Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки аз браузери навшуда истифода баред (ё ҳолати мувофиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар ҳамин ҳол, барои таъмини идомаи дастгирӣ, мо сайтро бидуни услуб ва JavaScript намоиш медиҳем.
Биофилмҳо ҷузъи муҳими рушди сироятҳои музмин мебошанд, бахусус вақте ки дастгоҳҳои тиббӣ ҷалб карда мешаванд. Ин мушкилот барои ҷомеаи тиббӣ як мушкилоти бузурге ба миён меорад, зеро антибиотикҳои стандартӣ метавонанд танҳо ба андозаи хеле маҳдуд биофилмҳоро нест кунанд. Пешгирии ташаккули биофилм боиси таҳияи усулҳои гуногуни пӯшиш ва маводҳои нав гардид. Ин усулҳо ҳадафи пӯшонидани сатҳи рӯйро тавре пӯшонанд, ки ҳамаи пайдоиши металлҳои биологии металлӣ ва коперҳои шишагинро боздоранд. , ҳамчун coatings идеалии зиддимикробї пайдо шуданд. Дар баробари ин, истифодаи технологияи дорупошӣ сард зиёд шуд, зеро он як усули муносиб барои коркарди маводи ба ҳарорат ҳассос аст. Қисми ҳадафи ин тадқиқот таҳияи як шиша металлӣ филми зиддибактериалӣ иборат аз сегона Cu-Zr-Ni бо истифода аз усулҳои хӯлаи механикӣ истифода бурда мешавад. с дар ҳарорати паст. Субстратҳое, ки бо шишаи металлӣ пӯшонида шудаанд, қодир буданд, ки ташаккули биофилмро дар муқоиса бо пӯлоди зангногир ҳадди аққал 1 лог кам кунанд.
Дар тӯли таърихи башарият ҳар як ҷомеа қодир буд, ки маводҳои наверо, ки ба талаботи мушаххаси худ ҷавобгӯ бошад, тарҳрезӣ ва пешбарӣ кунад, ки боиси беҳтар шудани фаъолият ва рейтинг дар иқтисоди ҷаҳонишавӣ гардид1. Он ҳамеша ба қобилияти инсон дар таҳияи мавод ва таҷҳизоти истеҳсолӣ ва тарҳҳо барои истеҳсол ва тавсифи мавод барои ноил шудан ба дастовардҳо дар соҳаи тандурустӣ, маориф, саноат, иқтисод, фарҳанг ва минтақа аз як кишвар ё дигар соҳаҳо вобаста аст.2 Дар тӯли 60 сол, маводшиносон вақти зиёди худро ба як нигаронии асосӣ бахшиданд: ҷустуҷӯи маводи нав ва пешқадам. Тадқиқоти охирин ба беҳтар кардани сифат ва иҷрои маводи мавҷуда, инчунин синтез ва ихтироъ кардани навъҳои комилан нави мавод равона карда шудааст.
Илова кардани элементҳои хӯлакунанда, тағир додани микроструктураи моддӣ ва татбиқи усулҳои коркарди гармӣ, механикӣ ё термомеханикӣ боиси беҳбудии назарраси хосиятҳои механикӣ, химиявӣ ва физикии гуногунии маводҳои гуногун гардиданд. Илова бар ин, пайвастагиҳои то ҳол шуниданашуда дар ин лаҳза бомуваффақият синтез карда шуданд. анокристалҳо, нанозаррачаҳо, нанотубаҳо, нуқтаҳои квантӣ, айнакҳои металлии сифр андозагирӣ, аморфӣ ва хӯлаҳои баланд-энтропӣ танҳо як чанд намунаи маводи пешрафтае мебошанд, ки аз миёнаҳои асри гузашта ба ҷаҳон ворид карда шудаанд. Ҳангоми истеҳсол ва коркарди хӯлаҳои нав бо хосиятҳои олӣ, ё дар марҳилаи ниҳоии истеҳсолот мушкилоти байнисоҳавӣ пайдо мешавад. барои татбиқи усулҳои нави истеҳсолӣ барои ба таври назаррас дур шудан аз мувозинат, як синфи нави хӯлаҳои метастабил, ки бо номи айнакҳои металлӣ маълуманд, кашф карда шуд.
Кори ӯ дар Калтех дар соли 1960 дар консепсияи хӯлаҳои металлӣ инқилоб ба вуҷуд овард, вақте ки ӯ хӯлаҳои шишагини Au-25 at.% Si синтез кард, ки моеъҳоро бо суръати тақрибан як миллион дараҷа дар як сония мустаҳкам кард. аввалин тадқиқотҳои пешқадам дар синтези хӯлаҳои MG, қариб ҳама шишаҳои металлӣ пурра бо истифода аз яке аз усулҳои зерин истеҳсол карда шуданд;(i) зуд сахтшавии об ё буғ, (ii) вайроншавии атомии тор, (iii) реаксияҳои аморфизатсияи ҳолати сахт байни элементҳои металлии тоза ва (iv) гузариши ҳолати сахти фазаҳои метастабил.
MG-ҳо бо набудани тартиби атомии дарозмуддати марбут ба кристаллҳо фарқ мекунанд, ки ин хусусияти муайянкунандаи кристалҳо мебошад. Дар ҷаҳони имрӯза дар соҳаи шишаи металлӣ пешрафти бузург ба даст оварда шудааст. Онҳо маводи нав бо хосиятҳои ҷолибе мебошанд, ки на танҳо дар физикаи ҷисмҳои сахт, балки инчунин дар металлургия, инчунин дар металлургия, намудҳои гуногуни технология, маводҳои биологии рӯизаминӣ ва дигар намудҳои намоишгоҳҳо таваҷҷӯҳ доранд. металлҳои сахт, қабули он як номзади ҷолиб барои барномаҳои технологӣ дар соҳаҳои гуногун. Онҳо дорои баъзе хосиятҳои муҳим;(i) қобилияти баланди механикӣ ва қувваи ҳосилхезӣ, (ii) гузариши баланди магнитӣ, (iii) коэрсивияти паст, (iv) муқовимат ба зангзании ғайриоддӣ, (v) мустақилияти ҳарорат Ноқилияти 6,7.
