Ịrụ ọrụ ígwè n'ime mmepe nke ihe ndị e ji ígwè rụọ
Mmepe nke sayensị ihe eji arụ ọrụ n'ime iri afọ ndị na-adịbeghị anya egosila ụzọ doro anya: ụmụ mmadụ chọrọ ihe ndị siri ike, dị mfe, na-eguzogide nchara, na ndị dị irè karị maka ọtụtụ ojiji - site na njem na ike ruo na ngwaọrụ eletrọnịkị na nlekọta ahụike. N'etiti ihe ndị a chọrọ, ihe ndị a na-ahazi nano apụtala dị ka otu n'ime ihe ndị kacha enye obi ụtọ. Ihe ndị a nwere njirimara ma ọ bụ nha njirimara na nha nanometer (ihe dị ka 1-100 nm), nke na-ebute ihe dị iche iche - nke na-adịkarị mma - ihe eji arụ ọrụ, eletriki, okpomọkụ, na kemịkalụ ma e jiri ya tụnyere ihe ndị a na-ahụkarị. Nke a bụ ebe igwe na-arụ ọrụ dị mkpa: ọ bụghị naanị dịka sayensị nke ọla, kama dịka usoro nke na-achịkwa otu esi ewuli, gbanwee, ma chịkwaa nhazi ime ihe nke ihe iji nweta arụmọrụ pụrụ iche.
Ịghọta ihe ndị e ji nanostructured mee na nha pụrụ iche ha
Ihe ndị e ji ígwè rụọ nwere ike ịbụ ọla, ihe ndị e ji ígwè rụọ, seramiiki, ma ọ bụ ihe ndị mejupụtara ha nwere obere kristal ma ọ bụ nwee nanoprecipitates, nanolayers, na ọbụna oghere nanoscale. N'ogo a, ihe dị iche iche "ọhụrụ" na-apụta. Dịka ọmụmaatụ, mgbe nha mkpụrụ ígwè ahụ belatara na nha nanometer, ike ya na-abawanye n'ihi mmụba nke ókèala ọka ndị na-egbochi mmegharị nke mgbanwe - usoro bụ isi nke mgbanwe plastik na ọla. A na-akọwakarị ihe a site na mmekọrịta Hall-Petch, ebe ike ya na-abawanye ka nha mkpụrụ na-ebelata (ọ bụ ezie na na obere nha enwere ihe dị iche iche).
Tinyere ike, usoro nanostructures nwekwara ike ime ka iguzogide iyi dịkwuo elu, melite nzaghachi ike ọgwụgwụ, gbanwee njikwa eletriki/ọkụ, ma metụta mmeghachi omume elu. Ya mere, isi ihe dị na ihe ndị a na-ahazi abụghị naanị "obere," kama ọ bụ njikwa: nha, nkesa, ọdịdị, na nkwụsi ike nke usoro nanoscale ga-abụrịrị nke ahaziri maka ebumnuche ya.
Metallurgy dị ka "onye na-ese ụkpụrụ ụlọ" nke ihe owuwu: site na usoro ruo ihe onwunwe
A pụrụ ile ọrụ igwe nke oge a anya dị ka ihe eji emechi ihe n'etiti usoro-nhazi-ihe-ọdịdị-arụmọrụ. N'ihe gbasara nanostructures, ọrụ igwe bụ maka ikpebi usoro mmepụta na ọgwụgwọ nke nwere ike ịmepụta atụmatụ nanoscale mgbe niile. Nke a gụnyere ọrụ igwe nke anụ ahụ (ịkọwa nhazi kristal, usoro, mgbanwe), ọrụ igwe nke igwe (mgbanwe, ike, ọdịda), na ọrụ igwe nke igwe (ịgbaze, ịtụ ihe, ịgbaze ihe, mkpuchi, na usoro mmepụta dị elu).
N'imepụta ihe ndị e ji ígwè rụọ, ihe ịma aka ígwè na-esikwu ike site na mmetụta dị elu nke ihe ndị dị obere na okpomọkụ, ọsọ oyi, mgbasa atọm, na ike elu. Nanostructures na-abụkarị ndị na-adịghị agbanwe agbanwe n'ụzọ thermodynamics; nanograins na-eto ngwa ngwa mgbe a na-ekpughere ha na okpomọkụ, nke na-achọ atụmatụ iji "kpọchie" nanostructures iji gbochie uto ngwa ngwa nke ọka.
