Kea leboha ha u etetse Nature.com.U sebelisa mofuta oa sebali o nang le tšehetso e fokolang ea CSS.Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetesisa, re khothaletsa hore o sebelise sebatli se ntlafalitsoeng (kapa o tima Compatibility Mode ho Internet Explorer).Ho feta moo, ho netefatsa ts'ehetso e tsoelang pele, re bonts'a sebaka sena ntle le mekhoa le JavaScript.
E hlahisa carousel ea li-slide tse tharo ka nako e le 'ngoe.Sebelisa likonopo tse Fetileng le Tse Latelang ho feta har'a li-slide tse tharo ka nako, kapa sebelisa likonopo tsa selaete qetellong ho tsamaea har'a li-slide tse tharo ka nako.
Lilemong tse 'maloa tse fetileng, ho bile le tsoelo-pele e potlakileng ea li-alloys tsa tšepe tse metsi bakeng sa ho etsoa ha nano-/meso-size-size porous and composite structures tse nang le li-interfaces tse kholo haholo bakeng sa lisebelisoa tse fapaneng.Leha ho le joalo, mokhoa ona hajoale o na le mefokolo e 'meli ea bohlokoa.Taba ea pele, e hlahisa meaho e tsoelang pele e nang le topology ea maemo a holimo bakeng sa mefuta e lekanyelitsoeng ea metsoako ea alloy.Taba ea bobeli, sebopeho se na le boholo bo boholo ba setlamo ka lebaka la keketseho e kholo nakong ea karohano ea mocheso o phahameng.Mona, re bonts'a ka komporo le ka liteko hore mefokolo ena e ka hloloa ka ho kenyelletsa ntho e qhibilihang ea tšepe e khothaletsang topology ea boemo bo holimo ka ho fokotsa ho lutla ha likarolo tse sa khoneheng nakong ea ho kopanya.Ka mor'a moo, re hlalosa phumano ena ka ho bontša hore phetisetso e ngata ea phallo ea likarolo tse sa utloahaleng ka har'a mokelikeli e qhibilihang e susumetsa ka matla phetoho ea karolo e tiileng le topology ea meaho nakong ea ho phatloha.Liphetho li senola phapang ea mantlha lipakeng tsa tšepe ea metsi le ho tlosoa ha litšila tsa electrochemical, hape li theha mokhoa o mocha oa ho fumana meaho ho tsoa ho litšepe tsa metsi tse nang le litekanyo tse fanoeng le topology.
Moifo o fetohile theknoloji e matla le e tenyetsehang bakeng sa ho etsa li-pores tse bulehileng tsa nano-/meso-size le meaho e kopaneng e nang le sefahleho se phahameng haholo bakeng sa lisebelisoa tse fapaneng tsa ts'ebetso le tsa sebopeho joalo ka li-catalysts1,2, fuel cell3,4, electrolytic capacitors5, 6, lisebelisoa tse hanyetsanang le tšenyo ea mahlaseli 7, lisebelisoa tsa betri tse nang le matla a phahameng tse nang le botsitso bo eketsehileng ba mochine 8, 9 kapa lisebelisoa tse kopantsoeng tse nang le thepa e ntle ea mochine 10, 11. Ka mefuta e sa tšoaneng, moifo o kenyelletsa ho qhibiliha ho khethehileng ha ntho e le 'ngoe ea "selelekela" se neng se sa hlophisoa qalong. alloy” tikolohong e kantle, e lebisang ho hlophisoeng bocha ha likarolo tse kopaneng tsa motsoako tse nang le topology e sa reng letho, e fapaneng le topology ea alloy ea mantlha., Sebopeho sa metsoako.Le hoja moifo o tloaelehileng oa electrochemical (ECD) o sebelisang li-electrolyte kaha tikoloho ke eona e ithutoang ka ho fetisisa ho fihlela joale, mokhoa ona o lekanyetsa mekhoa ea ho fana (e kang Ag-Au kapa Ni-Pt) ho tse nang le likarolo tse batlang li le bohlokoa (Au, Pt) le ho ba le phapang e lekaneng e kholo ho fokotsa bokhoni ba ho fana ka porosity.Mohato oa bohlokoa oa ho hlola moedi ona e bile ho sibolloa ha morao-rao ha mokhoa oa ho kopanya tšepe ea metsi13,14 (LMD), o sebelisang li-alloys tsa tšepe tse metsi (mohlala, Cu, Ni, Bi, Mg, joalo-joalo) le likarolo tse ling tikolohong. .(mohlala TaTi, NbTi, FeCrNi, SiMg, joalo-joalo)6,8,10,11,14,15,16,17,18,19.LMD le mefuta ea eona ea ho tlosoa ha tšepe e thata (SMD) e sebetsa ka mocheso o tlase ha tšepe ea motheo e le thata20,21 e bakang motsoako oa mekhahlelo e 'meli kapa ho feta e kenang ka mor'a ho kenngoa ha lik'hemik'hale tsa mohato o le mong.Mekhahlelo ena e ka fetoha li-pores tse bulehileng.meaho.Mekhoa ea ho arola e 'nile ea ntlafatsoa le ho feta ke kenyelletso ea morao-rao ea moifo oa mouoane (VPD), e sebelisang phapang pakeng tsa khatello ea mouoane ea lintho tse tiileng ho theha mehaho e bulehileng ea nanoporous ka ho fetoha mouoane o khethehileng oa element22,23.
Boemong ba boleng, mekhoa ena eohle ea ho tlosa litšila e arolelana likarolo tse peli tsa bohlokoa tse tloaelehileng tsa mokhoa o hlophisitsoeng oa ho tlosa litšila.Taba ea pele, ena ke khetho e ikhethileng ea likarolo tsa alloying tse boletsoeng ka holimo (joalo ka B ka motsoako o bonolo oa AXB1-X) tikolohong ea kantle.Ea bobeli, ea pele e hlokometsoeng lithutong tsa pele tsa liteko le tsa khopolo-taba ho ECD24, ke ho hasana ha karolo e sa qhibilihang ea A hammoho le sebopeho se pakeng tsa motsoako le tikoloho nakong ea ho tlosoa ha litšila.Phapang e khona ho theha libaka tse nang le athomo e ngata ka mokhoa o ts'oanang le ho bola ha spinodal ka li-alloys tse ngata, le hoja li lekanyelitsoe ke sebopeho.Ho sa tsotellehe ho tšoana hona, mekhoa e fapaneng ea ho tlosa li-alloy e ka hlahisa morphologies e fapaneng ka mabaka a sa hlakang18.Le hoja ECD e ka hlahisa likarolo tse phahameng tse amanang le topologically bakeng sa likaroloana tsa athomo (X) tsa likarolo tse sa qhibilihang (joaloka Au in AgAu) tse tlase ho 5%25, lithuto tsa computational le liteko tsa LMD li bontša hore mokhoa ona o bonahalang o tšoana o hlahisa feela likarolo tse amanang le topologically. .Ka mohlala, bakeng sa X e kholoanyane, sebopeho se amanang le bicontinuous se ka bang 20% ​​tabeng ea li-alloys tsa TaTi tse arohaneng ke Cu melts (sheba setšoantšo sa 2 ho ref. 18 bakeng sa papiso ea mahlakoreng le mefuta e sa tšoaneng ea ECD le LMD X. ).Phapang ena e hlalosoa ka mokhoa oa khopolo-taba ka mokhoa oa ho hōla o kopantsoeng ka ho fapanyetsana o fapaneng le ho senyeha ha li-spinodal tsa sefahleho 'me o tšoana haholo le kholo ea eutectic-coupled26.Sebakeng sa ho tlosa litšila, khōlo e kopantsoeng ka kopanelo e lumella A-rich filaments (kapa flakes in 2D) le likanale tsa metsi tse nang le B-rich hore li hole hammoho ka ho hasana nakong ea ho tlosoa ha litšila15.Ho hola ka bobeli ho lebisa ho sebopeho se sa koahelehang sa topologically karolong e bohareng ea X mme e hatelloa karolong e ka tlase ea X, moo ho ka thehoang lihlekehleke tse se nang moeli tse ruileng ka A phase.Ho X e kholoanyane, kholo e tlamahaneng e fetoha e sa tsitsang, e lumellang ho thehoa ha meaho ea 3D e tlamahaneng hantle e bolokang botšepehi le ka mor'a ho ts'oaroa ha karolo e le 'ngoe.Hoa thahasellisa hore sebopeho sa sebopeho se hlahisoang ke LMD17 kapa SMD20 (Fe80Cr20) XNi1-X li-alloys li 'nile tsa hlokomeloa ka liteko bakeng sa X ho fihlela ho 0.5, ho fana ka maikutlo a hore kholo e kopantsoeng ka ho kopanya ke mokhoa o tloaelehileng oa LMD le SMD ho e-na le hore ECD e atisang ho hlaha ha e sebetse. ho ba le sebopeho se ratoang sa ho tsamaisa.