Хӯлаи механикӣ (MA)1,8 як усули нисбатан нав аст, ки бори аввал соли 19839 аз ҷониби профессор CC Кок ва ҳамкасбон ҷорӣ карда шудааст. Онҳо хокаҳои аморфии Ni60Nb40-ро тавассути суфта кардани омехтаи элементҳои холис дар ҳарорати муҳити хеле наздик ба ҳарорати хонагӣ омода карданд.Одатан, реаксияи MA дар байни пайвасти диффузивии хокаҳои маводи реактивӣ дар реактор, одатан аз пӯлоди зангногир ба осиёб тӯб 10 сохта мешавад (расми 1а, б). Аз он вақт инҷониб, ин техникаи реаксияи ба таври механикӣ ба вуҷуд омада, барои омода кардани нави аморфӣ / металлӣ истифода мешавад (бо истифода аз хӯлаи шишаи пасти шиша ва инчунин mills 1, хӯлаи баланди шиша). 1,12,13,14,15 , 16. Махсусан, ин усул барои тайёр кардани системаҳои омехтанашаванда ба монанди Cu-Ta17, инчунин хӯлаҳои баланди гудохта ба монанди системаҳои металлии Ал-гузаранда (TM; Zr, Hf, Nb ва Ta) 18,19 ва Fe-W20 истифода шудааст, ки онҳоро бо истифода аз усулҳои бештари омодагии MAF ба даст овардан мумкин нест. тайёр кардани заррачахои хокаи нанокристалин ва нанокомпозитии мичёси саноатй аз оксидхои металл, карбидхо, нитридхо, гидридхо, нанотубахои карбон, наноалмосхо, инчунин ба таври васеъ муътадилгардонй тавассути равиши боло ба поён 1 ва мархалахои метастабил.
Схемавӣ нишон медиҳад, ки усули истеҳсоли барои тайёр кардани шишаи металлии Cu50(Zr50−xNix)/SUS 304 дар ин тадқиқот истифода мешавад. (а) Омода кардани хокаҳои хӯлаи MG бо консентратсияи гуногуни Ni x (x; 10, 20, 30 ва 40%.%) бо истифода аз техникаи фрезеркунии тӯбҳои кам энергия. дар қуттии дастпӯшак пур карда шудааст, ки бо атмосфераи Ҳе пур карда шудааст. (в) Модели шаффофи зарфи суфтакунанда, ки ҳаракати тӯбро дар давоми суфта нишон медиҳад. Маҳсулоти ниҳоии хока, ки пас аз 50 соат ба даст оварда шудааст, барои пӯшидани субстрати SUS 304 бо усули пошидани хунук истифода шудааст (г).
Вақте ки сухан дар бораи сатҳи масолеҳ (субстратҳо) меравад, муҳандисии рӯизаминӣ тарҳрезӣ ва тағир додани сатҳҳоро (субстратҳоро) дар бар мегирад, то сифатҳои муайяни физикӣ, химиявӣ ва техникии дар маводи аслии аслӣ мавҷудбударо таъмин кунад. Баъзе хосиятҳоеро, ки тавассути коркарди рӯизаминӣ ба таври муассир беҳтар кардан мумкин аст, муқовимат ба абрешим, оксидшавӣ ва муқовимат ба зангзанӣ, коэффисиенти сурхшавӣ, оксидшавӣ ва муқовимат ба зангзанӣ, коэффисиенти сурхшавӣ, хосиятҳои биологӣ, нокифояӣ ва сифатҳои пастсифатро дар бар мегиранд. Бо истифода аз усулҳои металлургӣ, механикӣ ё кимиёвӣ такмил дода мешавад. Ҳамчун як раванди маълум, пӯшиш ба таври оддӣ ҳамчун як қабати як ё якчанд қабати маводе муайян карда мешавад, ки ба таври сунъӣ дар сатҳи ашёи қаъри (субстрат) аз маводи дигар ҷойгир карда шудааст. Ҳамин тариқ, пӯшишҳо қисман барои ноил шудан ба баъзе хосиятҳои дилхоҳи техникӣ ё ороишӣ, инчунин барои муҳофизат кардани мавод аз муҳити атроф ва муҳити зисти кимиёвӣ истифода мешаванд23.
Барои гузоштани қабатҳои мувофиқи муҳофизати рӯизаминӣ бо ғафсӣ аз чанд микрометр (аз 10-20 микрометр) то зиёда аз 30 микрометр ё ҳатто чанд миллиметр, усулҳо ва усулҳои зиёдеро истифода бурдан мумкин аст. Умуман, равандҳои пӯшишро ба ду категория тақсим кардан мумкин аст: (i) усулҳои пӯшонидани тар, аз ҷумла электроплитонӣ, плитаи барқӣ ва усулҳои гармидиҳӣ, печонидани хушкӣ, сӯзишворӣ (бронкунӣ) , пошидани буғҳои физикӣ (PVD), таҳшиншавии буғи кимиёвӣ (CVD), усулҳои пошидани гармӣ ва усулҳои пошидани хунук 24 (расми 1d).
