Asante kwa kutembelea Nature.com.Toleo la kivinjari unachotumia lina uwezo mdogo wa kutumia CSS.Kwa matumizi bora zaidi, tunapendekeza kwamba utumie kivinjari kilichosasishwa (au zima hali ya uoanifu katika Internet Explorer).Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tutaonyesha tovuti bila mitindo na JavaScript.
Filamu za kibayolojia ni sehemu muhimu katika ukuzaji wa maambukizo sugu, haswa wakati vifaa vya matibabu vinahusika.Tatizo hili linatoa changamoto kubwa kwa jamii ya matibabu, kwani antibiotics ya kawaida inaweza tu kutokomeza biofilms kwa kiwango kidogo sana.Kuzuia uundaji wa biofilm kumesababisha maendeleo ya mbinu mbalimbali za mipako na nyenzo mpya.Njia hizi zinalenga kufunika nyuso kwa namna ambayo huzuia uundaji wa melloystal, tillic na metali zinazojitokeza. d kama mipako bora ya antimicrobial. Wakati huo huo, matumizi ya teknolojia ya dawa ya baridi yameongezeka kwa kuwa ni njia inayofaa ya usindikaji nyenzo zinazohimili joto. Sehemu ya madhumuni ya utafiti huu ilikuwa kutengeneza glasi ya metali ya antibacterial ya riwaya inayoundwa na ternary Cu-Zr-Ni kwa kutumia mbinu za kiufundi za aloi. Poda ya spherical hutumika kama nyenzo ya kunyunyiza ya chuma isiyo na joto ambayo hutumika kama nyenzo isiyo na joto ya chuma isiyo na joto ambayo hutumika kama nyenzo baridi ya kunyunyiza. viunzi vilivyofunikwa kwa glasi ya metali viliweza kupunguza kwa kiasi kikubwa uundaji wa filamu ya kibayolojia kwa angalau logi 1 ikilinganishwa na chuma cha pua.
Katika historia yote ya mwanadamu, jamii yoyote imeweza kubuni na kukuza utangulizi wa nyenzo mpya zinazokidhi mahitaji yake mahususi, jambo ambalo limesababisha utendakazi bora na cheo katika uchumi wa utandawazi1. Daima imekuwa ikihusishwa na uwezo wa binadamu wa kutengeneza nyenzo na vifaa vya uwongo na miundo ya uundaji wa nyenzo na uainishaji ili kufikia mafanikio katika afya, elimu, tasnia, uchumi, utamaduni na nyanja zingine bila kujali maendeleo ya nchi au mkoa mwingine.2 Kwa miaka 60, wanasayansi wa nyenzo wametumia muda wao mwingi kuzingatia jambo moja kuu: utafutaji wa riwaya na nyenzo za kisasa.Utafiti wa hivi karibuni umezingatia kuboresha ubora na utendaji wa nyenzo zilizopo, pamoja na kuunganisha na kuvumbua aina mpya kabisa za nyenzo.
Kuongezewa kwa vipengee vya aloi, urekebishaji wa muundo wa nyenzo, na utumiaji wa mbinu za uchakataji wa joto, mitambo au thermo-mitambo kumesababisha uboreshaji mkubwa katika sifa za mitambo, kemikali na kimwili ya nyenzo mbalimbali. Zaidi ya hayo, misombo ambayo haijasikika hadi sasa imeunganishwa kwa mafanikio katika hatua hii. Jitihada hizi zinazoendelea zimekusanya nyenzo za asili za asili2. noparticles, nanotubes, quantum dots, zero-dimensional, glasi za metali za amofasi, na aloi za juu-entropy ni baadhi tu ya mifano ya nyenzo za hali ya juu zilizoletwa ulimwenguni tangu katikati ya karne iliyopita. Wakati wa kutengeneza na kutengeneza aloi mpya zenye sifa bora zaidi, ama katika bidhaa ya mwisho au katika hatua za kati za utengenezaji wake, shida ya urekebishaji mpya mara nyingi huongezwa kutoka kwa uboreshaji wa mbinu mpya. librium, aina mpya kabisa ya aloi zinazoweza metastable, inayojulikana kama glasi za metali, imegunduliwa.
Kazi yake huko Caltech mwaka wa 1960 ilileta mapinduzi katika dhana ya aloi za chuma alipounganisha kioo cha Au-25 kwa.% Aloi za Si kwa kuimarisha vimiminiko kwa haraka kwa karibu digrii milioni kwa sekunde masomo ya upainia katika awali ya aloi za MG, karibu glasi zote za metali zimezalishwa kabisa kwa kutumia mojawapo ya njia zifuatazo;(i) ugandaji wa haraka wa kuyeyuka au mvuke, (ii) kuharibika kwa atomiki ya kimiani, (iii) mienendo ya hali dhabiti ya amorphization kati ya vipengele vya metali safi, na (iv) mabadiliko ya hali dhabiti ya awamu zinazoweza kubadilika.
