א דאנק פארן באזוכן Nature.com. די בראַוזער ווערסיע וואָס איר ניצט האט באַגרענעצטע שטיצע פֿאַר CSS. פֿאַר דער בעסטער דערפאַרונג, מיר רעקאָמענדירן אַז איר ניצט אַן דערהייַנטיקטן בראַוזער (אָדער דיאַקטיווירן קאָמפּאַטאַבילאַטי מאָדע אין אינטערנעט עקספּלאָרער). אין דער דערווייל, צו ענשור קאַנטיניואַס שטיצע, וועלן מיר ווייַזן די וועבזייטל אָן סטיילז און דזשאַוואַסקריפּט.
ביאָפילמען זענען אַ וויכטיקער קאָמפּאָנענט אין דער אַנטוויקלונג פון כראָנישע אינפעקציעס, ספּעציעל ווען מעדיצינישע דעוויסעס זענען ינוואַלווד. דאָס פּראָבלעם שטעלט אַ ריזיקע אַרויסרופן פֿאַר דער מעדיצינישער קהילה, ווייל נאָרמאַלע אַנטיביאָטיקס קענען בלויז אויסראָטן ביאָפילמען צו אַ זייער באַגרענעצטן מאָס. פאַרהיטן ביאָפילם פאָרמירונג האט געפֿירט צו דער אַנטוויקלונג פון פֿאַרשידענע קאָוטינג מעטאָדן און נייַע מאַטעריאַלן. די מעטאָדן צילן צו באַדעקן ייבערפלאַכן אין אַ וועג וואָס ינכיבאַץ ביאָפילם פאָרמירונג. מעטאַלישע גלאַסי אַלויז, ספּעציעל די וואָס אַנטהאַלטן קופּער און טיטאַניום מעטאַלן, זענען ארויסגעקומען ווי ידעאַלע אַנטימיקראָביאַל קאָוטינגז. אין דער זעלביקער צייט, די נוצן פון קאַלט שפּריץ טעכנאָלאָגיע איז געוואקסן ווייל עס איז אַ פּאַסיק מעטאָד פֿאַר פּראַסעסינג טעמפּעראַטור-סענסיטיוו מאַטעריאַלס. טייל פון דער ציל פון דעם לערנען איז געווען צו אַנטוויקלען אַ נייַע אַנטיבאַקטיריעל פילם מעטאַליק גלאז קאַמפּאָוזד פון טערנערי Cu-Zr-Ni ניצן מעטשאַניקאַל אַלויינג טעקניקס. דער ספעריש פּודער וואָס מאכט דעם לעצט פּראָדוקט איז געניצט ווי אַ רוי מאַטעריאַל פֿאַר קאַלט שפּריץ קאָוטינג פון ומבאַפלעקט שטאָל ייבערפלאַכן ביי נידעריקע טעמפּעראַטורן. סאַבסטראַטעס קאָוטאַד מיט מעטאַליק גלאז זענען געווען ביכולת צו באַדייטנד רעדוצירן ביאָפילם פאָרמירונג מיט לפּחות 1 לאָג קאַמפּערד צו ומבאַפלעקט שטאָל.
איבער מענטשלעכער געשיכטע, איז יעדע געזעלשאַפט געווען ביכולת צו פּלאַנירן און העכערן די איינפיר פון נייַע מאַטעריאַלן וואָס טרעפן אירע ספּעציפֿישע באדערפענישן, וואָס האט רעזולטירט אין פֿאַרבעסערטע פאָרשטעלונג און ראַנגקינג אין אַ גלאָבאַליזירטער עקאנאמיע1. עס איז שטענדיק געווען אַטריביאַטאַד צו דער מענטשלעכער פיייקייט צו אַנטוויקלען מאַטעריאַלן און פאַבריקאַציע ויסריכט און פּלאַנז פֿאַר מאַטעריאַלן פאַבריקאַציע און כאַראַקטעריזאַציע צו דערגרייכן גיינז אין געזונט, בילדונג, אינדוסטריע, עקאָנאָמיק, קולטור און אנדערע פעלדער פון איין לאַנד אָדער ראַיאָן צו אַן אַנדערער. פּראָגרעס ווערט געמאָסטן ראַגאַרדלאַס פון לאַנד אָדער ראַיאָן.2 פֿאַר 60 יאָר, האָבן מאַטעריאַל וויסנשאַפֿטלער געווידמעט אַ גרויסן טייל פון זייער צייט צו פאָקוסירן אויף איין הויפּט זאָרג: די יאָג פון נייַע און קאַטינג-ברעג מאַטעריאַלן. לעצטע פאָרשונג האט זיך פאָקוסירט אויף פֿאַרבעסערן די קוואַליטעט און פאָרשטעלונג פון יגזיסטינג מאַטעריאַלן, ווי אויך סינטעזירן און דערפינדן גאָר נייַע טייפּס פון מאַטעריאַלן.
די צוגאב פון צומיש עלעמענטן, די מאדיפיקאציע פון ​​די מאטעריאל מיקראסטרוקטור, און די אנווענדונג פון טערמישע, מעכאנישע אדער טערמא-מעכאנישע באארבעטונג טעכניקן האבן רעזולטירט אין באדייטנדע פארבעסערונגען אין די מעכאנישע, כעמישע און פיזישע אייגנשאפטן פון א פארשיידנקייט פון פארשידענע מאטעריאלן. דערצו, ביז יעצט אומבאקאנטע פארבינדונגען זענען געווארן ערפאלגרייך סינטעזירט אין דעם פונקט. די אנהאלטנדע אנשטרענגונגען האבן געשאפן א נייע פאמיליע פון ​​אינאוואטיווע מאטעריאלן, באקאנט צוזאמען אלס פארגעשריטענע מאטעריאלן2. נאנאקריסטאלן, נאנאפארטיקלען, נאנאטובעס, קוואנטום פונקטן, נול-דימענסיאנעלע, אמארפע מעטאלישע גלעזער, און הויך-ענטראפיע צומישן זענען נאר עטלעכע ביישפילן פון פארגעשריטענע מאטעריאלן וואס זענען איינגעפירט געווארן אין דער וועלט זינט מיטן לעצטן יארהונדערט. ווען מען פאבריצירט און אנטוויקלט נייע צומישן מיט העכערע אייגנשאפטן, אדער אין דעם לעצטן פראדוקט אדער אין די צווישן-שטאפלען פון זיין פראדוקציע, ווערט אפט צוגעגעבן די פראבלעם פון אפ-באלאנס. אלס רעזולטאט פון אימפלעמענטירן נייע פאבריקאציע טעכניקן צו באדייטנד אפווייכן פון באלאנס, איז א גאנצע נייע קלאס פון מעטאסטאבילע צומישן, באקאנט אלס מעטאלישע גלעזער, געווארן אנטדעקט.
זיין ארבעט אין קאלטעק אין 1960 האט געבראכט א רעוואלוציע אין דעם קאנצעפט פון מעטאל צומישן ווען ער האט סינטעזירט גלעזיגע Au-25 ביי.% Si צומישן דורך שנעל פארשטארקן פליסיקייטן ביי כמעט א מיליאן גראד פער סעקונדע. 4. פראפעסאר פאל דווועז'ס אנטדעקונג האט נישט נאר געמאָלדן דעם אָנהייב פון דער געשיכטע פון ​​מעטאלישע גלעזער (MG), נאר אויך געפירט צו א פּאַראַדיגם וועקסל אין דעם וועג ווי מענטשן טראַכטן וועגן מעטאַל צומישן. זינט די ערשטע פּיאָנירינג שטודיעס אין דער סינטעז פון MG צומישן, זענען כמעט אַלע מעטאַלישע גלעזער פּראָדוצירט געוואָרן אינגאנצן דורך ניצן איינע פון ​​די פאלגענדע מעטאָדן; (i) שנעלע פארשטארקן די צעשמעלץ אדער פארע, (ii) אַטאָמישע דיסאָרדענונג פון די גיטער, (iii) האַרט-שטאַט אַמאָרפיזיישאַן רעאַקציעס צווישן ריין מעטאַל עלעמענטן, און (iv) האַרט-שטאַט טראַנזישאַנז פון מעטאַסטאַבאַל פאַסעס.