Биофилмҳо ҳамчун ҷамоатҳои микробҳо муайян карда мешаванд, ки ба сатҳи бебозгашт пайваст мешаванд ва бо полимерҳои худсохти берун аз ҳуҷайра (EPS) иҳота карда шудаанд. Ташаккули биофиллаи ба таври сатҳӣ пухташуда метавонад дар бисёр бахшҳои саноатӣ, аз ҷумла саноати хӯрокворӣ, системаҳои об ва муҳитҳои тандурустӣ боиси талафоти назаррас гардад. lococci) табобат кардан душвор аст. Ғайр аз ин, гузориш дода шудааст, ки бифилмҳои баркамол нисбат ба ҳуҷайраҳои бактериявии планктонӣ 1000 маротиба бештар ба табобати антибиотик тобоваранд, ки ин як мушкили асосии табобатӣ маҳсуб мешавад. Дар таърих маводҳои рӯйпӯши зиддимикробӣ, ки аз пайвастагиҳои анъанавии органикӣ гирифта шудаанд, истифода мешуданд. Ҳарчанд ин гуна маводҳо, ки аксар вақт барои интиқоли бактерияҳои заҳролудшавӣ ва интиқоли инсон кӯмак мекунанд625 харобй.
Муқовимати густурдаи бактерияҳо ба муолиҷаи антибиотикҳо аз сабаби ташаккули биофилм боиси зарурати таҳияи сатҳи самараноки мембранаи зиддимикробӣ гардид, ки онро бехатар истифода бурдан мумкин аст27. Ташаккули сатҳи зидди часпидаи физикӣ ё кимиёвӣ, ки ба он ҳуҷайраҳои бактериявӣ барои пайвастан ва сохтани биофилмҳо аз сабаби часпак монеъ мешаванд, равиши аввалин дар ин раванд мебошад27. Дар он ҷо технологияи пешазинтихоботии онҳо ба коркарди коселҳои кимиёвӣ имкон медиҳад. ба миқдори хеле мутамарказ ва мувофиқ лозим аст. Ин тавассути таҳияи маводи беназири пӯшиш ба монанди графен/германий28, алмоси сиёҳ29 ва пӯшишҳои карбон ба ZnO30 монанд ба даст оварда мешавад, ки ба бактерияҳо тобоваранд, технологияе, ки заҳролудшавӣ ва рушди муқовиматро аз ҳисоби ташаккули биофилм ба таври назаррас коҳиш медиҳад. -муддати муҳофизат аз ифлосшавии бактерияҳо маъмултар шуда истодааст. Ҳарчанд ҳар се расмиёт қодир ба тавлиди таъсири зиддимикробӣ дар рӯи рӯйпӯшшуда доранд, ҳар як онҳо маҷмӯи маҳдудиятҳои худро доранд, ки ҳангоми таҳияи стратегияҳои татбиқ бояд ба назар гирифта шаванд.
Маҳсулоте, ки ҳоло дар бозор аст, аз сабаби вақти нокифоя барои таҳлил ва санҷиши пӯшишҳои муҳофизатӣ барои компонентҳои аз ҷиҳати биологӣ фаъол монеъ мешавад. Ширкатҳо мегӯянд, ки маҳсулоти онҳо ба корбарон ҷанбаҳои функсионалии матлубро фароҳам меоранд;аммо ин монеа барои муваффақияти маҳсулоте буд, ки аз нуқра ба даст омадаанд, дар аксари табобатҳои зиддимикробӣ, ки ҳоло ба истеъмолкунандагон дастрасанд, истифода мешаванд. Ин маҳсулот барои муҳофизат кардани корбарон аз таъсири эҳтимолии хатарноки микроорганизмҳо таҳия шудааст. Таъсири зиддимикробӣ ба таъхир афтода ва заҳролудшавии пайвастагиҳои нуқра фишори алтернативаи зиддимикробӣ дар ҷаҳонро афзоиш медиҳад37. рӯйпӯши биалӣ, ки дар дохили бино ва берун аз он кор мекунад, то ҳол кори душвор аст. Ин аз он сабаб аст, ки хатарҳои марбут ба саломатӣ ва бехатарӣ доранд. Кашфи як агенти зиддимикробӣ, ки ба одамон камтар зараровар аст ва фаҳмидани он, ки чӣ гуна онро ба субстратҳои пӯшиш бо мӯҳлати нигоҳдории дарозтар дохил кардан мумкин аст, як маводи хеле серталаб аст, ки дар доираи ҳадафи бевоситаи зидди бактерияҳои зидди микробҳо тарҳрезӣ шудаанд38. тамос ё пас аз баровардани агенти фаъол. Онҳо метавонанд ин корро тавассути ҷилавгирӣ аз пайвастагии ибтидоии бактериявӣ (аз ҷумла муқобила бо ташаккули як қабати сафеда дар рӯи рӯи он) ё куштани бактерияҳо тавассути дахолат ба девори ҳуҷайра анҷом диҳанд.
Аслан, пӯшиши рӯизаминӣ раванди ҷойгиркунии қабати дигар дар рӯи ҷузъ барои баланд бардоштани сифатҳои марбут ба сатҳи он мебошад. Ҳадафи рӯйпӯш кардани сатҳи он мутобиқ кардани микроструктура ва/ё таркиби минтақаи наздик ба сатҳи компонент мебошад39. Усулҳои пӯшиши сатҳи рӯиро метавон ба усулҳои гуногун тақсим кард, ки дар расми 2а ҷамъбаст карда мешаванд. усуле, ки барои эҷоди рӯйпӯш истифода мешавад.
(а) Маҷмӯае, ки усулҳои асосии истеҳсоли рӯизаминиро нишон медиҳад ва (б) афзалиятҳо ва нуқсонҳои интихобшудаи техникаи пошидани хунук.
