Misaotra anao nitsidika ny Nature.com.Mampiasa kinova mpitety tranonkala manana fanohanana CSS voafetra ianao.Mba hahazoana traikefa tsara indrindra, manoro hevitra anao izahay hampiasa navigateur nohavaozina (na esory ny Compatibility Mode amin'ny Internet Explorer).Ho fanampin'izany, mba hiantohana ny fanohanana mitohy, dia asehoy ny tranokala tsy misy fomba sy JavaScript.
Mampiseho carousel misy sary telo indray mandeha.Ampiasao ny bokotra teo aloha sy manaraka mba hivezivezena amin'ny slides telo amin'ny fotoana iray, na ampiasao ny bokotra slider amin'ny farany mba hivezivezena amin'ny slides telo isaky ny mandeha.
Tao anatin'ny taona vitsivitsy lasa izay, nisy fivoarana haingana ny firaka metaly ranoka ho an'ny fanamboarana ny nano-/meso-sized porous sy composite rafitra misy fifandraisana ultra-lehibe ho an'ny fitaovana isan-karazany.Na izany aza, io fomba fiasa io amin'izao fotoana izao dia manana fetra lehibe roa.Voalohany, mamorona rafitra bicontinuous miaraka amin'ny topologie avo lenta ho an'ny fitambarana firaka voafetra.Faharoa, ny rafitra dia manana haben'ny binder lehibe kokoa noho ny fanitarana lehibe mandritra ny fisarahana amin'ny hafanana.Eto, asehontsika amin'ny alalan'ny fikajiana sy andrana fa azo resena ireo fetra ireo amin'ny fampidirana singa iray amin'ny fandrendrehana metaly izay mampiroborobo ny topolojia avo lenta amin'ny alàlan'ny famerana ny fivoahan'ny singa tsy azo esorina mandritra ny decoupling.Manaraka izany dia manazava ity fikarohana ity izahay amin'ny alalan'ny fanehoana fa ny fivezivezena betsaka amin'ireo singa tsy azo ivalozana ao anatin'ny fandoroana ranon-javatra dia misy fiantraikany mafy amin'ny fivoaran'ny ampahany mafy sy ny topolojian'ny rafitra mandritra ny fikosehana.Ny valiny dia manambara ny fahasamihafana fototra eo amin'ny metaly ranoka sy ny fanesorana ny loto elektrôkimika, ary koa mametraka fomba vaovao hahazoana rafitra avy amin'ny metaly rano misy refy sy topolojia nomena.
Ny delegasiona dia nivoatra ho teknolojia matanjaka sy azo ampiasaina ho an'ny fanamboarana ny pores misokatra nano-/meso-size sy ny rafitra composite miaraka amin'ny interfacial ambony indrindra ho an'ny fitaovana miasa sy ara-drafitra isan-karazany toy ny catalysts1,2, fuel cell3,4, electrolytic capacitors5, 6, fitaovana mahatohitra ny fahasimban'ny taratra 7, fitaovana bateria avo lenta miaraka amin'ny fitoniana mekanika 8, 9 na fitaovana mitambatra manana toetra mekanika tena tsara 10, 11. Amin'ny endrika isan-karazany, ny delegasiona dia ahitana ny famongorana ny singa iray amin'ny "mpialoha lalana iray tsy voarafitra voalohany." alloy" ao amin'ny tontolo ivelany, izay mitarika ho amin'ny fandaminana indray ny unssolved alloying singa miaraka amin'ny topology tsy trivial, tsy mitovy amin'ny topology ny firaka tany am-boalohany., Fandrafetana ny akora.Na dia ny delegasiona electrochemical mahazatra (ECD) mampiasa electrolytes ho toy ny tontolo iainana no tena ianarana hatramin'izao, io fomba io dia mametra ny rafitra delegasiona (toy ny Ag-Au na Ni-Pt) ho an'ireo izay misy singa somary mendri-kaja (Au, Pt) ary manana a fahasamihafana lehibe ampy amin'ny mety hampihenana ny porosity.Ny dingana lehibe iray amin'ny fandresena io fetra io dia ny fanavaozana vao haingana ny fomba fametahana metaly metaly 13,14 (LMD), izay mampiasa metaly metaly (ohatra, Cu, Ni, Bi, Mg, sns.) miaraka amin'ny singa hafa amin'ny tontolo iainana. .(oh TaTi, NbTi, FeCrNi, SiMg, sns.)6,8,10,11,14,15,16,17,18,19.Ny LMD sy ny variana fanalana firaka amin'ny metaly mafy (SMD) dia miasa amin'ny mari-pana ambany kokoa rehefa mafy ny metaly fototra20,21 ka miteraka dingana roa na maromaro mifamatotra aorian'ny etching simika amin'ny dingana iray.Ireo dingana ireo dia afaka miova ho pores misokatra.rafitra.Ny fomba delegasiona dia nohatsaraina bebe kokoa noho ny fampidirana vao haingana ny delegasiona etona (VPD), izay manararaotra ny fahasamihafana eo amin'ny fanerena ny etona amin'ny singa matanjaka mba hamoronana rafitra nanoporous misokatra amin'ny alàlan'ny evaporation mifantina amin'ny singa tokana22,23.
Amin'ny ambaratonga kalitao, ireo fomba fanalana fahalotoana rehetra ireo dia mizara endri-javatra roa manan-danja iraisana amin'ny dingan'ny fanesorana fahalotoana karakarain'ny tena.Voalohany indrindra, izany no fifantenana fandravana ny singa alloying voalaza teo aloha (toy ny B amin'ny firaka tsotra indrindra AXB1-X) ao amin'ny tontolo ivelany.Ny faharoa, voamarika voalohany tao amin'ny fandalinana andrana sy teorika mpisava lalana momba ny ECD24, dia ny fanaparitahana ny singa tsy voavaha A amin'ny fifandraisana eo amin'ny firaka sy ny tontolo iainana mandritra ny fanesorana ny loto.Ny diffusion dia afaka mamorona faritra manankarena atomika amin'ny alàlan'ny dingana mitovy amin'ny fanimbana spinodal amin'ny firaka betsaka, na dia voafetra amin'ny interface aza.Na dia eo aza izany fitoviana izany, ny fomba fanesorana firaka samihafa dia mety hamokatra morphologie samihafa noho ny antony tsy mazava18.Raha toa ny ECD dia afaka mamorona rafitra avo lenta mifandraika amin'ny topolojika ho an'ny ampahany atomika (X) amin'ny singa tsy levona (toy ny Au ao amin'ny AgAu) hatramin'ny 5%25, ny fanadihadiana momba ny kajy sy ny fanandramana momba ny LMD dia mampiseho fa io fomba toa mitovy io dia miteraka rafitra mifandraika amin'ny topolojika ihany. .Ohatra, ho an'ny X lehibe kokoa, ny rafitra bicontinuous mifandray dia eo amin'ny 20% eo ho eo amin'ny tranga TaTi alloys decoupled amin'ny Cu melts (jereo ny sary 2 ao amin'ny ref. 18 ho an'ny fampitahana mifanila amin'ny endrika ECD sy LMD isan-karazany X. ).Ity tsy fitovian-kevitra ity dia hazavaina ara-teorika amin'ny alàlan'ny mekanika fitomboana mitambatra miavaka amin'ny fanimbana spinodal interfacial ary tena mitovy amin'ny fitomboan'ny eutectic-coupled26.Ao anatin'ny tontolo manala loto, ny fitomboan'ny diffusion-coupled dia ahafahan'ny filamenta manankarena A (na flakes amin'ny 2D) sy ny fantsona ranon-javatra manankarena B hiara-mitombo amin'ny alàlan'ny diffusion mandritra ny fanesorana ny loto15.Ny fitomboan'ny mpivady dia mitarika ho amin'ny rafitra tsy mifamatotra amin'ny topolojika mifanitsy amin'ny tapany afovoany amin'ny X ary voatsindry ao amin'ny tapany ambany amin'ny X, izay nosy tsy mifatotra manankarena amin'ny dingana A ihany no afaka miforona.Amin'ny X lehibe kokoa, lasa tsy miovaova ny fitomboana mifamatotra, manome vahana ny fananganana rafitra 3D mifamatotra tsara izay mitazona ny tsy fivadihana ara-drafitra na dia aorian'ny etching dingana tokana aza.Mahaliana fa ny firafitry ny orientational novokarin'ny LMD17 na SMD20 (Fe80Cr20) XNi1-X alloys dia voamarika andrana ho an'ny X hatramin'ny 0.5, izay milaza fa ny fitomboan'ny diffusion-coupled dia mekanika hatraiza hatraiza ho an'ny LMD sy SMD fa tsy ny ECD porous matetika miteraka. manana rafitra fampifanarahana tiana.