MGs זענען אונטערשיידן דורך זייער מאַנגל פון די לאַנג-רייכווייַט אַטאָמישע סדר פֿאַרבונדן מיט קריסטאַלן, וואָס איז אַ דעפינירנדיק כאַראַקטעריסטיק פון קריסטאַלן. אין הייַנט ס וועלט, גרויס פּראָגרעס איז געמאכט אין די פעלד פון מעטאַליק גלאז. זיי זענען נייַע מאַטעריאַלס מיט אינטערעסאנט פּראָפּערטיעס וואָס זענען פון אינטערעס ניט בלויז אין האַרט-שטאַט פיזיק, אָבער אויך אין מעטאַלורגיע, ייבערפלאַך כעמיע, טעכנאָלאָגיע, ביאָלאָגיע און פילע אנדערע פעלדער. דעם נייַ טיפּ פון מאַטעריאַל ווייזט באַזונדער פּראָפּערטיעס פון האַרט מעטאַלס, מאכן עס אַן אינטערעסאנט קאַנדידאַט פֿאַר טעקנאַלאַדזשיקאַל אַפּלאַקיישאַנז אין אַ פאַרשיידנקייַט פון פעלדער. זיי האָבן עטלעכע וויכטיק פּראָפּערטיעס; (i) הויך מעכאַנישע דאַקטילאַטי און ייעלד שטאַרקייַט, (ii) הויך מאַגנעטיש פּערמעאַביליטי, (iii) נידעריק קאָוערסיוויטי, (iv) ומגעוויינטלעך קעראָוזשאַן קעגנשטעל, (v) טעמפּעראַטור זעלבשטענדיקייט די קאַנדאַקטיוויטי פון 6,7.
מעכאנישע צומישונג (MA)1,8 איז א רעלאטיוו נייע טעכניק, ערשט איינגעפירט אין 19839 דורך פראפעסאר סי סי קאק און קאלעגן. זיי האבן צוגעגרייט אמארפע Ni60Nb40 פודערס דורך צעמאלן א געמיש פון ריינע עלעמענטן ביי אמביענטע טעמפעראטורן זייער נאנט צו צימער טעמפעראטור. טיפּישערװײַז װערט די MA רעאַקציע דורכגעפֿירט צװישן דיפֿוזיװע קאַפּלינג פֿון די רעאַקטאַנט מאַטעריאַל פּודערס אין אַ רעאַקטאָר, געװײנטלעך געמאַכט פֿון ומבאַפֿלעקט שטאָל אין אַ קויל מיל 10 (פֿיג. 1אַ, ב). זינט דעמאָלט, איז די מעכאַניש אינדוצירטע האַרט-שטאַט רעאַקציע טעכניק גענוצט געװאָרן צו צוגרייטן נײַע אַמאָרפֿישע/מעטאַלישע גלאָז צומיש פּודערס מיט נידעריק (פֿיג. 1c) און הויך ענערגיע קויל מילס, װי אויך שטאַנג מילס 11,12,13,14,15,16. אין באַזונדער, איז די מעטאָדע גענוצט געװאָרן צו צוגרייטן נישט-מישבארע סיסטעמען װי Cu-Ta 17, װי אויך הויך שמעלץ-פּונקט צומישן װי Al-טראַנזישאַן מעטאַל סיסטעמען (TM; Zr, Hf, Nb און Ta) 18,19 און Fe-W 20, װאָס קענען נישט באַקומען װערן מיט קאַנווענשאַנעלע צוגרייטונג רוטעס. װײַטער, MA װערט באַטראַכט װי אײנס פֿון די שטאַרקסטע נאַנאָטעכנאָלאָגיע מכשירים פֿאַר דער צוגרייטונג פֿון אינדוסטריעל-מאָסשטאַב נאַנאָקריסטאַלין און נאַנאָקאָמפּאָסיט פּודער פּאַרטיקלען פֿון מעטאַל אָקסײַדן, קאַרבידן, ניטרידן, כיידרידן, טשאַד נאַנאָטובעס, נאַנאָדיאַמאָנדס, ווי אויך ברייטע סטאַביליזאַציע דורך אַ שפּיץ-אַראָפּ צוגאַנג 1 און מעטאַסטאַבאַל סטאַגעס.
סכעמאטיש וואס ווייזט די פאבריקאציע מעטאד גענוצט צו צוגרייטן Cu50(Zr50−xNix) מעטאלישע גלאז (MG) באדעקן/SUS 304 אין דעם שטודיע. (א) צוגרייטונג פון MG צומיש פודערס מיט פארשידענע Ni קאנצענטראציעס x (x; 10, 20, 30 און 40 at.%) ניצנדיג נידריג-ענערגיע קויל מילינג טעכניק. (א) דער אנפאנג מאטעריאל ווערט אריינגעלאדן אין א געצייג צילינדער צוזאמען מיט געצייג שטאל קוילן, און (ב) ווערט פארזיגלט אין א הענטשקע קעסטל פול מיט He אטמאספערע. (ג) א טראנספארענט מאדעל פון די גרינדינג געפעס וואס אילוסטרירט קויל באוועגונג בעת גרינדינג. דער לעצטער פראדוקט פון דעם פודער באקומען נאך 50 שעה איז גענוצט געווארן צו באדעקן דעם SUS 304 סובסטראט ניצנדיג די קאלט שפריץ מעטאד (ד).
ווען עס קומט צו גרויסע מאַטעריאַל ייבערפלאַכן (סאַבסטראַטן), ייבערפלאַך אינזשעניריע ינוואַלווז די פּלאַן און מאָדיפיקאַטיאָן פון ייבערפלאַכן (סאַבסטראַטן) צו צושטעלן זיכער גשמיות, כעמישע און טעכניש קוואַליטעטן נישט קאַנטיינד אין די אָריגינעל גרויס מאַטעריאַל. עטלעכע פּראָפּערטיעס וואָס קענען זיין יפעקטיוולי ימפּרוווד דורך ייבערפלאַך באַהאַנדלונגען אַרייַננעמען אַברייזשאַן קעגנשטעל, אַקסאַדיישאַן און קעראָוזשאַן קעגנשטעל, קאָואַפישאַנט פון רייַבונג, ביאָ-ינערטנאַס, עלעקטרישע פּראָפּערטיעס, און טערמאַל ינסאַליישאַן, צו נאָמען אַ ביסל. ייבערפלאַך קוואַליטעט קענען זיין ימפּרוווד דורך ניצן מעטאַלורגיקאַל, מעכאַניש אָדער כעמישע טעקניקס. ווי אַ באַוווסט פּראָצעס, אַ קאָוטינג איז פשוט דיפיינד ווי אַ איין אָדער קייפל לייַערס פון מאַטעריאַל קינסטלעך דיפּאַזייטיד אויף די ייבערפלאַך פון אַ גרויס כייפעץ (סאַבסטראַט) געמאכט פון אן אנדער מאַטעריאַל. אזוי, קאָוטינגז זענען געניצט אין טייל צו דערגרייכן עטלעכע געוואלט טעכניש אָדער דעקאָראַטיווע פּראָפּערטיעס, ווי געזונט ווי צו באַשיצן מאַטעריאַלס פון דערוואַרט כעמיש און גשמיות ינטעראַקשאַנז מיט די אַרומיק סוויווע.
כּדי צו לייגן פּאַסיקע שיכטן אויף דער ייבערפלאַך מיט גרעב פון עטלעכע מיקראָמעטער (אונטער 10-20 מיקראָמעטער) ביז איבער 30 מיקראָמעטער אָדער אפילו עטלעכע מילימעטער, קען מען אָנווענדן אַ סך מעטאָדן און טעכניקן. בכלל, קען מען טיילן די קאָוטינג פּראָצעסן אין צוויי קאַטעגאָריעס: (i) נאַסע קאָוטינג מעטאָדן, אַרייַנגערעכנט עלעקטראָפּלייטינג, עלעקטראָלעסס פּלאַטינג, און הייס-טונקען גאַלוואַנייזינג מעטאָדן, און (ii) טרוקענע קאָוטינג מעטאָדן, אַרייַנגערעכנט ברייזינג, סורפאַסינג, פיזישע פארע דעפּאָזיציע (PVD), כעמישע פארע דעפּאָזיציע (CVD), טערמישע שפּריץ טעכניקן און לעצטנס קאַלטע שפּריץ טעכניקן 24 (פיגור 1ד).