Технологияи дорупошии сард бо усулҳои анъанавии пошидани гармӣ шабоҳатҳои зиёд дорад. Бо вуҷуди ин, инчунин баъзе хосиятҳои асосии асосии пошидани пошидани хунук ва маводи дорупошии хунук мавҷуданд, ки махсусан беназир мегардонанд. Технологияи дорупошии сард ҳанӯз дар марҳилаи ибтидоӣ қарор дорад, аммо ояндаи дурахшон дорад. Дар баъзе барномаҳо, хосиятҳои беназири дорупошии хунук манфиатҳои бузург пешкаш мекунанд, ки маҳдудиятҳои хоси усулҳои пошидани гармии анъанавиро бартараф мекунанд. ки дар давоми он хокаи бояд гудохта шавад, то пасандози биронанд substrat. Аён аст, ки ин раванди молидани анъанавӣ аст, ки барои маводи хеле ҳассос ҳарорати ба монанди nanocrystals, nanoparticles, айнакҳои аморфӣ ва металлӣ мувофиқ нест,40, 41, 42.Фурр аз ин, маводи молидани дорупошӣ гармидиҳӣ ҳамеша намоишгоҳ ва сатҳи баланди технологияи spray бартарии зиёди sprays аз технологияи spray. (i) ҳадди ақали воридшавии гармӣ ба субстрат, (ii) чандирӣ дар интихоби пӯшонидани субстрат, (iii) набудани табдили фаза ва афзоиши дона, (iv) устувории баланди пайванд1,39 (расми 2).2б).Ғайр аз ин, маводи молидани дорупошӣ сард дорои муқовимати зангзании баланд, қувват ва сахтии баланд, гузаронандагии баланди барқ ​​​​ва зичии баланди41.Баръакси бартариҳои раванди дорупошии сард, то ҳол баъзе нуқсонҳои истифодаи ин техника вуҷуд доранд, тавре ки дар расми 2b нишон дода шудааст.When пӯшонидани хокаҳои сафолии пок ба монанди Al2O3, Ti WO2, усули хунук истифода бурда намешавад. аз тарафи дигар, хокаҳои таркибии сафолӣ/металлӣ метавонанд ҳамчун ашёи хом барои пӯшишҳо истифода шаванд. Ин ба дигар усулҳои пошидани гармидиҳӣ низ дахл дорад. Сатҳи мураккаб ва рӯи қубурҳои дохилӣ пошидан ҳанӯз душвор аст.
Бо дарназардошти он, ки кори ҷорӣ ба сифати ашёи хоми пӯшиш истифода бурдани хокаҳои шишагии металлӣ мебошад, маълум аст, ки пошидани гармии анъанавӣ барои ин мақсад истифода намешавад. Ин аст, ки хокаҳои шишагии металлӣ дар ҳарорати баланд кристалл мешаванд1.
Аксари асбобҳое, ки дар саноати тиббӣ ва хӯрокворӣ истифода мешаванд, аз хӯлаҳои пӯлоди зангногир аустенитӣ (SUS316 ва SUS304) бо миқдори хром аз 12 то 20 вазн барои истеҳсоли асбобҳои ҷарроҳӣ сохта шудаанд. Умуман қабул карда мешавад, ки истифодаи металли хромӣ ҳамчун унсури хӯлаикунанда дар ҳама намуди хӯлаҳои пӯлод ба таври назаррас муқовимат мекунад. муқовимати баланди зангзании онҳо, хосиятҳои назарраси зиддимикробӣ нишон намедиҳад38,39.Ин бо муқовимати баланди зангзании онҳо фарқ мекунад. Пас аз ин, рушди сироят ва илтиҳобиро пешгӯӣ кардан мумкин аст, ки асосан аз сабаби часпидани бактерияҳо ва колонизатсия дар сатҳи биоматериалҳои аз пӯлоди зангногир ба вуҷуд омадаанд. бад шудани саломатӣ, ки метавонад оқибатҳои зиёде дошта бошад, ки бевосита ё бавосита ба саломатии инсон таъсир мерасонад.
Ин тадқиқот марҳилаи якуми лоиҳаест, ки аз ҷониби Бунёди Кувайт оид ба Пешрафти Илм (KFAS) маблағгузорӣ мешавад, Шартномаи № 2010-550401, барои таҳқиқи имкони истеҳсоли хокаҳои шишагии металлии Cu-Zr-Ni бо истифода аз технологияи MA (Ҷадвали 1) барои истеҳсоли филми зиддибактериявӣ то марҳилаи дуюми лоиҳаи муҳофизати бактериявӣ дар моҳи январи соли 2020 оғоз меёбад. 3, хусусиятҳои зангзании электрохимиявӣ ва хосиятҳои механикии системаро ба таври муфассал баррасӣ хоҳад кард. Санҷишҳои муфассали микробиологӣ барои намудҳои гуногуни бактерияҳо гузаронида мешаванд.
Дар ин мақола, таъсири таркиби элементи хӯлаи Zr ба қобилияти ташаккули шиша (GFA) дар асоси хусусиятҳои морфологӣ ва сохторӣ баррасӣ карда мешавад. Илова бар ин, хосиятҳои антибактериалии рӯйпӯши хокаи шишагини металлӣ / композитсияи SUS304 низ баррасӣ карда шуданд. Ғайр аз он, корҳои ҷорӣ барои таҳқиқи эҳтимолияти табдил додани хокаи моеъ дар дохили хокаи шишагии моеъ дар дохили хокаи моеъи шишагӣ ба амал омадаанд. Мисолҳои намояндагӣ, дар ин тадқиқот хӯлаҳои шишаи металлии Cu50Zr30Ni20 ва Cu50Zr20Ni30 истифода шудаанд.