MG zinatofautishwa na ukosefu wao wa mpangilio wa atomiki wa masafa marefu unaohusishwa na fuwele, ambayo ni sifa inayofafanua ya fuwele.Katika ulimwengu wa leo, maendeleo makubwa yamepatikana katika uwanja wa glasi ya metali.Ni nyenzo za riwaya zilizo na mali ya kuvutia ambayo ni ya kupendeza sio tu katika fizikia ya hali ngumu, lakini pia katika madini, kemia ya uso, teknolojia, huonyesha nyenzo za aina nyingi za kuvutia kutoka kwa aina mpya ya chuma. matumizi ya kiteknolojia katika nyanja mbalimbali.Wana baadhi ya mali muhimu;(i) upenyezaji wa juu wa mitambo na nguvu ya mavuno, (ii) upenyezaji wa juu wa sumaku, (iii) nguvu ya chini, (iv) upinzani usio wa kawaida wa kutu, (v) uhuru wa joto Uendeshaji wa 6,7.
Aloi ya mitambo (MA)1,8 ni mbinu mpya, iliyoanzishwa kwa mara ya kwanza mwaka wa 19839 na Prof. CC Kock na wenzake. Walitayarisha poda ya amofasi ya Ni60Nb40 kwa kusaga mchanganyiko wa vipengele safi kwenye joto la kawaida karibu sana na joto la kawaida.Kwa kawaida, mwitikio wa MA hufanywa kati ya uunganishaji mtawanyiko wa poda za nyenzo zinazoathiriwa kwenye kiyeyeyusha, kwa kawaida hutengenezwa kwa chuma cha pua kwenye kinu cha 10 (Mchoro 1a, b).Tangu wakati huo, mbinu hii ya mmenyuko wa hali dhabiti iliyochochewa na kiufundi imetumiwa kuandaa riwaya ya amofasi/metali ya aloi ya kioo. poda ya aloi ya glasi 1 vizuri kama kinu 1 cha chini, kinu 1 cha nishati. 2,13,14,15 , 16.Hasa, mbinu hii imetumika kuandaa mifumo isiyoweza kueleweka kama vile Cu-Ta17, pamoja na aloi za kiwango cha juu cha kuyeyuka kama vile mifumo ya chuma ya Al-transition (TM; Zr, Hf, Nb na Ta)18,19 na Fe-W20, ambayo haiwezi kupatikana kwa kutumia zana zenye nguvu zaidi za utayarishaji wa teknolojia ya kiviwanda, MAF ni utayarishaji wa njia za kiviwanda zenye nguvu zaidi. le nanocrystalline na chembe za unga wa nanocomposite za oksidi za chuma, carbidi, nitridi, hidridi, nanotubes za kaboni, nanodiamonds, Pamoja na uimarishaji mpana kupitia mbinu ya juu-chini 1 na hatua zinazoweza kubadilika.
Mchoro unaoonyesha mbinu ya uundaji iliyotumika kuandaa mipako ya glasi ya metali ya Cu50(Zr50−xNix) (MG)/SUS 304 katika utafiti huu.(a) Maandalizi ya poda za aloi za MG zenye viwango tofauti vya Ni x (x; 10, 20, 30 na 40 at.%) kwa kutumia mpira wa nishati ya chini kwenye chombo cha kusagisha chuma na chombo cha kusagia b. hutiwa muhuri katika kisanduku cha glavu kilichojaa anga la He.(c) Mfano wa uwazi wa chombo cha kusagia unaoonyesha mwendo wa mpira wakati wa kusaga. Bidhaa ya mwisho ya unga iliyopatikana baada ya saa 50 ilitumiwa kupaka substrate ya SUS 304 kwa kutumia njia ya kunyunyizia baridi (d).
Linapokuja suala la nyuso za nyenzo kwa wingi (substrates), uhandisi wa uso unahusisha muundo na urekebishaji wa nyuso (substrates) ili kutoa sifa fulani za kimwili, kemikali na kiufundi ambazo hazijajumuishwa katika nyenzo asili ya wingi. Baadhi ya mali ambazo zinaweza kuboreshwa kwa ufanisi na matibabu ya uso ni pamoja na upinzani wa abrasion, oxidation na upinzani wa kutu, mgawo wa msuguano, bio-inertness kwa kutumia sifa za metali inaweza kuboresha sifa za chuma, na kuboresha sifa za umeme. mbinu za al, mitambo au kemikali.Kama mchakato unaojulikana sana, mipako inafafanuliwa kwa urahisi kuwa tabaka moja au nyingi za nyenzo zilizowekwa bandia kwenye uso wa kitu kikubwa (substrate) kilichofanywa kwa nyenzo nyingine.Hivyo, mipako hutumiwa kwa sehemu kufikia baadhi ya sifa za kiufundi au za mapambo zinazohitajika, pamoja na kulinda nyenzo kutoka kwa mwingiliano wa kemikali na kimwili unaotarajiwa na mazingira ya jirani23.
Ili kuweka tabaka zinazofaa za ulinzi wa uso na unene wa kuanzia mikromita chache (chini ya mikromita 10-20) hadi zaidi ya mikromita 30 au hata milimita chache, mbinu na mbinu nyingi zinaweza kutumika. Kwa ujumla, michakato ya kupaka inaweza kugawanywa katika makundi mawili: (i) mbinu za mipako ya mvua, ikiwa ni pamoja na electroplating, electroless plating, na njia za kukausha moto, njia za kukausha, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto, kupaka moto. , uwekaji wa mvuke halisi (PVD), uwekaji wa mvuke wa kemikali (CVD), mbinu za kunyunyizia mafuta na mbinu za hivi karibuni za dawa baridi 24 (Mchoro 1d).