Mba hanazavana ny anton'io fahasamihafana misy eo amin'ny ECD sy ny morphologie NMD io, dia nanao simulation an-tsaha sy fandalinana fanandramana momba ny NMD an'ny TaXTi1-X alloys izahay, izay nanova ny kinetika famongorana tamin'ny fampidirana ireo singa levona amin'ny varahina ranoka.Nanatsoaka hevitra izahay fa na dia ny ECD sy ny LMD aza dia fehezin'ny famongorana mifantina sy ny fiparitahan'ny interfacial, ireo dingana roa ireo dia manana fahasamihafana lehibe izay mety hitarika amin'ny fahasamihafana morphologique18.Voalohany, ny kinetika peel ao amin'ny ECD dia fehezin'ny interface miaraka amin'ny hafainganam-pandeha tsy tapaka eo anoloana V12 ho toy ny fiasan'ny voltase ampiharina.Marina izany na dia misy ampahany kely amin'ny singa refractory (ohatra Pt ao amin'ny Ag-Au) aza ampiana amin'ny firaka ray aman-dreny, izay mampihemotra ny fikorianan'ny interfacial, manadio sy mampitombina ny akora tsy misy loko, fa raha tsy izany dia mitazona ny morphologie mitovy 27.Ny rafitra mifandray amin'ny topoolojika dia tsy azo afa-tsy amin'ny X ambany amin'ny V ambany, ary ny fitehirizana ireo singa miscible 25 dia lehibe mba hitazonana ampahany kely amin'ny boky mivaingana ampy mba hisorohana ny fizarazarana ny rafitra.Izany dia manondro fa ny tahan'ny fandravana mifandraika amin'ny diffusion interfacial dia mety manana anjara toerana lehibe amin'ny fifantenana morphologique.Mifanohitra amin'izany kosa, ny kinetika fanesorana firaka ao amin'ny LMD dia fehezin'ny diffusion15,16 ary mihena haingana kokoa ny tahan'ny fotoana \(V \sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), izay ny Dl dia singa miscibility. ho an'ny coefficient diffusion fluid..
Faharoa, mandritra ny ECD dia ambany dia ambany ny solubility ny singa immiscible ao amin'ny electrolyte, noho izany dia afaka miparitaka amin'ny alàlan'ny fifandraisana amin'ny alloy-electrolyte fotsiny izy ireo.Mifanohitra amin'izany kosa, ao amin'ny LMD, ny singa "tsy azo ivalozana" (A) amin'ny AXB1-X firaka mialoha dia matetika manana kely, na dia voafetra aza, ny solubility.Ity solubility kely ity dia azo tsoahina avy amin'ny famakafakana ny diagrama dingan'ny ternary ao amin'ny rafitra ternary CuTaTi aseho amin'ny sary fanampiny 1. Ny solubility dia azo faritana amin'ny alàlan'ny famolavolana tsipika liquidus mifanohitra amin'ny fifantohana equilibrium amin'ny Ta sy Ti amin'ny lafiny ranon'ny interface (\( {c}_{ {{{{{{\rm{Ta))))))}}}} ^{l}\ ) ary \({c}_{{{{({\rm{Ti}} }}}} }^ {l}\), tsirairay avy, amin'ny maripanan'ny delegasiona (sary fanampiny 1b) interface tsara solid-liquid Ny fifandanjan'ny thermodynamika eo an-toerana dia tazonina mandritra ny fametahana, }}}}}}^{l}\) dia eo ho eo. tsy miova ary misy ifandraisany amin'ny X ny sandany. Ny sary fanampiny 1b dia mampiseho fa ny \({c}_{{{{{{{\rm{Ta}}}}} ))}^{l}\) dia latsaka ao anatin'ny elanelana 10 -3 − 10 ^{l}\) dia mitovy amin'ny 15.16.Ity "leakage" amin'ny singa tsy azo ivalozana ao amin'ny firaka ity dia mety hisy fiantraikany amin'ny fiforonan'ny firafitry ny interfacial eo amin'ny anoloana delamination, izay mety hitondra anjara biriky amin'ny famongorana sy ny fikoropahana ny rafitra noho ny diffusion volume.
Mba hanombanana manokana ny fandraisan'anjaran'ny (i) ny fampihenana ny tahan'ny fanesorana ny firaka V sy (ii) ny fihenan'ny fidiran'ny singa tsy azo ivalozana ao anaty levona, dia nandeha tamin'ny dingana roa izahay.Voalohany, noho ny \(V \sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), tamin'ny fandalinana ny fivoaran'ny morphologie ny firafitry ny amboara eo anoloana, dia azo natao ny nandinika tsara ny fiantraikan'ny fihenan'ny V.fotoana lehibe.Noho izany, nanadihady io fiantraikany io izahay tamin'ny alàlan'ny fampandehanana simulation an-tsaha nandritra ny fotoana lava kokoa noho ny fandinihana teo aloha, izay nanambara ny fisian'ny rafitra fampifanarahana tsy misy topoolojika noforonin'ny fitomboan'ny diffusion-coupled ny X15 intermediate.Faharoa, mba hanadihadiana ny fiantraikan'ny singa tsy azo ivalozana amin'ny fampihenana ny tahan'ny leakage, dia nanampy an'i Ti sy Ag tamin'ny leaka varahina izahay mba hampitomboana sy hampihenana ny tahan'ny leakage, tsirairay avy, ary nandinika ny morphologie, ny kinetika fanavakavahana, ary ny fizarana fifantohana amin'ny mitsonika.ny Cu delegasiona dia miempo amin'ny alalan'ny kajy sy ny andrana ao anatin'ny firafitry ny firaka.Nampiana fanampiny Ti manomboka amin'ny 10% ka hatramin'ny 30% amin'ny haino aman-jery mba hanesorana ny Cu melt.Ny fanampiana an'i Ti dia mampitombo ny fifantohana Ti eo amin'ny sisin'ny sosona nomena, izay mampihena ny gradient Ti concentration ao anatin'io sosona io ary mampihena ny tahan'ny fandravana.Mampitombo ny taham-pidiran'i Ta koa izany amin'ny fampitomboana \({c}_{{{({\rm{Ti}}}}}}}}^{l}\), ka \({c}_{{{{ { {\rm{Ta}}}}}}}}^{l}\) (Fig. 1b Fanampiny). ny solubility ny singa alloying ao amin'ny miempo, dia namolavola ny CuAgTaTi quaternary rafitra ho mahomby (CuAg) TaTi ternary rafitra izay ny solubility ny Ti sy Ta dia miankina amin'ny fifantohana ny Ag ao amin'ny CuAg mitsonika (jereo Fanamarihana) 2 sy Fanampiny Sary 2–4).Ny fampidirana Ag dia tsy mampitombo ny fifantohana amin'ny Ti amin'ny sisin'ny rafitra nomena.Na izany aza, satria ambany noho ny an'ny Cu ny solubility ny Ti ao amin'ny Ag, dia mampihena ny \({c}_{{{{{\rm{Ta}}}}}}}}^{l}\) (Fig fanampiny). . 1) 4b) ary ny tahan'ny leakage Ta.
Ny valin'ny simulations eny an-tsaha dia mampiseho fa ny fitomboana mitambatra dia lasa tsy miovaova mandritra ny fotoana maharitra mba hampiroboroboana ny fananganana rafitra mifandray amin'ny topolojika eo amin'ny anoloana simba.Manamarina izany fanatsoahan-kevitra izany izahay amin'ny alalan'ny fanehoana fa ny sosona ambanin'ny firaka Ta15T85, izay miforona eo akaikin'ny delamination eo anoloana amin'ny dingana manaraka amin'ny delamination, dia mijanona eo amin'ny topolojika aorian'ny etching amin'ny dingana manankarena varahina.Ny vokatray koa dia milaza fa ny tahan'ny leakage dia misy fiantraikany lalina amin'ny fivoaran'ny morphologique noho ny fitaterana miparitaka betsaka amin'ireo singa tsy azo ovaina amin'ny fikorianan'ny rano.Aseho eto fa io vokatra io, izay tsy hita ao amin'ny ECD, dia misy fiantraikany mafy amin'ny mombamomba ny fifantohana amin'ny singa isan-karazany ao amin'ny sosona nomena, ny ampahany amin'ny dingana mivaingana, ary ny topolojian'ny rafitra LMD.
Ato amin'ity fizarana ity, dia manolotra voalohany ny valin'ny fandinihanay amin'ny alàlan'ny simulation eny an-tsaha ny vokatry ny fampidirana Ti na Ag amin'ny Cu mitsonika izay miteraka morphologie samihafa.Ao amin'ny fig.Ny sary 1 dia manolotra ny vokatry ny modeling telo-dimensional amin'ny sehatry ny sehatra TaXTi1-X alloys azo avy amin'ny Cu70Ti30, Cu70Ag30 ary ny varahina madio miempo miaraka amin'ny votoatin'ny atomika ambany amin'ny singa immiscible amin'ny 5 ka hatramin'ny 15%.Ny andalana roa voalohany dia mampiseho fa ny fanampiana ny Ti sy ny Ag dia mampiroborobo ny fananganana rafitra mifamatotra amin'ny topolojika raha ampitahaina amin'ny rafitra tsy voafehy amin'ny Cu madio (andalana fahatelo).Na izany aza, ny fanampiana ny Ti, araka ny efa nampoizina, dia nitombo Ta leakage, ka nanakana ny delamination ny ambany X alloys (Ta5Ti95 sy Ta10Ti90) ary niteraka famongorana ny sosona porous exfoliated nandritra ny Ta15Ti85 delamination.Mifanohitra amin'izany, ny fanampiana ny Ag (andalana faharoa) dia manampy amin'ny fananganana rafitra mifandraika amin'ny topolojika amin'ny singa rehetra amin'ny firaka fototra miaraka amin'ny famongorana kely ny sosona nomena.Ny fiforonan'ny rafitra bicontinuous dia aseho amin'ny sary.1b, izay mampiseho ny sarin'ny rafitra natolotra miaraka amin'ny halalin'ny delamination miankavia miankavanana ary ny sarin'ny fifandraisana mivaingana-ranoka amin'ny halaliny ambony indrindra (sary farany havanana).