Дар ин бахш, тағироти морфологии хокаҳои элементарии Cu, Zr ва Ni дар фрезеркунии камэнергетикӣ оварда шудаанд. Ҳамчун мисолҳои тасвирӣ, ду системаи гуногун, ки аз Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10 иборатанд, ҳамчун намунаҳои намояндагӣ истифода мешаванд. Раванди MA-ро ба се марҳилаи ҷудогона тақсим кардан мумкин аст, тавре ки дар марҳилаи хоси хокаи металлӣ3 истеҳсолшуда нишон дода шудааст.
Хусусиятҳои металлографии хокаҳои хӯлаи механикӣ (MA), ки пас аз марҳилаҳои гуногуни вақти фрезеркунии тӯб ба даст оварда шудаанд. Тасвирҳои микроскопияи электронии сканкунии саҳроӣ (FE-SEM) хокаҳои MA ва Cu50Zr40Ni10, ки пас аз вақти фрезери ками энергияи 3, 12 ва 50 соат ба даст оварда шудаанд, дар (a), (c) ва (e) барои системаи Cuponres дар ҳамон системаи Cupon3, нишон дода шудаанд. Системаи 50Zr40Ni10, ки пас аз вақт гирифта шудааст, дар (b), (d) ва (f) нишон дода шудаанд.
Ҳангоми фрезакунии тӯб, энергияи самараноки кинетикӣ, ки метавонад ба хокаи металлӣ интиқол дода шавад, аз маҷмӯи параметрҳо, тавре ки дар расми 1а нишон дода шудааст, таъсир мерасонад. Ин бархӯрдҳои байни тӯбҳо ва хокаҳо, буридани фишурдашудаи хокаи дар байни ва ё дар байни васоити суфта часпидашуда, таъсири тӯбҳои афтидан, буридан ва фарсудашавӣ аз сабаби кашолакунии хок, байни паҳнкунии мавҷи тӯб тавассути фрезакунии тӯбҳои ҳаракаткунанда (Fa) таъсир мерасонад. 1а).Хокаҳои Cu, Zr ва Ni аз сабаби кафшери хунук дар марҳилаи аввали MA (3 соат) ба таври ҷиддӣ деформатсия карда шуданд, ки дар натиҷа зарраҳои хокаи калон (>1 мм дар диаметри) ба вуҷуд омаданд. Ин зарраҳои таркибии калон бо ташаккули қабатҳои ғафси элементҳои alloying (Cu, Zr, Ni), тавре ки дар расми нишон дода шудааст. афзоиши энергияи кинетикии осиёб шар, ки боиси таҷзияи хокаи таркибӣ ба хокаҳои майдатар (камтар аз 200 микрон) мегардад, тавре ки дар расми 3c,d нишон дода шудааст. марҳилаҳои нав эҷод мекунанд.
Дар авҷи раванди MA (пас аз 50 соат) металлографияи лоғар танҳо ба таври ночиз намоён буд (расми 3e,f), аммо сатҳи сайқалёфтаи хока металлографияи оинаро нишон дод.Ин маънои онро дорад, ки раванди MA ба анҷом расидааст ва эҷоди як марҳилаи реаксияи ягона ба амал омадааст.Таркиби элементарии минтақаҳои индексатсияшуда дар расми II, 3e) бо истифода аз майдони электронии e, f, f, microsconing муайян карда шуд. (FE-SEM) дар якҷоягӣ бо спектроскопияи рентгении энергетикӣ (EDS) (IV).
Дар ҷадвали 2 консентратсияи элементҳои элементҳои хӯлакунанда ҳамчун фоизи вазни умумии ҳар як минтақаи дар расми 3e, f интихобшуда нишон дода шудаанд. Ҳангоми муқоисаи ин натиҷаҳо бо таркиби номиналии ибтидоии Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr40Ni10, ки дар ҷадвали 1 оварда шудаанд, дидан мумкин аст, ки ду арзишҳои нисбии таркиби ин маҳсулот нисбат ба таркиби F хеле монанданд. барои минтақаҳои дар расми 3e,f номбаршуда бадшавӣ ё тағирёбии назарраси таркиби ҳар як намуна аз як минтақа ба минтақаи дигарро дар назар намегирад. Ин аз он шаҳодат медиҳад, ки дар таркиб аз як минтақа ба минтақа дигар тағир намеёбад. Ин ба истеҳсоли хокаҳои хӯлаи якхела ишора мекунад, тавре ки дар ҷадвали 2 нишон дода шудааст.
Микрографҳои FE-SEM аз маҳсулоти ниҳоии хокаи Cu50 (Zr50−xNix) пас аз 50 MA маротиба, тавре ки дар расми 4a-d нишон дода шудааст, ба даст оварда шуданд, ки дар он x мутаносибан 10, 20, 30 ва 40 at.% аст.Баъд аз ин қадами фреза, агрегатҳои хока аз ҳисоби таъсири ван дер Ваалсҳо, ки дар натиҷаи таъсири ультраагрегатсияҳои ван дер Waals ташаккул ёфтаанд, иборатанд. аз 73 то 126 нм, ки дар расми 4 нишон дода шудааст.
Хусусиятҳои морфологии хокаҳои Cu50 (Zr50−xNix), ки пас аз MA вақти 50 соат ба даст оварда шудаанд. Барои системаҳои Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40, тасвирҳои FE-SEM аз хокаҳои ба даст овардашуда дар (5 маротиба) нишон дода шудаанд (b), ва c) баъд аз (b).
