inféksi Staphylococci jeung Enterococci hese ngubaran Staphylococcus ac. .Salajengna, biofilm dewasa geus dilaporkeun janten 1000-melu leuwih tahan ka perlakuan antibiotik dibandingkeun sél baktéri planktonic, nu dianggap tantangan terapi utama.Bahan palapis permukaan antimikrobial diturunkeun tina sanyawa organik konvensional geus sajarahna kungsi dipaké.Sanajan bahan sapertos mindeng ngandung komponén toksik nu berpotensi picilakaeun pikeun manusa transmisi,25,25,2,25 baktériionl, sarta bisa mantuan ngancurkeun baktéri.
Résistansi nyebar baktéri ka perlakuan antibiotik alatan formasi biofilm geus ngarah ka kabutuhan pikeun ngembangkeun hiji antimikrobial permukaan coated mémbran mujarab nu bisa aman dilarapkeun27. The ngembangkeun permukaan anti adherent fisik atawa kimiawi nu sél baktéri anu dipeungpeuk meungkeut jeung ngawangun biofilms alatan adhesion mangrupa pendekatan kahiji dina prosés ieu27.The téhnologi kadua diperlukeun pikeun nganteurkeun coatings antimikrobials nu kadua. Ieu kahontal ku ngamekarkeun bahan palapis unik kayaning graphene / germanium28, black diamond29 jeung ZnO-doped inten-kawas karbon coatings30 anu tahan ka baktéri, téhnologi nu maximizes Toksisitas sarta ngembangkeun lalawanan alatan formasi biofilm anu nyata ngurangan. Sajaba ti éta, coatings nu nyadiakeun panyalindungan germicidal lila beuki populér tina germicidal surfaces. duh tilu prosedur anu sanggup ngahasilkeun épék antimikrobial on surfaces coated, aranjeunna masing-masing boga set sorangan watesan nu kudu dianggap nalika ngamekarkeun strategi aplikasi.
Produk ayeuna dina pasaran anu hampered ku waktu cukup pikeun nganalisis sarta nguji coatings pelindung pikeun bahan biologis aktip.Pausahaan ngaku yen produk maranéhanana baris nyadiakeun pamaké kalawan aspék fungsional desirable;kumaha oge, ieu geus jadi halangan pikeun kasuksésan produk ayeuna di pasar.Sanyawa diturunkeun tina pérak dipaké dina Lolobana terapi antimikrobial ayeuna sadia pikeun consumers.Produk ieu dikembangkeun pikeun ngajaga pamaké ti épék berpotensi bahaya mikroorganisme.Efék antimikroba nyangsang jeung karacunan pakait jeung sanyawa pérak ngaronjatkeun tekanan dina panalungtik karya alternatif C36 ngabahayakeun. Ieu masih kabuktian janten tugas pikasieuneun. Ieu kusabab résiko anu aya hubunganana pikeun kaséhatan sareng kasalametan. Manggihan agén antimikroba anu kirang ngabahayakeun pikeun manusa sareng terang kumaha cara ngalebetkeun kana substrat palapis kalayan umur rak anu langkung panjang mangrupikeun tujuan anu paling dipilarian38. Panganyarna antimikroba sareng anti-biofilm bahan anu dirarancang pikeun maéhan ku baktéri anu aktif dina jarak anu caket atanapi dileupaskeun. adhesion (kaasup counteracting formasi lapisan protéin dina beungeut cai) atawa ku maéhan baktéri ku interfering jeung témbok sél.
Dasarna, palapis permukaan nyaéta prosés nempatkeun lapisan anu sanés dina permukaan komponén pikeun ningkatkeun kualitas anu aya hubunganana sareng permukaan. Tujuan palapis permukaan nyaéta pikeun nyaluyukeun struktur mikro sareng / atanapi komposisi daérah caket permukaan komponén39. Téhnik palapis permukaan tiasa dibagi kana metode anu béda, anu diringkeskeun dina Gbr. 2a. Coatings tiasa dibagi-bagi kana bahan kimia, kimia, kimia, kimia, sareng metode palapis anu dianggo gumantung kana lapisan kimia, kimia, kimia, sareng termal. .