3D phase simulation field (128 × 128 × 128 nm3) mampiseho ny fiantraikany manaitra amin'ny fampidirana solute amin'ny ranon-javatra miempo amin'ny endrika farany amin'ny firaka nomena.Ny marika ambony dia manondro ny firafitry ny firaka ray aman-dreny (TaXTi1-X) ary ny marika mitsangana dia manondro ny fiforonan'ny fitaovana fanalefahana mifototra amin'ny Cu.Ny faritra misy ny haavon'ny Ta ao amin'ny rafitra tsy misy loto dia aseho amin'ny volontsôkôlà, ary ny fifandraisana mivaingana-liquid dia aseho amin'ny manga.b Ny simulation amin'ny lafiny telo amin'ny sehatry ny dingana amin'ny firaka mialohan'ny Ta15Ti85 tsy misy doka ao amin'ny levona Cu70Ag30 (190 × 190 × 190 nm3).Ny sary 3 voalohany dia mampiseho ny faritra mivaingana amin'ny rafitra atolotra amin'ny halalin'ny delegasiona samihafa, ary ny sary farany dia tsy mampiseho afa-tsy ny fifandraisana mivaingana-ranoka amin'ny halaliny ambony indrindra.Ny sarimihetsika mifanaraka amin'ny (b) dia aseho ao amin'ny Sarimihetsika Fanampiny 1.
Ny fiantraikan'ny fanampiana solute dia nodinihina bebe kokoa tamin'ny simulations 2D phase, izay nanome fampahalalana fanampiny momba ny fananganana mode interfacial eo amin'ny anoloana delamination ary namela ny fidirana amin'ny halavany sy ny fotoana bebe kokoa noho ny simulation 3D mba hamaritana ny kinetika delamination.Ao amin'ny fig.Ny sary 2 dia mampiseho sary ny simulation ny fanesorana ny Ta15Ti85 mialoha firaka amin'ny alalan'ny Cu70Ti30 sy Cu70Ag30 mitsonika.Amin'ireo tranga roa ireo, ny fitomboan'ny diffusion-coupled dia tena tsy milamina.Raha tokony hiditra mitsangana ao anatin'ny firaka ny tendron'ny fantsona ranon-javatra dia mikorontana miankavia sy miankavanana amin'ny lalana sarotra be mandritra ny fizotry ny fitomboana maharitra izay mampiroborobo ny rafitra mirindra izay mampiroborobo ny fananganana rafitra mifandraika amin'ny topolojika amin'ny habaka 3D (sary 1).Na izany aza, misy fahasamihafana lehibe eo amin'ny Ti sy Ag additives.Ho an'ny levona Cu70Ti30 (sary 2a), ny fifandonana amin'ny fantsona ranon-javatra roa dia mitarika amin'ny fampifangaroana ny fifandraisana amin'ny solid-liquid, izay mitondra any amin'ny extrusion ny binders mafy voasambotry ny fantsona roa avy amin'ny rafitra ary, amin'ny farany, amin'ny famongorana. .Mifanohitra amin'izany kosa, ho an'ny levona Cu70Ag30 (sary 2b), ny fananan'ny Ta amin'ny fifandraisana misy eo amin'ny dingan'ny solida sy ny ranon-javatra dia manakana ny firaisankina noho ny fihenan'ny fivoahan'ny Ta ao amin'ny lemaka.Vokatr'izany, ny fanerena ny fatorana eo amin'ny anoloana delamination dia voatsindry, ka mampiroborobo ny fananganana rafitra connective.Mahaliana fa ny fihetsehan'ny oscillatory misavoritaka amin'ny fantsona ranon-javatra dia mamorona rafitra roa-dimensional miaraka amin'ny mari-pamantarana sasany rehefa voatsindry ny tapaka (sary 2b).Na izany aza, ity fampifanarahana ity dia tsy vokatry ny fitomboan'ny fifamatorana maharitra.Ao amin'ny 3D, ny fidiran'ny tsy miovaova dia mamorona rafitra bicontinuous tsy coaxial mifandray (sary 1b).
Snapshots of 2D phase simulations ny Cu70Ti30 (a) sy Cu70Ag30 (b) mitsonika amin'ny Ta15Ti85 alloy izay mampiseho ny fitomboan'ny diffusion tsy miovaova.Sary mampiseho ny halalin'ny fanalana fahalotoana samy hafa refesina avy amin'ny toerana voalohany amin'ny fifandraisana mivaingana/ranoka fisaka.Ny insets dia mampiseho fitondran-tena samihafa amin'ny fifandonana amin'ny fantsona ranoka, izay mitarika amin'ny fisarahana amin'ny fatorana mafy sy ny fitehirizana ny levona Cu70Ti30 sy Cu70Ag30.Ny sakan'ny sehatra an'ny Cu70Ti30 dia 1024 nm, Cu70Ag30 dia 384 nm.Ny tarika miloko dia manondro ny fifantohana Ta, ary ny loko samihafa dia manavaka ny faritra misy rano (manga maizina), ny firaka (manga mazava), ary ny rafitra tsy misy loko (saika mena).Sarimihetsika amin'ireo simulation ireo dia asongadina ao amin'ny Sarimihetsika Fanampiny 2 sy 3, izay manasongadina ireo lalana sarotra miditra amin'ny fantsona rano mandritra ny fitomboana tsy miovaova.
Ny vokatra hafa amin'ny simulation an-tsaha 2D dia aseho amin'ny Fig.3.Sarin'ny halalin'ny delamination mifanohitra amin'ny fotoana (slope mitovy amin'ny V) amin'ny aviavy.3a dia mampiseho fa ny fampidirana ny Ti na Ag amin'ny Cu melt dia mampihena ny kinetika fisarahana, araka ny efa nampoizina.Ao amin'ny fig.Ny 3b dia mampiseho fa ny fihenan'ny tsimokaretina Ti ao amin'ny ranon-tsavony ao anatin'ny sosona voatokana dia mampiseho fa io fihemorana io dia vokatry ny fihenan'ny gradient Ti.Izany koa dia mampiseho fa ny fanampiana ny Ti (Ag) dia mampitombo (mihena) ny fifantohana amin'ny Ti amin'ny lafiny ranon'ny interface (\({c}_{{{{{{{\rm{Ti)))))) ))) ^ {l \) ), izay mitarika amin'ny fivoahan'ny Ta, refesina amin'ny ampahany amin'ny Ta levona amin'ny levona ho toy ny fiasan'ny fotoana (sary 3c), izay mitombo (mihena) miaraka amin'ny fanampiana ny Ti (Ag). ).Ny sary 3d dia mampiseho fa ho an'ny solutes roa, ny ampahany amin'ny solids dia mijanona eo ambonin'ny tokonam-baravarana ho an'ny fananganana rafitra mifandraika amin'ny topolojika bicontinuous28,29,30.Raha ampiana Ti amin'ny levona dia mampitombo ny leakage ny Ta, dia mampitombo ihany koa ny fihazonana ny Ti ao amin'ny binder mafy noho ny dingana equilibrium, ka mampitombo ny ampahany ampahany mba hihazonana ny cohesiveness ny rafitra tsy misy loto.Ny kajikajy ataontsika dia mifanaraka amin'ny fandrefesana andrana amin'ny ampahany amin'ny delamination.
Ny simulation eny an-tsaha an'ny firaka Ta15Ti85 dia mamaritra ny fiantraikan'ny Ti sy Ag fanampiny amin'ny Cu melt amin'ny kinetika fanesorana firaka refesina avy amin'ny halalin'ny fanesorana firaka ho toy ny fiasan'ny fotoana (a), ny mombamomba ny fifantohana Ti ao amin'ny ranon-javatra iray. halalin'ny fanalana vy 400 nm (mihalalina ny halalin'ny ratsy ho ao anatin'ny levona ivelan'ny firafitry ny firaka (alloy eo anoloana eo ankavia) b Ta leakage mifanandrify amin'ny fotoana (c) ary ampahany mivaingana amin'ny firafitry tsy misy aliro mifanohitra amin'ny fiforonan'ny levona (d) Ny fifantohan'ny singa fanampiny ao amin'ny levona dia apetraka amin'ny abscissa (d) (Ti - tsipika maitso, Ag - tsipika volomparasy ary fanandramana).