ביאָפילמען ווערן דעפינירט ווי מיקראָביאַלע קהילות וואָס זענען אומרעווערסאַבלי אַטאַטשט צו ייבערפלאַכן און אַרומגערינגלט דורך זיך-פּראָדוצירטע עקסטראַסעלולאַרע פּאָלימערן (EPS). אויבערפלעכלעך דערוואַקסן ביאָפילם פאָרמירונג קען פירן צו באַטייטיק פארלוסטן אין פילע אינדוסטריעלע סעקטאָרן, אַרייַנגערעכנט די עסנוואַרג אינדוסטריע, וואַסער סיסטעמען און געזונטהייט סביבות. אין מענטשן, ווען ביאָפילמען פאָרמירן זיך, מער ווי 80% פון קאַסעס פון מיקראָביאַל ינפעקציעס (אַרייַנגערעכנט ענטעראָבאַקטעריאַסעאַע און סטאַפילאָקאָקי) זענען שווער צו מייַכל. דערצו, דערוואַקסן ביאָפילמען זענען געמאלדן צו זיין 1000-פאַך מער קעגנשטעליק צו אַנטיביאָטיק באַהאַנדלונג קאַמפּערד צו פּלאַנקטאָניק באַקטיריאַל סעלז, וואָס איז געהאלטן אַ הויפּט טעראַפּיוטיק אַרויסרופן. אַנטימיקראָביאַל ייבערפלאַך קאָוטינג מאַטעריאַלס דערייווד פון קאַנווענשאַנאַל אָרגאַניק קאַמפּאַונדז זענען היסטאָריש געניצט. כאָטש אַזאַ מאַטעריאַלס אָפט אַנטהאַלטן טאַקסיק קאַמפּאָונאַנץ וואָס זענען פּאָטענציעל ריזיקאַליש צו מענטשן,25,26 עס קען העלפֿן ויסמיידן באַקטיריאַל טראַנסמיסיע און מאַטעריאַל צעשטערונג.
די ברייטע קעגנשטעל פון באַקטעריע צו אַנטיביאָטיק באַהאַנדלונגען רעכט צו ביאָפילם פאָרמירונג האט געפֿירט צו דער נויטווענדיקייט צו אַנטוויקלען אַן עפעקטיוו אַנטימיקראָביאַל מעמבראַן-באדעקט ייבערפלאַך וואָס קענען זיכער זיין אַפּליייד 27. די אַנטוויקלונג פון אַ גשמיות אָדער כעמיש אַנטי-אַדכירענט ייבערפלאַך צו וואָס באַקטעריע סעלז זענען ינכיבאַטיד צו בינדן און בויען ביאָפילמס רעכט צו אַדכיזשאַן איז דער ערשטער צוגאַנג אין דעם פּראָצעס 27. די צווייטע טעכנאָלאָגיע איז צו אַנטוויקלען קאָוטינגז וואָס געבן אַנטימיקראָביאַל כעמיקאַלן צו זיין איבערגעגעבן פּונקט ווו זיי זענען דארף, אין העכסט קאַנסאַנטרייטאַד און פּאַסיק אַמאַונץ. דאָס איז דערגרייכט דורך אַנטוויקלען יינציק קאָוטינג מאַטעריאַלס אַזאַ ווי גראַפענע / דזשערמאַניום 28, שוואַרץ דיאַמאָנד 29 און ZnO-דאָפּט דיאַמאָנד-ווי טשאַד קאָוטינגז 30 וואָס זענען קעגנשטעליק צו באַקטעריע, אַ טעכנאָלאָגיע וואָס מאַקסאַמייז טאַקסיסיטי און קעגנשטעל אַנטוויקלונג רעכט צו ביאָפילם פאָרמירונג זענען באַדייטנד רידוסט. דערצו, קאָוטינגז וואָס ינקאָרפּערייט דזשערמיסידאַל כעמיקאַלן אין סערפאַסיז צו צושטעלן לאַנג-טערמין שוץ פון באַקטעריע קאַנטאַמאַניישאַן זענען ווערט מער פאָלקס. כאָטש אַלע דרייַ פּראָוסידזשערז זענען טויגעוודיק פון פּראָדוצירן אַנטימיקראָביאַל יפעקס אויף קאָוטאַד סערפאַסיז, ​​זיי יעדער האָבן זייער אייגענע שטעלן פון לימיטיישאַנז וואָס זאָל זיין באַטראַכט ווען דעוועלאָפּינג אַפּלאַקיישאַן סטראַטעגיעס.
פּראָדוקטן וואָס זענען איצט אויפן מאַרק ווערן געשטערט דורך נישט גענוג צייט צו אַנאַליזירן און טעסטן פּראַטעקטיוו קאָוטינגז פֿאַר ביאָלאָגיש אַקטיווע ינגרידיאַנץ. קאָמפּאַניעס טענהן אַז זייערע פּראָדוקטן וועלן צושטעלן ניצערס מיט געוואונטשענע פאַנגקשאַנאַל אַספּעקטן; אָבער, דאָס איז געווען אַ שטערונג פֿאַר דעם הצלחה פֿון פּראָדוקטן וואָס זענען איצט אויפֿן מאַרק. פֿאַרבינדונגען פֿון זילבער ווערן גענוצט אין דער גרויסער מערהייט פֿון אַנטימיקראָביאַלע טעראַפּיעס וואָס זענען איצט פֿאַראַן פֿאַר קאָנסומערן. די פּראָדוקטן ווערן אַנטוויקלט צו באַשיצן באַניצער פֿון די פּאָטענציעל געפֿערלעכע ווירקונגען פֿון מיקראָאָרגאַניזמען. דער פֿאַרשפּעטיקטער אַנטימיקראָביאַלער ווירקונג און פֿאַרבונדענע טאַקסיסיטי פֿון זילבערנע פֿאַרבינדונגען פֿאַרגרעסערט דעם דרוק אויף פֿאָרשער צו אַנטוויקלען אַ ווייניקער שעדלעכע אַלטערנאַטיווע 36,37. שאַפֿן אַ גלאָבאַלע אַנטימיקראָביאַלע קאָוטינג וואָס אַרבעט אינעווייניק און אינדרויסן איז נאָך אַלץ אַ שווערע אויפֿגאַבע. דאָס איז צוליב די פֿאַרבונדענע ריזיקעס פֿאַר ביידע געזונט און זיכערקייט. אַנטדעקן אַן אַנטימיקראָביאַל אַגענט וואָס איז ווייניקער שעדלעך פֿאַר מענטשן און אַרויסגעפֿינען ווי עס צו פֿאַראייניקן אין קאָוטינג סאַבסטראַטן מיט אַ לענגערער האַלטבּאַרקייט איז אַ זייער געזוכטע ציל 38. די לעצטע אַנטימיקראָביאַלע און אַנטי-ביאָפילם מאַטעריאַלן זענען דיזיינד צו טייטן באַקטעריעס פֿון נאָענטן ראַנג, צי דורך דירעקטן קאָנטאַקט צי נאָכדעם וואָס דער אַקטיווער אַגענט ווערט באַפֿרײַט. זיי קענען דאָס טאָן דורך אינהיבירן די ערשטע באַקטעריעלע אַדכיזשאַן (אַרייַנגערעכנט קעגנשטעלן די פֿאָרמירונג פֿון אַ פּראָטעין שיכט אויף דער ייבערפֿלאַך) צי דורך טייטן באַקטעריעס דורך אַריינמישן זיך מיט דער צעל וואַנט.
פונדאַמענטאַל, איז ייבערפלאַך קאָוטינג דער פּראָצעס פון שטעלן נאָך אַ שיכט אויף דער ייבערפלאַך פון אַ קאָמפּאָנענט צו פֿאַרבעסערן ייבערפלאַך-פֿאַרבונדענע קוואַליטעטן. די ציל פון ייבערפלאַך קאָוטינג איז צו צופּאַסן די מיקראָסטרוקטור און/אָדער קאָמפּאָזיציע פון ​​דער נאָענטער צו דער ייבערפלאַך געגנט פון דעם קאָמפּאָנענט39. ייבערפלאַך קאָוטינג טעקניקס קענען זיין צעטיילט אין פאַרשידענע מעטאָדן, וואָס זענען סאַמערייזד אין בילד 2a. קאָוטינגז קענען זיין סאַבדיוויידיד אין טערמישע, כעמישע, פיזישע און עלעקטראָכעמישע קאַטעגאָריעס, דיפּענדינג אויף די מעטאָד געניצט צו שאַפֿן די קאָוטינג.