Filamu za kibayolojia hufafanuliwa kuwa jumuiya za vijiumbe vidogo ambavyo vimeunganishwa kwa njia isiyoweza kutenduliwa kwenye nyuso na kuzungukwa na polima za ziada zinazojizalisha zenyewe (EPS). Uundaji wa filamu za kibayolojia zilizokomaa juu juu zinaweza kusababisha hasara kubwa katika sekta nyingi za viwanda, ikiwa ni pamoja na sekta ya chakula, mifumo ya maji na mazingira ya huduma ya afya. Kwa binadamu, wakati filamu za viumbe hai zinaundwa, zaidi ya 80% ya visa vya maambukizi ya bakteria wadogo wadogo (Statrophylus) ni zaidi ya 80% vigumu kutibu.Aidha, filamu za kibayolojia zilizokomaa zimeripotiwa kuwa sugu kwa matibabu ya viuavijasumu mara 1000 ikilinganishwa na seli za bakteria za planktonic, ambayo inachukuliwa kuwa changamoto kubwa ya matibabu. Nyenzo za kufunika uso wa antimicrobial zinazotokana na misombo ya kikaboni ya kawaida zimetumika kihistoria.
Upinzani mkubwa wa bakteria kwa matibabu ya viua vijasumu kwa sababu ya uundaji wa biofilm umesababisha hitaji la kukuza uso mzuri wa antimicrobial uliofunikwa na utando ambao unaweza kutumika kwa usalama27. Ukuzaji wa uso wa kidunia au kemikali ambao seli za bakteria huzuiwa kufunga na kuunda filamu za kibayolojia kwa sababu ya kushikana ndio njia ya kwanza katika mchakato huu kuunda teknolojia ya antimicrobial ambayo inawasha kemikali ya pili. Inahitajika, kwa viwango vilivyokolezwa sana na vilivyowekwa maalum. Hii inafikiwa kwa kutengeneza nyenzo za kipekee za upakaji kama vile graphene/germanium28, almasi nyeusi29 na mipako ya kaboni inayofanana na almasi ya ZnO30 ambayo inastahimili bakteria, teknolojia inayoongeza sumu na ukuzaji upinzani kutokana na uundaji wa filamu ya kibayolojia hupunguzwa kwa kiasi kikubwa. Udhibiti unazidi kuwa maarufu.Ingawa taratibu zote tatu zina uwezo wa kutoa athari za antimicrobial kwenye nyuso zilizofunikwa, kila moja ina seti yake ya mapungufu ambayo inapaswa kuzingatiwa wakati wa kuunda mikakati ya utumaji.
Bidhaa zinazouzwa kwa sasa zinatatizwa na muda usiotosha wa kuchanganua na kujaribu mipako ya kinga kwa viambato vinavyotumika kibiolojia.Kampuni zinadai kuwa bidhaa zao zitawapa watumiaji vipengele vya utendaji vinavyohitajika;hata hivyo, hiki kimekuwa kikwazo kwa mafanikio ya bidhaa zilizopo sokoni kwa sasa. Michanganyiko inayotokana na fedha hutumiwa katika idadi kubwa ya matibabu ya antimicrobial ambayo sasa yanapatikana kwa watumiaji. Bidhaa hizi zimetengenezwa ili kulinda watumiaji kutokana na athari zinazoweza kuwa hatari za vijidudu. Athari ya antimicrobial iliyocheleweshwa na sumu inayohusishwa ya misombo ya fedha huongeza shinikizo kwa watafiti kuunda antimicrobial ya kimataifa na ya chini7. bado inaonekana kuwa kazi ya kuogofya.Hii ni kwa sababu ya hatari zinazohusiana na afya na usalama.Kugundua wakala wa antimicrobial ambayo haina madhara kidogo kwa binadamu na kufikiria jinsi ya kuiingiza kwenye substrates za mipako yenye maisha marefu ya rafu ni lengo linalotafutwa sana38. Dawa za hivi punde za antimicrobial na anti-biofilm zinaweza kusanifiwa kwa karibu au kuua. kuzuia mshikamano wa awali wa bakteria (ikiwa ni pamoja na kukabiliana na uundaji wa safu ya protini juu ya uso) au kwa kuua bakteria kwa kuingilia kati ya ukuta wa seli.
Kimsingi, mipako ya uso ni mchakato wa kuweka safu nyingine juu ya uso wa sehemu ili kuimarisha sifa zinazohusiana na uso.Lengo la mipako ya uso ni kurekebisha muundo wa microstructure na / au utungaji wa eneo la karibu la uso wa sehemu39. Mbinu za mipako ya uso zinaweza kugawanywa katika mbinu tofauti, ambazo zimefupishwa katika Mtini. mipako.
(a) Ndani inayoonyesha mbinu kuu za uundaji zinazotumika kwa uso, na (b) faida na hasara zilizochaguliwa za mbinu ya kunyunyizia baridi.