Ho hlakisa lebaka la phapang ena lipakeng tsa ECD le morphology ea NMD, re ile ra etsa lipapiso tsa masimong le lithuto tsa liteko tsa NMD ea li-alloys tsa TaXTi1-X, moo kinetics ea ho qhibiliha e fetotsoeng ka ho kenyelletsa likarolo tse qhibilihisitsoeng ho koporo e metsi.Re ile ra etsa qeto ea hore le hoja ka bobeli ECD le LMD li laoloa ke ho qhibiliha ho khethollang le ho arohana ha sefahleho, mekhoa ena e 'meli e boetse e na le liphapang tsa bohlokoa tse ka lebisang phapanong ea morphological18.Ntlha ea pele, kinetics ea peel ho ECD e laoloa ke sebopeho se nang le lebelo le ka pele la peel V12 e le mosebetsi oa motlakase o sebelisoang.Sena ke 'nete esita le ha karoloana e nyenyane ea likaroloana tsa refractory (mohlala, Pt ho Ag-Au) e kenngoa ho motsoako oa motsoali, o thibelang ho phalla ha sefahleho, ho hloekisa le ho tsitsisa lintho tse sa tsitsang, empa ho seng joalo li boloka morphology e tšoanang 27 .Mehaho e kopantsoeng ka holimo e fumanoa feela ka X e tlase ho V, 'me ho bolokoa ha likarolo tse fapaneng tsa 25 ho kholo ho boloka karoloana e tiileng ea molumo e lekaneng ho thibela ho arohana ha sebopeho.Sena se fana ka maikutlo a hore sekhahla sa ho qhibiliha mabapi le ho arohana ha sefahleho se ka bapala karolo ea bohlokoa khethong ea mofo.Ka lehlakoreng le leng, kinetics ea ho tlosa alloy ho LMD e laoloa ke ho ata15,16 'me sekhahla se fokotseha ka potlako ka nako \(V \ sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), moo Dl e leng ntho e fokolang. bakeng sa coefficient ea phallo ea mokelikeli..
Taba ea bobeli, nakong ea ECD, ho qhibiliha ha lintho tse sa bonahaleng ka har'a electrolyte ho tlase haholo, kahoo li ka hasana feela ka har'a sebopeho sa alloy-electrolyte.Ka lehlakoreng le leng, ho LMD, "immiscible" element (A) ea AXB1-X precursor alloys hangata ha e na ho qhibiliha ho fokolang, leha ho lekanyelitsoe.Ho qhibiliha hona hanyenyane ho ka hlalosoa ho tsoa ho tlhahlobo ea setšoantšo sa ternary phase ea CuTaTi ternary system e bontšitsoeng ho Tlatsetso Setšoantšo sa 1. Ho qhibiliha ho ka lekanyetsoa ka ho rera moeli oa liquidus khahlanong le likhahla tsa tekano tsa Ta le Ti ka lehlakoreng la mokelikeli la sebopeho (\( {c}_{ {{{{{\rm{Ta)))))))}}}} ^{l}\ ) le \({c}_{{{{({\rm{Ti}}} }}}} }^ {l}\), ka ho latellana, mochesong oa moifo (Supplementary Fig. 1b) solid-liquid interface Tekano ea sebaka sa thermodynamic e bolokiloe nakong ea alloying, }}}}}}^{l}\) e batla e le teng. kamehla 'me boleng ba eona bo amana le X. Setšoantšo sa Tlatsetso 1b se bontša hore \({c}_{{{{{{{\rm{Ta}}}}}}}))}^{l}\) e oela moeling oa 10 -3 − 10 ^{l}\) li lekana le 15.16."Ho lutla" hona ha likarolo tse sa bonahaleng ka har'a alloy ho ka ama sebopeho sa sebopeho sa sefahleho se ka pele ho delamination, ka lehlakoreng le leng, se ka kenyang letsoho ho qhibiliheng le ho hoholang ha sebopeho ka lebaka la phallo ea molumo.
E le ho hlahloba ka thoko monehelo oa (i) tekanyo e fokotsehileng ea ho tlosoa ha alloy V le (ii) tekanyo e fokotsehileng ea ho kenngoa ha lintho tse sa khoneheng ho qhibiliha, re ile ra tsoela pele ka mehato e 'meli.Taba ea pele, ka lebaka la \(V \ sim \sqrt{{D}_{l}/t}\), ka ho ithuta phetoho ea morphological ea sebopeho sa bokapele, ho ne ho ka khoneha ho ithuta phello ea ho fokotsa V ka ho lekaneng.nako e kgolo.Ka hona, re ile ra batlisisa phello ena ka ho etsa lipapiso tsa masimong ka nako e telele ho feta lithuto tse fetileng, tse senotseng boteng ba meaho ea tokiso e sa kopaneng ea topologically e entsoeng ke kholo e kopaneng ea X15 ea mahareng.Ea bobeli, molemong oa ho etsa lipatlisiso ka phello ea likarolo tse sa bonahaleng ho fokotsa sekhahla sa ho lutla, re kentse Ti le Ag ho qhibiliha ea koporo ho eketsa le ho fokotsa sekhahla sa ho lutla, ka ho latellana, le ho ithuta sephetho sa morphology, kinetics ea khethollo, le kabo ea mahloriso. qhibilihisa.e abetsoeng Cu e qhibiliha ka lipalo le liteko ka hare ho sebopeho sa motsoako.Re kentse litlatsetso tsa Ti ho tloha ho 10% ho isa ho 30% ho media ho tlosa Cu melt.Keketso ea Ti e eketsa mohopolo oa Ti pheletsong ea lera e abetsoeng, e fokotsang sekhahla sa mahloriso sa Ti ka har'a sekhahla sena mme se fokotsa sekhahla sa ho qhibiliha.E boetse e eketsa sekhahla sa ho lutla ha Ta ka ho eketsa \({c}_{{{({\rm{Ti}}}}}}}}^{l}\), kahoo \({c}_{{{{{ {\rm{Ta}}}}}}}^{l}\) (Tlhaloso ea Setšoantšo sa 1b) Chelete ea silevera eo re e eketsang e fapana ho tloha ho 10% ho ea ho 30%. ho qhibiliha ha likarolo tsa alloying ho qhibiliha, re entse mohlala oa CuAgTaTi quaternary system e le mokhoa o sebetsang hantle (CuAg) TaTi ternary system moo ho qhibiliha ha Ti le Ta ho itšetlehileng ka bongata ba Ag ho CuAg mellt (bona Note) 2 le Supplementary. Lifeiga 2-4).Keketso ea Ag ha e eketse mahloriso a Ti pheletsong ea sebopeho se abetsoeng.Leha ho le joalo, kaha ho qhibiliha ha Ti ho Ag ho tlase ho feta Cu, sena se fokotsa \({c}_{{{{{\rm{Ta}}}}}}}}^{l}\) (Supplementary Fig. . 1 ) 4b) le sekhahla sa ho lutla Ta.
Liphetho tsa lipapiso tsa masimong li bonts'a hore kholo e kopaneng e fetoha e sa tsitsang ka nako e telele e lekaneng ho khothaletsa sebopeho sa meaho e kopaneng ea topologically ka pele ho ho bola.Re netefatsa qeto ena ka liteko ka ho bonts'a hore karolo e ka tlase ea alloy ea Ta15T85, e bopehileng haufi le delamination ka pele mothating oa morao oa delamination, e lula e hokahane le topologically kamora ho ts'oaroa ha karolo e ruileng ea koporo.Liphetho tsa rona li boetse li fana ka maikutlo a hore sekhahla sa ho lutla se na le phello e tebileng ho morphological evolution ka lebaka la lipalangoang tse ngata tse fapaneng tsa likarolo tse sa khoneheng ho qhibiliha ha mokelikeli.Ho bontšoa mona hore phello ena, e le sieo ho ECD, e ama ka matla litlaleho tsa mahloriso tsa likarolo tse fapa-fapaneng karolong e abetsoeng, karoloana ea mohato o tiileng, le topology ea sebopeho sa LMD.