Satria mihena ny hafainganam-pandehan'ny delamination alohan'ny fotoana, ny fivoaran'ny morphologie mandritra ny delamination dia mampiseho ny fiantraikan'ny fampihenana ny hafainganam-pandehan'ny delamination.Tao anatin'ny fandalinana eny an-tsaha teo aloha, dia nahita fitomboana mitambatra toy ny eutektika izahay ka nahatonga ireo rafitra tsy mifatotra amin'ny topolojika mandritra ny fanesorana ny firaka mialohan'ny Ta15Ti85 amin'ny alàlan'ny varahina madio.Na izany aza, ny hazakazaka lavitr'ezaka mitovy amin'ny simulation eny an-tsaha (jereo ny Sarimihetsika Fanampiny 4) fa rehefa lasa kely ny hafainganam-pandehan'ny lozisialy, dia lasa tsy milamina ny fitomboana mitambatra.Ny tsy fandriam-pahalemana dia miseho amin'ny fihozongozonana lateral amin'ny flakes, izay manakana ny fampifanarahana azy ireo ary, noho izany, mampiroborobo ny fananganana rafitra mifandray amin'ny topolojika.Ny fifindrana avy amin'ny fitomboana mifatotra ho any amin'ny fitomboana mihozongozona tsy miorina dia mitranga eo akaikin'ny xi = 250 nm amin'ny tahan'ny 4.7 mm / s.Mifanohitra amin'izany, ny halalin'ny delamination mifanaraka amin'ny xi amin'ny levona Cu70Ti30 dia eo amin'ny 40 nm amin'ny tahan'ny mitovy.Noho izany, tsy afaka nijery fiovana toy izany isika rehefa nesorina ny firaka miaraka amin'ny Cu70Ti30 miempo (jereo ny Fanampiny Movie 3), satria manampy 30% Ti amin'ny mitsonika dia mampihena be ny firaka fanesorana kinetika.Farany, na dia tsy mitombina aza ny fitomboan'ny diffusion-coupled noho ny kinetika delamination miadana kokoa, ny elanelana λ0 amin'ny fatorana mafy eo amin'ny anoloana delamination dia manaraka ny lalàna \({\lambda }_{0}^{2}V=C\) amin'ny stationary. fitomboana15,31 izay C dia tsy miova.
Mba hitsapana ny vinavinan'ny simulation eny an-tsaha, dia natao ny andrana fanesorana firaka miaraka amin'ny santionany lehibe kokoa sy ny fotoana fanesorana firaka lava kokoa.Ny sary 4a dia kisary schematic mampiseho ny masontsivana fototra amin'ny rafitra nomena.Ny halalin'ny totalin'ny delamination dia mitovy amin'ny xi, ny halaviran'ny sisin-tany voalohany amin'ny dingana mivaingana sy ranoka mankany amin'ny anoloana delamination.hL dia ny elanelana avy amin'ny fifandraisana mivaingana-ranoka voalohany mankany amin'ny sisin'ny rafitra nomena alohan'ny etching.Ny hL lehibe dia manondro ny fivoahana mahery Ta.Avy amin'ny sarin'ny SEM amin'ny santionany nomena, azontsika atao ny mandrefy ny haben'ny hD amin'ny rafitra nomena alohan'ny etching.Na izany aza, satria mivaingana amin'ny mari-pana amin'ny efitrano ihany koa ny fiempo, dia azo atao ny mitazona rafitra natokana tsy misy fatorana.Noho izany, nosokirinay ny melt (phase manankarena varahina) mba hahazoana ny firafitry ny tetezamita ary nampiasa hC mba hamaritana ny hatevin'ny rafitra tetezamita.
kisary schematic momba ny fivoaran'ny morphologie mandritra ny fanesorana ny loto sy ny famaritana ny mari-pamantarana geometrika: ny hatevin'ny sosona leakage Ta hL, ny hatevin'ny rafitra delaminated hD, ny hatevin'ny rafitra mampifandray hC.(b), (c) Fanamarinana andrana ny valin'ny simulation eny an-tsaha mampitaha ny fizarana SEM sy ny morphologie 3D voasokitra amin'ny firaka Ta15Ti85 voaomana avy amin'ny rano madio Cu (b) sy Cu70Ag30, manome fatorana topolojika miaraka amin'ny haben'ny fatorana mitovy (c), bara mizana 10 µm.
Ny fizaran-tany amin'ireo rafitra nomena anarana aseho amin'ny sary.4b, c dia manamafy ny fiantraikany lehibe indrindra amin'ny fampidirana Ti sy Ag amin'ny Cu mitsonika amin'ny morphologie sy ny kinetika amin'ny firaka nomena.Ao amin'ny fig.Ny sary 4b dia mampiseho ny faritra ambany amin'ny tapaka SEM (eo amin'ny ankavia) amin'ny firaka Ta15T85 mifangaro amin'ny alàlan'ny fandrobohana amin'ny varahina madio mandritra ny 10 s amin'ny halalin'ny xi ~ 270 μm.Amin'ny ambaratongan'ny fotoana andrana azo refesina, izay baiko maromaro lehibe kokoa noho ny amin'ny simulations an-tsaha, ny hafainganam-pandehan'ny famotsorana dia eo ambanin'ny hafainganam-pandehan'ny tokonam-baravarana voalaza etsy ambony amin'ny 4.7 mm / s, izay eo ambanin'ny fitomboan'ny fifamatorana eutektika tsy miovaova.Noho izany, ny rafitra eo ambonin'ny peel front dia antenaina fa mifandray tanteraka amin'ny topolojika.Talohan'ny etching, dia levona tanteraka ny sosona manify amin'ny firaka fototra (hL = 20 μm), izay mifandray amin'ny fivoahan'ny Ta (Table 1).Taorian'ny etching simika amin'ny dingana manankarena varahina (ankavanana), dia misy sosona manify amin'ny firaka natolotra (hC = 42 µm) sisa tavela, izay manondro fa ny ankamaroan'ny rafitra natolotra dia very ny fahamendrehana ara-drafitra nandritra ny etching ary tsy, araka ny efa nampoizina, mifamatotra amin'ny topolojika ( sary 1a)., ny sary havanana indrindra amin'ny laharana fahatelo).Ao amin'ny fig.Ny 4c dia mampiseho ny fizarana SEM feno sy sary 3D amin'ny etching amin'ny firaka Ta15Ti85 nesorina tamin'ny alàlan'ny asitrika tao amin'ny levona Cu70Ag30 nandritra ny 10 segondra ka hatramin'ny 200 µm eo ho eo.Satria ny halalin'ny peel dia vinavinaina hiakatra amin'ny \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\) diffusion controlled kinetics (jereo ny fanamarihana fanampiny 4) 15 16, Miaraka amin'ny fanampiana ny 30% Ag amin'ny Cu melt, ny fihenan'ny halalin'ny fisarahana amin'ny 270 μm mankany 220 μm dia mifanitsy amin'ny fihenan'ny isa Peclet p amin'ny 1.5.Aorian'ny fametahana simika amin'ny dingana manankarena Cu/Ag (ankavanana), dia mitazona ny fahamendrehana ara-drafitra ny rafitra atolotra manontolo (hC = 200 µm), mampiseho fa amin'ny ankapobeny dia rafitra bicontinuous topologically mitambatra (sary 1, sary farany havanana) andalana faharoa sy manontolo. laharana ambany).Ny fandrefesana rehetra momba ny firaka fototra natokana ho an'ny Ta15T85 amin'ny levona isan-karazany dia fintinina ao amin'ny tabilao.1. Izahay koa dia manolotra vokatra ho an'ny alloys fototra Ta10Ti90 tsy misy metaly amin'ny levona isan-karazany, manamafy ny fanatsoahan-kevitray.Ny fandrefesana ny hatevin'ny sosona leakage Ta dia nampiseho fa ny rafitra levona ao amin'ny levona Cu70Ag30 (hL = 0 μm) dia kely kokoa noho ny ao amin'ny rano madio Cu (hL = 20 μm).Mifanohitra amin'izany, ny fanampiana ny Ti amin'ny fandoroana dia mamaha ny rafitra malemy kokoa (hL = 190 μm).Ny fihenan'ny famongorana ny rafitra voatokana eo amin'ny rano madio Cu (hL = 250 μm) sy ny Cu70Ag30 melt (hL = 150 μm) dia miharihary kokoa amin'ny alàlan'ny alàlan'ny alàlan'ny Ta10Ti90.
Mba hahatakarana ny fiantraikan'ny levona samihafa, dia nanao fanadihadiana fanampiny momba ny valin'ny fanandramana amin'ny sary 5 izahay (jereo koa ny data fanampiny 1).Ao amin'ny fig.Ny sary 5a-b dia mampiseho ny fizarana fifantohana voarefy amin'ny singa samihafa eo amin'ny lalan'ny exfoliation amin'ny fanandramana exfoliation amin'ny Cu melt (sary 5a) sy Cu70Ag30 melt (sary 5b).Ny fifantohana amin'ny singa isan-karazany dia voasokajy amin'ny halavirana d avy amin'ny delamination eo anoloana ka hatrany amin'ny sisin'ny sosona delamination ao amin'ny binder solid sy ny dingana izay ranon-javatra (nampiakatra ao amin'ny Cu na CuAg) amin'ny fotoana delamination.Tsy toy ny ECD, izay ny fihazonana ny singa miscible dia faritana amin'ny tahan'ny fisarahana, ao amin'ny LMD, ny fifantohana amin'ny binder solid dia voafaritry ny equilibrium thermodynamika eo an-toerana eo amin'ny dingan'ny solida sy ny ranoka ary, noho izany, ny toetran'ny fiaraha-miaina amin'ny solid sy. ranon-javatra phases.Alloy State Diagrams.Noho ny famongorana ny Ti avy amin'ny firaka fototra, dia mihena ny fifantohana Ti miaraka amin'ny fitomboan'ny d avy amin'ny delamination aloha mankany amin'ny sisin'ny sosona delamination.Vokatr'izany dia nitombo ny fifantohana Ta amin'ny fitomboan'ny d miaraka amin'ny fehezam-boninkazo, izay nifanaraka tamin'ny simulation an-tsaha (sary fanampiny 5).Ny fifantohana Ti ao amin'ny Cu70Ag30 miempo dia mianjera kokoa noho ny ao amin'ny rano madio Cu, izay mifanaraka amin'ny tahan'ny fanesorana firaka miadana kokoa.Ny mombamomba ny fifantohana voarefy ao amin'ny Fig.Ny 5b koa dia mampiseho fa ny tahan'ny fifantohana amin'ny Ag sy Cu ao amin'ny ranon-javatra dia tsy miova tanteraka eo amin'ny sosona ny firaka nomena, raha ao amin'ny simulation ny sehatry ny phase io tahan'ny io dia noheverina ho tsy miova amin'ny simulation ny levona toy ny pseudo-element Cu70Ag30.Na dia eo aza izany fahasamihafan'ny isa izany, ny maodelin'ny sehatry ny dingana dia misambotra ny vokatra tsara indrindra amin'ny fanampiana Ag amin'ny fanafoanana ny fivoahan'ny Ta.Ny modelin'ny fatran'ny fifantohana tanteraka amin'ny singa efatra amin'ny fatorana mafy sy ny ranon-javatra dia mitaky modely misy singa efatra marina kokoa amin'ny diagrama dingana TaTiCuAg, izay mihoatra ny sahan'ity asa ity.