(a) Inset nunjukkeun téknik fabrikasi utama anu dianggo pikeun permukaan, sareng (b) kaunggulan sareng kalemahan anu dipilih tina téknik semprot tiis.
Téknologi semprot tiis babagi loba kamiripan jeung métode semprot termal konvensional.Najan kitu, aya ogé sababaraha sipat fundamental konci nu nyieun prosés semprot tiis jeung bahan semprot tiis utamana unique.Cold téhnologi semprot masih di infancy na, tapi ngabogaan futures caang. Dina aplikasi nu tangtu, sipat unik tina semprot tiis nawarkeun kauntungan gede, overcoming keterbatasan alamiah tina métode semprot termal has. onto substrate.Obviously, prosés palapis tradisional ieu teu cocog pikeun bahan pisan suhu-sénsitip kayaning nanocrystals, nanoparticles, amorf jeung metalik glasses40, 41, 42.Furthermore, bahan palapis semprot termal salawasna némbongkeun tingkat luhur porosity na oxides.Cold téhnologi semprot boga loba kaunggulan signifikan kana substrat (substrat flexibility) téhnologi fleksibilitas (substrat). , (iii) henteuna transformasi fase sareng pertumbuhan gandum, (iv) kakuatan beungkeut anu luhur1,39 (Gbr.2b) .Salian ti éta, bahan palapis semprot tiis boga résistansi korosi tinggi, kakuatan tinggi na teu karasa, konduktivitas listrik tinggi na dénsitas tinggi41.Contrary kana kaunggulan tina prosés semprot tiis, aya kénéh sababaraha kalemahan ngagunakeun téhnik ieu, ditémbongkeun saperti dina Gambar 2b.When palapis powders keramik murni kayaning Al2O3, TiO2, semprot tiis, jeung sajabana teu bisa dipaké. powders komposit logam bisa dipaké salaku bahan baku pikeun coatings.The sarua lumaku pikeun métode semprot termal séjén surfaces.Complicated na surfaces pipe interior masih hésé menyemprot.
Nunjukkeun yen karya ayeuna boga tujuan pikeun ngagunakeun powders glassy logam salaku bahan palapis atah, éta jelas yén nyemprot termal konvensional teu bisa dipaké pikeun purpose.This ieu alatan powders glassy logam crystallize dina temperatures1 luhur.
Kalolobaan parabot dipaké dina industri médis sarta pangan dijieunna tina austenitic stainless steel alloy (SUS316 na SUS304) kalawan eusi kromium antara 12 jeung 20 wt% pikeun produksi instruments bedah. Hal ieu umumna ditarima yén pamakéan logam kromium salaku unsur alloying dina alloy baja bisa greatly ngaronjatkeun résistansi korosi. Properties38,39.Ieu kontras sareng résistansi korosi anu luhur. Saatos ieu, pangembangan inféksi sareng peradangan tiasa diprediksi, anu utamina disababkeun ku adhesion baktéri sareng kolonisasi dina permukaan biomaterial stainless steel.
Ulikan ieu fase mimiti hiji proyék dibiayaan ku Yayasan Kuwait pikeun kamajuan Élmu (KFAS), Kontrak No.. 2010-550401, pikeun nalungtik feasibility ngahasilkeun powders ternary Cu-Zr-Ni metallic glassy ngagunakeun téhnologi MA (Table 1) pikeun produksi pilem antibakteri mimiti palapis / SUS304 nu kadua pikeun palapis SUS304 nu kadua, Januari 2. ine karakteristik korosi éléktrokimia jeung sipat mékanis tina sistem di jéntré. Tés mikrobiologis rinci bakal dilaksanakeun pikeun spésiés baktéri béda.