Пеш аз бор кардани хокаҳо ба як пошидани дорупошии хунук, онҳо аввал дар этаноли дараҷаи таҳлилӣ барои 15 дақиқа соникатсия карда шуданд ва сипас дар 150 ° C барои 2 соат хушк карда шуданд. Ин қадам бояд барои бомуваффақият мубориза бурдан бо агломератсия, ки аксар вақт дар тамоми раванди пӯшиш боиси мушкилоти зиёди назаррас мегардад, анҷом дода шуд. –d микрографҳои FE-SEM ва тасвирҳои мувофиқи EDS-и унсурҳои хӯлаи Cu, Zr ва Ni хӯлаи Cu50Zr30Ni20-ро, ки пас аз 50 соати M ба даст оварда шудаанд, нишон медиҳанд. Бояд қайд кард, ки хокаҳои хӯлаи пас аз ин марҳила тавлидшуда якхелаанд, зеро онҳо ягон тағирёбии таркибро дар сатҳи зерметрӣ нишон намедиҳанд.
Морфология ва тақсимоти элементҳои маҳаллии хокаи MG Cu50Zr30Ni20 пас аз 50 MA аз ҷониби FE-SEM / энергияи спектроскопияи рентгенӣ (EDS) ба даст оварда шудааст. (а) харитаи SEM ва X-рентгении EDS аз (б) Cu-Kα, (в) Zr-Lα ва (г) тасвирҳои Ni-Kα.
Намунаҳои XRD-и хокаҳои механикии омехташудаи Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 ва Cu50Zr20Ni30, ки пас аз вақти MA дар 50 соат ба даст оварда шудаанд, мутаносибан дар расми 6a-d нишон дода шудаанд. Пас аз ин марҳилаи консентратсияи консентратсияи ҳар як намуна бо сохторҳои гуногуни Zrphr-ро нишон медиҳанд. намунаҳои sion дар расми 6 нишон дода шудаанд.
Намунаҳои XRD аз (а) Cu50Zr40Ni10, (б) Cu50Zr30Ni20, (в) Cu50Zr20Ni30 ва (г) хокаҳои Cu50Zr20Ni30 пас аз вақти MA аз 50 h. Ҳама намунаҳо бидуни истисно як марҳилаи диффузияи гало-диффузияро нишон доданд.
Майдони партобҳои микроскопияи электронии баландсифати интиқол (FE-HRTEM) барои мушоҳида кардани тағироти сохторӣ ва фаҳмидани сохтори маҳаллии хокаҳое, ки дар натиҷаи фрезаи тӯб дар вақтҳои гуногуни MA истифода мешаванд. Мутобиқи тасвири саҳроии дурахшон (BFI)-и хока, ки пас аз MA​​ 6 соат ҳосил шудааст, хока аз донаҳои калон бо сарҳадҳои хуб муайяншудаи элементҳои fcc-Cu, hcp-Zr ва fcc-Ni иборат аст ва ҳеҷ нишонае вуҷуд надорад, ки марҳилаи реаксия ба вуҷуд омадааст, тавре ки дар расми 7-и майдони интихобшуда нишон дода шудааст. минтацаи миёнаи (а) шакли дифраксияи ќулларо ошкор намуд (расми 7б), ки мављудияти кристаллитњои калон ва набудани фазаи реактивиро нишон медињад.
Тавсифи сохтории маҳаллии хокаи MA, ки пас аз марҳилаҳои барвақт (6 соат) ва мобайнӣ (18 соат) ба даст оварда шудааст. (а) Микроскопияи электронии интиқоли баланд (FE-HRTEM) ва (б) намунаи мувофиқи интихобшудаи дифраксияи Cu50Zr30Ni20 пас аз коркарди MA аз хокаи Cu50Zr30Ni20 пас аз коркарди MA FE-H14EM пас аз гирифтани тасвири Cu50N4EM. вакти 18 соат дар (в) нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 7c нишон дода шудааст, дароз кардани давомнокии МА то 18 соат боиси нуқсонҳои шадиди lattice дар якҷоягӣ бо деформатсияи пластикӣ гардид. Дар ин марҳилаи мобайнии раванди MA, хока камбудиҳои гуногун, аз ҷумла хатогиҳои stacking, нуқсонҳои lattice ва нуқсонҳои нуқтаҳоро намоиш медиҳад (Расми 7). камтар аз 20 нм (расми 7в).
Сохтори маҳаллии хокаи Cu50Z30Ni20, ки барои 36 соат MA вақт коркард шудааст, ташаккули nanograins ултранафиси дар як матритсаи ҷаримаи аморфӣ, ки дар расми 8а нишон дода шудааст. 32 at.% (майдони лоғар) то ~74 at.% (майдони бой), ки ба ташаккули маҳсулоти гетерогенӣ ишора мекунад. Ғайр аз он, SADP-ҳои мувофиқи хокаҳое, ки пас аз фреза дар ин марҳила ба даст омадаанд, ҳалқаҳои гало-диффузи ибтидоӣ ва дуюми марҳилаи аморфро нишон медиҳанд, ки бо нуқтаҳои тез алоқаманд бо он ашёҳои хом, ки дар расми 8 нишон дода шудаанд.
Ғайр аз 36 h-Cu50Zr30Ni20 хокаи наномикёси хусусиятҳои сохтории маҳаллӣ. (а) Тасвири майдони дурахшон (BFI) ва мувофиқ (б) SADP аз хокаи Cu50Zr30Ni20, ки пас аз фреза барои вақти 36 соат MA ба даст оварда шудааст.