Ny mombamomba ny fifantohana refesina dia miankina amin'ny halavirana d avy amin'ny delamination eo anoloan'ny firaka Ta15Ti85 ao amin'ny (a) miendrika Cu madio sy (b) miendrika Cu70Ag30.Fampitahana ny ampahan'ny volan'ny solida ρ(d) amin'ny rafitra natolotra (tsipika mivaingana) miaraka amin'ny vinavina ara-teorika mifanaraka amin'ny equation tsy misy leakage Ta (tsipika tapaka).(1) (c) Ampitomboy ny vinavinan'ny equation.(1) Nahitsy ny equation eo amin'ny delamination front.(2) Izany hoe, Ta leakage no heverina.Refesina ny sakan'ny fatorana antonony λw sy ny halavirana λs (d).Ny barana diso dia maneho ny fivilian-dàlana mahazatra.
Ao amin'ny fig.Ny 5c dia mampitaha ny ampahany amin'ny volan'ny solida ρ (d) (tsipika mivaingana) ho an'ny rafitra Cu sy Cu70Ag30 voatokana madio avy amin'ny fandoroana miaraka amin'ny vinavinan'ny teorika (tsipika tapaka) azo avy amin'ny fiarovana faobe amin'ny fampiasana ny fandrefesana Ta ao amin'ny fatorana mafy \({ c }_ {Ta}^{s}(d)\) (sary 5a,b) ary tsidiho ny fivoahan'ny Ta sy ny fitaterana ny Ta eo anelanelan'ny fifamatorana misy ny halalin'ny fisarahana.Raha miova ny Ta avy amin'ny solide ho liquide, ny Ta rehetra ao anatin'ny firaka fototra dia tsy maintsy averina zaraina ho binder mafy.Noho izany, amin'ny sosona rehetra amin'ny rafitra lavitra mifanitsy amin'ny fitarihana ny fanesorana ny firaka, ny fiarovana ny faobe dia midika fa \({c}_{Ta}^{s}(d){S}_{s}(d) )={c}_ {Ta}^{0}(d){S}_{t}\), aiza ny \({c}_{Ta}^{s}(d)\) ary \({c }_{Ta }^ {0}\) dia ny fifantohana Ta amin'ny toerana d ao amin'ny binder sy matrix alloy, ary ny Ss(d) ary St dia ny faritra midadasika amin'ny binder mafy sy ny faritra lavitra rehetra, tsirairay avy.Izany dia maminavina ny ampahany betsaka amin'ny solids amin'ny sosona lavitra.
Izany dia azo ampiharina mora foana amin'ny firafitry ny delegasiona madio Cu sy Cu70Ag30 miempo mampiasa ny mifanitsy \ ({c}_{Ta}^{s}(d)\) curves mifanaraka amin'ny manga tsipika.Ireo vinavina ireo dia apetraka eo amin'ny sary 5c mampiseho fa ny tsy firaharahana ny fivoahan'ny Ta dia tsy fahampian'ny vinavinan'ny fizarana ampahany.Ny fitehirizana faobe tsy misy leaka dia maminavina ny fihenan'ny ampahany amin'ny ampahany amin'ny habetsahan'ny d, izay voamarika tsara amin'ny levona Cu madio, fa tsy amin'ny levona Cu70Ag30, izay misy ny ρ(d) kely indrindra.Ankoatra izany, izany dia mitarika ho amin'ny tombantombana be loatra ny ampahany amin'ny boky eo amin'ny anoloana fisarahana ho an'ny roa mitsonika.Ho an'ny kely indrindra azo refesina d ≈ 10 µm, ny tombam-bidin'ny ρ ho an'ny roa tonta dia mihoatra ny 0,5, raha toa kosa ny sanda ρ voarefy ho an'ny Cu sy Cu70Ag30 dia ambony kely noho ny 0,3 sy 0,4, tsirairay avy.
Mba hanamafisana ny andraikitry ny Ta leakage, dia asehontsika avy eo fa ny tsy fitovizan'ny quantitative eo amin'ny soatoavina ρ norefesina sy vinavinaina akaikin'ny anoloana lozisialy dia azo esorina amin'ny alàlan'ny fanatsarana ny vinavinan'ny teorika mba hampidirana an'io leakage io.Mba hanaovana izany, andeha isika kajy ny totalin'ny Ta atôma mikoriana avy amin'ny solida mankany amin'ny ranon-javatra rehefa mandroso lavitra Δxi = vΔt amin'ny elanelan'ny fotoana Δt Δxi = vΔt, izay \(v={\dot{x )) _{i }( t ) \) - ny tahan'ny delamination, ny halaliny ary ny fotoana dia azo avy amin'ny fifandraisana fantatra \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t } \) deaeration.Ny lalàna eo an-toerana momba ny fiarovana ny faobe eo amin'ny anoloana fisarahana (d ≈ 0) dia toy ny hoe ΔN = DlglΔtSl/va, izay ny gl dia ny gradient fifantohana amin'ny atoma Ta ao amin'ny ranon-javatra, va ny volume atomika mifanaraka amin'ny fifantohana voafaritra ho an. Ny ampahany atomika, ary ny Sl = St - Ss dia faritra midadasika amin'ny fantsona ranon-javatra eo anoloana delamination.Ny gradient gradient gl dia azo kajy amin'ny fiheverana fa manana sanda tsy tapaka \({c}_{Ta}^{l}\) ny fifantohana amin'ny atôma Ta ao amin'ny interface ary kely dia kely amin'ny fandoroana ivelan'ny sosona exfoliated, izay manome \( {g}_ {l}={c}_{Ta}^{l}/{x}_{i}\) Noho izany, \({{\Delta}}N=({{\Delta} { x}_{i} {S}_{l}/{v}_{a}){c}_{Ta}^{l}/(2p)\).Rehefa mandroso mankany amin'ny halavirana Δxi ny anoloana, ny ampahany mafy dia mitovy amin'ny totalin'ny atoma Ta nesorina tamin'ny firaka fototra, \({{\Delta}}{x}_{i}{S}_{t} { c }_{Ta}^ { 0}/{v}_{a}\), amin'ny fitambaran'ny isan'ny ataoma Ta mitete ao anaty rano, ΔN, ary tafiditra ao anatin'ny binder solid\({{ \Delta} } {x}_{i}{S}_{s }{c}_{Ta}^{s}/{v}_{a}\).Ity equation ity, miaraka amin'ny teny etsy ambony momba ny ΔN sy ny fifandraisana St = Ss + Sl ary ny dingana eo amin'ny delamination front.
Ao amin'ny fetran'ny aotra azo levona ny atoma Ta, izay mampihena ho amin'ny vinavina mialoha ny tsy fisian'ny boka, \(\rho ={c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s} \) ranoka ( \({c }_{Ta}^{l}=0\)).Mampiasa ny soatoavina \({c}_{Ta}^{l}\eo amin'ny 0.03\) avy amin'ny fandrefesana andrana (tsy aseho amin'ny sary 5a, b) sy ny isa Peclet p ≈ 0.26 ary p ≈ 0.17 ary ny fifantohana solida \ ({c}_{Ta}^{s}\eo ho eo amin'ny 0.3\) ary \({c}_{Ta}^{s}\ eo ho eo amin'ny 0.25\) ho an'ny Cu sy Cu70Ag30 mitsonika, tsirairay avy, dia mahazo ny sandan'ny vinavina ny ny levona, ρ ≈ 0,38 ary ρ ≈ 0,39.Ireo vinavina ireo dia mifanaraka tsara amin'ny fandrefesana.Ny ambiny amin'ireo fahasamihafana (vinavinaina 0.38 vs. refesina 0.32 ho an'ny rano madio Cu ary 0.39 novinavinaina vs. refesina 0.43 ho an'ny levon'ny Cu70Ag30) dia azo hazavaina amin'ny tsy fahatokisana fandrefesana bebe kokoa ho an'ny fifantohana Ta ambany dia ambany (\( {c }_{Ta). }^ {l}\eo ho eo amin'ny 0,03\)), izay heverina ho lehibe kokoa amin'ny fandrendrehana varahina madio.