Teknolojia ya dawa ya baridi inashiriki mambo mengi yanayofanana na mbinu za kawaida za dawa ya joto.Hata hivyo, pia kuna baadhi ya mali muhimu za kimsingi zinazofanya mchakato wa dawa baridi na nyenzo za kunyunyiza baridi kuwa za kipekee.Teknolojia ya dawa ya baridi bado iko changa, lakini ina mustakabali mzuri.Katika baadhi ya matumizi, sifa za kipekee za dawa baridi hutoa faida kubwa, kushinda vikwazo vya asili vya upuliziaji wa kawaida wa dawa ya joto, ambayo lazima kushinda vikwazo vya kawaida vya dawa ya joto wakati wa utaratibu wa dawa ya joto. kuweka kwenye substrate. Ni wazi, mchakato huu wa kupaka wa kitamaduni haufai kwa nyenzo zinazohimili joto kama vile nanocrystals, nanoparticles, amofasi na glasi za metali40, 41, 42. Zaidi ya hayo, nyenzo za mipako ya dawa ya joto daima huonyesha kiwango cha juu cha upole na oksidi. katika uchaguzi wa mipako ya substrate, (iii) kutokuwepo kwa mabadiliko ya awamu na ukuaji wa nafaka , (iv) nguvu ya juu ya dhamana1,39 (Mtini.2b) Aidha, vifaa vya mipako ya dawa baridi vina upinzani wa juu wa kutu, nguvu ya juu na ugumu, conductivity ya juu ya umeme na wiani wa juu41. Kinyume na manufaa ya mchakato wa dawa ya baridi, bado kuna baadhi ya hasara za kutumia mbinu hii, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 2b. Wakati wa kupaka poda safi za kauri kama vile Al2O3, TiO2, njia ya baridi ya kauri, ZrO2, nk haiwezi kutumika. poda zenye mchanganyiko zinaweza kutumika kama malighafi ya mipako. Vile vile huenda kwa njia zingine za kunyunyizia mafuta. Nyuso ngumu na nyuso za bomba za ndani bado ni ngumu kunyunyiza.
Kwa kuzingatia kwamba kazi ya sasa inalenga kutumia poda za glasi za metali kama malighafi ya kufunika, ni wazi kuwa unyunyiziaji wa kawaida wa mafuta hauwezi kutumika kwa madhumuni haya.Hii ni kwa sababu poda za glasi za metali hung'aa kwa joto la juu1.
Zana nyingi zinazotumiwa katika tasnia ya matibabu na chakula zimetengenezwa kwa aloi za chuma cha pua austenitic (SUS316 na SUS304) zenye maudhui ya kromiamu kati ya 12 na 20 wt% kwa ajili ya utengenezaji wa vifaa vya upasuaji. Inakubaliwa kwa ujumla kuwa matumizi ya chuma cha kromiamu kama kipengele cha aloi katika aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi za aloi zinaweza kuboresha aloi za aloi za aloi za kawaida. licha ya upinzani wao wa juu wa kutu, hazionyeshi mali muhimu za antimicrobial38,39.Hii inatofautiana na upinzani wao wa juu wa kutu.Baada ya hayo, maendeleo ya maambukizi na kuvimba yanaweza kutabiriwa, ambayo husababishwa hasa na kujitoa kwa bakteria na ukoloni juu ya uso wa biomaterials ya chuma cha pua.Ugumu mkubwa unaweza kutokea kutokana na matatizo makubwa ya afya, ambayo inaweza kusababisha ugumu wa kushikamana na bakteria, ambayo inaweza kusababisha ugumu wa kufichua na kusababisha uharibifu wa bakteria. inaweza kuwa na matokeo mengi ambayo yanaweza kuathiri moja kwa moja au kwa njia isiyo ya moja kwa moja afya ya binadamu.
Utafiti huu ni awamu ya kwanza ya mradi unaofadhiliwa na Kuwait Foundation for the Advancement of Science (KFAS), Mkataba Na. 2010-550401, kuchunguza uwezekano wa kuzalisha metali glassy Cu-Zr-Ni ternary powders kwa kutumia teknolojia ya MA (Jedwali 1 ) kwa ajili ya uzalishaji wa filamu ya antibacterial/SUS304 kuanza awamu ya pili ya ulinzi wa uso wa Januari. sifa za kutu za electrochemical na mali ya mitambo ya mfumo kwa undani.Uchunguzi wa kina wa microbiological utafanyika kwa aina tofauti za bakteria.
Katika karatasi hii, athari ya maudhui ya kipengele cha Zr alloying juu ya uwezo wa kutengeneza kioo (GFA) inajadiliwa kwa kuzingatia sifa za kimofolojia na kimuundo. Aidha, mali ya antibacterial ya mipako ya poda ya glasi ya metali/SUS304 ilijadiliwa pia. .Kama mifano wakilishi, aloi za kioo za metali za Cu50Zr30Ni20 na Cu50Zr20Ni30 zimetumika katika utafiti huu.
Katika sehemu hii, mabadiliko ya kimofolojia ya poda za msingi za Cu, Zr na Ni katika usagaji wa mpira wa nishati kidogo yanawasilishwa. Kama mifano ya kielelezo, mifumo miwili tofauti inayojumuisha Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr40Ni10 itatumika kama mifano wakilishi. Mchakato wa MA unaweza kugawanywa katika hatua tatu tofauti, kama inavyoonyeshwa na hatua ya kusaga ya metallografia inayotolewa wakati wa kusaga sifa za metali.