Дар наздикии раванди MA (50 соат), Cu50 (Zr50−xNix), X;Хокаҳои 10, 20, 30 ва 40 дар% ҳамеша як морфологияи фазаи аморфии лабиринтӣ доранд, ки дар расми 9а-д нишон дода шудааст. Дар SADP-и мувофиқи ҳар як таркиб, на дифраксияҳои нуқтаӣ ва на шакли ҳалқашакли тез ошкор карда намешаванд. SADP-ҳои алоқаманде, ки намунаҳои диффузияи гало нишон медиҳанд, инчунин ҳамчун далел барои рушди фазаҳои аморфӣ дар маводи ниҳоӣ истифода шуданд.
Сохтори маҳаллии маҳсули ниҳоии системаи MG Cu50 (Zr50−xNix).FE-HRTEM ва намунаҳои дифраксияи наночӯби мутақобила (NBDP) аз (а) Cu50Zr40Ni10, (б) Cu50Zr30Ni20, (в) Cu50Zr20Ni30Z пас аз (c) Cu50Zr20Ni350 ва MA ба даст оварда шуданд.
The thermal stability of the glass transition temperature (Tg), subcooled liquid region (ΔTx) and crystallization temperature (Tx) as a function of Ni content (x) of the amorphous Cu50(Zr50−xNix) system has been investigated using differential scanning Calorimetry (DSC) of properties under He gas flow.The DSC traces of the Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 and Cu50Zr10Ni40 amorphous alloy powders obtained after MA time of 50 h are shown in Fig. 10a, b, e, respectively.While the DSC curve of amorphous Cu50Zr20Ni30 is shown separately in Fig. 10c.Meanwhile, the Cu50Zr30Ni20 sample heated to ~700 °C in DSC is shown in Fig. 10d.
Устувории гармии хокаҳои Cu50 (Zr50−xNix) MG, ки пас аз MA вақти 50 соат ба даст оварда шудаанд, тавре ки бо ҳарорати гузариши шиша (Tg), ҳарорати кристализатсия (Tx) ва минтақаи моеъи зери хунукшуда (ΔTx) индексатсия шудааст. Калориметри дифференсиалии сканкунии (DSC) термограммаҳои (a) 0,01000, Cu50, Cu500, Cu50, 0,000,000,000,000,000,0000,0000,0000000000 (в) Cu50Zr20Ni30 ва (д) хокаҳои хӯлаи Cu50Zr10Ni40 MG пас аз MA вақти 50 h. Намунаи дифраксияи рентгении (XRD) намунаи Cu50Zr30Ni20 то ~ 700 °C дар DSC тафсондашуда дар (г) нишон дода шудааст.
Тавре ки дар расми 10 нишон дода шудааст, каҷҳои DSC-и ҳама таркибҳо бо консентратсияи Ni (x) ду ҳолати гуногунро нишон медиҳанд, яке эндотермикӣ ва дигаре экзотермикӣ. Ҳодисаи аввалаи эндотермикӣ ба Tg мувофиқат мекунад, дар ҳоле ки дуюм бо Tx алоқаманд аст. Минтақаи фосилаи уфуқӣ, ки дар байни Tg ва Tx мавҷуд аст, минтақаи моеъи зери хунукшуда номида мешавад (ΔTx = Натиҷаҳои Txr0 Tg5 ва Txg0). Намунаи Ni10 (расми 10а), ки дар 526°C ва 612°C ҷойгир карда шудааст, мундариҷаи (x)-ро ба 20 at.% ба тарафи ҳарорати пасти 482°C ва 563°C бо афзоиши таркиби Ni (x), тавре ки дар расми 10b нишон дода шудааст. а) то 81 °C барои Cu50Zr30Ni20 (расми 10б). Барои хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10, инчунин мушоҳида карда шуд, ки арзишҳои Tg, Tx ва ΔTx то ба сатҳи 447 ° C, 526 ° C ва 79 ° C коҳиш ёфтанд, ки мӯҳтавои NiT ба афзоиши устувории пешбарӣ ишора мекунад (расми b1). аз хӯлаи MG.Баръакс, арзиши Tg (507 °C) хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30 нисбат ба хӯлаи MG Cu50Zr40Ni10 пасттар аст;бо вуҷуди ин, Tx он арзиши муқоисашавандаро бо арзиши қаблӣ (612 °C) нишон медиҳад. Аз ин рӯ, ΔTx арзиши баландтарро (87 °C) нишон медиҳад, тавре ки дар расми 10c нишон дода шудааст.
Системаи MG Cu50(Zr50−xNix), хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30-ро мисол гирифта, тавассути қуллаи якбораи экзотермикӣ ба фазаҳои кристалии fcc-ZrCu5, орторомбӣ-Zr7Cu10 ва фазаи орторомбӣ-Zr7Cu10 ба трансмиссионӣ кристалл мешавад. аз ҷониби XRD намунаи MG (расми 10d), ки дар DSC то 700 °C гарм карда шудааст.
Дар расми 11 аксҳое нишон дода шудаанд, ки дар ҷараёни пошидани хунук дар кори ҷорӣ гирифта шудаанд. Дар ин тадқиқот зарраҳои хокаи шишамонанди металлӣ, ки пас аз MA дар тӯли 50 соат синтез шудаанд (ба сифати мисол Cu50Zr20Ni30) ҳамчун ашёи хоми зиддибактериявӣ истифода мешуданд ва лавҳаи аз пӯлоди зангногир (SUS304) бо технологияи пошидани пошидани хунук бо усули пошидани пошидани сармо истифода шудааст. он усули самараноктарин дар силсилаи пошидани термикӣ мебошад ва метавонад барои маводи металлӣ ба ҳарорати метастабил, ба монанди хокаҳои аморфӣ ва нанокристалӣ, ки ба гузариши фазавӣ тобеъ нестанд, истифода шавад. Ин омили асосӣ дар интихоби ин усул аст. Раванди пошидани сард тавассути истифодаи зарраҳои баландсуръат, ки ба гармии кинетикии қабати қабати қабати қабати гармӣ табдил дода мешавад, амалӣ карда мешавад. заррахо.