Karolong ena, re qala ka ho hlahisa liphetho tsa thuto ea rona ka papiso ea tšimo ea karolo ea phello ea ho eketsa Ti kapa Ag ho Cu e qhibiliha e bakang morphologies e fapaneng.Ka feiga.Setšoantšo sa 1 se fana ka liphetho tsa mohlala oa likarolo tse tharo tsa sebaka sa li-alloys tsa TaXTi1-X tse fumanoeng ho Cu70Ti30, Cu70Ag30 le ho qhibiliha ha koporo e hloekileng ka likarolo tse tlase tsa athomo ea likarolo tse sa bonahaleng ho tloha ho 5 ho isa ho 15%.Mela e 'meli ea pele e bontša hore ho eketsoa ha Ti le Ag ka bobeli ho khothalletsa ho thehoa ha mehaho ea topologically bonded ha e bapisoa le sebopeho se sa tsitsang sa Cu e hloekileng (mola oa boraro).Leha ho le joalo, tlatsetso ea Ti, joalo ka ha ho ne ho lebelletsoe, e ekelitse ho lutla ha Ta, ka hona ho thibela ho senyeha ha li-alloys tse tlase tsa X (Ta5Ti95 le Ta10Ti90) le ho baka ho qhibiliha ho hoholo ha lesela le phoroselang nakong ea Ta15Ti85 delamination.Ho fapana le hoo, ho eketsoa ha Ag (mola oa bobeli) ho kenya letsoho ho thehoeng ha sebopeho se amanang le topologically sa likarolo tsohle tsa alloy ea motheo ka ho qhibiliha hanyenyane ha lera le fanoeng.Sebopeho sa sebopeho sa bicontinuous se boetse se bontšoa ho Feiga.1b, e bonts'ang litšoantšo tsa sebopeho se abetsoeng se nang le botebo bo ntseng bo eketseha ba delamination ho tloha ka ho le letšehali ho ea ho le letona le setšoantšo sa sebopeho se tiileng sa mokelikeli ka botebo bo boholo (setšoantšo se ka ho le letona).
Ketsiso ea tšimo ea 3D (128 × 128 × 128 nm3) e bontšang phello e tsotehang ea ho eketsa solute ho qhibiliha ha mokelikeli ho morphology ea ho qetela ea motsoako o fanoeng.Letšoao le ka holimo le bontša sebopeho sa motsoako oa motsoali (TaXTi1-X) 'me letšoao le emeng le bontša sebopeho se qhibilihang sa Cu-based softening medium.Libaka tse nang le khatello e phahameng ea Ta mohahong o se nang litšila li bontšoa ka sootho, 'me sebopeho se tiileng-se metsi se bontšoa ka boputsoa.b Ketsiso ea mahlakore a mararo ea tšimo ea mohato oa motsoako oa pele oa Ta15Ti85 o sa koaloang ho Cu70Ag30 melt (190 × 190 × 190 nm3).Liforeimi tse 3 tsa pele li bonts'a sebaka se tiileng sa sebopeho se filoeng botebong bo fapaneng ba moifo, 'me foreimi ea ho qetela e bontša feela sebopeho se tiileng sa mokelikeli botebong ba botebo.Filimi e tsamaellanang le (b) e bonts'oa ho Supplementary Movie 1.
Phello ea tlatsetso ea solute e ile ea hlahlojoa hape ka lipapiso tsa lebala la 2D, tse faneng ka tlhaiso-leseling e eketsehileng mabapi le sebopeho sa sebopeho sa sefahleho se ka pele sa delamination le ho lumella phihlello ea bolelele bo boholo le sekala sa nako ho feta lipapiso tsa 3D ho lekanya kinetics ea delamination.Ka feiga.Setšoantšo sa 2 se bontša litšoantšo tsa papiso ea ho tlosoa ha motsoako oa pele oa Ta15Ti85 ka Cu70Ti30 le Cu70Ag30 melts.Maemong ana ka bobeli, kholo e kopantsoeng le diffusion ha e tsitsa haholo.Ho e-na le ho phunyeletsa ka ho toba ka motsoako, malebela a likanale tsa mokelikeli susumelletsa chaotically ka ho le letšehali le ho le letona ka trajectories rarahaneng haholo nakong ea tshebetso e tsitsitseng ea kgolo e khothalletsang mehaho e lolameng e khothalletsang ho thehoa ha mehaho e amanang le topologically sebakeng sa 3D (setšoantšo sa 1).Leha ho le joalo, ho na le phapang ea bohlokoa lipakeng tsa li-additives tsa Ti le Ag.Bakeng sa ho qhibiliha ha Cu70Ti30 (setšoantšo sa 2a), ho thulana ha likanale tse peli tsa mokelikeli ho lebisa ho kopanngoeng ha sebopeho se tiileng sa mokelikeli, se lebisang ho extrusion ea li-binders tse tiileng tse hapuoeng ke likanale tse peli ho tloha mohahong, 'me qetellong, ho qhibiliha. .Ho fapana le hoo, bakeng sa Cu70Ag30 qhibiliha (sa feiga. 2b), Ta ithuisa ka segokanyimmediamentsi sa sebolokigolo le mokelikeli methati thibela coalescence ka lebaka la ho fokotseha ha Ta leakage ka ho qhibiliha.Ka lebaka leo, khatello ea bond e ka pele ea delamination e hatelloa, ka tsela eo e khothalletsa ho thehoa ha mekhoa e kopanetsoeng.Hoa thahasellisa hore moferefere oa oscillatory oa mocha oa mokelikeli o etsa hore ho be le sebopeho sa mahlakore a mabeli se nang le tekanyo e itseng ea ho tsamaisana ha cutoff e hatelloa (setšoantšo sa 2b).Leha ho le joalo, ho lokisoa hona ha se phello ea kholo e tsitsitseng ea tlamo.Ho 3D, ho kenella ka mokhoa o sa tsitsang ho etsa hore ho be le sebopeho sa bicontinuous se se nang coaxial (setšoantšo sa 1b).
Lits'oants'o tsa lipapiso tsa sebaka sa 2D tsa Cu70Ti30 (a) le Cu70Ag30 (b) tse qhibilihisitsoeng ho Ta15Ti85 alloy e bonts'ang kholo e sa tsitsang e kopaneng.Litšoantšo tse bontšang botebo bo fapaneng ba ho tlosa litšila bo lekantsoeng ho tloha sebakeng sa pele sa sebopeho se bataletseng se tiileng / sa metsi.Lits'oants'o li bonts'a mebuso e fapaneng ea likhohlano tsa likanale tsa mokelikeli, tse lebisang ho ts'oaroe ha li-binders tse tiileng le ho boloka Cu70Ti30 le Cu70Ag30 e qhibiliha, ka ho latellana.Sebaka sa marang-rang sa Cu70Ti30 ke 1024 nm, Cu70Ag30 ke 384 nm.Sehlopha sa mebala se bonts'a mahloriso a Ta, 'me mebala e fapaneng e khetholla pakeng tsa sebaka sa mokelikeli (boputsoa bo lefifi), motsoako oa motheo (putsoa e khanyang), le sebopeho se sa kopanngoeng (hoo e batlang e le khubelu).Lifilimi tsa lipapiso tsena li hlahisoa ho Lifilimi tsa Tlatsetso 2 le 3, tse totobatsang litsela tse rarahaneng tse phunyeletsang likanale tsa mokelikeli nakong ea kholo e sa tsitsang ea ho kopanya.
Liphetho tse ling tsa 2D phase phase simulation li bontšoa Fig.3.Kerafo ea botebo ba delamination khahlano le nako (moepa o lekanang le V) ka feiga.3a e bonts'a hore tlatsetso ea Ti kapa Ag ho Cu melt e liehisa kinetics ea karohano, joalo ka ha ho lebelletsoe.Ka feiga.3b e bonts'a hore ho fokotseha hona ho bakoa ke ho fokotseha ha sekhahla sa mahloriso sa Ti ka har'a mokelikeli o fanoeng.E boetse e bontša hore tlatsetso ea Ti(Ag) e eketsa (fokotsa) khatello ea Ti ka lehlakoreng la mokelikeli la sehokelo (\({c}_{{{{{{{\rm{Ti)))'))))) ))) ^{l \) ), e lebisang ho dutla ha Ta, e lekantsoeng ka karoloana ea Ta e qhibilihisitsoeng ka ho qhibiliha e le ts'ebetso ea nako (setšoantšo sa 3c), e leng se eketsang (ho fokotseha) ka kenyelletso ea Ti (Ag). ).Setšoantšo sa 3d se bontša hore bakeng sa li-solutes ka bobeli, karolo ea molumo oa lintho tse tiileng e ntse e le ka holim'a moeli oa ho thehoa ha likarolo tse amanang le li-bicontinuous topologically28,29,30.Ha ho ntse ho eketsa Ti ho qhibiliha ho eketsa ho lutla ha Ta, ho boetse ho eketsa ho boloka Ti ka har'a sekontiri se tiileng ka lebaka la ho lekanngoa ha karolo, ka hona ho eketsa karoloana ea molumo ho boloka momahano oa mohaho ntle le litšila.Lipalo tsa rona ka kakaretso li lumellana le litekanyo tsa liteko tsa karoloana ea molumo ea delamination front.