Na dia natao tamin'ny metaly fototra manokana sy singa mitsonika aza ny andrana ankehitriny, dia antenainay fa ny vokatry ny famakafakana ireo andrana ireo dia hanampy amin'ny famoahana ireo fitoviana.(2) Fampiharana midadasika amin'ny rafitra doping LMD hafa sy fomba hafa mifandraika amin'izany toy ny Solid State Impurity Removal (SSD).Hatramin'izao dia tsy noraharahiana tanteraka ny fiantraikan'ny fiparitahan'ny singa tsy azo misavoritaka amin'ny rafitra LMD.Izany dia noho ny zava-misy fa tsy manan-danja ao amin'ny ECDD io fiantraikany io, ary hatramin'izao dia noheverina ho naively fa mitovy amin'ny REC ny NMD.Na izany aza, ny fahasamihafana lehibe eo amin'ny ECD sy ny LMD dia ny hoe ao amin'ny LMD dia mitombo be ny solubility ny singa immiscible amin'ny ranon-javatra noho ny habetsahan'ny singa miscible amin'ny lafiny ranon'ny interface (\({c}_{Ti} ^{ l}\)), izay mampitombo ny fifantohan'ny singa tsy azo misavoritaka (\({c}_{Ta}^{l}\)) eo amin'ny sisin'ny ranon-tsavony amin'ny interface ary mampihena ny ampahany amin'ny volume araka ny vinavinan'ny fanjakana solida. .(2) Ity fanatsarana ity dia noho ny fisian'ny fifandraisana mivaingana-ranoka mandritra ny LMD dia ao anatin'ny equilibrium thermodynamic eo an-toerana, ka ny avo \({c}_{Ti}^{l}\) dia manampy amin'ny fanatsarana \({c} _ {Ta} ^{l}\ Toy izany koa, ny avo \({c}_{Ti}^{s}\) dia mamela ny Cu ho tafiditra ao anatin'ny famatorana mafy, ary ny fifantohan'ny Cu mivaingana ao anatin'ireo binders ireo dia miovaova amin'ny 10% tsikelikely. Ny fihenan'ny soatoavina dia tsy azo tsinontsinoavina amin'ny sisin'ny sosona kely nomena (Fig. 6 fanampiny). ny electrolyte.Ankoatra ny LMD, manantena koa izahay fa ny vokatra azonay dia azo ampiharina amin'ny fiara mafy orina, izay ny sisin-tany mivaingana dia antenaina hitazona ny equilibrium thermodynamic eo an-toerana mandritra ny fanesorana firaka. Ity fanantenana ity dia tohanan'ny fiovan'ny ampahany amin'ny volume. Ny solids ao amin'ny sosona natolotry ny rafitra SSD dia voamarika, midika hoe I, fa mandritra ny delegasiona dia misy ny famongorana ny ligamenta mafy, mifandray amin'ny leakage ny singa immiscible.
Ary ny equation.(2) Mba haminavina ny fihenan'ny ampahany mafy amin'ny aloky ny fanesorana firaka noho ny fivoahan'ny Ta, dia ilaina ihany koa ny mandinika ny fitaterana Ta ao amin'ny faritra fanesorana firaka mba hahatakarana ny fizarana ampahany matanjaka amin'ny manontolo. sosona fanesorana firaka, izay mifanaraka amin'ny varahina madio sy Cu70Ag30 miempo.Ho an'ny levona Cu70Ag30 (tsipika mena amin'ny sary 5c), ny ρ (d) dia manana farafahakeliny ny antsasaky ny sosona nomena.Ity ambany indrindra ity dia noho ny zava-misy fa ny totalin'ny Ta voarakitra ao amin'ny binder mafy akaikin'ny sisin'ny sosona nomena dia lehibe kokoa noho ny amin'ny firaka fototra.Izany hoe, ho an'ny d ≈ 230 μm \({S}_{s}(d){c}_{Ta}^{s}(d)\, > \,{S}_{t}{c} _ { Ta}^{0}\), na mitovy tanteraka, ny refesina ρ(d) = Ss(d)/St ≈ 0,35 dia lehibe lavitra noho ny vinavina.(1) Tsy misy leakage\({c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s}(d)\approx. 0.2\).Midika izany fa ny ampahany amin'ny Ta nandositra dia entina avy amin'ny fisarahana eo anoloana mankany amin'ny faritra lavitra avy amin'ity anoloana ity, miparitaka ao anaty ranoka sy eo amin'ny fifandraisana mivaingana-liquid, izay ametrahana azy indray.
Ity redeposition ity dia misy fiantraikany mifanohitra amin'ny Ta leakage mba hampanankarena Ta hard binders, ary ny fizarana zarazaraina mafy dia azo hazavaina amin'ny fomba tsara ho toy ny fifandanjan'ny Ta leakage sy redeposition.Ho an'ny levona Cu70Ag30, mitombo ny fifantohan'ny Ag ao amin'ny fluid miaraka amin'ny fitomboan'ny d (tsipika misy teboka volontsôkôlà eo amin'ny sary 5b) mba hampihenana ny fivoahan'ny Ta amin'ny alàlan'ny fampihenana ny solubility Ta, izay mitarika amin'ny fitomboan'ny ρ (d) miaraka amin'ny fitomboan'ny d rehefa tonga ny kely indrindra. .Izany dia mitazona ampahany matanjaka ampy mba hisorohana ny fizarazarana noho ny fisarahana amin'ny fatorana mafy, izay manazava ny antony mahatonga ny rafitra atolotra ao amin'ny Cu70Ag30 melts mitazona ny fahamendrehana ara-drafitra aorian'ny etching.Mifanohitra amin'izany kosa, ho an'ny fandoroana varahina madio, ny fivoahana sy ny famerenana indray dia saika manafoana ny tsirairay, ka miteraka fihenana miadana eo ambanin'ny tokonam-baravaran'ny fizarazarana ho an'ny ankamaroan'ny sosona natokana ho an'ny ankamaroan'ny sosona voatokana, tsy misy afa-tsy sosona manify iray izay mitazona ny fahamendrehana ara-drafitra eo akaikin'ny sisin'ny sosona voatokana.(sary 4b, tabilao 1).
Hatreto, ny famakafakana ataonay dia nifantoka indrindra tamin'ny fanazavana ny fiantraikan'ny fiparitahan'ny singa miscible amin'ny fitaovana mikisaka amin'ny ampahany mivaingana sy ny topolojian'ny rafitra voatokana.Andeha isika izao hitodika any amin'ny fiantraikan'io leakage io amin'ny fikorontanan'ny firafitry ny bicontinuum ao anatin'ny sosona nomena, izay matetika mitranga mandritra ny LMD noho ny hafanana fanodinana avo lenta.Izany dia tsy mitovy amin'ny ECD izay saika tsy misy ny coarsening mandritra ny fanesorana ny firaka, saingy mety ho vokatry ny fanerena amin'ny hafanana ambony kokoa aorian'ny fanesorana ny firaka.Hatreto, ny coarsening nandritra ny LMD dia novolavolaina tamin'ny fiheverana fa mitranga izany noho ny fiparitahan'ny singa tsy azo ivalozana eo amin'ny fifandraisana misy rano mivaingana, mitovy amin'ny fiparitahan'ny fiparitahana amin'ny fiparitahan'ny ECD nanoporous annealed.Noho izany, ny haben'ny fatorana dia novolavolaina tamin'ny alàlan'ny lalàna scaling mahazatra ny fanitarana capillary.
izay ny tc dia ny fotoana fikoropahana, voafaritra ho ny fotoana lany aorian'ny fandalovan'ny delamination anoloana amin'ny halalin'ny xi ao anatin'ny sosona delamination (izay misy λ manana sanda voalohan'ny λ00) mandra-pahatapitry ny andrana delamination, ary ny fanondroana scaling n = 4 manaparitaka ny tany.Tokony hampiasaina amim-pitandremana ny Eq.(3) Adikao ny fandrefesana ny λ sy ny halavirana d ho an'ny rafitra farany tsy misy loto amin'ny fiafaran'ny andrana.Izany dia noho ny zava-misy fa ny faritra akaikin'ny sisin'ny sosona voatokana dia maharitra ela kokoa ny fanitarana noho ny faritra akaikin'ny anoloana.Azo atao amin'ny equation fanampiny izany.(3) Fifandraisana amin'ny tc sy d.Ity fifandraisana ity dia azo mora foana amin'ny faminaniany ny halalin'ny fanesorana ny firaka ho toy ny fiasan'ny fotoana, \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\), izay manome tc(d) = te − tf(d), izay te dia ny faharetan'ny fanandramana manontolo, \({t}_{f}(d)={(\sqrt{4p{D}_{l} {t}_{ e } }-d)}^{2}/(4p{D}_{l})\) no fotoana hahatongavan'ny delamination amin'ny halaliny mitovy amin'ny halalin'ny delamination farany minus d.Ampidiro ao amin'ny equation ity fomba fiteny ity ho an'ny tc(d).(3) Maminania λ(d) (jereo fanamarihana fanampiny 5).