Dina makalah ieu, pangaruh eusi unsur alloying Zr dina kamampuan ngabentuk kaca (GFA) dibahas dumasar kana ciri morfologis sareng struktural.Salain éta, sipat antibakteri tina palapis bubuk kaca logam coated / komposit SUS304 ogé dibahas. .Salaku conto wawakil, Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr20Ni30 alloy kaca logam geus dipaké dina ulikan ieu.
Dina bagian ieu, parobahan morfologis of Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr40Ni10 bakal dipaké salaku wawakil examples.Prosés MA bisa dibagi kana tilu tahapan béda, sakumaha ditémbongkeun ku metallographic characterization tina bubuk 3.
Karakteristik Metallographic of alloy mékanis (MA) powders diala sanggeus tahapan béda bola panggilingan time.Field émisi scanning mikroskop éléktron mikroskop (FE-SEM) gambar MA na Cu50Zr40Ni10 powders diala sanggeus low énergi bola panggilingan kali 3, 12 jeung 50 h ditémbongkeun dina (a), (c) jeung (e) pikeun sistem Cu50Zr40Zr2, nu sarua jeung (e) pikeun Cu50Zr40Zr2, jeung (e). Sistim Ni10 dicokot sanggeus waktu ditémbongkeun dina (b), (d) jeung (f).
Salila panggilingan bola, énergi kinétik éféktif nu bisa dialihkeun kana bubuk logam kapangaruhan ku kombinasi parameter, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 1a. Ieu ngawengku tabrakan antara bal jeung powders, shearing compressive bubuk nyangkut antara atawa antara média grinding, dampak bola ragrag, geser jeung maké alatan sered bubuk antara gerak bola panggilingan média ngaliwatan, sarta gelombang shock Load . Zr, sarta Ni powders anu parah deformed alatan las tiis dina tahap awal MA (3 h), hasilna partikel bubuk badag (> 1 mm diaméterna).Ieu partikel komposit badag dicirikeun ku formasi lapisan kandel elemen alloying (Cu, Zr, Ni), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3a, b. Ngaronjatkeun waktu MA na 12 h (ngahasilkeun intermediate énérgi dina énérgi dina 12 h) (ngahasilkeun intermediate énérgi dina 12 h) (ngahasilkeun intermediate énérgi dina 12 h). dékomposisi bubuk komposit kana powders finer (kirang ti 200 µm), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 3c, d. Dina tahap ieu, gaya geser dilarapkeun ngabalukarkeun formasi permukaan logam anyar kalawan Cu, Zr, Ni lapisan hint rupa, sakumaha ditémbongkeun dina Gbr. 3c,d.As salaku hasil tina Perbaikan lapisan dina fase panganteur anyar lumangsung flakes padet.
Dina klimaks tina prosés MA (sanggeus 50 h), nu metallography flaky ngan samar katempo (Gbr. 3e, f), tapi beungeut digosok bubuk némbongkeun metallography eunteung. Ieu ngandung harti yén prosés MA geus réngsé sarta kreasi fase réaksi tunggal geus lumangsung. Komposisi unsur wewengkon indéks dina Gbr. 3e (I, II, vin), nangtukeun f. Electronic médan (I, II, vin). -SEM) digabungkeun jeung énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDS) (IV).
Dina Tabél 2, konséntrasi unsur unsur paduan dipidangkeun salaku persentase tina total beurat unggal daérah anu dipilih dina Gbr. 3e,f. Nalika ngabandingkeun hasil ieu sareng komposisi nominal awal Cu50Zr20Ni30 sareng Cu50Zr40Ni10 anu didaptarkeun dina Tabel 1, tiasa ditingali yén komposisi dua produk ahir ieu henteu gaduh nilai anu sami pikeun komposisi komposisi akhir ieu. ed dina Gbr. 3e,f teu imply a deterioration signifikan atawa turun naek dina komposisi unggal sampel ti hiji wewengkon ka sejen. Ieu dibuktikeun ku kanyataan yén euweuh parobahan dina komposisi ti hiji wewengkon ka sejen. Ieu nunjuk ka produksi powders alloy homogen, sakumaha ditémbongkeun dina Table 2.