Ketsiso ea tšimo ea karolo ea Ta15Ti85 alloy e lekanya litlamorao tse fapaneng tsa litlatsetso tsa Ti le Ag ho Cu melt ho kinetics ea ho tlosa alloy e lekantsoeng ho tloha botebong ba ho tlosoa ha alloy e le ts'ebetso ea nako (a), boemo ba mahloriso ba Ti ka har'a mokelikeli. Botebo ba ho tlosoa ha motsoako oa 400 nm (botebo bo bobe bo atoloha ho qhibiliha ka ntle ho sebopeho sa alloy (ka pele ho motsoako ka ho le letšehali) b Tate e khahlano le nako (c) le karolo e tiileng ea sebopeho se sa kopanngoeng le sebopeho sa ho qhibiliha (d) Khokahano ea likarolo tse ling. ka ho qhibiliha ho reriloe hammoho le abscissa (d) (Ti - mola o motala, Ag - mohala o pherese le teko).
Ho tloha ha lebelo la pele la delamination le fokotseha ha nako e ntse e tsamaea, phetoho ea morphology nakong ea delamination e bontša phello ea ho fokotsa lebelo la delamination.Thutong ea tšimo e fetileng, re bone kholo e kopantsoeng ea eutectic e bakang meaho e sa kopaneng ea topologically nakong ea ho tlosoa ha alloy precursor alloy ea Ta15Ti85 ka melts e hloekileng ea koporo15.Leha ho le joalo, nako e telele ea e tšoanang mohato tšimo ketsiso bontša (sheba Supplementary Movie 4) hore ha decomposition ka pele lebelo e ba nyenyane ka ho lekaneng, kgolo e kopanetsweng fetoha e sa tsitsang.Ho se tsitse ho iponahatsa ka ho sisinyeha ha mahlakoreng a li-flakes, e leng ho thibelang ho lumellana ha tsona, kahoo, ho khothalletsa ho thehoa ha mehaho e amanang le topologically.Phetoho ea ho tloha khōlong e tsitsitseng ho ea ho khōlo e sa tsitsang e etsahala haufi le xi = 250 nm ka sekhahla sa 4.7 mm / s.Ho fapana le hoo, botebo bo lekanang ba delamination xi ba Cu70Ti30 melt ke hoo e ka bang 40 nm ka sekhahla se ts'oanang.Ka hona, re ne re ke ke ra hlokomela phetoho e joalo ha re tlosa motsoako ka Cu70Ti30 qhibiliha (bona Supplementary Movie 3), hobane ho eketsa 30% Ti ho qhibiliha ho fokotsa haholo kinetics ea ho tlosoa ha motsoako.Qetellong, le hoja kgolo e kopanetsweng e sa tsitsa ka lebaka la delamination kinetics butle, sebaka sa λ0 sa hard bond at the delamination front e batla e mamela \({\lambda }_{0}^{2}V=C\) molao oa ho ema. kgolo15,31 moo C e leng kamehla.
Ho leka likhakanyo tsa papiso ea tšimo ea mokhahlelo, liteko tsa ho tlosa alloy li entsoe ka lisampole tse kholoanyane le linako tse telele tsa ho tlosa alloy.Setšoantšo sa 4a ke setšoantšo sa moralo se bontšang likarolo tsa bohlokoa tsa mohaho o fanoeng.Botebo bohle ba delamination bo lekana le xi, sebaka ho tloha moeling oa pele oa mekhahlelo e tiileng le e metsi ho ea pele ho delamination.hL ke sebaka sa ho tloha sehokelong sa pele sa mokelikeli o tiileng ho isa pheletsong ea sebopeho se filoeng pele ho etching.HL e kholo e bontša ho lutla ho matla ha Ta.Ho tsoa setšoantšong sa SEM sa sampole e fanoeng, re ka lekanya boholo ba hD ea sebopeho se abetsoeng pele ho etching.Leha ho le joalo, kaha ho qhibiliha ho boetse ho tiisa mocheso oa kamore, hoa khoneha ho boloka mohaho o fanoeng ntle le litlamo.Ka hona, re ile ra emisa ho qhibiliha (mohato o ruileng oa koporo) ho fumana sebopeho sa phetoho le ho sebelisa hC ho lekanya botenya ba sebopeho sa phetoho.
Setšoantšo sa Schematic sa ho iphetola ha morphology nakong ea ho tlosoa ha litšila le boikemisetso ba li-geometric parameters: leakage layer thick Ta hL, botenya ba delaminated structure hD, botenya ba sebopeho se kopanyang hC.(b), (c) Netefatso ea liteko ea liphetho tsa ketsiso ea karolo ea karolo e bapisang likarolo tsa SEM tsa sefapano le 3D etched morphology ea Ta15Ti85 alloy e lokisitsoeng ho tloha ho pure Cu(b) le Cu70Ag30 melts, e fana ka libonto tsa topological tse nang le sebopeho sa bond e tšoanang (c), sekala sa bar 10µm.
Likarolo tse fapaneng tsa meaho e abetsoeng e bonts'itsoeng feiga.4b,c netefatsa litlamorao tse boletsoeng esale pele tsa ho kenyelletsa Ti le Ag ho Cu ho qhibiliha ho morphology le kinetics ea alloy e fanoeng.Ka feiga.Setšoantšo sa 4b se bontša sebaka se ka tlaase sa sehiloeng sa SEM (ka ho le letšehali) sa motsoako oa Ta15T85 o kopantsoeng ka ho qoelisoa ka koporo e hloekileng bakeng sa 10 s ho ea botebo ba xi ~ 270 μm.Ka tekanyo e lekantsoeng ea nako ea liteko, e leng litaelo tse 'maloa tsa boholo bo boholo ho feta lipapiso tsa tšimo ea mohato, lebelo la pele la ho arohana le ka tlaase ho lebelo le boletsoeng ka holimo la 4.7 mm / s, ka tlaase ho moo khōlo e tsitsitseng ea eutectic e fetoha e sa tsitsang.Ka hona, sebopeho se kaholimo ho lekhalo le ka pele ho lebeletsoe hore se hokahane ka botlalo.Pele ho etching, lesela le tšesaane la alloy ea motheo le ile la qhibiliha ka ho feletseng (hL = 20 μm), le neng le amahanngoa le Ta leakage (Letlapa la 1).Kamora ho ts'oaroa ha lik'hemik'hale tsa karolo e ruileng ea koporo (ka ho le letona), ho setse karoloana e tšesaane feela ea alloy e fanoeng (hC = 42 µm), e bonts'ang hore boholo ba sebopeho se abetsoeng bo ile ba lahleheloa ke bots'epehi ba sebopeho nakong ea ho ts'oaroa 'me, joalo ka ha ho ne ho lebelletsoe, bo ne bo sa tlamahane. Setšoantšo sa 1a)., setšoantšo se ka ho le letona moleng oa boraro).Ka feiga.4c e bonts'a karolo e felletseng ea SEM le litšoantšo tsa 3D tsa etching ea alloy ea Ta15Ti85 e tlositsoeng ka ho qoelisoa ho Cu70Ag30 melt bakeng sa 10 s ho ea botebong ba 200 µm.Kaha botebo ba lekhapetla ho hakanngoa hore bo tla eketseha ka \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\)" diffusion controlled kinetics (sheba Supplementary Note 4) 15 16, Ka ho eketsoa ha 30% Ag ho Cu e qhibiliha, ho fokotseha ha botebo ba karohano ho tloha ho 270 μm ho ea ho 220 μm ho lumellana le ho fokotseha ha palo ea Peclet p ka karolo ea 1.5.Kamora ho ts'oaroa ha lik'hemik'hale tsa karolo e ruileng ea Cu/Ag (ka ho le letona), sebopeho sohle se filoeng se boloka botsitso ba sebopeho (hC = 200 µm), ho bonts'a hore ke sebopeho se hakanyetsoang sa topologically se kopantsoeng ka bobeli (Setšoantšo sa 1, setšoantšo se ka ho le letona) mola oa bobeli le kaofela. mola o ka tlase).Litekanyo tsohle tsa alloy ea motheo e fanoeng Ta15T85 melts e fapaneng e akaretsoa ho Lethathamo.1. Re boetse re fana ka liphetho tsa li-alloys tse sa kolobisitsoeng tsa Ta10Ti90 melts tse fapaneng, ho netefatsa liqeto tsa rona.Litekanyo tsa botenya ba leakage layer Ta bo bonts'itse hore sebopeho se qhibilihisitsoeng ho Cu70Ag30 melt (hL = 0 μm) se nyane ho feta sa Cu e hloekileng e qhibilihisitsoeng (hL = 20 μm).Ho fapana le hoo, ho eketsoa ha Ti ho qhibiliha ho qhibilihisa meaho e kopantsoeng e fokolang haholo (hL = 190 μm).Ho fokotseha ha ho qhibiliha ha mohaho o fanoeng pakeng tsa Cu melt e hloekileng (hL = 250 μm) le Cu70Ag30 melt (hL = 150 μm) e bonahala haholoanyane ho li-alloys tse fanoeng tse thehiloeng ho Ta10Ti90.