Mba hitsapana an'io faminaniana io, dia nanao fandrefesana ny sakany sy ny halavirana eo amin'ireo fehezam-boninkazo amin'ny fizarana feno amin'ireo rafitra nomena anarana aseho ao amin'ny sary fanampiny 9 ho an'ny Cu sy Cu70Ag30 madio.Avy amin'ny scans tsipika mifanandrify amin'ny lalana delamination amin'ny halavirana samihafa d avy amin'ny anoloana delamination, dia nahazo ny sakan'ny sakan'ny λw(d) amin'ny fehezam-boninkazo Ta sy ny halavirana antonony λs(d) eo anelanelan'ny amboara.Ireo fandrefesana ireo dia aseho amin'ny aviavy.5d ary ampitahaina amin'ny faminaniana momba ny equation.(3) amin'ny sary fanampiny 10 ho an'ny sanda samihafa n.Ny fampitahana dia mampiseho fa ny mari-pamantarana diffusion amin'ny n = 4 dia manome vinavina ratsy.Ity vinavina ity dia tsy hatsaraina be amin'ny alàlan'ny fisafidianana n = 3 ho an'ny fiparitahan'ny capillary amin'ny diffusion-mediated coarsening, izay mety hanantena ny hanome fahafaham-po kokoa noho ny fivoahan'ny Ta ao anaty rano.
Tsy mahagaga izany tsy fitovian-kevitra be dia be eo amin'ny teoria sy ny fanandramana, satria ny Eq.(3) dia manoritsoritra ny fikotrokotroky ny kapilara amin'ny ampahany kely amin'ny boky tsy tapaka ρ, raha ao amin'ny LMD kosa ny ampahany solids ρ dia tsy miova.ρ miova spatial ao anatin'ny sosona nesorina amin'ny faran'ny fanesorana firaka, araka ny aseho amin'ny sary.5c.Ny ρ koa dia miova amin'ny fotoana mandritra ny fanesorana ny loto amin'ny halalin'ny fanesorana raikitra, manomboka amin'ny sandan'ny esorina eo anoloana (izay eo ho eo amin'ny fotoana tsy miova ary noho izany dia tsy miankina amin'ny tf sy d) mankany amin'ny sandan'ny ρ (d) aseho amin'ny sary. 5c mifanaraka amin'ny fotoana farany.Avy amin'ny aviavy.3d, azo tombanana fa eo amin'ny 0.4 sy 0.35 eo ho eo ny soatoavina eo anoloana ho an'ny AgCu sy Cu madio, izay amin'ny tranga rehetra dia ambony noho ny sanda farany amin'ny ρ amin'ny fotoana te.Zava-dehibe ny manamarika fa ny fihenan'ny ρ miaraka amin'ny fotoana amin'ny d raikitra dia vokatry ny fisian'ny gradient fifantohana amin'ny singa miscible (Ti) ao anaty rano.Koa satria mihena ny fifantohan'ny Ti amin'ny ranon-javatra miaraka amin'ny fitomboan'ny d, ny fifantohan'ny equilibrium an'ny Ti amin'ny solids dia ny fihenan'ny d, izay mitarika amin'ny famongorana ny Ti avy amin'ny binder solide ary ny fihenan'ny ampahany matanjaka amin'ny fotoana.Ny fiovana ara-potoana ao amin'ny ρ dia misy fiantraikany amin'ny fivoahana sy ny famerenana indray ny Ta.Noho izany, noho ny fiantraikany fanampiny amin'ny famongorana sy ny famerenana indray, dia manantena izahay fa ny coarsening mandritra ny LMD dia, amin'ny ankapobeny, dia hitranga amin'ny ampahany tsy miovaova, izay hitarika amin'ny evolisiona ara-drafitra ankoatra ny fikorotan-kapila, fa koa noho ny diffusion ranon-javatra ary tsy manaraka ny sisin-tany solid-liquid ihany.
Ny zava-misy equation.(3) Ny sakan'ny fatorana sy ny fandrefesana ny elanelana ho an'ny 3 ≤ n ≤ 4 dia tsy voatanisa (Fig. 10 fanampiny), milaza fa ny famongorana sy ny famerenana indray tsy noho ny fihenan'ny interface dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fanandramana ankehitriny.Ho an'ny coarsening capillary, ny λw sy λs dia andrasana hitovy ny fiankinan-doha amin'ny d, raha ny sary 5d kosa dia mampiseho fa ny λs dia mitombo amin'ny d haingana kokoa noho ny λw ho an'ny Cu sy Cu70Ag30 madio.Raha toa ny teoria manjavozavo izay mihevitra ny famongorana sy ny famerenana indray dia tsy maintsy raisina mba hanazavana ireo fandrefesana ireo, dia andrasana amin'ny kalitao izany fahasamihafana izany, satria ny famongorana tanteraka ny fatorana kely dia manampy amin'ny fitomboan'ny elanelan'ny fatorana.Ankoatra izany, ny λs ny Cu70Ag30 mitsonika dia mahatratra ny sandany ambony indrindra amin'ny sisin'ny sosona tsy misy firaka, fa ny zava-misy fa ny λs ny varahina madio mitsonika dia mitohy mitombo monotonically azo hazavaina amin'ny alalan'ny fitomboan'ny Ag concentration ao amin'ny ranoka, izay. d ampiasaina hanazavana ny ρ(d) ao amin'ny Fig. 5c fitondran-tena tsy monotonika.Ny fampitomboana ny fifantohana Ag miaraka amin'ny fitomboan'ny d dia manafoana ny fivoahan'ny Ta sy ny famongorana ny binder, izay mitarika amin'ny fihenan'ny λs rehefa mahatratra ny sanda ambony indrindra.
Farany, mariho fa ny fanadihadiana amin'ny ordinatera momba ny fikotrokotroky ny kapilara amin'ny ampahany tsy tapaka dia mampiseho fa rehefa latsaka ambanin'ny tokonam-baravarana eo amin'ny 0.329.30 eo ho eo ny ampahany amin'ny habe, dia misaraka ny rafitra mandritra ny fikoropahana.Amin'ny fampiharana, mety ho ambany kely io tokonam-baravarana io satria ny fizarazarana sy ny fihenan'ny karazana mitambatra dia mitranga amin'ny fe-potoana azo ampitahaina na mihoatra noho ny totalin'ny fotoana fanesorana firaka amin'ity andrana ity.Ny zava-misy fa ny rafitra voatendry ao amin'ny Cu70Ag30 miempo dia mitazona ny fahamendrehany ara-drafitra na dia eo ambanin'ny 0.3 kely aza ny ρ (d) amin'ny salan'isa d dia manondro fa ny fisarahana, raha misy, dia mitranga amin'ny ampahany ihany.Ny tokonam-baravaran'ny ampahany amin'ny fanaparitahana dia mety miankina amin'ny fandravana sy ny famerenana indray.
Ity fanadihadiana ity dia mitondra tsoa-kevitra roa lehibe.Voalohany indrindra, ary azo fehezina amin'ny alalan'ny fisafidianana ny tsotsotra ny topolojian'ireo rafitra natolotry ny LMD.Amin'ny alalan'ny fisafidianana ny levona mba hampihenana ny solubility ny immiscible singa A amin'ny AXB1-X fototra firaka ao amin'ny mitsonika, na dia voafetra ihany aza, dia afaka mamorona rafitra tena voatokana izay mihazona ny cohesiveness na dia amin'ny ambany fifantohana amin'ny gorodona singa X sy ny tsy fivadihana ara-drafitra. .Fantatra teo aloha fa azo atao ny ECD25, fa tsy ny LMD.Ny fehin-kevitra faharoa, izay fototra kokoa, dia ny antony ao amin'ny LMD dia azo tazonina ny fahamendrehana ara-drafitra amin'ny alàlan'ny fanovana ny media delegasiona, izay mahaliana ny tenany ary afaka manazava ny fandinihana ny firaka TaTi amin'ny Cu sy CuAg madio amin'ny , fa koa amin'ny amin'ny ankapobeny mba hanazavana ireo fahasamihafana manan-danja sy nohamaivanina teo aloha teo amin'ny ECD sy ny LMD.
Ao amin'ny ECD, ny firaisan'ny rafitra dia tazonina amin'ny fitazonana ny tahan'ny fanesorana ny fahalotoana amin'ny ambaratonga ambany X, izay mijanona ho tsy miova rehefa mandeha ny fotoana ho an'ny hery mitondra fiara raikitra, kely ampy mba hitazonana ny singa B miscible ampy ao amin'ny binder mafy mandritra ny fanesorana ny loto mba hitazonana. volan'ny solids.lehibe ny ampahany ρ mba hisorohana ny fizarazarana25.Ao amin'ny LMD, ny tahan'ny fanesorana firaka \(d{x}_{i}(t)/dt=\sqrt{p{D}_{l}/t}\) dia mihena rehefa mandeha ny fotoana noho ny diffusion kinetika voafetra.Noho izany, na inona na inona karazana fikojakojana miempo izay misy fiantraikany amin'ny isa Peclet p, ny tahan'ny delamination dia tonga haingana amin'ny sanda kely ampy mba hitazonana ny habetsahan'ny B ao amin'ny binder solid, izay hita taratra mivantana amin'ny hoe ρ amin'ny delamination. eo anoloana dia mijanona eo ho eo amin'ny fotoana.Ny zava-misy ary mihoatra ny tokonam-pirazanana.Araka ny asehon'ny simulation eny an-tsaha, ny tahan'ny peel ihany koa dia tonga haingana amin'ny sanda kely ampy mba hanakorontanana ny fitomboan'ny fatorana eutektika, ka manamora ny fiforonan'ny rafitra mifamatotra amin'ny topolojika noho ny fihetsiketsehan'ny lamellae amin'ny sisiny.Noho izany, ny fahasamihafana fototra lehibe eo amin'ny ECD sy ny LMD dia miorina amin'ny fivoaran'ny delamination anoloana amin'ny alàlan'ny rafitra anatiny amin'ny sosona aorian'ny fisarahana sy ny ρ, fa tsy ny tahan'ny delamination.