Sifa za metallografia za poda za aloi za kimakenika (MA) zilizopatikana baada ya hatua tofauti za muda wa kusaga mpira. Picha za kuchanganua uzalishaji wa shambani kwa hadubini ya elektroni (FE-SEM) za poda za MA na Cu50Zr40Ni10 zilizopatikana baada ya nyakati za kusaga mpira zenye nishati ya saa 3, 12 na 50 zinaonyeshwa katika (a), (c) kwa mfumo wa M2000 sawa na picha za Cupo, na (e) kwa Cupo ya M200. mfumo wa Cu50Zr40Ni10 unaochukuliwa baada ya muda umeonyeshwa katika (b), (d) na (f).
Wakati wa kusaga mpira, nishati ya kinetic yenye ufanisi ambayo inaweza kuhamishiwa kwenye unga wa chuma huathiriwa na mchanganyiko wa vigezo, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 1a. Hii ni pamoja na migongano kati ya mipira na poda, kukata kwa ukandamizaji wa poda iliyokwama kati au kati ya vyombo vya kusaga, athari za mipira inayoanguka, kukata na kuvaa kwa sababu ya kuburuta kwa poda kati ya kusonga mpira milling kupitia vyombo vya habari vya Fall, mshtuko wa wimbi la mshtuko. Zr, na poda za Ni ziliharibika sana kwa sababu ya kulehemu baridi katika hatua ya awali ya MA (saa 3), na kusababisha chembe kubwa za unga (> 1 mm kwa kipenyo). Chembe hizi kubwa za mchanganyiko zina sifa ya kuunda tabaka nene za vipengele vya alloying (Cu, Zr, Ni), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3a, b.Kuongezeka kwa hatua ya 12 ya nishati ya MAh ili kuongezeka kwa muda wa MAh. ll, na kusababisha mtengano wa poda ya mchanganyiko kuwa poda laini zaidi (chini ya 200 µm), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 3c, d. Katika hatua hii, nguvu inayotumika ya kukata manyoya inaongoza kwenye uundaji wa uso mpya wa chuma wenye tabaka laini za kidokezo za Cu, Zr, Ni, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini.
Katika kilele cha mchakato wa MA (baada ya 50 h), metallografia iliyoharibika ilionekana tu (Mchoro 3e, f), lakini uso uliosafishwa wa poda ulionyesha metallography ya kioo.Hii ina maana kwamba mchakato wa MA umekamilika na kuundwa kwa awamu moja ya mmenyuko imetokea. Muundo wa kipengele wa mikoa indexed katika Mtini. M) pamoja na uchunguzi wa X-ray wa kutawanya nishati (EDS) (IV).
Katika Jedwali la 2, viwango vya msingi vya vipengele vya aloi vinaonyeshwa kama asilimia ya uzito wa jumla wa kila eneo lililochaguliwa katika Mchoro 3e, f. Wakati wa kulinganisha matokeo haya na nyimbo za awali za Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr40Ni10 zilizoorodheshwa katika Jedwali la 1, inaweza kuonekana kuwa utunzi wa tungo hizi mbili za mwisho zinalingana na bidhaa zingine zinazolingana na thamani ya mwisho ya bidhaa hizi mbili. kwa mikoa iliyoorodheshwa katika Mchoro 3e, f haimaanishi kuzorota kwa kiasi kikubwa au kushuka kwa thamani katika utungaji wa kila sampuli kutoka eneo moja hadi jingine.Hii inathibitishwa na ukweli kwamba hakuna mabadiliko katika utungaji kutoka eneo moja hadi jingine.Hii inaashiria uzalishaji wa poda za aloi za homogeneous, kama inavyoonyeshwa katika Jedwali la 2.
Maikrografu za FE-SEM za poda ya mwisho ya Cu50(Zr50−xNix) zilipatikana baada ya mara 50 za MA, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4a–d, ambapo x ni 10, 20, 30 na 40 kwa.%. chembe zenye kipenyo cha kuanzia nm 73 hadi 126, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 4.
Sifa za kimofolojia za poda za Cu50(Zr50−xNix) zilizopatikana baada ya muda wa MA wa saa 50. Kwa Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, mifumo ya Cu50Zr10Ni40, picha za FE-SEM za poda zilizopatikana baada ya 50), (b) mara 50 (mtawaliwa), (b) (mtawaliwa), (mtawaliwa) na MA.
Kabla ya kupakia poda kwenye feeder ya dawa baridi, ziliwekwa soni kwa kwanza katika ethanol ya kiwango cha uchambuzi kwa dakika 15 na kisha kukaushwa kwa 150 ° C kwa saa 2. Hatua hii lazima ichukuliwe ili kupambana na mchanganyiko ambao mara nyingi husababisha matatizo mengi muhimu katika mchakato wa mipako. Baada ya mchakato wa MA kukamilika, sifa zaidi zilifanyika ili kuchunguza poda ya SEE-FEMREgene. maikrografu na picha zinazolingana za EDS za vipengee vya aloi vya Cu, Zr na Ni vya aloi ya Cu50Zr30Ni20 iliyopatikana baada ya saa 50 za M wakati, mtawaliwa. Ikumbukwe kwamba poda za aloi zinazozalishwa baada ya hatua hii ni sawa kwa vile hazionyeshi mabadiliko yoyote ya utunzi zaidi ya kiwango cha 5 cha nanogu, kama inavyoonyeshwa.