E le ho utloisisa phello ea mefuta e fapaneng ea ho qhibiliha, re ile ra etsa tlhahlobo e eketsehileng ea palo ea liphello tsa liteko setšoantšong sa 5 (bona le Supplementary Data 1).Ka feiga.Lipalo tsa 5a-b li bonts'a likabo tsa mahloriso tse lekantsoeng tsa likarolo tse fapaneng ho latela tataiso ea exfoliation litekong tsa exfoliation ho Cu melt e hloekileng (setšoantšo sa 5a) le Cu70Ag30 melt (setšoantšo sa 5b).Likarolo tsa likarolo tse fapaneng li raliloe khahlano le sebaka sa d ho tloha ka pele ho delamination ho ea pheletsong ea lera la delamination ka har'a setlamo se tiileng le mohato o neng o le mokelikeli (o ruisitsoeng ka Cu kapa CuAg) nakong ea delamination.Ho fapana le ECD, moo ho bolokoa ha likarolo tse fapaneng ho khethoa ke sekhahla sa karohano, ho LMD, mahloriso ka har'a setlamo se tiileng se khethoa ke tekano ea sebaka sa thermodynamic pakeng tsa mekhahlelo e tiileng le ea metsi, ka hona, thepa ea ho phelisana ea tiileng le ea metsi. mekhahlelo ea metsi.Litšoantšo tsa Alloy State.Ka lebaka la ho qhibiliha ha Ti ho tloha setsing sa motheo, mahloriso a Ti a fokotseha ka ho eketseha ha d ho tloha ka pele ho delamination ho ea moeling oa delamination layer.Ka lebaka leo, mahloriso a Ta a ile a eketseha ka ho eketseha ha d hammoho le bongata, e neng e lumellana le papiso ea tšimo ea karolo (Supplementary Fig. 5).Mahloriso a Ti ka har'a Cu70Ag30 melt e theoha ho feta tekano e hloekileng ea Cu melt, e tsamaellanang le sekhahla sa ho tlosoa ha alloy butle.Litlhaloso tse lekantsoeng tsa mahloriso ho Feiga.5b e boetse e bonts'a hore karo-karolelano ea likhakanyo tsa Ag le Cu ka har'a mokelikeli ha e tsitsane hantle le lera la alloy e fanoeng, ha papisong ea tšimo ea karolo ho ne ho nahanoa hore karo-karolelano ena e lula e le teng papisong ea ho qhibiliha. pseudo-element Cu70Ag30.Leha ho na le phapang ena ea bongata, mohlala oa sebaka sa karolo o nka phello e kholo ea boleng ba ho eketsa Ag ho hatella Ta leakage.Ho etsa mohlala o felletseng oa likhakanyo tsa mahloriso tsa likarolo tse 'ne tsa li-binders tse tiileng le lino ho hloka mohlala o nepahetseng haholoanyane oa likarolo tse' nè oa setšoantšo sa mohato oa TaTiCuAg, o fetang boholo ba mosebetsi ona.
Mekhahlelo ea mahloriso e lekantsoeng ho latela sebaka sa d ho tloha ka pele ho delamination ea motsoako oa Ta15Ti85 ho (a) Cu e hloekileng e qhibilihisitsoeng le (b) Cu70Ag30 e qhibilihisitsoeng.Papiso ea karoloana ea bolumo e lekantsoeng ea lintho tse tiileng ρ(d) ea sebopeho se fanoeng (mohala o tiileng) le ponelopele ea khopolo-taba e tsamaellanang le equation ntle le ho lutla Ta (mohala o tiileng).(1) (c) Tseba boporofeta ba equation.(1) Equation e lokisoe ka pele ho delamination.(2) Ke hore, Ta leakage e shejoa.Lekanya kakaretso ea bophara ba bonto λw le sebaka λs (d).Lits'oants'o tsa liphoso li emela ho kheloha ho tloaelehileng.
Ka feiga.5c e bapisa karolo e lekantsoeng ea bolumo ea lintho tse tiileng ρ(d) (mohala o tiileng) bakeng sa libopeho tsa Cu le Cu70Ag30 tse romelloang ho tloha ho qhibilihisoa le bonohe ba khopolo-taba (mothalo o fokolang) o fumanoeng ho tsoa ho paballo ea bongata ho sebelisoa tekanyo ea Ta e lekantsoeng ka har'a setlamo se tiileng \({{ c }_ {Ta}^{s}(d)\) (Setšoantšo sa 5a,b) le ho hlokomoloha ho lutla ha Ta le ho tsamaisoa ha Ta pakeng tsa litlamo tse nang le botebo bo fapaneng ba karohano.Haeba Ta e fetoha ho tloha ho tiileng ho ea ho metsi, Ta kaofela e ka har'a alloy ea motheo e tlameha ho aroloa hape hore e be setlamo se tiileng.Ka hona, karolong efe kapa efe ea sebopeho se hole se ipapisitseng le tataiso ea ho tlosoa ha motsoako, paballo ea boima e bolela hore \({c}_{Ta}^{s}(d){S}_{s}(d) )={c}_ {Ta}^{0}(d){S}_{t}\), moo \({c}_{Ta}^{s}(d)\)) le \({c }_{Ta }^ {0}\) ke litekanyo tsa Ta tse boemong ba d ho sekopanyi le motsoako oa matrix, ka ho latellana, 'me Ss(d) le St ke libaka tse arohaneng tsa hard binder le sebaka sohle se hole, ka ho latellana.Sena se bolela esale pele karolo ea molumo oa lintho tse tiileng karolong e hole.
Sena se ka sebelisoa ha bonolo ho sebopeho sa li-Cu le Cu70Ag30 tse qhibilihang ho sebelisoa \({c}_{Ta}^{s}(d)\) curves e tsamaellanang le mola o moputsoa.Likhakanyo tsena li ngotsoe ka holimo ho setšoantšo sa 5c se bontšang hore ho hlokomoloha Ta leakage ke pontšo e mpe ea kabo ea karolo ea molumo.Paballo ea bongata bo sa lutleng e bolela esale pele phokotseho ea monotonic ea karoloana ea molumo ka d e ntseng e eketseha, e bonoang ka boleng ho melt e hloekileng ea Cu, empa eseng ho Cu70Ag30 e qhibilihang, moo ρ(d) e nang le bonyane.Ho phaella moo, sena se lebisa ho overestimation e kholo ea likaroloana tsa molumo karolong e ka pele ea karohano bakeng sa ho qhibiliha ka bobeli.Bakeng sa tekanyo e nyane haholo ea d ≈ 10 µm, litekanyetso tse boletsoeng esale pele tsa ρ bakeng sa ho qhibiliha ka bobeli li feta 0.5, ha litekanyetso tse lekantsoeng tsa ρ bakeng sa ho qhibiliha ha Cu le Cu70Ag30 li phahame hanyane ho feta 0.3 le 0.4 ka ho latellana.
