Birta ku jirta Horumarinta Agabka Nano-qaabaysan
Horumarinta sayniska agabka tobanaankii sano ee la soo dhaafay waxay muujisay jiho sii kordheysa oo cad: aadanuhu waxay u baahan yihiin agab xooggan, fudud, u adkaysta daxalka, iyo kuwo waxtar leh oo loogu talagalay codsiyo kala duwan - laga bilaabo gaadiidka iyo tamarta ilaa aaladaha elektaroonigga ah iyo daryeelka caafimaadka. Iyada oo ay jiraan baahiyahan, agabka nanostructured ayaa soo ifbaxay mid ka mid ah horumarrada ugu rajo weyn. Agabkani waxay leeyihiin astaamo ama cabbirro astaamo ah oo ku saabsan cabbirka nanometer-ka (qiyaastii 1-100 nm), taas oo keenta sifooyin kala duwan - oo badanaa ka sarreeya - farsamo, koronto, kuleyl, iyo kiimiko marka loo eego agabka caadiga ah. Halkan waa meesha birta lagu ciyaaro door muhiim ah: ma aha oo kaliya sayniska biraha, laakiin waa edbin maamusha sida qaab-dhismeedka gudaha ee agabka loo dhiso, wax looga beddelo, loona xakameeyo si loo gaaro waxqabad gaar ah.
Fahmidda walxaha nanostructured iyo miisaankooda gaarka ah
Qalabka qaab-dhismeedka nano wuxuu noqon karaa biraha, birta, dhoobada, ama isku-darka oo leh miro kiristaal aad u fiican ama ay ku jiraan nanoprecipitates, nanolayer, iyo xitaa daloolada nanoscale. Cabbirkan, ifafaale kala duwan oo "cusub" ayaa soo baxa. Tusaale ahaan, marka cabbirka birta loo yareeyo cabbirka nanometer-ka, xooggu wuu kordhaa sababtoo ah tirada sii kordheysa ee xuduudaha hadhuudhka ee joojiya dhaqdhaqaaqa kala-goysyada - habka ugu weyn ee isbeddelka balaastikada ee biraha. Ifafaaladan waxaa badanaa lagu sharaxaa xiriirka Hall-Petch, halkaas oo xooggu uu kordho marka cabbirka hadhuudhku hoos u dhaco (inkasta oo cabbirrada aadka u yar ay jiraan waxyaabo gaar ah oo ka reeban).
Marka laga soo tago xoogga, qaab-dhismeedka nano-ga ayaa sidoo kale kordhin kara iska caabbinta xirashada, wanaajin kara jawaabta daalka, beddeli kara socodka korantada/kuleylka, iyo saameyn kara falcelinta dusha sare. Sidaa darteed, furaha walxaha qaab-dhismeedka nano-ga ma aha oo kaliya "yar," laakiin waa xakamaynta: cabbirka, qaybinta, qaabka, iyo xasilloonida qaab-dhismeedka nano-ga waa in loo habeeyaa ujeeddada.
Birta oo ah "naqshadeeye" qaab-dhismeedka: laga bilaabo hababka ilaa sifooyinka
Birta casriga ah waxaa loo arki karaa buundo u dhaxaysa habka-qaab-dhismeedka-hannaanka-waxqabadka. Marka la eego qaab-dhismeedka nano, birtu waxay mas'uul ka tahay go'aaminta hababka wax soo saarka iyo daaweynta awood u leh inay si joogto ah u sameeyaan astaamaha nanoscale. Tani waxay ka kooban tahay birta jirka (ka hadalka qaab-dhismeedka kiristaalka, marxaladaha, isbeddellada), birta farsamada (beddelidda, adkaanta, guuldarada), iyo birta habka (dhalaalka, shubidda, sintering, dahaarka, iyo farsamooyinka wax soo saarka ee horumarsan).
Horumarinta walxaha qaabaysan ee nanostructured, caqabadaha biraha waxaa sii adkeynaya xasaasiyadda sare ee walxaha yaryar ee heerkulka, heerka qaboojinta, faafinta atomiga, iyo tamarta dusha sare. Qaabdhismeedka nanostructures waxay u muuqdaan inay yihiin kuwo aan degganayn heerkul ahaan; nanograins si fudud ayay u koraan marka ay la kulmaan kulaylka, taasoo u baahan xeelado lagu "xiro" qaabdhismeedka nanostructures si looga hortago koritaanka degdega ah ee hadhuudhka.