Ao amin'ny ECD, ny ρ sy ny fifandraisana dia mijanona ho tsy miova manerana ny sosona lavitra.Ao amin'ny LMD, mifanohitra amin'izany, samy miovaova ao anatin'ny sosona iray, izay aseho mazava tsara amin'ity fandinihana ity, izay mampiseho ny fifantohana atomika sy ny fizarana ny ρ manerana ny halalin'ny rafitra natolotry ny LMD.Misy antony roa mahatonga izany fiovana izany.Voalohany, na dia amin'ny aotra solubility fetra A, ny gradient gradient B ao amin'ny ranon-javatra, izay tsy ao amin'ny DZE, induces gradient fifantohana A ao amin'ny mafy binder, izay ao amin'ny simika equilibrium amin'ny ranon-javatra.Ny gradient A kosa dia miteraka gradient ρ ao anatin'ny sosona tsy misy loto.Faharoa, ny fiparitahan'ny A ao anaty ranon-javatra noho ny tsy fahampian'ny aotra dia manova kokoa ny fiovan'ny ρ amin'ny habakabaka ao anatin'io sosona io, miaraka amin'ny fihenan'ny solubility manampy amin'ny fitazonana ny ρ avo kokoa sy ny fanamiana ara-potoana mba hitazonana ny fifandraisana.
Farany, ny fivoaran'ny haben'ny fatorana sy ny fifandraisana ao anatin'ny sosona voatokana mandritra ny LMD dia sarotra kokoa noho ny fiparitahan'ny kapila mipetaka amin'ny ampahany amin'ny ampahany tsy tapaka, araka ny noheverina teo aloha tamin'ny fanoharana tamin'ny fikoropahana ny firafitry ny ECD nanoporous annealed.Araka ny aseho eto, ny coarsening ao amin'ny LMD dia miseho amin'ny ampahany mafy orina miovaova spatiotemporally ary matetika voataonan'ny fifindran'ny diffusional ny A sy B amin'ny toetry ny rano avy amin'ny delamination eo anoloana mankany amin'ny sisin'ny sosona misaraka.Ny lalànan'ny scaling ho an'ny coarsening capillary voafetra amin'ny fiparitahan'ny ety ivelany na be dia be dia tsy afaka manombatombana ny fiovana eo amin'ny sakany sy ny elanelana misy eo amin'ny fehezam-boninkazo ao anatin'ny sosona voatokana, raha mihevitra fa ny fitaterana A sy B mifandray amin'ny gradients concentration ny fluid dia mitana anjara toerana mitovy na mitovy.Zava-dehibe kokoa noho ny fampihenana ny faritry ny interface.Ny fivoaran'ny teoria izay mandinika ireo fitaomana isan-karazany ireo dia fahatsinjovana manan-danja amin'ny ho avy.
Novidina avy amin'ny Arcast, Inc (Oxford, Maine) ny alloys binary Titanium-tantalum tamin'ny fampiasana famatsiana herinaratra induction 45 kW Ambrell Ekoheat ES ary koveta vita amin'ny varahina mangatsiaka.Taorian'ny hafanana maromaro, ny firaka tsirairay dia nalaina nandritra ny 8 ora tamin'ny mari-pana ao anatin'ny 200 ° C. amin'ny teboka mitsonika mba hahazoana homogenization sy fitomboan'ny voa.Ny santionany notapatapahina tamin'ity ingot master ity dia nopetahana tamin'ny tariby Ta ary nahantona tamin'ny sandry robotika.Ny fandroana metaly dia nomanina tamin'ny fanamafisana ny fifangaroan'ny 40 g Cu (McMaster Carr, 99.99%) miaraka amin'ny Ag (Kurt J. Lesker, 99.95%) na ny singa Ti amin'ny hery avo amin'ny fampiasana rafitra fanafanana induction 4 kW Ameritherm Easyheat mandra-pahafoana tanteraka.fandroana.mafana tanteraka miempo.Ahena ny hery ary avela hikorontana ny fandroana ary ampifanaraho mandritra ny antsasak'adiny amin'ny hafanana 1240 ° C.Avy eo dia ampidinina ny sandry robotika, atsoboka ao anaty fandroana mandritra ny fotoana voatondro ny santionany ary esorina amin'ny hatsiaka.Ny fanamainana rehetra ny billet firaka sy ny LMD dia natao tao anatin'ny atmosfera misy argon madio (99.999%).Rehefa avy nesorina ny firaka, dia nopotehina sy nodinihina tamin'ny fampiasana microscopy optique sy scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-6700F) ny fizarana cross-n santionany.Ny famakafakana singa dia natao tamin'ny alàlan'ny spektroskopika X-ray dispersive angovo (EDS) ao amin'ny SEM.Ny microstructure telo dimension'ireo santionany natolotra dia voamarika tamin'ny famongorana ny dingana manankarena varahina mivaingana amin'ny vahaolana asidra nitric 35% (kilasy analytika, Fluka).
Ny simulation dia natao tamin'ny fampiasana ny modely efa novolavolaina teo aloha momba ny sehatry ny dingana decoupling ny alloy ternary15.Ny maodely dia mampifandray ny fivoaran'ny sehatra ϕ, izay manavaka ny dingan'ny solida sy ny ranon-javatra, amin'ny sahan'ny fifantohana ci amin'ny singa mifangaro.Ny totalin'ny angovo maimaim-poana amin'ny rafitra dia aseho amin'ny
izay f(φ) dia ny tanjaky ny sakana roa miaraka amin'ny kely indrindra amin'ny φ = 1 ary φ = 0 mifanitsy amin'ny solida sy ny ranon-javatra, ary ny fc(φ, c1, c2, c3) dia ny fandraisana anjara simika amin'ny fahalalahan'ny volume izay mamaritra ny hakitroky ny angovo. ny fananana thermodynamic alloy.Mba hanahafana ny remelting ny Cu na CuTi madio mitsonika ho TaTi alloys, dia mampiasa ny mitovy endrika fc(φ, c1, c2, c3) sy ny masontsivana toy ny ao amin'ny reference.15. Mba hanesorana ny metaly TaTi miaraka amin'ny CuAg miempo, dia nanatsotra ny rafitra quaternary (CuAg) TaTi amin'ny rafitra ternary mahomby miaraka amin'ny mari-pamantarana samihafa miankina amin'ny fifantohana Ag, araka ny voalaza ao amin'ny fanamarihana fanampiny 2. sahan'ny fifantohana dia azo amin'ny endrika variana amin'ny endrika
Aiza ny \({M}_{ij}={M}_{l}(1-\phi){c}_{i}\left({\delta}_{ij}-{c}_{j} \right)\) dia ny matrice mobility atomika, ary ny Lϕ no mifehy ny kinetika amin'ny fametahana atomika amin'ny fifandraisana misy rano mivaingana.
Ny angon-drakitra andrana manohana ny valin'ity fanadihadiana ity dia azo jerena ao amin'ny antontan-drakitra fanampiny.Ny paramètre simulation dia omena ao amin'ny fampahalalana fanampiny.Ny angon-drakitra rehetra dia azo alaina avy amin'ny mpanoratra tsirairay avy amin'ny fangatahana.
Wittstock A., Zelasek W., Biner J., Friend SM ary Baumer M. Nanoporous volamena catalysts ho an'ny hafanana ambany fifantenana gazy-phase oxidative coupling ny methanol.Science 327, 319–322 (2010).
Zugic, B. et al.Dynamic recombination mamaritra ny catalytic hetsika ny nanoporous volamena-volafotsy firaka catalysts.Almàm-pirenena.16, 558 (2017).
Zeis, R., Mathur, A., Fritz, G., Lee, J. 和 Erlebacher, J. Platinum-coated nanoporous volamena: pt ambany mavesatra entana electrocatalyst ho an'ny sela solika PEM.Journal #165, 65–72 (2007).
Snyder, J., Fujita, T., Chen, MW ary Erlebacher, J. Oxygen reduction amin'ny nanoporous metal-ion liquid composite electrocatalysts.Almàm-pirenena.9, 904 (2010).
Lang, X., Hirata, A., Fujita, T. ary Chen, M. Nanoporous hybrid metal / oxide electrodes ho an'ny supercapacitors electrochemical.Nanotechnologie nasionaly.6, 232 (2011).
Kim, JW et al.Optimization ny fampifangaroana ny niobium miaraka amin'ny metaly miempo mba hamoronana rafitra porous ho an'ny kapasitera electrolytika.Journal.84, 497–505 (2015).
Bringa, EM sns. Ny fitaovana nanoporous ve dia mahatohitra taratra?Nanolet.12, 3351–3355 (2011).