Ho totobatsa karolo ea mantlha ea ho lutla ha Ta, re bonts'a hore phapang ea bongata lipakeng tsa litekanyetso tse lekantsoeng le tse boletsoeng esale pele tsa ρ haufi le sebaka sa ho bola e ka felisoa ka ho ntlafatsa likhakanyo tsa rona tsa theory ho kenyelletsa ho lutla hona.Ho fihlela sena, a re bale palo eohle ea liathomo tsa Ta tse phallang ho tloha ho tiileng ho ea ho mokelikeli ha karolo e ka pele ea ho bola e tsamaea hole Δxi = vΔt ka nako Δt Δxi = vΔt, moo \(v={\ dot{x) )) _{i }( t )\) - sekhahla sa delamination, botebo le nako li ka fumanoa kamanong e tsebahalang \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t } \) ho tepella maikutlo.Molao oa lehae oa paballo ea boima karolong e ka pele ea karohano (d ≈ 0) ke hore ΔN = DlglΔtSl/va, moo gl e leng sekhahla sa mahloriso sa liathomo tsa Ta ka mokelikeli, va ke molumo oa athomo o tsamaellanang le mahloriso a hlalosoang e le karolo ea atomic, 'me Sl = St - Ss ke sebaka se karohano sa mocha oa mokelikeli o ka pele oa delamination.Concentrate gradient gl e ka baloa ka ho nka hore mahloriso a Ta atoms a na le boleng bo sa fetoheng \({c}_{Ta}^{l}\) ho interface 'me o monyenyane haholo ho qhibiliha ka ntle ho lesela le exfoliated, e fana ka \( {g}_ {l}={c}_{Ta}^{l}/{x}_{i}\) Kahoo, \({{\Delta}}}N=({{\ Delta} {x}_{i} {S}_{l}/{v}_{a}){c}_{Ta}^{l}/(2p)\).Ha karolo e ka pele e leba hole Δxi, karolo e tiileng e lekana le kakaretso ea palo ea liathomo tsa Ta tse tlositsoeng motheong oa alloy, \({{\ Delta}}{x}_{i}{S}_{t} { c }_{Ta}^ {0}/{v}_{a}\), ho ya ka kakaretso ya palo ya Ta atoms tse dutlang mokeliding, ΔN, mme di kenyeleditswe ho se tlamang se tiileng\({{\Delta} } {x}_{i}{S}_{s} {c}_{Ta}^{s}/{v}_{a}\).Equation ena, hammoho le polelo e kaholimo ea ΔN le likamano St = Ss + Sl le mekhahlelo e ka pele ea delamination.
Moeling oa ho qhibiliha ha lefela ha liathomo tsa Ta, e leng ho fokotsang ho bolela esale pele ho se be teng ha ho lutla, \(\rho ={c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s} \) mokelikeli ( \({c }_{Ta}^{l}=0\)).Ho sebelisa litekanyetso \({c}_{Ta}^{l}\hoo e ka bang 0.03\) ho tloha litekanyong tsa liteko (tse sa bonts'itsoeng setšoantšong sa 5a, b) le linomoro tsa Peclet p ≈ 0.26 le p ≈ 0.17 le metsoako ea solids \ ( {c}_{Ta}^{s}\hoo e ka bang 0.3\) le \({c}_{Ta}^{s}\hoo e ka bang 0.25\) bakeng sa Cu le Cu70Ag30 e qhibiliha, ka ho latellana , re fumana boleng bo boletsoeng esale pele ba ho qhibiliha, ρ ≈ 0,38 le ρ ≈ 0,39.Likhakanyo tsena ka bongata li lumellana hantle le litekanyo.Liphapang tse ling (tse boletsoeng esale pele 0.38 vs. 0.32 bakeng sa ho qhibiliha ha Cu e hloekileng le 0.39 e boletsoeng esale pele khahlanong le 0.43 bakeng sa Cu70Ag30 melt) e ka hlalosoa ka ho se tsitse ha tekanyo e kholo bakeng sa likhahla tse tlaase haholo tsa Ta mekelikeli (\( {c }_{Ta }^ {l}\hoo e ka bang 0.03\)), e lebelletsoeng ho ba kholoanyane ho qhibiliha ha koporo e hloekileng.
Leha liteko tsa hajoale li entsoe ka li-alloys tse ikhethileng le likarolo tse qhibilihang, re lebelletse hore liphetho tsa tlhahlobo ea liteko tsena li tla thusa ho fumana li-equations.(2) Tšebeliso e pharaletseng ho mekhoa e meng ea doping ea LMD le mekhoa e meng e amanang le eona e kang Solid State Impurity Removal (SSD).Ho fihlela joale, tšusumetso ea ho lutla ha lintho tse sa tsitsang ho sebopeho sa LMD ha e sa lebelloa ka botlalo.Sena se bakoa haholo ke taba ea hore phello ena ha e bohlokoa ho ECDD, 'me ho fihlela joale ho 'nile ha nahanoa ka boomo hore NMD e tšoana le REC.Leha ho le joalo, phapang e ka sehloohong lipakeng tsa ECD le LMD ke hore ho LMD ho qhibiliha ha likarolo tse sa tšoaneng tsa metsi ho eketseha haholo ka lebaka la ho kopana ho hoholo ha likarolo tse fapaneng tse lehlakoreng la mokelikeli la sebopeho (\({c}_{Ti} ^{ l}\)), e leng eona e eketsang khokahanyo ea likarolo tse sa bonahaleng (\({c}_{Ta}^{l}\)) ka lehlakoreng la mokelikeli la sehokelo le ho fokotsa karoloana ea molumo e boletsoeng esale pele ke equation ea boemo bo tiileng. .(2) Ntlafatso ena e bakoa ke taba ea hore sebopeho se tiileng-se metsi nakong ea LMD se boemong ba tekano ea thermodynamic ea sebakeng seo, kahoo e phahameng \({c}_{Ti}^{l}\) e thusa ho ntlafatsa \({c} _ {Ta} ^{l}\ Ka mokhoa o ts'oanang, e phahameng \({c}_{Ti}^{s}\) e lumella Cu hore e kenngoe ka har'a li-binders tse thata, 'me mahloriso a matla a Cu ho li-binders tsena a fapana ho tloha ho hoo e ka bang 10% butle-butle. ho fokotseha ho ea ho boleng ha ho na thuso moeling oa lera le lenyenyane le abetsoeng (Supplementary Fig. 6) . Ka lehlakoreng le leng, ho tlosoa ha electrochemical ea Ag ho tloha ho li-alloys tsa AgAu ka ECD ke karabelo e sa tsitsang e sa eketseng ho qhibiliha ha Au ka electrolyte.Ho phaella ho LMD, re boetse re tšepa hore liphetho tsa rona li sebetsa ho li-drive tsa boemo bo tiileng, moo moeli o tiileng o lebeletsoeng ho boloka tekano ea thermodynamic ea sebakeng seo nakong ea ho tlosoa ha motsoako.Tebello ena e tšehetsoa ke taba ea hore phetoho ea karoloana ea molumo. ea lintho tse tiileng karolong e fanoeng ea mohaho oa SSD e ile ea hlokomeloa, ho fana ka maikutlo a 'na, hore nakong ea moifo ho na le ho qhibiliha ha ligament e tiileng, e amanang le ho lutla ha likarolo tse sa tsitsang.
Le equation.(2) E le ho bolela esale pele ho fokotseha ho hoholo ha karolo e tiileng karolong e ka pele ea ho tlosoa ha motsoako ka lebaka la ho lutla ha Ta, ho boetse hoa hlokahala ho ela hloko Ta lipalangoang sebakeng sa ho tlosoa ha motsoako e le hore u utloisise kabo ea karolo e tiileng sebakeng sohle. lera la ho tlosa alloy, le lumellanang le koporo e hloekileng le Cu70Ag30 e qhibiliha.Bakeng sa ho qhibiliha ha Cu70Ag30 (mohala o mofubelu setšoantšong sa 5c), ρ(d) e na le bonyane halofo ea karolo e fanoeng.Bonyane bona bo bakoa ke taba ea hore kakaretso ea Ta e ka har'a sekontiri se thata haufi le moeli oa lera le abetsoeng e kholo ho feta motsoako oa motheo.Ke hore, bakeng sa d ≈ 230 μm \({S}_{s}(d){c}_{Ta}^{s}(d)\, > \,{S}_{t}{c} _ { Ta}^{0}\), kapa e lekana ka ho feletseng, tekanyo ρ(d) = Ss(d)/St ≈ 0.35 e kholoanyane ho feta kamoo equation e lebelletseng kateng.(1) Ha ho dutla\({c}_{Ta}^{0}/{c}_{Ta}^{s}(d)\approx. 0.2\).Sena se bolela hore karolo ea Ta e phonyohang e tsamaisoa ho tloha ka pele ho karohano ho ea sebakeng se hole le sebaka sena se ka pele, se qhalaneng ka har'a mokelikeli le ka har'a sebopeho sa mokelikeli o tiileng, moo e khutlisetsoang teng.