Farsamooyinka birta ee sameynta qaab-dhismeedka nano-ka
1. Isbeddelka Balaastikada ee Daran (SPD)
Hal hab oo muhiim ah oo ku saabsan birta waa in la sifeeyo cabbirka hadhuudhka iyada oo loo marayo isbeddel xad dhaaf ah iyada oo aan si weyn loo beddelin cabbirrada kama dambaysta ah. Farsamooyinka caanka ah ee SPD waxaa ka mid ah Cadaadiska Equal Channel Angular Pressing (ECAP) iyo High-Pressure Torsion (HPT). Hawshani waxay ku qasbeysaa birta inay marto noocyo waaweyn, iyagoo samaynaya badar hoose oo sii yaraanaya, ugu dambeyntiina gaaraya cabbirro ultrafine ama nanoscale ah.
Faa'iidada SPD waa inay si weyn u kordhin karto xoogga iyada oo aan loo baahnayn birlabyo adag. Si kastaba ha ahaatee, caqabadaha waxaa ka mid ah xakamaynta isku-dhafka qaab-dhismeedka, xaddidaadaha cabbirka badeecada, iyo xasilloonida nanostructure marka walxaha loo isticmaalo heerkul sare.
2. Daloolada qaabaysan ee Nanostructured iyada oo loo marayo roobab iyo adkaansho kala firdhisan
Birta birta ah waxay isticmaashaa daadad - walxo marxalad labaad ah oo la sameeyay inta lagu jiro daaweynta kulaylka gaarka ah - si loo kordhiyo xoogga. Marka la eego nanoscale, daadad aad u fiican oo si siman u kala qaybsan ayaa si wax ku ool ah u joojin kara dhaqdhaqaaqa kala-baxa. Tusaalooyinka waxaa ka mid ah daadad aluminium taxane ah oo 2xxx/7xxx ah ama daadad superalloys oo ku salaysan nikkel, halkaas oo heerkulka iyo waqtiga gabowga ay soo saari karaan nanoprecipitates aad u xoog badan.
Hab kale waa fidinta oksaydhka oo la xoojiyay (ODS), kaas oo adeegsada walxaha oksaydhka nanometer-ka ee aadka u deggan si loo hagaajiyo xoogga iyo iska caabbinta gurguurta heerkulka sare. Agabka ODS waxaa si weyn loogu tixgeliyaa tamarta iyo codsiyada deegaanka ee aadka u daran sababtoo ah nanodispersoids waxay gaabisaa dhaqdhaqaaqa xadka hadhuudhka waxayna joojisaa isbeddelka heerkulka sare.
3. Birta budada iyo dahaarka farsamada
Birta budada ah waa mid khuseysa sababtoo ah waxay soo saari kartaa qaab-dhismeedyo fiican laga bilaabo xoq. Hal farsamo oo muhiim ah waa isku-darka farsamada, habka wax-shiididda tamarta sare leh kaas oo si xooggan isugu daraya budada birta, taasoo kicinaysa isbeddel soo noqnoqda, alxanka qabow, iyo jajabka walxaha si loo sameeyo budo leh qaab-dhismeedyo aad u fiican ama qayb ahaan aan qaab lahayn. Budadan ayaa markaa la sifeeyaa ama la isku dhejiyaa (tusaale ahaan, iyada oo loo marayo cadaadis kulul, HIP, ama SPS) oo loo geliyo qaybo adag.
Faa'iidooyinkeeda waxaa ka mid ah dabacsanaanta halabuurka (oo ay ku jiraan walxaha ay adag tahay in la sameeyo marka la dhalaaliyo) iyo suurtagalnimada in la soo saaro qaab-dhismeedyo nano ah oo isku mid ah. Caqabadaha waxaa ka mid ah oksaydheynta budada, wasakheynta ka timaadda warbaahinta shiididda, iyo xakamaynta daloolka inta lagu jiro sintering.
4. Dahaarka qaab-dhismeedka Nano iyo injineernimada dusha sare
Adeegsiyo badan waxay u baahan yihiin waxqabad sare oo dusha sare ah - sida daxalka iyo iska caabbinta xirashada - iyada oo aan loo baahnayn in si buuxda loo beddelo agabka. Birta dusha sare waxay bixisaa farsamooyin dahaadh ah sida PVD/CVD, electrodeposition, buufin kuleyl, iyo nitriding iyo carburizing wax laga beddelay. Dahaarka Nanocrystalline wuxuu kordhin karaa adkaanta, wuxuu yareyn karaa isku-dhafka is-goysyada, wuxuuna xoojin karaa iska caabbinta oksaydhka.
Intaa waxaa dheer, injineernimada dusha sare waxay u oggolaanaysaa qaab-dhismeedka: lakabka dibadda waa mid aad u adag (qaab-dhismeedka nano), halka xudunta dhexe ay weli tahay mid aan la taaban karin. Habkani waa mid muhiim u ah qaybaha farsamada sida ulaha, geerka, iyo qalabka jarista.
Sifeynta: hubinta in qaab-dhismeedka nano-ga si dhab ah loo sameeyay
Horumarinta walxaha qaabaysan ee nano-qaabaysan lama kala saari karo farsamooyinka astaamaha casriga ah. Birta waxay isticmaashaa:
– SEM/TEM si loo eego cabbirka badarka, nanoprecipitates, iyo cilladaha kiristaalka.