(א) אײַנפֿיר וואָס ווײַזט די הויפּט פֿאַבריקאַציע טעכניקן געניצט פֿאַר דער ייבערפֿלאַך, און (ב) אויסגעקליבענע מעלות און חסרונות פֿון דער קאַלט שפּריץ טעכניק.
קאַלטע שפּריץ טעכנאָלאָגיע טיילט פילע ענלעכקייטן מיט קאַנווענשאַנאַל טערמאַל שפּריץ מעטאָדן. אָבער, עס זענען אויך עטלעכע שליסל פונדאַמענטאַל פּראָפּערטיעס וואָס מאַכן דעם קאַלט שפּריץ פּראָצעס און קאַלט שפּריץ מאַטעריאַלס באַזונדער יינציק. קאַלט שפּריץ טעכנאָלאָגיע איז נאָך אין זיין קינדשאַפט, אָבער האט אַ ליכטיק צוקונפֿט. אין זיכער אַפּלאַקיישאַנז, די יינציק פּראָפּערטיעס פון קאַלט שפּריץ פאָרשלאָגן גרויס בענעפיץ, אָוווערקאַמינג די ינכעראַנט לימיטיישאַנז פון טיפּיש טערמאַל שפּריץ מעטהאָדס. עס גיט אַ וועג צו אָוווערקאַמינג די באַטייַטיק לימיטיישאַנז פון טראדיציאנעלן טערמאַל שפּריץ טעכנאָלאָגיע, בעשאַס וואָס די פּודער מוזן זיין צעלאָזן צו דיפּאַזאַץ אויף די סאַבסטראַט. קלאָר, דעם טראדיציאנעלן קאָוטינג פּראָצעס איז נישט פּאַסיק פֿאַר זייער טעמפּעראַטור-סענסיטיוו מאַטעריאַלס אַזאַ ווי נאַנאָקריסטאַלס, נאַנאָפּאַרטיקלעס, אַמאָרפֿאַס און מעטאַלליק גלאַזז 40, 41, 42. דערצו, טערמאַל שפּריץ קאָוטינג מאַטעריאַלס שטענדיק ווייַזן הויך לעוועלס פון פּאָראָסיטי און אָקסיידז. קאַלט שפּריץ טעכנאָלאָגיע האט פילע באַטייַטיק אַדוואַנידזשיז איבער טערמאַל שפּריץ טעכנאָלאָגיע, אַזאַ ווי (i) מינימאַל היץ אַרייַנשרייַב צו די סאַבסטראַט, (ii) בייגיקייט אין סאַבסטראַט קאָוטינג ברירות, (iii) אַוועק פון פאַסע טראַנספאָרמאַציע און קערל וווּקס, (iv) הויך בונד שטאַרקייַט 1,39 (פיגור 2ב). אין אַדישאַן, קאַלט שפּריץ קאָוטינג מאַטעריאַלס האָבן הויך קעראָוזשאַן. קעגנשטעל, הויכע שטאַרקייט און כאַרטקייט, הויכע עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי און הויכע געדיכטקייט41. אין קעגנזאַץ צו די מעלות פון דעם קאַלט שפּריץ פּראָצעס, זענען נאָך דאָ עטלעכע חסרונות צו נוצן דעם טעכניק, ווי געוויזן אין פיגור 2ב. ווען מען באַשמירט ריין קעראַמישע פּודער ווי Al2O3, TiO2, ZrO2, WC, עטק., קען מען נישט נוצן דעם קאַלט שפּריץ מעטאָד. אויף דער אַנדערער האַנט, קענען קעראַמישע/מעטאַל קאָמפּאָזיט פּודער ווערן גענוצט ווי רוי מאַטעריאַלן פֿאַר באַשמירונגען. דאָס זעלבע גייט פֿאַר אַנדערע טערמישע שפּריץ מעטאָדן. קאָמפּליצירטע ייבערפלאַכן און אינעווייניקסטע רער ייבערפלאַכן זענען נאָך שווער צו שפּריצן.
געגעבן אַז די איצטיקע אַרבעט צילט צו נוצן מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס ווי רוי באַדעקונג מאַטעריאַלן, איז עס קלאָר אַז קאַנווענשאַנאַל טערמישע שפּריצן קען נישט ווערן גענוצט פֿאַר דעם צוועק. דאָס איז ווייַל מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס קריסטאַלייזירן ביי הויכע טעמפּעראַטורן.
רובֿ פון די מכשירים געניצט אין די מעדיצינישע און עסנוואַרג אינדוסטריעס זענען געמאכט פון אַוסטעניטיק ומבאַפלעקט שטאָל אַלויז (SUS316 און SUS304) מיט אַ קראָום אינהאַלט צווישן 12 און 20 wt% פֿאַר דער פּראָדוקציע פון ​​כירורגישע ינסטראַמאַנץ. עס איז בכלל אנגענומען אַז די נוצן פון קראָום מעטאַל ווי אַ אַלויינג עלעמענט אין שטאָל אַלויז קענען שטארק פֿאַרבעסערן די קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון נאָרמאַל שטאָל אַלויז. ומבאַפלעקט שטאָל אַלויז, טראָץ זייער הויך קעראָוזשאַן קעגנשטעל, טאָן ניט ווייַזן באַטייַטיק אַנטימיקראָביאַל פּראָפּערטיעס38,39. דאָס קאַנטראַסט מיט זייער הויך קעראָוזשאַן קעגנשטעל. נאָך דעם, די אַנטוויקלונג פון ינפעקציע און אָנצינדונג קענען זיין פּרעדיקטעד, וואָס איז דער הויפּט געפֿירט דורך באַקטיריאַל אַדכיזשאַן און קאָלאָניזאַציע אויף די ייבערפלאַך פון ומבאַפלעקט שטאָל ביאָמאַטעריאַלס. באַטייַטיק שוועריקייטן קענען אויפֿשטיין רעכט צו באַטייַטיק שוועריקייטן פֿאַרבונדן מיט באַקטיריאַל אַדכיזשאַן און ביאָפילם פאָרמירונג פּאַטווייז, וואָס קען פירן צו געזונט דיטיריעריישאַן, וואָס קען האָבן פילע קאַנסאַקווענסאַז וואָס קען דירעקט אָדער מינאַצאַד ווירקן מענטשלעך געזונט.
די שטודיע איז די ערשטע פאַזע פון ​​אַ פּראָיעקט וואָס איז געפֿינאַנצירט געוואָרן דורך דער קוווייט פֿונדאַציע פֿאַר דער פֿאָרשריט פֿון וויסנשאַפֿט (KFAS), קאָנטראַקט נומער 2010-550401, צו אויספֿאָרשן די מעגלעכקייט פֿון פּראָדוצירן מעטאַלישע גלאַזיקע Cu-Zr-Ni טערנאַרישע פּודערס מיט MA טעכנאָלאָגיע (טאַבעלע 1) פֿאַר דער פּראָדוקציע פֿון אַנטיבאַקטיריעלן פֿילם/SUS304 אויבערפֿלאַך שוץ קאָוטינג. די צווייטע פאַזע פֿון דעם פּראָיעקט, וואָס זאָל אָנהייבן אין יאַנואַר 2023, וועט אויספֿאָרשן די עלעקטראָכעמישע קעראָוזשאַן קעראַקטעריסטיקס און מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון דער סיסטעם אין דעטאַל. דעטאַלירטע מיקראָביאָלאָגישע טעסטן וועלן דורכגעפֿירט ווערן פֿאַר פֿאַרשידענע באַקטיריעלע מינים.