Redeposition ena e na le phello e fapaneng ea Ta dutla ho ruisa Ta hard binders, 'me kabo ea karolo e thata e ka hlalosoa ka boleng e le tekanyo ea ho lutla ha Ta le ho tsosolosoa.Bakeng sa ho qhibiliha ha Cu70Ag30, motsoako oa Ag mokelikeli o eketseha ka d e ntseng e eketseha (mohala oa matheba a sootho setšoantšong sa 5b) ho fokotsa ho lutla ha Ta ka ho fokotsa ho qhibiliha ha Ta, e leng se lebisang keketsehong ea ρ(d) ka ho eketseha ha d ka mor'a ho fihla bonyane. .Sena se boloka karolo e tiileng e lekaneng ho thibela karohano ka lebaka la ho koaheloa ha bond e thata, e leng se hlalosang hore na ke hobane'ng ha meaho e filoeng ka Cu70Ag30 e qhibiliha e boloka botšepehi ba sebopeho ka mor'a ho thijoa.Ka lehlakoreng le leng, bakeng sa koporo e hloekileng e qhibilihang, ho lutla le ho behoa bocha ho batla ho hlakoloa, e leng se bakang phokotso ea butle ea lintho tse tiileng ka tlase ho moeli oa ho arohana bakeng sa boholo ba karolo e abetsoeng, ho siea karolo e tšesaane feela e bolokang botsitso ba sebopeho haufi le moeli oa lera le abetsoeng.(Setšoantšo sa 4b, Letlapa la 1).
Ho fihlela hajoale, litlhahlobo tsa rona li tsepamisitse maikutlo haholo ho hlaloseng tšusumetso e matla ea ho lutla ha likarolo tse fapaneng sebakeng se khelohang ho karolo e tiileng le topology ea meaho e fanoeng.Ha re shebeng phello ea ho lutla hona ha sebopeho sa bicontinuum ka har'a sekhahla se abetsoeng, seo hangata se etsahalang nakong ea LMD ka lebaka la mocheso o phahameng oa ts'ebetso.Sena se fapane le ECD moo mahoashe a batlang a le sieo nakong ea ho tlosoa ha motsoako, empa a ka bakoa ke ho tsuba ka mocheso o phahameng ka mor'a ho tlosoa ha motsoako.Ho fihlela hajoale, ho tsieleha nakong ea LMD ho entsoe ka mohopolo oa hore ho etsahala ka lebaka la ho ferekanngoa ha lintho tse sa bonahaleng haufi le sebopeho sa mokelikeli o tiileng, o ts'oanang le ho pharalla ha bokaholimo ba meaho ea nanoporous ECD.Kahoo, boholo ba bond bo entsoe ka mohlala ho sebelisoa melao e tloaelehileng ea ho eketsa capillary.
moo tc e leng nako ea mahoashe, e hlalosoang e le nako e fetileng ka mor'a ho feta ha karolo e ka pele ea delamination botebong ba xi ka har'a lera la delamination (moo λ e nang le boleng ba pele ba λ00) ho fihlela qetellong ea teko ea delamination, le index ea sekala n = 4 e arola bokahodimo.Eq e lokela ho sebelisoa ka hloko.(3) Hlalosa litekanyo tsa λ le sebaka sa d bakeng sa mohaho oa ho qetela ntle le litšila qetellong ea teko.Sena se bakoa ke taba ea hore sebaka se haufi le moeli oa sebaka se abetsoeng se nka nako e telele ho hola ho feta sebaka se haufi le sebaka se ka pele.Sena se ka etsoa ka li-equations tse eketsehileng.(3) Puisano le tc le d.Kamano ena e ka fumanoa habonolo ka ho bolela esale pele botebo ba ho tlosoa ha motsoako e le ts'ebetso ea nako, \({x}_{i}(t)=\sqrt{4p{D}_{l}t}\), e fanang ka tc(d) = te − tf(d), moo e leng nako ea teko kaofela, \({t}_{f}(d)={(\sqrt{4p{D}_{l}) {t}_{ e } }-d)}^{2}/(4p{D}_{l})\) ke nako ea hore delamination front e fihle botebong bo lekanang le botebo ba ho qetela ba delamination ho tloswa d.Hokela polelo ena bakeng sa tc(d) ho equation.(3) Predict λ(d) (sheba ntlha e eketsehileng 5).
Ho leka polelo ena e boletsoeng esale pele, re ile ra etsa litekanyo tsa bophara le sebaka pakeng tsa mekotla likarolong tse felletseng tsa meaho e abetsoeng e bonts'itsoeng ho Supplementary Figure 9 bakeng sa melt e hloekileng ea Cu le Cu70Ag30.Ho tloha ho li-scans tsa line perpendicular ho ea ho delamination directions libakeng tse fapaneng d ho tloha ka pele ho delamination, re fumane kakaretso ea bophara λw(d) ea Ta-rich bundles le sebaka se mahareng λs(d) lipakeng tsa bongata.Litekanyo tsena li bontšoa ka feiga.5d le ho bapisoa le likhakanyo tsa equation.(3) ho Supplementary Fig. 10 bakeng sa boleng bo fapaneng ba n.Papiso e bontša hore index ea phallo ea holimo ea n = 4 e fana ka likhakanyo tse fosahetseng.Polelo ena ha e ea ntlafatsoa haholo ka ho khetha n = 3 bakeng sa ho phalla ha capillary ka bongata, eo motho a ka lebellang ho fana ka boemo bo betere ka lebaka la Ta dutla ka har'a mokelikeli.
Phapang ena ea palo lipakeng tsa khopolo le liteko ha e makatse, kaha Eq.(3) e hlalosa ho hohla ha capillary ka karoloana e sa fetoheng ea molumo ρ, ha ho LMD karoloana ea lintho tse tiileng ρ ha e fetohe.ρ e fetoha sebaka ka har'a lera le tlositsoeng qetellong ea ho tlosoa ha alloy, joalo ka ha ho bonts'itsoe feiga.5c.ρ e boetse e fetoha le nako nakong ea ho tlosoa ha litšila botebong bo tsitsitseng ba ho tlosoa, ho tloha ho boleng ba karolo e ka pele ea ho tlosa (e batlang e sa fetohe ka nako 'me kahoo e ikemetse ho tf le d) ho ea ho boleng bo lekantsoeng ba ρ(d) bo bontšitsoeng ho Feiga. 5c e tsamaellanang le nako ea ho qetela.Ho tloha feiga.3d, ho ka hakanngoa hore boleng ba pele ba ho bola bo ka bang 0.4 le 0.35 bakeng sa AgCu le Cu e qhibiliha, ka ho latellana, eo maemong ohle e leng holimo ho feta boleng ba ho qetela ba ρ ka nako te.Ho bohlokoa ho hlokomela hore ho fokotseha ha ρ le nako ho d e tsitsitseng ke phello e tobileng ea ho ba teng ha "concentration gradient" ea "miscible element" (Ti) mokelikeli.Kaha bongata ba Ti ka har'a lino bo fokotseha ka d e ntseng e eketseha, khatello ea tekano ea Ti ka har'a lintho tse tiileng le eona ke ts'ebetso e fokotsehang ea d, e lebisang ho qhibiliheng ha Ti ho tsoa ho li-binders tse tiileng le ho fokotseha ha karolo e tiileng ka nako.Phetoho ea nakoana ho ρ e boetse e angoa ke ho lutla le ho hlophisoa bocha ha Ta.Kahoo, ka lebaka la liphello tse eketsehileng tsa ho qhibiliha le ho fokotseha, re lebeletse hore ho fokotseha nakong ea LMD ho tla, e le molao, ho etsahala likarolong tse sa khaotseng tsa molumo, e leng se tla lebisa ho phetoho ea meralo ho phaella ho capillary coarsening, empa hape ka lebaka la ho hasana ho metsi mme eseng feela ka thoko ho moedi o tiileng-mokelikeli.