Суратҳои саҳроӣ тартиби пошидани хунукро нишон медиҳанд, ки барои панҷ омодагии пайдарпайи MG / SUS 304 дар 550 °C истифода мешаванд.
Энергияи кинетикии заррачаҳо ва аз ин рӯ импулси ҳар як зарра дар ташаккули пӯшиш бояд тавассути механизмҳо ба шаклҳои дигари энергия табдил дода шавад, ба монанди деформатсияи пластикӣ (таъсири мутақобилаи ибтидоии зарраҳо ва заррачаҳо дар субстрат ва таъсири мутақобилаи зарраҳо), холӣ Консолидация, гардиши зарраҳо ва заррачаҳо, шиддат ва энергияи гармӣ дар ниҳоят ба энергия табдил наёбад. энергияи гармӣ ва шиддат, натиҷа бархӯрди чандирӣ мебошад, ки маънои онро дорад, ки зарраҳо пас аз зарба ба таври оддӣ бармегарданд. Қайд карда шудааст, ки 90% энергияи таъсире, ки ба зарра/маводи субстрат истифода мешавад, ба гармии маҳаллӣ мубаддал мешавад 40. Илова бар ин, ҳангоми истифодаи фишори таъсир, суръати баланди шиддати пластикӣ дар як муддати хеле кӯтоҳи заррачаҳои пластикӣ ба даст меояд.
Деформатсияи пластикӣ одатан як раванди парокандашавии энергия ё мушаххастар манбаи гармӣ дар минтақаи interfacial ҳисобида мешавад. Бо вуҷуди ин, баландшавии ҳарорат дар минтақаи interfacial одатан барои истеҳсоли обшавии interfacial ё ба таври назаррас мусоидат ба interdiffusion атом кофӣ нест. Ҳеҷ нашрияе, ки ба муаллифон маълум аст, таҳқиқ мекунад, ки таъсири хосиятҳои ин усулҳои хунуккунии металлӣ, ки дар хокҳои шишагии хунук истифода мешаванд.
BFI аз хокаи хӯлаи MG Cu50Zr20Ni30 метавонад дар расми 12a дида шавад, ки дар рӯи SUS 304 оксиген фаро гирифта шуда буд (расми 11, 12б) .Чунон ки аз расм дида мешавад, хокаҳои кабуд сохтори аморфии аслии худро нигоҳ медоранд, зеро онҳо дорои сохтори нозуки лабиринтӣ мебошанд, ки сохтори лабиринти нозукро бе ягон тасвири дигар нишон медиҳанд. як марҳилаи беруна, тавре ки аз ҷониби nanoparticles, ки ба матритсаи хокаи MG-капонидашуда пешниҳод карда шудааст (расми 12a) .Дар расми 12c намунаи индексатсияшудаи дифраксияи nanobeam (NBDP) бо минтақаи I (Расми 12a) нишон дода шудааст. Тавре ки дар расми 12c нишон дода шудааст ва сохтори сусти шарэкс, NB як намунаи коғазии sharex, NB. p часбҳои мувофиқ ба кристаллии бузурги мукааби Zr2Ni метастабил плюс фазаи тетрагонали CuO. Ташаккули CuO метавонад ба оксидшавии хока ҳангоми ҳаракат аз соплоғи таппончаи дорупошӣ ба SUS 304 дар ҳавои кушод дар зери ҷараёни фавти садо алоқаманд бошад. барои 30 дақиқа.
(а) Тасвири FE-HRTEM-и хокаи MG дар (б) субстрати SUS 304 (маҷмӯи расм). Индекси NBDP-и рамзи даврашакл, ки дар (a) нишон дода шудааст, дар (c) нишон дода шудааст.
Барои санҷидани ин механизми потенсиалии ташаккули нанозарраҳои бузурги кубии Zr2Ni, озмоиши мустақил анҷом дода шуд.Дар ин таҷриба хокаҳо аз таппончаи дорупошӣ дар 550 °C ба самти субстрати SUS 304 пошида шуданд;аммо, барои равшан кардани таъсири гармкунии хокаҳо, онҳо аз рахи SUS304 ҳарчи зудтар (тақрибан 60 сония) хориҷ карда шуданд. Маҷмӯи дигари таҷрибаҳо гузаронида шуд, ки дар он хока аз субстрат тақрибан 180 сония пас аз пошидан хориҷ карда шуд.
Тасвири 13a, b тасвирҳои майдони торик (DFI) -ро нишон медиҳанд, ки тавассути сканер кардани микроскопияи электронии интиқол (STEM) ду маводи пошидашуда дар субстратҳои SUS 304 дар тӯли 60 ва 180 сония ба даст оварда шудаанд. Тасвири хокаи дар тӯли 60 сония гузошташуда ҷузъиёти морфологӣ надорад, ки ин сохтори умумии онро нишон медиҳад, ки ин бесарусомониро нишон медиҳад, ки ин хокаи D13 буд (расми D1). s аморфӣ буд, тавре ки аз ҷониби максимаҳои васеи ибтидоӣ ва дуюмдараҷа нишон дода шудааст, ки дар расми 14a нишон дода шудааст.Инҳо набудани боришоти метастабил/мезофазаро нишон медиҳанд, ки дар он хокаи сохтори аморфии аслии худро нигоҳ медорад. г бо тирчаҳои дар расми 13b.