Mikrograf FE-SEM tina produk ahir bubuk Cu50(Zr50−xNix) dicandak saatos 50 kali MA, sapertos anu dipidangkeun dina Gbr. 4a-d, dimana x nyaéta 10, 20, 30 sareng 40 at.%, masing-masing. Saatos léngkah panggilingan ieu, bubuk agrégat disababkeun ku formasi vaning der Waals anu ageung tina formasi partikel anu diaméterna ageung. 73 nepi ka 126 nm, ditémbongkeun saperti dina Gambar 4.
Karakteristik morfologis bubuk Cu50 (Zr50−xNix) diala saatos waktos MA 50 h. Pikeun Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 sistem, gambar FE-SEM tina powders, (sakali ditingalikeun dina (c).
Sateuacan ngamuat bubuk kana feeder semprot tiis, aranjeunna mimiti sonicated dina étanol kelas analitik pikeun 15 menit lajeng garing dina 150 ° C salila 2 hours.Lengkah ieu kudu dilaksanakeun pikeun hasil merangan aglomerasi nu mindeng ngabalukarkeun loba masalah signifikan sapanjang proses palapis.Saatos prosés MA réngsé, characterizations salajengna dilaksanakeun pikeun investigate ka homogeneitas alloy. micrographs jeung gambar EDS pakait tina Cu, Zr jeung Ni alloying elemen tina alloy Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus 50 h waktu M, respectively.It kudu dicatet yén powders alloy dihasilkeun sanggeus hambalan ieu homogen sabab teu némbongkeun fluctuations komposisi saluareun tingkat sub-nanometer, ditémbongkeun saperti dina Gambar 5.
Morfologi jeung distribusi unsur lokal bubuk mg Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus 50 MA kali ku FE-SEM / énergi dispersive X-ray spéktroskopi (EDS). (a) SEM jeung X-ray EDS pemetaan tina (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα jeung (d) gambar Ni-Kα.
Pola XRD of mechanically alloyed Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr20Ni30 powders diala sanggeus waktu MA 50 h ditémbongkeun dina Gbr. 6a-d, respectively.After tahap ieu panggilingan, sakabéh sampel kalawan struktur difusi Zrs.
pola XRD of (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) bubuk Cu50Zr20Ni30 sanggeus MA waktu 50 h.All sampel tanpa iwal némbongkeun pola difusi halo, implying formasi hiji fase amorf.
Émisi médan-resolusi luhur mikroskop éléktron transmisi (FE-HRTEM) ieu dipaké pikeun niténan parobahan struktural sarta ngarti struktur lokal tina powders hasilna tina panggilingan bola dina béda MA times.FE-HRTEM gambar tina powders diala sanggeus mimiti (6 h) jeung panengah (18 h) tahap panggilingan pikeun Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr. Dina gambar widang caang (BFI) bubuk dihasilkeun sanggeus MA6 h, bubuk diwangun ku séréal badag kalayan wates well-diartikeun tina unsur fcc-Cu, hcp-Zr jeung fcc-Ni, sarta euweuh tanda yén fase réaksi geus kabentuk, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 7a. pola (Gbr. 7b), nunjukkeun ayana crystallites badag sarta henteuna fase réaktif.
characterization struktural lokal bubuk MA diala sanggeus mimiti (6 h) jeung panengah (18 h) tahap. (a) Émisi médan résolusi luhur transmisi mikroskop éléktron (FE-HRTEM), jeung (b) nu saluyu dipilih aréa difraksi pola (SADP) bubuk Cu50Zr30Ni20 sanggeus perlakuan MA pikeun 6 h.The FE-HRTEM4 waktu gambar di Cu50Zr30Ni20 sanggeus 6 h. ).
