Tšepe ho Ntlafatso ea Lisebelisoa tse Nanostructured
Nts'etsopele ea mahlale a thepa lilemong tsa morao tjena e bontšitse tataiso e hlakileng haholoanyane: batho ba hloka thepa e matla, e bobebe, e sa senyeheng habonolo, le e sebetsang hantle haholoanyane bakeng sa mefuta e mengata ea lits'ebetso - ho tloha lipalangoang le matla ho isa lisebelisoa tsa elektroniki le tlhokomelo ea bophelo. Har'a litlhoko tsena, thepa e hahiloeng ka nano e hlahile e le e 'ngoe ea liphetoho tse tšepisang ka ho fetisisa. Lisebelisoa tsena li na le likarolo kapa boholo bo ikhethang sekaleng sa nanometer (hoo e ka bang 1-100 nm), e leng se fellang ka thepa e fapaneng - hangata e phahameng - ea mechini, ea motlakase, ea mocheso le ea lik'hemik'hale ha e bapisoa le lisebelisoa tse tloaelehileng. Mona ke moo metallurgy e bapalang karolo ea bohlokoa: eseng feela joalo ka saense ea litšepe, empa e le taeo e laolang kamoo sebopeho sa kahare sa thepa se hahuoang, se fetoloang le ho laoloa kateng ho fihlela ts'ebetso e itseng.
Ho utloisisa thepa e hlophisitsoeng ka nano le boholo ba eona bo ikhethang
Lisebelisoa tse hahiloeng ka nano e ka ba litšepe, li-alloy, li-ceramic, kapa metsoako e nang le lithollo tse ntle haholo tsa kristale kapa e nang le li-nanoprecipitates, li-nanolayers, esita le li-nanoscale pores. Ka boholo bona, ho hlaha liketsahalo tse fapaneng tse "ncha". Mohlala, ha boholo ba lithollo tsa tšepe bo fokotsoa ho ea ho nanometer, matla aa eketseha ka lebaka la palo e ntseng e eketseha ea meeli ea lithollo e thibelang motsamao oa ho falla - mokhoa o ka sehloohong oa phetoho ea polasetiki litšepeng. Ketsahalo ena hangata e hlalosoa ke kamano ea Hall-Petch, moo matla a eketsehang ka boholo ba lithollo bo fokotsehang (le hoja ka boholo bo bonyenyane haholo ho na le mekhelo e itseng).
Ntle le matla, dibopeho tse nyane di ka boela tsa eketsa ho hanyetsa ho tsofala, tsa ntlafatsa karabelo ya mokhathala, tsa fetola tsamaiso ya motlakase/mocheso, mme tsa susumetsa tshebetso ya bokahodimo. Ka hona, senotlolo sa thepa e nang le sebopeho se nyane ha se feela "e nyane," empa ke taolo: boholo, kabo, sebopeho le botsitso ba dibopeho tse nyane di lokela ho lokisetswa morero.
Tšepe e le "moqapi" oa meaho: ho tloha lits'ebetsong ho ea ho thepa
Bokgoni ba ho tjhesa tšepe ba sejwalejwale bo ka bonwa e le borokho pakeng tsa tshebetso-sebopeho-thepa-tshebetso. Moelelong wa dibopeho tse nyane, bokgoni ba ho tjhesa tšepe bo ikarabella bakeng sa ho fumana mekgwa ya tlhahiso le dikalafo tse kgonang ho bopa dikarolo tsa nanoscale ka ho tswela pele. Sena se kenyeletsa bokgoni ba ho tjhesa tšepe ba mmele (ho buisana ka sebopeho sa kristale, mekhahlelo, diphetoho), bokgoni ba ho tjhesa tšepe ba mechini (ho feto-fetoha ha sebopeho, ho thatafatsa, ho hloleha), le bokgoni ba ho tjhesa tšepe ba tshebetso (ho qhibilihisa, ho lahla, ho sintering, ho kwahela, le mekgwa e tswetseng pele ya tlhahiso).
Ntlafatsong ea thepa e hahiloeng ka nano, liphephetso tsa tšepe li rarahanngoa le ho feta ke kutloisiso e phahameng ea thepa e nyane mochesong, sekhahla sa ho pholisa, ho hasana ha athomo le matla a holim'a metsi. Meaho e meholo e atisa ho se tsitse ka mokhoa oa thermodynamic; lithollo tse nyane li hola habonolo ha li pepesehetse mocheso, e leng se hlokang maano a ho "thibela" meaho e meholo ho thibela kholo e potlakileng ea lithollo.