Mofolojia na usambazaji wa vipengele vya MG Cu50Zr30Ni20 vilivyopatikana baada ya mara 50 za MA kwa FE-SEM/energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS).(a) SEM na X-ray EDS ramani ya (b) Cu-Kα, (c) Zr-Lα na (d) picha za Ni-Kα.
Mifumo ya XRD ya poda zilizounganishwa kimitambo Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 na Cu50Zr20Ni30 zilizopatikana baada ya muda wa MA wa saa 50 zinaonyeshwa kwenye Mchoro 6a–d, mtawalia.Baada ya hatua hii ya usagaji, sampuli za mkusanyiko wa Zr zilionyesha muundo tofauti wa muundo wa amofafa. 6.
Mifumo ya XRD ya (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 na (d) Cu50Zr20Ni30 poda baada ya muda wa MA wa h 50. Sampuli zote bila ubaguzi zilionyesha muundo wa uenezi wa halo, ikimaanisha uundaji wa awamu ya amofasi.
Usambazaji wa hadubini ya elektroni ya azimio la juu (FE-HRTEM) ilitumika kuchunguza mabadiliko ya muundo na kuelewa muundo wa ndani wa poda zinazotokana na kusaga mpira kwa nyakati tofauti za MA. Picha za FE-HRTEM za poda zilizopatikana baada ya hatua za mapema (saa 6) na za kati (saa 18) za kusaga kwa Cu50Zr0020c4 na Cu502C zimeonyeshwa kwenye poda ya Cu50Zr0020C4020C. , kwa mtiririko huo.Kulingana na taswira ya shamba angavu (BFI) ya poda inayotolewa baada ya MA​ 6 h, unga huo unajumuisha nafaka kubwa zilizo na mipaka iliyobainishwa vyema ya vipengele fcc-Cu, hcp-Zr na fcc-Ni, na hakuna dalili kwamba awamu ya majibu imeundwa, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7a.Mchoro wa sehemu ya kati umebainishwa zaidi kutoka kwa eneo la kati. muundo wa diffraction ya cusp (Kielelezo 7b), ikionyesha kuwepo kwa fuwele kubwa na kutokuwepo kwa awamu ya tendaji.
Sifa za kimuundo za ndani za poda ya MA iliyopatikana baada ya hatua za mapema (saa 6) na za kati (saa 18). (a) hadubini ya elektroni ya utoaji wa azimio la juu (FE-HRTEM), na (b) muundo unaolingana wa mtengano wa eneo uliochaguliwa (SADP) wa poda ya Cu50Zr30Ni20 baada ya matibabu ya MA kwa h. imeonyeshwa katika (c).
Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 7c, kuongeza muda wa MA hadi 18 h ilisababisha kasoro kali za kimiani pamoja na deformation ya plastiki. Wakati wa hatua hii ya kati ya mchakato wa MA, unga unaonyesha kasoro mbalimbali, ikiwa ni pamoja na makosa ya stacking, kasoro za kimiani, na kasoro za uhakika (Mchoro 7) . 7c).
Muundo wa ndani wa poda ya Cu50Z30Ni20 iliyosagwa kwa muda wa h 36 ya MA ina uundaji wa nanograini za hali ya juu zilizopachikwa kwenye tumbo laini la amofasi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 8a.Uchanganuzi wa EDS wa Kienyeji ulionyesha kuwa nanoclusters hizo zilizoonyeshwa kwenye Mchoro 8a zilihusishwa na Cullo, Zr na Nit-flux ya vipengele vilivyochakatwa vya muda sawa na Cullo. 2 kwa.% (eneo konda) hadi ~74 kwa.% (eneo tajiri), ikionyesha uundaji wa bidhaa tofauti tofauti.Zaidi ya hayo, SADPs zinazolingana za poda zilizopatikana baada ya kusaga katika hatua hii zinaonyesha pete za msingi na za upili za awamu ya amofasi zinazoeneza halo, zinazopishana na ncha kali zinazohusiana na vipengele hivyo ghafi vya aloi, kama inavyoonyeshwa kwenye Mtini.
Zaidi ya 36 h-Cu50Zr30Ni20 vipengele vya muundo wa ndani vya unga nanoscale.(a) Picha ya uga angavu (BFI) na sambamba (b) SADP ya poda ya Cu50Zr30Ni20 iliyopatikana baada ya kusaga kwa muda wa h 36 MA.
Karibu na mwisho wa mchakato wa MA (50 h), Cu50(Zr50−xNix), X;10, 20, 30 na 40 kwa.% poda mara kwa mara huwa na mofolojia ya awamu ya amofasi ya labyrinthine kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 9a-d. Katika SADP sambamba ya kila utunzi, hakuna tofauti zinazofanana na nukta au mifumo mikali ya annular iliyoweza kugunduliwa. mifumo ya uchanganyaji pia ilitumika kama ushahidi wa ukuzaji wa awamu za amofasi katika nyenzo za mwisho za bidhaa.