Ditémbongkeun saperti dina Gbr. 7c, ngalegaan durasi MA ka 18 h nyababkeun defects kisi parna digabungkeun jeung deformation palastik. Salila tahap panengah ieu prosés MA, bubuk nu némbongkeun rupa defects, kaasup stacking faults, defects kisi, sarta defects titik (Gambar 7) .Defects ieu ngabalukarkeun séréal nu leuwih leutik batan ukuran séréal nm02 beulah maranéhanana. g. 7c).
Struktur lokal bubuk Cu50Z30Ni20 giling pikeun 36 h waktos MA boga formasi nanograins ultrafine study dina matriks rupa amorf, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 8a. Analisis EDS Lokal nunjukkeun yén maranéhanana nanoclusters ditémbongkeun dina Gbr. 8a ieu pakait sareng unprocessed Cu, Zr na Ni powder alloying elements.At eusi Cutuan tina waktu nu sarua nepi ka% 3 fluktuasi fluktuasi tina ~3. ~ 74 at.% (wewengkon euyeub), nunjukkeun formasi produk hétérogén.Salajengna, nu SADPs pakait tina powders diala sanggeus panggilingan dina tahap ieu nembongkeun halo-diffusing cingcin primér sarta sekundér fase amorf, tumpang tindih jeung titik seukeut pakait sareng maranéhanana elemen alloying atah, ditémbongkeun saperti dina Gbr. 8b.
Saluareun 36 h-Cu50Zr30Ni20 bubuk nanoscale fitur struktural lokal. (a) Gambar widang caang (BFI) jeung saluyu (b) SADP bubuk Cu50Zr30Ni20 diala sanggeus panggilingan pikeun 36 h waktos MA.
Deukeut tungtung prosés MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 jeung 40 at.% powders invariably boga labyrinthine amorphous morfologi fase ditémbongkeun saperti dina Gbr. 9a–d .Dina SADP pakait unggal komposisi, teu aya difraksi titik-kawas atawa pola annular seukeut bisa detected.This nunjukkeun yén euweuh bubuk nonprocessed bentuk kristalin SADP anu aya hubunganana. pola fusi ogé dipaké salaku bukti pikeun ngembangkeun fase amorf dina bahan produk ahir.
Struktur lokal tina produk ahir MG Cu50 (Zr50−xNix) system.FE-HRTEM jeung pola difraksi nanobeam correlated (NBDP) tina (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) Cu50Zr20Ni30 jeung (d) Cu50Zr tina MA.
Stabilitas termal suhu transisi kaca (Tg), wewengkon cair subcooled (ΔTx) jeung hawa kristalisasi (Tx) salaku fungsi eusi Ni (x) tina Cu50 amorf (Zr50−xNix) sistem geus ditalungtik ngagunakeun diferensial scanning Calorimetry (DSC) sipat dina aliran gas He. bubuk alloy amorf r10Ni40 diala sanggeus waktu MA 50 h ditémbongkeun dina Gbr. 10a, b, e, respectively.While kurva DSC of amorf Cu50Zr20Ni30 ditémbongkeun misah di Gbr. 10c.Meanwhile, anu Cu50Zr30Ni20 sampel °C dipanaskeun dina Fi ~ 700.
stabilitas termal of Cu50(Zr50−xNix) mg powders diala sanggeus waktu MA 50 h, sakumaha saestuna ku suhu transisi kaca (Tg), suhu kristalisasi (Tx), sarta wewengkon cair subcooled (ΔTx) .Differential scanning calorimeter (DSC) thermograms tina (a) Cu50Zr40bNi00, Cu20,Zr40C Cu20,ZR. Ni30 jeung (e) Cu50Zr10Ni40 mg alloy powders sanggeus MA waktu 50 h.The X-ray difraksi (XRD) pola sampel Cu50Zr30Ni20 dipanaskeun nepi ka ~ 700 ° C di DSC ditémbongkeun dina (d).