אין דעם פאפיר ווערט דיסקוטירט דער עפעקט פון Zr צומיש עלעמענט אינהאלט אויף גלאז פארמירונג פעאיקייט (GFA) באזירט אויף מארפאָלאָגישע און סטרוקטורעלע אייגנשאפטן. דערצו זענען אויך דיסקוטירט געווארן די אנטי-באַקטיריעלע אייגנשאפטן פון די באדעקטע מעטאלישע גלאז פּודער קאָוטינג/SUS304 קאמפאזיט. ווייטער, איז דורכגעפירט געווארן יעצטיגע ארבעט צו אויספארשן די מעגלעכקייט פון סטרוקטורעלע טראנספארמאציע פון ​​מעטאלישע גלאז פּודערס וואס פאסירן בעת ​​קאלט שפריצן אין דער אונטערגעקילטער פליסיקער געגנט פון פאבריצירטע מעטאלישע גלאז סיסטעמען. אלס רעפרעזענטאטיוו ביישפילן, זענען Cu50Zr30Ni20 און Cu50Zr20Ni30 מעטאלישע גלאז צומישן גענוצט געווארן אין דעם שטודיע.
אין דעם אָפּטייל ווערן פּרעזענטירט די מאָרפאָלאָגישע ענדערונגען פון עלעמענטאַרע קופּער, זיר און ניעל פּודערס אין נידעריק-ענערגיע באַל מילינג. אַלס אילוסטראַטיווע ביישפילן, וועלן צוויי פֿאַרשידענע סיסטעמען באַשטייענדיק פֿון Cu50Zr20Ni30 און Cu50Zr40Ni10 ווערן גענוצט אַלס רעפּרעזענטאַטיווע ביישפילן. דער MA פּראָצעס קען ווערן צעטיילט אין דריי באַזונדערע סטאַגעס, ווי געוויזן דורך דער מעטאַלאָגראַפֿישער כאַראַקטעריזאַציע פֿון דעם פּודער וואָס ווערט פּראָדוצירט בעת דער מילינג סטאַגע (פֿיגור 3).
מעטאַלאָגראַפֿישע קעראַקטעריסטיקס פֿון מעכאַנישע צומיש (MA) פּודערס באַקומען נאָך פֿאַרשידענע סטאַגעס פֿון באַל מילינג צייט. פֿעלד עמיסיע סקאַנינג עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (FE-SEM) בילדער פֿון MA און Cu50Zr40Ni10 פּודערס באַקומען נאָך נידעריק ענערגיע באַל מילינג צייטן פֿון 3, 12 און 50 שעה ווערן געוויזן אין (אַ), (c) און (e) פֿאַר די Cu50Zr20Ni30 סיסטעם, בשעת אין דער זעלבער MA קאָרעספּאָנדירנדיקע בילדער פֿון די Cu50Zr40Ni10 סיסטעם גענומען נאָך צייט ווערן געוויזן אין (b), (d) און (f).
בעת קויל מילינג, ווערט די עפעקטיווע קינעטישע ענערגיע וואס קען ווערן איבערגעגעבן צום מעטאל פודער באאיינפלוסט דורך דער קאמבינאציע פון ​​פאראמעטערס, ווי געוויזן אין פיגור 1א. דאס נעמט אריין קאליזיעס צווישן קוילן און פודערס, קאמפרעסיווע שעערינג פון פודער וואס איז אנגעקלעבט צווישן אדער צווישן מאלן מעדיע, אימפאקט פון פאלנדיקע קוילן, שעערינג און אפנוץ צוליב פודער שלעפ צווישן באוועגלעכע קויל מילינג מעדיע, און שאק כוואליע וואס גייט דורך פאלנדיקע קוילן פארשפרייטן זיך דורך גערעטעניש לאסטן (פיגור 1א). עלעמענטארע קופער, ציר, און ני פודערס זענען שווער דעפארמירט געווארן צוליב קאלט וועַלדינג אין דער פריער שטאפל פון MA (3 שעה), וואס האט רעזולטירט אין גרויסע פודער פארטיקלען (>1 מ"מ אין דיאמעטער). די גרויסע קאמפאזיט פארטיקלען ווערן כאראקטעריזירט דורך דער פארמאציע פון ​​דיקע שיכטן פון צומיש עלעמענטן (קופער, ציר, ני), ווי געוויזן אין פיגור 3א,ב. פארגרעסערן די MA צייט צו 12 שעה (צווישן שטאפל) האט רעזולטירט אין א פארגרעסערונג אין דער קינעטישע ענערגיע פון ​​דער קויל מיל, רעזולטירנדיק אין דער דעקאמפאזיציע פון ​​דעם קאמפאזיט פודער אין פיינערע פודערס (ווייניקער ווי 200 µm), ווי געוויזן אין פיגור 3ג,ד. אין דעם שטאפל, פירט די אנגעווענדטע שעערינג קראפט צו די פאָרמירונג פון אַ נייַער מעטאַל ייבערפלאַך מיט פיינע Cu, Zr, Ni הינט שיכטן, ווי געוויזן אין בילד 3c,d. אלס רעזולטאַט פון שיכט ראַפינירונג, האַרטע פאַזע רעאַקציעס פּאַסירן בייַ די גרענעץ פון די פלאַקעס צו דזשענערירן נייַע פאַזעס.
ביים קלימאקס פון דעם MA פראצעס (נאך 50 שעה), איז די פלעקיקע מעטאלאגראפיע געווען נאר שוואך קענטיק (פיגור 3e,f), אבער די פאלירטע אויבערפלאך פון דעם פודער האט געוויזן שפיגל מעטאלאגראפיע. דאס מיינט אז דער MA פראצעס איז פארענדיגט געווארן און די שאפונג פון אן איינציקע רעאקציע פאזע איז פארגעקומען. די עלעמענטארע קאמפאזיציע פון ​​די ראיאנען אינדעקסירט אין פיגור 3e (I, II, III), f, v, vi) איז באשטימט געווארן דורך ניצן פעלד עמיסיע סקענירונג עלעקטראן מיקראסקאפיע (FE-SEM) קאמבינירט מיט ענערגיע דיספערסיווע X-שטראל ספעקטראסקאפיע (EDS) (IV).
אין טאַבעלע 2, ווערן די עלעמענטאַרע קאָנצענטראַציעס פון צומיש עלעמענטן געוויזן ווי אַ פּראָצענט פון דעם גאַנצן וואָג פון יעדער געגנט אויסגעקליבן אין פיג. 3e,f. ווען מען פאַרגלייכט די רעזולטאַטן מיט די סטאַרטינג נאָמינאַלע קאָמפּאָזיציעס פון Cu50Zr20Ni30 און Cu50Zr40Ni10 ליסטעד אין טאַבעלע 1, קען מען זען אַז די קאָמפּאָזיציעס פון די צוויי לעצט פּראָדוקטן האָבן זייער ענלעכע ווערטן צו די נאָמינאַלע קאָמפּאָזיציעס. דערצו, די רעלאַטיווע קאָמפּאָנענט ווערטן פֿאַר די געגנטן ליסטעד אין פיג. 3e,f מיינען נישט קיין באַדייטנדיקע פאַרערגערונג אָדער פלוקטואַציע אין דער קאָמפּאָזיציע פון ​​יעדער מוסטער פון איין געגנט צו אַן אַנדערער. דאָס ווערט באַוויזן דורך דעם פאַקט אַז עס איז נישט קיין ענדערונג אין דער קאָמפּאָזיציע פון ​​איין געגנט צו אַן אַנדערער. דאָס ווייזט אויף דער פּראָדוקציע פון ​​האָמאָגענע צומיש פּודערס, ווי געוויזן אין טאַבעלע 2.
FE-SEM מיקראָגראַפס פון די לעצט פּראָדוקט Cu50(Zr50−xNix) פּודער זענען באקומען נאָך 50 MA מאָל, ווי געוויזן אין פיגור 4a–d, וואו x איז 10, 20, 30 און 40 at.%, ריספּעקטיוולי. נאָך דעם מילינג שריט, אַגראַגירט די פּודער רעכט צו דעם וואַן דער וואַאַלז ווירקונג, ריזאַלטינג אין די פאָרמירונג פון גרויסע אַגראַגאַץ באַשטייענדיק פון אַלטראַפיין פּאַרטיקאַלז מיט דיאַמעטערס ריינדזשינג פון 73 צו 126 נם, ווי געוויזן אין פיגור 4.