Mekhoa ea tšepe bakeng sa ho theha meaho e meholo
1. Phetoho e Matla ea Plastiki (SPD)
Mokhoa o mong oa bohlokoa oa ho sebelisa tšepe ke ho ntlafatsa boholo ba lithollo ka ho fetola lintho ka mokhoa o feteletseng ntle le ho fetola boholo ba ho qetela haholo. Mekhoa e tsebahalang ea SPD e kenyelletsa Equal Channel Angular Pressing (ECAP) le High-Pressure Torsion (HPT). Mekhoa ena e qobella tšepe ho feta har'a mefuta e meholo, e leng se etsang hore lithollo tse nyenyane li be tšesaane haholoanyane, qetellong li fihle boholo ba ultrafine kapa nanoscale.
Molemo oa SPD ke hore e ka eketsa matla haholo ntle le tlhoko ea li-alloy tse rarahaneng. Leha ho le joalo, liphephetso li kenyelletsa ho laola ho tšoana ha sebopeho, meeli ea boholo ba sehlahisoa, le botsitso ba sebopeho sa nano ha thepa e sebelisoa mochesong o phahameng.
2. Li-alloy tse hahiloeng ka mokhoa o sa fetoheng ka lebaka la pula le ho qhalakana ha tsona
Tšepe ea alloy e sebelisa li-precipitate—likaroloana tsa mohato oa bobeli tse entsoeng nakong ea kalafo e itseng ea mocheso—ho eketsa matla. Ho nanoscale, li-precipitate tse tšesaane haholo le tse arolelanoang ka ho lekana li ka thibela motsamao oa ho falla ka katleho. Mehlala e kenyelletsa li-alloy tsa aluminium tsa 2xxx/7xxx kapa li-superalloy tse thehiloeng ho nickel, moo mocheso le nako ea botsofali li ka hlahisang li-nanoprecipitate tse matla haholo.
Mokhoa o mong ke ho hasana ha oxide (ODS), e sebelisang likaroloana tsa nanometer oxide tse tsitsitseng haholo ho ntlafatsa matla le khanyetso ea ho hasana mochesong o phahameng. Lisebelisoa tsa ODS li nkoa haholo bakeng sa matla le ts'ebeliso e feteletseng ea tikoloho hobane li-nanodispersoids li liehisa motsamao oa moeli oa lijo-thollo 'me li thibela ho fetoha ha mocheso mochesong o phahameng.
3. Tšepe ea phofo le ho kopanya ka mechine
Tšebeliso ea tšepe ea phofo e bohlokoa hobane e ka hlahisa meaho e metle ho tloha qalong. Mokhoa o mong oa bohlokoa ke ho kopanya ka mechine, ts'ebetso ea ho sila e nang le matla a mangata e kopanyang phofo ea tšepe ka matla, e bakang ho fetoha khafetsa, ho tjheseletsa ka serame, le ho qhaqha likaroloana ho etsa phofo e nang le meaho e metle haholo kapa e sa fetoheng ka mokhoa o itseng. Phofo tsena ebe lia sintered kapa lia kopanngoa (mohlala, ka ho hatella ho chesang, HIP, kapa SPS) hore e be likarolo tse tiileng.
Melemo ea eona e kenyelletsa ho tenyetseha ha metsoako (ho kenyeletsoa le metsoako e kopantsoeng e thata ho e bopa ka ho qhibiliha) le monyetla oa ho hlahisa li-nanostructures tse tšoanang. Liphephetso li kenyelletsa ho oxidation ea phofo, tšilafalo e tsoang mecheng ea ho sila, le taolo ea masoba nakong ea ho sila.
4. Ho koahela sebopeho sa nano le boenjiniere ba bokaholimo
Ditshebediso tse ngata di hloka tshebetso e phahameng ya bokahodimo—jwalo ka ho kgopama le ho se tsofale—ntle le ho fetola thepa ka botlalo. Tshepe ya bokahodimo e fana ka mekgwa ya ho kwahela jwalo ka PVD/CVD, ho beha electrodeposition, ho fafatsa ka mocheso, le ho fetola nitriding le carburizing. Dikwahelo tsa nanocrystalline di ka eketsa thatafalo, tsa fokotsa coefficient ya kgohlano, le ho ntlafatsa khanyetso ya oxidation.
Ho feta moo, boenjiniere ba bokaholimo bo dumella ho ba le moedi wa sebopeho: lera le ka ntle le thata haholo (mohaho wa nano), ha karolo ya mantlha e ntse e le ductile. Mokhoa ona o bohlokwa bakeng sa dikarolo tsa mechini tse kang di-shaft, di-gear le disebediswa tsa ho seha.
Tlhaloso ea litšobotsi: ho netefatsa hore li-nanostructures li hlile li thehiloe
Nts'etsopele ea thepa e hahiloeng ka nano e ke ke ea aroloa ho mekhoa e rarahaneng ea ho hlalosa.