Ditémbongkeun saperti dina Gambar 10, kurva DSC sadaya komposisi jeung konsentrasi Ni béda (x) nuduhkeun dua kasus béda, hiji endothermic jeung exothermic lianna. Kajadian endothermic kahiji pakait jeung Tg, sedengkeun nu kadua patali jeung Tx. Wewengkon bentang horizontal nu aya antara Tg jeung Tx disebut wewengkon cair subcooled (ΔTx = Tx-Zg0). 0 sampel (Gbr. 10a), ditempatkeun dina 526 ° C jeung 612 ° C, mindahkeun eusi (x) ka 20 at.% ka arah sisi suhu low of 482 ° C jeung 563 ° C kalayan ngaronjatna eusi Ni (x), masing-masing, ditémbongkeun saperti dina Gambar 10b. Akibatna, nu ΔTx of 10.8 °C Cu 500 ° C jeung ΔTx of Cu500. 1 °C pikeun Cu50Zr30Ni20 (Gbr. 10b) .Pikeun alloy MG Cu50Zr40Ni10, éta ogé katalungtik yén nilai Tg, Tx na ΔTx turun ka tingkat 447 ° C, 526 ° C jeung 79 ° C (Gbr. 10b. Ieu nunjukeun yen Tg tina alloy na stabil). nilai g (507 °C) tina alloy MG Cu50Zr20Ni30 leuwih handap tina alloy MG Cu50Zr40Ni10;Tapi, Tx na nembongkeun nilai comparable ka baheula (612 °C). Ku kituna, ΔTx némbongkeun nilai luhur (87 °C), ditémbongkeun saperti dina Gbr. 10c.
Sistem MG Cu50(Zr50−xNix), nyokot alloy MG Cu50Zr20Ni30 sabagé conto, kristalisasi ngaliwatan puncak exothermic seukeut kana fase kristal tina fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 jeung orthorhombic-ZrNi (Gbr. 10c. Fase transitionous MG10c) ieu kristalin. ), anu dipanaskeun nepi ka 700 ° C dina DSC.
Gambar 11 nembongkeun foto dicokot salila prosés semprot tiis dilumangsungkeun dina karya ayeuna. Dina ulikan ieu, partikel bubuk kaca-kawas logam disintésis sanggeus waktu MA of 50 h (nyokot Cu50Zr20Ni30 salaku conto) dipaké salaku bahan baku antibakteri, sarta plat stainless steel (SUS304) ieu coated ku metoda nyemprot tiis paling efisien dina téhnologi nyemprot séri dina metoda semprot termal. bisa dipaké pikeun logam bahan sénsitip suhu metastable kayaning amorf jeung nanocrystalline powders, nu teu tunduk kana transisi fase .Ieu faktor utama dina milih method.The prosés semprot tiis ieu dilumangsungkeun ku ngamangpaatkeun partikel-speed tinggi nu ngarobah énergi kinétik tina partikel kana deformasi plastik, galur jeung panas kana dampak jeung substrat atawa partikel saméméhna disimpen.
Poto lapangan nunjukkeun prosedur semprot tiis anu dianggo pikeun lima persiapan palapis MG/SUS 304 berturut-turut dina 550 °C.
Énergi kinétik partikel, sahingga moméntum unggal partikel dina formasi palapis, kudu dirobah jadi bentuk sejen énergi ngaliwatan mékanisme kayaning deformasi palastik (partikel awal jeung interaksi partikel-partikel dina substrat jeung interaksi partikel), voids Konsolidasi, rotasi partikel-partikel, galur sarta pamustunganana panas 39. Saterusna, kinetik mangrupa énergi pikeun koléstétik, sarta lamun teu kabeh jadi koléstétik jadi énergi. sion, nu hartina partikel saukur bounce deui sanggeus impact.It geus nunjuk kaluar yén 90% tina énergi dampak dilarapkeun ka partikel / bahan substrat dirobah jadi panas lokal 40 .Salajengna, nalika stress dampak diterapkeun, ongkos galur palastik tinggi kahontal dina partikel kontak / wewengkon substrat dina waktu anu pohara pondok41,42.