- XRD si loo aqoonsado marxaladaha, walbahaarka haray, iyo cabbirka kiristaalka.
- EBSD si loo sawiro jihada kiristaalka iyo qaybinta xadka hadhuudhka.
– APT (Atom Probe Tomography) si loo arko qaybinta atamka iyo waxyaabaha soo daaya ee ku jira miisaanka atamka.
Haddii aan la kala saarin, geeddi-socodku wuxuu noqonayaa "tijaabo iyo qalad." Marka la eego kala soocidda, xiriirka geeddi-socodka-qaab-dhismeedka-hantida waxaa si cilmiyeysan loo sawiri karaa loona hagaajin karaa.
Caqabadaha ugu waaweyn: xasilloonida kulaylka iyo baaxadda warshadaha
In kasta oo qaab-dhismeedka nano-gu ay bixiyaan horumarin hanti oo muhiim ah, haddana laba caqabadood oo waaweyn ayaa soo baxa. Marka hore waa xasilloonida qaab-dhismeedka nano-gu. Cabbirrada aadka u yar ee hadhuudhku waxay leeyihiin tamar xuduudeed oo sare; marka walaxda la kululeeyo, miraha waxay u muuqdaan inay koraan, taasoo yareynaysa xoogga. Si wax looga qabto tan, bir-sameyntu waxay horumarisay xeelado sida ku darista walxaha isku-darka ah ee joojiya socdaalka xadka hadhuudhka, sameynta waxyaabaha soo daaya ee "ku dhejiya" xuduudaha hadhuudhka (Zener pinning), iyo naqshadeynta saxda ah ee wareegyada daaweynta kulaylka.
Caqabadda labaad waa ballaarinta. Farsamooyin badan oo nanostructure ah ayaa ku fiican shaybaarka laakiin way adag tahay in la hirgeliyo wax soo saarka ballaaran sababtoo ah kharashka, heerka wax soo saarka, ama xaddidaadaha cabbirka. Cilmi-baarista hadda jirta waxay diiradda saareysaa sidii habka loo waafajin lahaa wax soo saarka casriga ah - oo ay ku jirto isdhexgalka wax soo saarka lagu daro (daabacaadda birta 3D) oo samayn karta qaab-dhismeedyo yaryar oo aad u fiican iyada oo loo marayo heerarka qaboojinta sare, kuwaas oo markaa lagu xasiliyo daaweynta kulaylka dheeraadka ah.
Codsiyada: laga bilaabo gaadiidka ilaa tamarta iyo daawada bayoolajiga
Qalabka Nanostructured waxay leeyihiin awood ay ku beddelaan qaybaha kala duwan. Warshadaha baabuurta iyo hawada sare, walxaha nanostructured waxay yareyn karaan miisaanka gaariga iyagoon wax u dhimin xoogga iyo badbaadada. Qaybta tamarta, walxaha ODS iyo nanostructures kale waxay khuseeyaan codsiyada heerkulka sare, marawaxadaha, iyo qaybaha falgalka. Qalabka elektaroonigga ah, nanolayers iyo qaab-dhismeedka jilicsan waxay saameyn karaan socodka iyo isku halaynta isku xirka. Xitaa daawada bayoolojiga, dusha sare ee nanostructured ee ku jira qalabka la geliyo waxay hagaajin karaan isdhexgalka unugyada iyada oo loo marayo xakamaynta qallafsanaanta iyo tamarta dusha sare.
Xiritaanka
Birta ku salaysan horumarinta walxaha qaabaysan ee nanostructured waa tusaale wanaagsan oo muujinaya sida sayniska caadiga ah uu isu beddelayo tiknoolajiyadda mustaqbalka. Iyadoo la xakameynayo isku-darka, isbeddelka, daaweynta kulaylka, birta budada ah, iyo hababka injineernimada dusha sare, khubarada birta waxay awoodaan inay "naqshadeeyaan" qaab-dhismeedka gudaha ilaa nanoscale, iyagoo abuuraya agab leh waxqabad hore loo gaari karin. Caqabadaha xasilloonida iyo wax soo saarka tirada badan ayaa weli jira, laakiin jihada horumarku waa cad yahay: agabka qaabaysan ee nanostructured waxay noqon doonaan aasaas muhiim u ah teknoolojiyada waxtarka badan, waara, iyo waara.
Haddii aad rabto, waxaan maqaalkan ku habeyn karaa qaab tacliimeed oo dheeraad ah (iyadoo la tixraacayo xigashooyinka), ama waxaan ku dari karaa qaybo gaar ah sida nanograins vs. nanoprecipitates, xiriirka Hall-Petch, ama daraasadaha kiisaska ee biraha gaarka ah (Al, Ti, Ni, birta).