מאָרפאָלאָגישע כאַראַקטעריסטיקס פון Cu50(Zr50−xNix) פּודערס באַקומען נאָך אַ MA צייט פון 50 שעה. פֿאַר די Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30, Cu50Zr10Ni40 סיסטעמען, די FE-SEM בילדער פון די פּודערס באַקומען נאָך 50 MA מאָל ווערן געוויזן אין (a), (b), (c) און (d), ריספּעקטיוולי.
איידער מען האט אריינגעלייגט די פודערס אין א קאלטן שפריץ פידער, זענען זיי ערשט סאניצירט געווארן אין אנאליטישן גראד עטאנאל פאר 15 מינוט און דערנאך געטריקנט ביי 150°C פאר 2 שעה. דעם שריט מוז גענומען ווערן צו מצליח זיין צו באקעמפן אגלאמעראציע וואס אפט ברענגט אסאך באדייטנדע פראבלעמען איבערן קאוטינג פראצעס. נאכדעם וואס דער MA פראצעס איז געווען פארענדיגט, זענען ווייטערדיגע כאראקטעריזאציעס דורכגעפירט געווארן צו אויספארשן די האמאגענעיטי פון די צומיש פודערס. פיגור 5a-d ווייזט די FE-SEM מיקראגראפן און די קארעספאנדירנדע EDS בילדער פון די Cu, Zr און Ni צומיש עלעמענטן פון די Cu50Zr30Ni20 צומיש באקומען נאך 50 שעה פון M צייט, בהתאמה. עס זאל באמערקט ווערן אז די צומיש פודערס וואס ווערן פראדוצירט נאך דעם שריט זענען האמאגענע ווייל זיי ווייזן נישט קיין קאמפאזיציע פלוקטואציעס ווייטער פון דעם סוב-נאנאמעטער לעוועל, ווי געוויזן אין פיגור 5.
מאָרפאָלאָגיע און לאָקאַלע עלעמענטאַרע פאַרשפּרייטונג פון MG Cu50Zr30Ni20 פּודער באקומען נאָך 50 MA מאָל דורך FE-SEM/ענערגיע דיספּערסיוו X-שטראַל ספּעקטראָסקאָפּיע (EDS). (אַ) SEM און X-שטראַל EDS מאַפּינג פון (ב) Cu-Kα, (ג) Zr-Lα און (ד) Ni-Kα בילדער.
די XRD מוסטערן פון מעכאניש צוגעלייגטע Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20, Cu50Zr20Ni30 און Cu50Zr20Ni30 פּודערס באקומען נאָך אַ MA צייט פון 50 שעה ווערן געוויזן אין פיג. 6a-d, ריספּעקטיוולי. נאָך דעם שטאַפּל פון מילינג, האָבן אַלע מוסטערן מיט פאַרשידענע Zr קאָנצענטראַציעס געוויזן אַמאָרפֿישע סטרוקטורן מיט כאַראַקטעריסטישע האַלאָ דיפוזיע מוסטערן געוויזן אין פיג. 6.
XRD מוסטערן פון (א) Cu50Zr40Ni10, (ב) Cu50Zr30Ni20, (ג) Cu50Zr20Ni30 און (ד) Cu50Zr20Ni30 פּודערס נאָך MA צייט פון 50 שעה. אַלע מוסטערן אָן אויסנאַם האָבן געוויזן אַ האַלאָ דיפוזיע מוסטער, וואָס ימפּלייז די פאָרמירונג פון אַן אַמאָרפֿישער פאַזע.
פעלד עמיסיע הויך-רעזאלוציע טראנסמיסיע עלעקטראן מיקראסקאפיע (FE-HRTEM) איז גענוצט געווארן צו באאבאכטן סטרוקטורעלע ענדערונגען און פארשטיין די לאקאלע סטרוקטור פון די פודערס וואס רעזולטירן פון באל מילינג אין פארשידענע MA צייטן. FE-HRTEM בילדער פון די פודערס באקומען נאך די פריע (6 שעה) און אינטערמעדיאט (18 שעה) שטאפלען פון מילינג פאר Cu50Zr30Ni20 און Cu50Zr40Ni10 פודערס ווערן געוויזן אין פיגור 7a,c, בהתאמה. לויטן העל פעלד בילד (BFI) פון דעם פודער וואס איז געשאפן געווארן נאך MA 6 שעה, איז דער פודער צוזאמענגעשטעלט פון גרויסע קערלעך מיט גוט-דעפינירטע גרענעצן פון די עלעמענטן fcc-Cu, hcp-Zr און fcc-Ni, און עס איז נישטא קיין צייכן אז די רעאקציע פאזע האט זיך געשאפן, ווי געוויזן אין פיגור 7a. ווייטער, די קארעלירטע אויסגעקליבענע שטח דיפראקציע מוסטער (SADP) גענומען פון די מיטל געגנט פון (a) האט געוויזן א קוספּ דיפראקציע מוסטער (פיגור 7b), וואס ווייזט אויף די אנוועזנהייט פון גרויסע קריסטאליטן און די אפוועזנהייט פון א רעאקטיווע פאזע.
לאקאלע סטרוקטורעלע כאראקטעריזאציע פון ​​MA פּודער באקומען נאך פריע (6 שעה) און אינטערמעדיאַטע (18 שעה) סטאַגעס. (א) פעלד עמיסיע הויך רעזאָלוציע טראַנסמיסיע עלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (FE-HRTEM), און (ב) די קאָרעספּאָנדירנדיק אויסגעקליבענע שטח דיפראַקשאַן מוסטער (SADP) פון Cu50Zr30Ni20 פּודער נאך MA באַהאַנדלונג פאר 6 שעה. די FE-HRTEM בילד פון Cu50Zr40Ni10 באקומען נאך א MA צייט פון 18 שעה איז געוויזן אין (c).
ווי געוויזן אין פיגור 7c, האט פארלענגערן די MA געדויער צו 18 שעה רעזולטירט אין ערנסטע גיטער חסרונות קאמבינירט מיט פלאסטישע דעפארמאציע. בעת דעם צווישן-שטאפעל פון דעם MA פראצעס, ווייזט דער פודער פארשידענע חסרונות, אריינגערעכנט סטאַקינג חסרונות, גיטער חסרונות, און פונקט חסרונות (פיגור 7). די חסרונות פירן צו דעם אז די גרויסע קערלעך זאלן זיך צעטיילן צוזאמען זייערע קערל גרענעצן אין סובקערלעך מיט גרייסן קלענער ווי 20 נאַנאָמעטער (פיגור 7c).
די לאקאלע סטרוקטור פון Cu50Z30Ni20 פּודער געמאָלן פֿאַר 36 שעה MA צייט האט די פאָרמירונג פון אולטראַפיינע נאַנאָגריינז עמבעדיד אין אַן אַמאָרפֿישער פיינער מאַטריץ, ווי געוויזן אין פיג. 8a. לאקאלע EDS אַנאַליז האט געוויזן אַז יענע נאַנאָקלאַסטערס געוויזן אין פיג. 8a זענען געווען פֿאַרבונדן מיט נישט-פּראָצעסירטע Cu, Zr און Ni פּודער צומיש עלעמענטן. אין דער זעלבער צייט, האט דער Cu אינהאַלט פון דער מאַטריץ פלוקטויִרט פון ~32 at.% (מאַגערער שטח) צו ~74 at.% (רייכער שטח), וואָס ווייַזט די פאָרמירונג פון העטעראָגענע פּראָדוקטן. ווייטער, די קאָרעספּאָנדירנדיקע SADPs פון די פּודערס באַקומען נאָך מילינג אין דעם בינע ווייַזן האַלאָ-דיפיוזינג ערשטיק און צווייטיק רינגען פון אַמאָרפֿישער פאַסע, אָוווערלאַפּינג מיט שאַרפֿע פונקטן פֿאַרבונדן מיט יענע רויע צומיש עלעמענטן, ווי געוויזן אין פיג. 8b.
ווייטער פון 36 שעה-Cu50Zr30Ni20 פּודער נאַנאָסקאַלע לאָקאַלע סטרוקטורעלע פֿעיִקייטן. (אַ) העל פֿעלד בילד (BFI) און קאָרעספּאָנדירנדיק (ב) SADP פֿון Cu50Zr30Ni20 פּודער באַקומען נאָך מילינג פֿאַר 36 שעה MA צייט.