– SEM/TEM ho hlokomela boholo ba lijo-thollo, nanoprecipitates, le liphoso tsa kristale.
– XRD ho hlwaya mekhahlelo, kgatello e setseng, le boholo ba kristale.
– EBSD ho rala tsela eo kristale e shebaneng le yona le kabo ya meedi ya dijo-thollo.
– APT (Atom Probe Tomography) ho bona kabo ea liathomo le ho putlama ha tsona sekaleng sa athomo.
Ntle le tlhaloso ea tlhaloso, ts'ebetso e fetoha "teko le phoso" feela. Ka tlhaloso ea tlhaloso, likamano tsa ts'ebetso-sebopeho-thepa li ka 'mapuoa le ho ntlafatsoa ka saense.
Liphephetso tse kholo: botsitso ba mocheso le boholo ba indasteri
Leha meaho e menyenyane e fana ka ntlafatso e kgolo ya thepa, ho hlaha diphephetso tse pedi tse kgolo. Ya pele ke botsitso ba meaho e menyenyane. Dijothollo tse nyane haholo di na le matla a mangata a moedi wa dijothollo; ha thepa e futhumatswa, dijothollo di atisa ho hola, e leng se fokotsang matla. Ho sebetsana le sena, metallurgy e thehile maano a kang ho eketsa dikarolo tsa ho kopanya tse thibelang ho falla ha meedi ya dijothollo, ho thehwa ha di-precipitate tse "kgomaretsang" meedi ya dijothollo (Zener pinning), le moralo o nepahetseng wa dipotoloho tsa kalafo ya mocheso.
Phephetso ea bobeli ke ho khona ho hola. Mekhoa e mengata ea ho haha nano e ipabola laboratoring empa ho thata ho e kenya tšebetsong bakeng sa tlhahiso ea bongata ka lebaka la litšenyehelo, sekhahla sa tlhahiso, kapa meeli ea boholo. Lipatlisiso tsa hajoale li shebane le ho etsa hore ts'ebetso e lumellane le tlhahiso ea sejoale-joale—ho kenyeletsoa le kopanyo le tlhahiso ea tlatsetso (khatiso ea tšepe ea 3D) e ka etsang meaho e menyenyane e metle haholo ka sekhahla se phahameng sa ho pholisa, e ntan'o tsitsisoa ke kalafo e 'ngoe ea mocheso.
Lisebelisoa: ho tloha lipalangoang ho ea ho matla le biomedicine
Lisebelisoa tse hahiloeng ka nano li na le bokhoni ba ho fetola makala a fapaneng. Liindastering tsa likoloi le tsa lifofane, li-alloy tse hahiloeng ka nano li ka fokotsa boima ba likoloi ntle le ho beha matla le polokeho kotsing. Lefapheng la matla, lisebelisoa tsa ODS le li-nanostructure tse ling li bohlokoa bakeng sa lits'ebetso tsa mocheso o phahameng, li-turbine le likarolo tsa reactor. Lisebelisoang tsa elektroniki, li-nanolayers le mehaho e metle li ka susumetsa conductivity le ts'epo ea khokahano. Esita le ho biomedicine, libaka tse hahiloeng ka nano holim'a li-implant li ka ntlafatsa kopanyo ea lisele ka taolo ea ho teteana le matla a holim'a metsi.
Ho koala
Bokgoni ba ho tjhesa tšepe ntshetsopeleng ya thepa e nang le sebopeho se senyenyane ke mohlala o motle wa kamoo saense ya kgale e fetohang theknoloji ya nakong e tlang. Ka ho laola ho kopanngwa ha disebediswa, ho fetolwa ha disebediswa, kalafo ya mocheso, bokgoni ba ho tjhesa phofo, le mekgwa ya boenjiniere ba bokahodimo, ditsebi tsa metallurg di kgona ho "rala" meaho ya ka hare ho fihlela ho nanoscale, ho theha thepa e nang le tshebetso e neng e sa fihlellwe pele. Mathata a botsitso le tlhahiso ya bongata a ntse a le teng, empa tataiso ya ntshetsopele e hlakile: thepa e nang le sebopeho se senyenyane e tla ba motheo wa bohlokwa bakeng sa mahlale a sebetsang hantle, a tshwarellang le a tshwarellang.
Haeba o lakatsa, nka fetola sengoloa sena ho latela mokhoa o itseng oa thuto (ka litšupiso), kapa ka eketsa likaroloana tse khethehileng tse kang nanograins khahlanong le nanoprecipitates, kamano ea Hall-Petch, kapa lithuto tsa linyeoe tsa li-alloy tse itseng (Al, Ti, Ni, tšepe).