Muundo wa ndani wa bidhaa ya mwisho ya mfumo wa MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM na mifumo iliyounganishwa ya nanobeam diffraction (NBDP) ya (a) Cu50Zr40Ni10, (b) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30Z iliyopatikana baada ya 50Ni30 ya MAh 5 Cu50 na (d0) Cu50Zr20Ni30 na (d0)
Uthabiti wa joto wa halijoto ya mpito ya glasi (Tg), eneo la kioevu kilichopozwa (ΔTx) na halijoto ya kuangazia fuwele (Tx) kama utendaji wa Ni maudhui (x) ya mfumo wa amofasi Cu50(Zr50−xNix) umechunguzwa kwa kutumia uchanganuzi tofauti wa Calorimetry (DSC) ya sifa chini ya mtiririko wa gesi ya He ya 4002Zr 400200 TSC 50200 na TSC 5020DSC. Cu50Zr10Ni40 aloi ya poda ya amofasi iliyopatikana baada ya muda wa MA wa saa 50 imeonyeshwa kwenye Mchoro 10a, b, e, mtawalia.Wakati mdundo wa DSC wa Cu50Zr20Ni30 wa amofasi umeonyeshwa kando katika Mchoro 10c.Wakati huohuo, sampuli ya Cu50Zr0 imeonyeshwa katika DSC ~C70Ni20Ni20Ni20.
Uthabiti wa halijoto ya poda za Cu50(Zr50−xNix) MG zilizopatikana baada ya muda wa MA wa saa 50, kama inavyoonyeshwa na halijoto ya mpito ya glasi (Tg), halijoto ya fuwele (Tx), na eneo la kioevu lisilopozwa (ΔTx).Kijoto cha kupima tofauti cha kalori (DSC) cha (a) Cu050000,4b0 Cu050Zr500 (4) Cu050Zr5000 (DSC) Cu050Zr500 (4) Cu050Zr0000 (4) Cu05000 Zr4000 Zr 40000 Zr00000000. Zr20Ni30 na (e) Cu50Zr10Ni40 MG aloi poda baada ya muda MA ya 50 h.Mchoro wa diffraction ya X-ray (XRD) wa sampuli ya Cu50Zr30Ni20 iliyopashwa joto hadi ~700 °C katika DSC inaonyeshwa katika (d).
Kama inavyoonyeshwa katika Mchoro wa 10, mikondo ya DSC ya tungo zote zilizo na viwango tofauti vya Ni (x) zinaonyesha hali mbili tofauti, moja ya mwisho wa joto na nyingine ya nje ya hewa. Tukio la kwanza la mwisho wa joto hulingana na Tg, wakati la pili linahusiana na Tx. Eneo la mlalo la span lililopo kati ya Tg na Tx linaitwa eneo la kioevu lililopozwa kidogo = Tx5 Tx - Tx inaonyesha matokeo ya Tx ya Tx - Tx. Sampuli ya 40Ni10 (Kielelezo 10a), iliyowekwa kwenye 526°C na 612°C, sogeza maudhui (x) hadi 20 kwa.% kuelekea upande wa halijoto ya chini ya 482°C na 563°C na kuongezeka kwa maudhui ya Ni (x), mtawalia , kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 10b. Kwa sababu hiyo, the CuNi010C000C0000C CuNi10 kutoka CuNi10 Txr inapungua kutoka 601 ΔT4 ) hadi 81 °C kwa Cu50Zr30Ni20 (Mchoro 10b). Kwa aloi ya MG Cu50Zr40Ni10, pia ilizingatiwa kuwa maadili ya Tg, Tx na ΔTx yalipungua hadi kiwango cha 447 ° C, 526 ° C na 79 ° C (Kielelezo 10 cha kupungua kwa MG). aloi.Kinyume chake, thamani ya Tg (507 °C) ya aloi ya MG Cu50Zr20Ni30 ni ya chini kuliko ile ya aloi ya MG Cu50Zr40Ni10;hata hivyo, Tx yake inaonyesha thamani inayolingana na ya awali (612 °C). Kwa hiyo, ΔTx inaonyesha thamani ya juu (87 ° C), kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 10c.
Mfumo wa MG Cu50(Zr50−xNix), ukichukua aloi ya MG Cu50Zr20Ni30 kama mfano, hung'aa kupitia kilele chenye ncha kali ya hewa ndani ya awamu za fuwele za fcc-ZrCu5, orthorhombic-Zr7Cu10 na orthorhombic-ZrNi30 (Mtini. sampuli (Mtini. 10d), ambayo ilipashwa joto hadi 700 °C katika DSC.
Kielelezo cha 11 kinaonyesha picha zilizopigwa wakati wa mchakato wa kunyunyizia dawa baridi unaofanywa katika kazi ya sasa. Katika utafiti huu, chembe za chuma zinazofanana na glasi zilizounganishwa baada ya muda wa MA wa h 50 (kwa mfano wa Cu50Zr20Ni30) zilitumika kama malighafi ya antibacterial, na sahani ya chuma cha pua (SUS304) ilipakwa kwa njia ya baridi ya kunyunyiza kwa teknolojia ya baridi iliyochaguliwa. njia katika msururu wa dawa ya kupuliza na inaweza kutumika kwa nyenzo nyeti za metali zinazoweza kumetastable kama vile poda za amofasi na nanocrystalline, ambazo haziathiriwi na mabadiliko ya awamu .Hii ndiyo sababu kuu ya kuchagua njia hii.Mchakato wa dawa baridi hufanywa kwa kutumia chembe za kasi ya juu ambazo hubadilisha nishati ya kinetiki ya chembe kuwa mgeuko wa plastiki, na kuchujwa na chembe ndogo ya joto iliyowekwa hapo awali.