Usoro igwe maka imepụta nanostructures
1. Ngbanwe Plastik Dị Ike (SPD)
Otu ụzọ dị mkpa e si eji ígwè arụ ọrụ bụ ime ka nha ọka dịkwuo mma site na mgbanwe dị oke njọ na-agbanweghị akụkụ ikpeazụ nke ọma. Usoro SPD ndị a ma ama gụnyere Equal Channel Angular Pressing (ECAP) na High-Pressure Torsion (HPT). Usoro ndị a na-amanye ígwè ahụ ka ọ banye n'ọtụtụ ụdị dị iche iche, na-emepụta obere mkpụrụ osisi ndị ka mma, na-emesịa ruo nha ultrafine ma ọ bụ nanoscale.
Uru nke SPD bụ na ọ nwere ike ime ka ike dịkwuo elu nke ukwuu na-enweghị mkpa maka ihe ndị mejupụtara ya dị mgbagwoju anya. Agbanyeghị, ihe ịma aka gụnyere ijikwa otu nhazi, oke nha ngwaahịa, na nkwụsi ike nanostructure mgbe ejiri ihe ahụ mee ihe n'oge okpomọkụ dị elu.
2. Ihe ndị e ji aka mee site na mmiri ozuzo na ikesasị
Alloy metallurgy na-eji ihe ndị a na-akpọ precipitates—ihe ndị e ji usoro nke abụọ mepụta n'oge ọgwụgwọ okpomọkụ kpọmkwem—iji mee ka ike dịkwuo elu. Na nanoscale, ihe ndị a na-akpọ precipitates dị oke mma ma kesaa nke ọma nwere ike igbochi mmegharị nke ọma. Ihe atụ gụnyere ihe ndị a na-akpọ aluminum usoro 2xxx/7xxx ma ọ bụ superalloys dabere na nickel, ebe okpomọkụ na oge ịka nká nwere ike imepụta nanoprecipitates siri ike nke ukwuu.
Ụzọ ọzọ bụ ịgbasa oxide (ODS), nke na-eji obere nanometer oxide kwụsiri ike iji melite ike na iguzogide creep n'oge okpomọkụ dị elu. A na-ewere ihe ODS nke ọma maka ike na ojiji gburugburu ebe obibi dị oke njọ n'ihi na nanodispersoids na-ebelata mmegharị ókè ọka ma na-egbochi mgbanwe na okpomọkụ dị elu.
3. Ntụ ntụ ntụ na ngwakọta ígwè
Ịrụ ọrụ igwe ntụ ntụ dị mkpa n'ihi na ọ nwere ike ịmepụta ezigbo nhazi site na mmalite. Otu ụzọ dị mkpa bụ itinye ihe n'ime igwe, usoro igwe na-egweri ike nke na-agwakọta ntụ ígwè nke ọma, na-akpali mgbanwe ugboro ugboro, ịgbado ọkụ oyi, na mgbawa nke ihe ndị dị n'ime ya iji mepụta ntụ ntụ nwere usoro ultrafine ma ọ bụ nke na-adịghị mma. A na-ete ntụ ntụ ndị a ma ọ bụ jikọta ha (dịka ọmụmaatụ, site na ịpị ọkụ, HIP, ma ọ bụ SPS) n'ime ihe siri ike.
Uru ya gụnyere mgbanwe nhazi (gụnyere alloys ndị siri ike ịmepụta site na agbaze) na ikike imepụta nanostructures otu. Ihe ịma aka gụnyere oxidation ntụ ntụ, mmetọ sitere na mgbasa ozi igwe, na njikwa porosity n'oge sintering.
4. Mkpuchi na nhazi nanostructure na injinia elu
Ọtụtụ ngwa chọrọ arụmọrụ elu dị elu—dịka ire ere na iguzogide iyi—na-enweghị ịgbanwe ihe ahụ kpamkpam. Ọrụ igwe dị n'elu na-enye usoro mkpuchi dịka PVD/CVD, elektrọdposition, thermal spray, na modified nitriding na carburizing. Ihe mkpuchi Nanocrystalline nwere ike ime ka ike sie ike, belata coefficient nke esemokwu, ma melite iguzogide oxidation.
Ọzọkwa, injinia elu na-enye ohere maka nhazi nke ọma: oyi akwa mpụta siri ike nke ukwuu (nanostructure), ebe isi ya ka na-adịgide. Usoro a dị mkpa maka ihe ndị dị na igwe dịka shafts, gia, na ngwaọrụ ịkpụ.
Nkọwapụta: hụ na e guzobere usoro nanostructures n'ezie
A pụghị ikewapụ mmepe nke ihe ndị e ji nanostructured mepụta na usoro njirimara dị elu. Metallurgy na-eji:
– SEM/TEM iji hụ nha ọka, nanoprecipitates, na ntụpọ kristal.
- XRD iji chọpụta usoro, nrụgide fọdụrụ, na nha kristal.