לעבן דעם סוף פון דעם MA פּראָצעס (50 שעה), האָבן Cu50(Zr50−xNix), X; 10, 20, 30 און 40 at.% פּודערס שטענדיק אַ לאַבירינטין אַמאָרפֿישע פֿאַזע מאָרפֿאָלאָגיע ווי געוויזן אין פֿיגור 9a–d. אין דער קאָרעספּאָנדירנדיקער SADP פֿון יעדער קאָמפּאָזיציע, האָבן ניט קיין פּונקט-ווי דיפֿראַקציעס און ניט קיין שאַרפֿע רינג-מוסטערן געקענט דעטעקטירט ווערן. דאָס ווײַזט אָן אַז קיין נישט-פּראָצעסירט קריסטאַלינע מעטאַל איז ניט פֿאַראַן, נאָר גאַנץ אַן אַמאָרפֿישער צומיש פּודער ווערט געשאַפֿן. די קאָרעלירטע SADPs וואָס ווײַזן האַלאָ דיפֿוזיע מוסטערן זענען אויך געניצט געוואָרן ווי באַווײַז פֿאַר דער אַנטוויקלונג פֿון אַמאָרפֿישע פֿאַזעס אין דעם לעצטן פּראָדוקט מאַטעריאַל.
לאקאלע סטרוקטור פון דעם ענדגילטיקן פּראָדוקט פון דער MG Cu50 (Zr50−xNix) סיסטעם.FE-HRTEM און קאָרעלירטע נאַנאָביעם דיפראַקציע מוסטערן (NBDP) פון (אַ) Cu50Zr40Ni10, (ב) Cu50Zr30Ni20, (ג) Cu50Zr20Ni30 און (ד) Cu50Zr10Ni40 באַקומען נאָך 50 שעה פון MA.
די טערמישע פעסטקייט פון דער גלאז איבערגאנג טעמפעראטור (Tg), אונטערגעקילטע פליסיקע געגנט (ΔTx) און קריסטאליזאציע טעמפעראטור (Tx) אלס א פונקציע פון ​​ני אינהאלט (x) פון דער אמארפישער Cu50(Zr50−xNix) סיסטעם איז געווארן אויסגעפארשט מיט דיפערענציעלע סקענירונג קאלארימעטריע (DSC) פון אייגנשאפטן אונטערן He גאז שטראם. די DSC טרעסעס פון די Cu50Zr40Ni10, Cu50Zr30Ni20 און Cu50Zr10Ni40 אמארפישע צומיש פודערס באקומען נאך א MA צייט פון 50 שעה ווערן געוויזן אין פיגור 10a, b, e, ריספּעקטיוולי. בשעת די DSC קורווע פון ​​אמארפישער Cu50Zr20Ni30 ווערט געוויזן באזונדער אין פיגור 10c. דערווייל, די Cu50Zr30Ni20 מוסטער געהייצט צו ~700 °C אין DSC ווערט געוויזן אין פיגור 10d.
טערמישע פעסטקייט פון Cu50(Zr50−xNix) MG פּודערס באקומען נאָך אַ MA צייט פון 50 שעה, ווי אינדעקסט דורך גלאז טראַנזישאַן טעמפּעראַטור (Tg), קריסטאַליזיישאַן טעמפּעראַטור (Tx), און סאַבקילד פליסיק געגנט (ΔTx). דיפערענטשאַל סקאַנינג קאַלאָרימעטער (DSC) טערמאָגראַמען פון (אַ) Cu50Zr40Ni10, (ב) Cu50Zr30Ni20, (c) Cu50Zr20Ni30 און (e) Cu50Zr10Ni40 MG צומיש פּודערס נאָך MA צייט פון 50 שעה. די X-שטראַל דיפראַקשאַן (XRD) מוסטער פון די Cu50Zr30Ni20 מוסטער געהייצט צו ~700 °C אין DSC איז געוויזן אין (ד).
ווי געוויזן אין פיגור 10, די DSC קורוועס פון אלע קאמפאזיציעס מיט פארשידענע Ni קאנצענטראציעס (x) ווייזן אויף צוויי פארשידענע פעלער, איינס ענדאטערמיש און די אנדערע עקזאטערמיש. די ערשטע ענדאטערמישע געשעעניש קארעספאנדירט צו Tg, בשעת די צווייטע איז פארבונדן מיט Tx. די האריזאנטאלע שפּאַן געגנט וואס עקזיסטירט צווישן Tg און Tx ווערט גערופן די אונטערגעקילטע פליסיק געגנט (ΔTx = Tx – Tg). די רעזולטאטן ווייזן אז די Tg און Tx פון די Cu50Zr40Ni10 מוסטער (פיגור 10a), געשטעלט ביי 526°C און 612°C, פארשיבן דעם אינהאלט (x) צו 20 at.% צו דער נידעריגער טעמפעראטור זייט פון 482°C און 563°C מיט פארגרעסערנדיקן Ni אינהאלט (x), בהתאמה, ווי געוויזן אין פיגור 10b. דערפאר, די ΔTx פון Cu50Zr40Ni10 פאלט פון 86 °C (פיגור 10a) צו 81 °C פאר Cu50Zr30Ni20 (פיגור... 10ב). פארן MG Cu50Zr40Ni10 צומיש, איז אויך באמערקט געווארן אז די ווערטן פון Tg, Tx און ΔTx זענען געפאלן צו דעם לעוועל פון 447°C, 526°C און 79°C (פיגור 10ב). דאס ווייזט אז די פארגרעסערונג אין Ni אינהאלט פירט צו א פארקלענערונג אין דער טערמישער סטאביליטעט פון דער MG צומיש. אין קאנטראסט, דער Tg ווערט (507 °C) פון דער MG Cu50Zr20Ni30 צומיש איז נידעריגער ווי יענער פון דער MG Cu50Zr40Ni10 צומיש; דאך, זיין Tx ווייזט א פארגלייכבארן ווערט צו דער ערשטער (612 °C). דעריבער, ΔTx ווייזט א העכערן ווערט (87°C), ווי געוויזן אין פיגור 10ג.
די MG Cu50(Zr50−xNix) סיסטעם, נעמענדיג די MG Cu50Zr20Ni30 צומיש אלס א ביישפיל, קריסטאליזירט דורך א שארפן עקזאטערמישן שפיץ אין די קריסטאל פאזעס פון fcc-ZrCu5, ארטא-הארמביק-Zr7Cu10 און ארטא-הארמביק-ZrNi (פיגור 10c). די אמארפע צו קריסטאלינע פאזע איבערגאנג איז באשטעטיקט געווארן דורך XRD פון די MG מוסטער (פיגור 10d), וואס איז געהייצט געווארן צו 700 °C אין DSC.
פיגור 11 ווייזט פאטאגראפיעס גענומען בעת ​​דעם קאלטן שפריץ פראצעס וואס איז דורכגעפירט געווארן אין דער יעצטיגער ארבעט. אין דעם שטודיע, די מעטאל גלאז-ענלעכע פודער פארטיקלען וואס זענען סינטעזירט געווארן נאך א MA צייט פון 50 שעה (נעמענדיג Cu50Zr20Ni30 אלס א ביישפיל) זענען גענוצט געווארן אלס אנטי-באַקטיריעלע רוי מאטעריאלן, און די נישט-ראסטיקע שטאל טעלער (SUS304) איז באדעקט געווארן דורך קאלטן שפריץ טעכנאלאגיע. די קאלטן שפריץ מעטאד איז אויסגעקליבן געווארן פאר באדעקונג אין דער טערמישער שפריץ טעכנאלאגיע סעריע ווייל דאס איז די מערסט עפעקטיווע מעטאד אין דער טערמישער שפריץ סעריע און קען גענוצט ווערן פאר מעטאל מעטאסטאבילע טעמפעראטור סענסיטיווע מאטעריאלן ווי אמארפע און נאנאקריסטאלינע פודערס, וועלכע זענען נישט אונטערטעניק צו פאזע איבערגאנגען. דאס איז דער הויפט פאקטאר אין אויסקלויבן דעם מעטאד. דער קאלטן שפריץ פראצעס ווערט דורכגעפירט דורך נוצן הויך-געשווינדיקייט פארטיקלען וואס פארוואנדלען די קינעטישע ענערגיע פון ​​די פארטיקלען אין פלאסטישע דעפארמאציע, שפּאַנונג און היץ ביים אימפּאַקט מיטן סאַבסטראַט אדער פריער דעפּאָזירטע פארטיקלען.