Deformasi palastik umumna dianggap prosés dissipation énergi, atawa leuwih husus, sumber panas di wewengkon interfaces.However, kanaékan suhu di wewengkon interfaces biasana teu cukup pikeun ngahasilkeun lebur interfaces atawa sacara signifikan ngamajukeun interdiffusion atom.No publikasi dipikawanoh pikeun pangarang investigates efek tina sipat ieu metallic powders glassy lumangsung bubuk tiis jeung deposition.
The BFI of MG Cu50Zr20Ni30 alloy bubuk bisa ditempo dina Gbr. 12a, nu ieu coated on substrat SUS 304 (Gbr. 11, 12b) .Sakumaha bisa ditempo ti gambar, powders coated ngajaga struktur amorf aslina maranéhna boga labyrinth hipu strukturna tanpa aya fitur kristalin tambahan atawa labyrinth nu nunjukkeun ayana defects lianna. ed ku nanopartikel diasupkeun kana MG-coated bubuk matrix (Gbr. 12a). Gambar 12c depicts nu saestuna pola difraksi nanobeam (NBDP) pakait jeung wewengkon I (Gambar 12a) .Saperti ditémbongkeun dina Gbr. 12c, NBDP némbongkeun hiji halo lemah difusi seukeut tur pola coexistsous kristal pajeujeut amorf jeung cubic agrégat badag tetempoan tetestabel jeung tetempoan badag. fase tragonal CuO. Formasi CuO bisa jadi attributed ka oksidasi bubuk nalika iinditan ti nozzle tina gun semprot ka SUS 304 dina hawa kabuka handapeun supersonic flow.On sisi séjén, anu devitrification tina powders glassy logam ngahontal formasi fase kubik badag sanggeus perlakuan semprot tiis dina 550 °C pikeun 30 mnt.
(a) Gambar FE-HRTEM bubuk mg coated on (b) substrat SUS 304 (inset gambar) .Indéks NBDP sahiji simbol sirkular ditémbongkeun dina (a) ditémbongkeun dina (c).
Pikeun pariksa mékanisme poténsi ieu pikeun formasi nanopartikel Zr2Ni kubik badag, hiji percobaan bebas dipigawé.Dina percobaan ieu, powders anu disemprot ti gun semprot dina 550 °C dina arah substrat SUS 304;kumaha oge, pikeun elucidate efek annealing tina powders, maranéhanana dikaluarkeun tina strip SUS304 gancang-gancang (kira-kira 60 detik) .Set sejen percobaan dilaksanakeun nu bubuk ieu dikaluarkeun tina substrat ngeunaan 180 detik sanggeus déposisi.
Angka 13a,b nunjukkeun gambar lapangan poék (DFI) diala ku scanning mikroskop éléktron transmisi (STEM) tina dua bahan disemprot disimpen dina substrat SUS 304 pikeun 60 s jeung 180 s, masing-masing. Gambar bubuk disimpen pikeun 60 detik teu boga rinci morfologis, némbongkeun featurelessness (Gbr. 13a, ieu ogé dikonfirmasi ku bubuk X, RD ieu ogé nunjukkeun yén struktur bubuk umum). d ku maxima difraksi primér sarta sekundér lega ditémbongkeun dina Gambar 14a. Ieu nunjukkeun henteuna présipitasi métastabil / mesophase, dimana bubuk nahan struktur amorf aslina na. Kontras, bubuk disemprot dina suhu anu sarua (550 °C), tapi ditinggalkeun dina substrat pikeun 180 s, nunjukkeun présipitasi présipitasi a, nano-3.