- EBSD iji maapụ nhazi kristal na nkesa ókèala ọka.
- APT (Atom Probe Tomography) iji lee nkesa nke atọm na ihe ndị na-apụta na nha atọm.
Na-enweghị njirimara, usoro ahụ na-aghọ naanị "nnwale na mmejọ." Site na njirimara, enwere ike ịhazi ma hazie mmekọrịta usoro-nhazi-ihe onwunwe nke ọma na sayensị.
Ihe ịma aka ndị bụ isi: nkwụsi ike okpomọkụ na ọkwa ụlọ ọrụ mmepụta ihe
Ọ bụ ezie na usoro nanostructures na-enye nnukwu mmezi ihe onwunwe, ihe ịma aka abụọ dị mkpa na-ebilite. Nke mbụ bụ nkwụsi ike nanostructures. Obere nha ọka nwere ike dị elu na oke ọka; mgbe ihe ahụ dị ọkụ, mkpụrụ na-etokarị, na-ebelata ike. Iji dozie nke a, usoro metallurgy emepụtala atụmatụ dịka ịgbakwunye ihe ndị na-agwakọta ihe ndị na-egbochi mbugharị ókè ọka, ịmepụta ihe ndị na-akpali akpali nke na-akpọ "ịkpọ" ókèala ọka (ịkpọ Zener pinning), na nhazi ziri ezi nke usoro ọgwụgwọ okpomọkụ.
Ihe ịma aka nke abụọ bụ ike ịgbasa. Ọtụtụ usoro nhazi nano dị mma n'ụlọ nyocha mana ọ siri ike itinye n'ọrụ maka mmepụta buru ibu n'ihi ọnụ ahịa, ọnụego mmepụta, ma ọ bụ oke nha. Nnyocha dị ugbu a na-elekwasị anya n'ime ka usoro ahụ kwekọọ na mmepụta ọgbara ọhụrụ - gụnyere njikọta na nrụpụta mgbakwunye (mbipụta 3D metal) nke nwere ike ịmepụta obere nhazi dị oke mma site na oke oyi dị elu, nke a na-eme ka ọ kwụsie ike site na ọgwụgwọ okpomọkụ ọzọ.
Ngwa: site na njem gaa na ike na biomedicine
Ihe ndị e ji ígwè rụọ nwere ike ịgbanwe akụkụ dị iche iche. N'ime ụlọ ọrụ ụgbọ ala na ụgbọelu, ihe ndị e ji ígwè rụọ nwere ike ibelata ibu ụgbọala n'emebighị ike na nchekwa. N'ime ngalaba ike, ihe ndị e ji ígwè rụọ na ihe ndị ọzọ dị mkpa maka ojiji okpomọkụ dị elu, turbines, na ihe ndị e ji ígwè rụọ. N'ime eletrọnịkị, ihe ndị e ji ígwè rụọ na ihe ndị e ji ígwè rụọ nwere ike imetụta ike njikọ na ntụkwasị obi njikọ. Ọbụna na ọgwụ biomedicine, ihe ndị e ji ígwè rụọ na ihe ndị e ji ígwè rụọ nwere ike ime ka njikọ anụ ahụ ka mma site na ijikwa ike na ike elu.
Penutup
Ịrụ ọrụ igwe n'ime mmepe nke ihe ndị e ji ígwè rụọ bụ ihe atụ bụ́ isi nke otu sayensị oge gboo si agbanwe ka ọ bụrụ teknụzụ n'ọdịnihu. Site n'ịchịkwa njikọta, mgbanwe, ọgwụgwọ okpomọkụ, nhazi igwe ntụ ntụ, na usoro injinia elu, ndị na-ahụ maka igwe nwere ike "ịrụpụta" ihe owuwu dị n'ime ruo nanoscale, na-emepụta ihe ndị nwere arụmọrụ a na-apụghị iru na mbụ. Ihe ịma aka nkwụsi ike na mmepụta oke ka dị, mana ntụziaka nke mmepe doro anya: ihe ndị e ji ígwè rụọ ga-aghọ ntọala dị mkpa maka teknụzụ ndị ka mma, ndị siri ike, na ndị na-adịgide adịgide.
Ọ bụrụ na ịchọrọ, enwere m ike ịgbanwe edemede a ka ọ bụrụ nke agụmakwụkwọ ka mma (na ntụaka ndị e hotara), ma ọ bụ tinye obere ngalaba pụrụ iche dịka nanograins vs. nanoprecipitates, mmekọrịta Hall-Petch, ma ọ bụ ọmụmụ ihe gbasara alloys kpọmkwem (Al, Ti, Ni, ígwè).