פעלד פאָטאָס ווייַזן די קאַלט שפּריץ פּראָצעדור געניצט פֿאַר פינף קאָנסעקוטיווע צוגרייטונגען פון MG קאָוטינג/SUS 304 ביי 550 °C.
די קינעטישע ענערגיע פון ​​די פּאַרטיקלען, און אַזוי דער מאָמענטום פון יעדן פּאַרטיקל אין דער קאָוטינג פאָרמאַציע, מוז ווערן פארוואנדלט אין אנדערע פארמען פון ענערגיע דורך מעכאַניזמען ווי פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע (ערשטע פּאַרטיקל און פּאַרטיקל-פּאַרטיקל ינטעראַקשאַנז אין די סאַבסטראַט און פּאַרטיקל ינטעראַקשאַנז), ליידיקייטן קאָנסאָלידאַציע, פּאַרטיקל-פּאַרטיקל ראָטאַציע, שפּאַנונג און לעסאָף היץ 39. ווייטער, אויב נישט אַלע ינקאַמינג קינעטישע ענערגיע ווערט פארוואנדלט אין היץ און שפּאַנונג ענערגיע, איז דער רעזולטאַט אַן עלאַסטישע קאָליזיע, וואָס מיינט אַז די פּאַרטיקלען פשוט אָפּשפּרונג צוריק נאָך פּראַל. עס איז געווען אנגעוויזן אַז 90% פון די פּראַל ענערגיע געווענדט צו די פּאַרטיקל/סאַבסטראַט מאַטעריאַל ווערט פארוואנדלט אין לאָקאַלע היץ 40. ווייטער, ווען פּראַל דרוק איז געווענדט, הויך פּלאַסטישע שפּאַנונג ראַטעס זענען דערגרייכט אין די קאָנטאַקט פּאַרטיקל/סאַבסטראַט געגנט אין אַ זייער קורצער צייט 41,42.
פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע ווערט בכלל באַטראַכט ווי אַ פּראָצעס פון ענערגיע דיסיפּיישאַן, אָדער מער ספּעציפֿיש, אַ היץ מקור אין דער אינטערפֿאַסיאַל געגנט. אָבער, די טעמפּעראַטור פאַרגרעסערונג אין דער אינטערפֿאַסיאַל געגנט איז געוויינטלעך נישט גענוג צו פּראָדוצירן אינטערפֿאַסיאַל צעשמעלצן אָדער צו באַדייטנד העכערן אַטאָמישע אינטערדיפֿוזשאַן. קיין פּובליקאַציע באַקאַנט צו די מחברים פֿאָרשט נישט די ווירקונג פון די אייגנשאַפֿטן פון די מעטאַלישע גלאַזיגע פּודערס אויף פּודער אַדכיזשאַן און דעפּאָזיציע וואָס פּאַסירט ווען קאַלט שפּריץ מעטאָדן ווערן גענוצט.
די BFI פון MG Cu50Zr20Ni30 צומיש פּודער קען מען זען אין פיגור 12a, וואָס איז געווען באדעקט אויף SUS 304 סאַבסטראַט (פיגורן 11, 12b). ווי מען קען זען פון דער פיגור, די באדעקטע פּודערס האַלטן זייער אָריגינעלע אַמאָרפֿישע סטרוקטור ווייל זיי האָבן אַ דעליקאַטע לאַבירינט סטרוקטור אָן קיין קריסטאַלינע פֿעיִקייטן אָדער גיטער חסרונות. אויף דער אַנדערער האַנט, די בילד ווייזט די בייַזייַן פון אַן עקסטערנע פאַסע, ווי סאַגדזשעסטיד דורך נאַנאָפּאַרטיקלען ינקאָרפּערייטיד אין די MG-באדעקט פּודער מאַטריץ (פיגור 12a). פיגור 12c דיפּיקט די אינדעקסט נאַנאָבעאַם דיפראַקשאַן מוסטער (NBDP) פֿאַרבונדן מיט ראַיאָן I (פיגור 12a). ווי געוויזן אין פיגור 12c, NBDP ווייזט אַ שוואַך האַלאָ דיפוזשאַן מוסטער פון אַמאָרפֿישע סטרוקטור און קאָויגזיסט מיט שאַרף פּאַטשאַז קאָראַספּאַנדינג צו די קריסטאַלינע גרויס קוביק Zr2Ni מעטאַסטאַבאַל פּלוס טעטראַגאָנאַל CuO פאַסע. די פאָרמירונג פון CuO קען זיין אַטריביאַטאַד צו די אַקסאַדיישאַן פון די פּודער ווען רייזאַז פון די נאָזל פון די שפּריץ פּיסטאָל צו SUS 304 אין די אפענע לופט אונטער סופּערסאָניק שטראָם. אויף דער אַנדערער האַנט, די דעוויטריפיקאַציע פון ​​די מעטאַלישע גלאַזיקע פּודערס האָט דערגרייכט די פאָרמירונג פון גרויסע קובישע פאַזעס נאָך קאַלט שפּריץ באַהאַנדלונג ביי 550 °C פֿאַר 30 מינוט.
(א) FE-HRTEM בילד פון MG פּודער באדעקט אויף (ב) SUS 304 סאַבסטראַט (אינסערט פון פיגור). דער אינדעקס NBDP פון דעם קייַלעכדיקן סימבאָל געוויזן אין (א) איז געוויזן אין (ג).
כדי צו באשטעטיגן דעם מעגלעכן מעכאניזם פאר דער פארמאציע פון ​​גרויסע קובישע Zr2Ni נאַנאָפּאַרטיקלען, איז דורכגעפירט געוואָרן אן אומאָפּהענגיקער עקספּערימענט. אין דעם עקספּערימענט, זענען די פּודערס געשפּריצט געוואָרן פון א שפּריץ-פּיסטאָל ביי 550 °C אין דער ריכטונג פון דעם SUS 304 סאַבסטראַט; אָבער, כדי צו דערקלערן דעם אָפּגלייכנדיקן ווירקונג פון די פּודערס, זענען זיי אַוועקגענומען געוואָרן פון דעם SUS304 פּאַס אַזוי שנעל ווי מעגלעך (ארום 60 סעקונדעס). נאך א סעריע עקספּערימענטן איז דורכגעפירט געוואָרן אין וועלכע פּודער איז אַוועקגענומען געוואָרן פון דעם סאַבסטראַט בערך 180 סעקונדעס נאָך דער דעפּאָזיציע.
פיגורן 13א,ב ווייזן טונקעל פעלד בילדער (DFI) באקומען דורך סקענירן טראנסמיסיע עלעקטראן מיקראסקאפיע (STEM) פון צוויי שפריצער מאטעריאלן אפגעלייגט אויף SUS 304 סובסטראטן פאר 60 סעקונדעס און 180 סעקונדעס, בהתאמה. די פודער בילד אפגעלייגט פאר 60 סעקונדעס האט נישט קיין מארפאָלאָגישע דעטאלן, ווייזנדיג אן אייגנשאפט (פיגור 13א). דאס איז אויך באשטעטיקט געווארן דורך XRD, וואס האט געוויזן אז די אלגעמיינע סטרוקטור פון די פודערס איז געווען אמארף, ווי אנגעוויזן דורך די ברייטע ערשטיקע און צווייטיקע דיפראקציע מאקסימא געוויזן אין פיגור 14א. די ווייזן אויף די אפוועזנהייט פון מעטאַסטאַבאַל/מעסאָפאַזע אָפּזאַץ, וואו דער פודער האלט זיין אָריגינעלע אמארפע סטרוקטור. אין קאנטראסט, דער פודער שפריצער ביי דער זעלבער טעמפּעראַטור (550 °C), אבער געבליבן אויף דעם סובסטראט פאר 180 סעקונדעס, האט געוויזן די אָפּזאַץ פון נאַנאָ-גרייס גריינז, ווי אנגעוויזן דורך די פייַלן אין פיגור 13ב.