Picha za shamba zinaonyesha utaratibu wa kunyunyizia baridi unaotumika kwa matayarisho matano mfululizo ya MG coating/SUS 304 katika 550 °C.
Nishati ya kinetiki ya chembe, na hivyo kasi ya kila chembe katika uundaji wa mipako, lazima igeuzwe kuwa aina nyingine za nishati kupitia njia kama vile deformation ya plastiki (chembe ya awali na mwingiliano wa chembe katika substrate na mwingiliano wa chembe), Uimarishaji wa voids, mzunguko wa chembe, matatizo na hatimaye kubadilisha joto kuwa 39. ni mgongano wa elastic, ambayo ina maana kwamba chembe hurudi nyuma tu baada ya athari.Imeelezwa kuwa 90% ya nishati ya athari inayotumiwa kwa nyenzo ya chembe/substrate inabadilishwa kuwa joto la ndani 40 .Zaidi ya hayo, wakati mkazo wa athari unatumika, viwango vya juu vya matatizo ya plastiki hupatikana katika eneo la chembe/substrate kwa muda mfupi sana41,42.
Uharibifu wa plastiki kwa ujumla huchukuliwa kuwa mchakato wa kusambaza nishati, au hasa zaidi, chanzo cha joto katika eneo la uso wa uso.Hata hivyo, ongezeko la joto katika eneo la uso wa uso kwa kawaida haitoshi kuzalisha kuyeyuka kwa uso au kukuza kwa kiasi kikubwa uingiliano wa atomiki.Hakuna uchapishaji unaojulikana kwa waandishi unaochunguza athari za mali za poda hizi za metali za kioo kwenye utuaji wa poda zinapotumika.
BFI ya MG Cu50Zr20Ni30 aloi poda inaweza kuonekana katika Mtini. 12a, ambayo ilikuwa coated juu ya substrate SUS 304 (Mtini. 11, 12b).Kama inavyoonekana kutoka takwimu, poda coated kudumisha muundo wao wa awali wa amofasi kama wao delicate labyrinth muundo au latti sifa nyingine ya kioo defect ya mkono. awamu ya ous, kama inavyopendekezwa na nanoparticles kuingizwa kwenye tumbo la unga lililofunikwa na MG (Mchoro 12a). Kielelezo 12c kinaonyesha muundo wa diffraction wa nanobeam uliowekwa indexed (NBDP) unaohusishwa na eneo la I (Mchoro 12a). Kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 12c, NBDP inaonyesha muundo dhaifu wa koni ya fuwele ya alofifu na muundo dhaifu wa koni ya fuwele ya alomorphous ya halomorphous ya halofa. Zr2Ni metastable pamoja na awamu ya tetragonal CuO.Uundaji wa CuO unaweza kuhusishwa na oxidation ya poda wakati wa kusafiri kutoka kwa pua ya bunduki ya dawa hadi SUS 304 katika hewa ya wazi chini ya mtiririko wa supersonic.
(a) Picha ya FE-HRTEM ya poda ya MG iliyopakwa (b) SUS 304 substrate (sehemu ya kielelezo). Kielezo cha NBDP cha alama ya mduara iliyoonyeshwa katika (a) imeonyeshwa katika (c).
Ili kuthibitisha utaratibu huu unaowezekana wa kuundwa kwa nanoparticles kubwa za cubic Zr2Ni, jaribio la kujitegemea lilifanyika.Katika jaribio hili, poda zilinyunyiziwa kutoka kwa bunduki ya dawa kwenye 550 ° C kwa mwelekeo wa substrate ya SUS 304;hata hivyo, ili kufafanua athari ya annealing ya poda, waliondolewa kutoka kwa ukanda wa SUS304 haraka iwezekanavyo (kama sekunde 60). Seti nyingine ya majaribio ilifanyika ambayo poda ilitolewa kutoka kwa substrate kuhusu sekunde 180 baada ya kuwekwa.
Kielelezo 13a,b kinaonyesha picha za uga wa giza (DFI) zilizopatikana kwa kuchanganua hadubini ya elektroni ya upitishaji (STEM) ya vifaa viwili vilivyonyunyiziwa vilivyowekwa kwenye substrates za SUS 304 kwa s 60 na s 180, mtawalia. Picha ya poda iliyowekwa kwa sekunde 60 haina maelezo ya kimofolojia, inayoonyesha kutokuwa na kipengele (Kielelezo, muundo wa XR, ambao pia ulithibitishwa na XR, muundo huu wa jumla ulithibitishwa na XR). , kama inavyoonyeshwa na upeo mpana wa mtawanyiko wa msingi na upili ulioonyeshwa katika Mchoro 14a. Hizi zinaonyesha kutokuwepo kwa mvua ya metastable/mesophase, ambapo poda huhifadhi muundo wake wa asili wa amofasi. Kinyume chake, poda iliyonyunyiziwa kwa joto lile lile (550 °C), lakini iliyoachwa kwenye substrate kwa sekunde 180, ilionyesha nafaka nyembamba kwa asnocib3. .