Lintlha tsa equation.(3) Litekanyo tsa bophara ba bond le sekheo sa 3 ≤ n ≤ 4 ha li lekanngoe (Supplementary Fig. 10), e fana ka maikutlo a hore ho qhibiliha le ho tsosolosa eseng ka lebaka la ho fokotseha ha sebopeho ho bapala karolo e ka sehloohong tekong ea hona joale.Bakeng sa ho kokomoha ha capillary, λw le λs li lebeletsoe hore li itšetlehe ka d, ha setšoantšo sa 5d se bontša hore λs e eketseha ka d ka potlako ho feta λw bakeng sa Cu le Cu70Ag30 e qhibilihang.Le hoja khopolo e nyenyane e nahanang ka ho qhibiliha le ho tsosolosa e tlameha ho nkoa e hlalosa litekanyo tsena ka bongata, phapang ena e lebeletsoe ka mokhoa oa boleng, kaha ho felisoa ka ho feletseng ha litlamo tse nyenyane ho tlatsetsa ho eketseha ha sebaka se pakeng tsa litlamo.Ho phaella moo, λs ea Cu70Ag30 e qhibilihisang e fihla boleng ba eona bo phahameng ka ho fetisisa moeling oa lera ntle le alloy, empa taba ea hore λs ea ho qhibiliha ha koporo e hloekileng e tsoela pele ho eketseha monotonically e ka hlalosoa ka ho eketseha ha mahloriso a Ag ka har'a mokelikeli. d e sebelisoa ho hlalosa ρ(d) setšoantšong sa 5c boitšoaro bo sa tloaelehang.Ho eketsa mahloriso a Ag ka d e ntseng e eketseha e hatella ho lutla le ho qhibiliha ha binder, e lebisang ho fokotseha ha λs kamora ho fihlela boleng bo phahameng.
Qetellong, hlokomela hore lithuto tsa k'homphieutha tsa capillary coarsening ka karoloana ea molumo o sa khaotseng li bontša hore ha karoloana ea molumo e oela ka tlas'a moeli oa hoo e ka bang 0.329.30, likhechana tsa sebopeho nakong ea mahoashe.Ha e le hantle, moeli ona o ka ba tlase hanyenyane hobane karohano le phokotso ea nako e tšoanang e etsahala ka nako e lekanang kapa e kholo ho feta nako eohle ea ho tlosoa ha motsoako tekong ena.Taba ea hore meaho e filoeng ho Cu70Ag30 e qhibiliha e boloka botsitso ba eona le ha ρ(d) e le ka tlase hanyane ho 0.3 ho palohare ea d e bontša hore karohano, haeba e teng, e etsahala hanyenyane feela.Boemo ba karolo ea molumo bakeng sa karohano bo ka boela ba its'etleha ka ho qhibiliha le ho khutla hape.
Phuputso ena e etsa liqeto tse peli tsa sehlooho.Ntlha ea pele, le ho feta, topology ea mehaho e fanoeng e hlahisoang ke LMD e ka laoloa ka ho khetha ho qhibiliha.Ka ho khetha ho qhibiliha ho fokotsa ho qhibiliha ha karolo e sa khoneheng ea A ea AXB1-X ea motheo ea alloy e qhibilihisitsoeng, leha e lekanyelitsoe, ho ka etsoa sebopeho se fanoeng haholo se bolokang momahano esita le maemong a tlase a karolo ea X le bots'epehi ba sebopeho. .Pele ho ne ho tsejoa hore sena se ka etsahala bakeng sa ECD25, empa eseng bakeng sa LMD.Qetello ea bobeli, e leng ea bohlokoa haholo, ke ka lebaka leo ho LMD botšepehi ba sebopeho bo ka bolokoang ka ho fetola mokhoa oa ho fana, e leng ntho e thahasellisang ka boeona 'me e ka hlalosa se hlokometsoeng ke motsoako oa rona oa TaTi ka Cu le CuAg e hloekileng, empa hape le ka ka kakaretso ho hlakisa liphapang tsa bohlokoa, tseo pele li neng li khelloa fatše lipakeng tsa ECD le LMD.
Ho ECD, momahano oa sebopeho o bolokoa ka ho boloka tekanyo ea ho tlosa litšila boemong bo tlaase ba X, bo lulang bo le teng ka nako e telele bakeng sa matla a tsitsitseng a ho khanna, a nyenyane ho lekana ho boloka ntho e lekaneng ea "miscible" ea B ka har'a binder e tiileng nakong ea ho tlosoa ha litšila ho boloka. solids volume.karolo ea ρ e kholo ho lekana ho thibela ho arohana25.Ho LMD, sekhahla sa ho tlosoa ha motsoako \(d{x}_{i}(t)/dt=\sqrt{p{D}_{l}/t}\) se fokotseha ha nako e ntse e tsamaea ka lebaka la diffusion limited kinetics.Kahoo, ho sa tsotellehe mofuta oa ho qhibiliha o amang feela palo ea Peclet p, sekhahla sa delamination se fihla ka potlako ho boleng bo nyenyane ho boloka palo e lekaneng ea B ka setlamo se tiileng, se bonahalang ka ho toba tabeng ea hore ρ nakong ea delamination. pele e lula e tšoana le nako.'Nete le ka holim'a moeli oa ho arohana.Joalo ka ha ho bonts'oa ketsiso ea tšimo ea karolo, sekhahla sa peel se boetse se fihla ka potlako boleng bo nyane ho lekana ho thefula kholo ea bond ea eutectic, ka hona ho thusa ho theha meaho e tlamahaneng ea topologically ka lebaka la ts'ebetso ea lateral rocking ea lamellae.Ka hona, phapang e kholo ea mantlha lipakeng tsa ECD le LMD e teng ho nts'etsopele ea delamination front ka sebopeho sa kahare sa lera kamora ho petsoha le ρ, ho fapana le sekhahla sa delamination.
Ho ECD, ρ le khokahanyo li lula li sa fetohe ho pholletsa le lera le hole.Ho LMD, ka lehlakoreng le leng, ka bobeli lia fapana ka har'a lera, le bonts'itsoeng ka ho hlaka thutong ena, e leng 'mapa oa kholiso ea athomo le kabo ea ρ ho pholletsa le botebo ba meaho e fanoeng e entsoeng ke LMD.Ho na le mabaka a mabeli a phetoho ena.Taba ea pele, leha e le moeling oa A, oa "consolubility" oa "zero", "concentration gradient B" ka har'a mokelikeli, e leng sieo ho DZE, e kenya "concentration gradient A" ka har'a sekontiri se tiileng, se lekanang le lik'hemik'hale le mokelikeli.gradient A, ka lehlakoreng le leng, e kenya gradient ρ ka har'a lera ntle le litšila.Ea bobeli, ho lutla ha A ka har'a mokelikeli ka lebaka la ho se qhibilihe ha lefela ho tsoela pele ho fetola phapang ea sebaka sa ρ ka har'a lera lena, 'me ho qhibiliha ho fokotsehileng ho thusa ho boloka ρ e le holimo le ho lekana haholoanyane sebakeng ho boloka khokahanyo.
Qetellong, phetoho ea boholo ba bond le khokahanyo ka har'a lera le abetsoeng nakong ea LMD e rarahane haholo ho feta karohano e fokolang ea capillary ka karoloana e sa fetoheng ea molumo, joalo ka ha ho ne ho nahanoa pele ka papiso le ho hoholeha ha meaho ea nanoporous ECD.Joalo ka ha ho bonts'itsoe mona, ho ruruha ho LMD ho etsahala karolong e tiileng e fapaneng ea sebaka 'me hangata e susumetsoa ke phetiso e pharalletseng ea A le B sebakeng sa mokelikeli ho tloha ka pele ho delamination ho ea pheletsong ea lera le arohaneng.Melao ea sekala bakeng sa ho eketseha ha capillary ho lekanyetsoang ke ho ata ha bokaholimo kapa ka bongata ha e khone ho lekanya liphetoho tsa bophara le sebaka se pakeng tsa dingata ka har'a lera le abetsoeng, ho nahanoa hore lipalangoang tsa A le B tse amanang le likhahla tsa mokelikeli li bapala likarolo tse lekanang kapa tse tšoanang.Ho bohlokoa ho feta ho fokotsa sebaka sa interface.Ho hlahisoa ha khopolo e nahanelang litšusumetso tsena tse sa tšoaneng ke tebello ea bohlokoa ea bokamoso.
Li-alloys tsa binary tsa Titanium-tantalum li ile tsa rekoa ho tloha Arcast, Inc (Oxford, Maine) ho sebelisoa motlakase oa 45 kW Ambrell Ekoheat ES le crucible ea koporo e pholileng ka metsi.Ka mor'a licheso tse 'maloa, motsoako o mong le o mong o ne o kenngoa ka lihora tse 8 mocheso o ka hare ho 200 ° C. ea ho qhibiliha ho fihlela homogenization le kholo ea lijo-thollo.Mehlala e sehiloeng ho tsoa ho master engot e ne e cheselitsoe ho lithapo tsa Ta 'me tsa fanyehoa letsohong la robotiki.Libate tsa tšepe li ne li lokisoa ka ho futhumatsa motsoako oa 40 g Cu (McMaster Carr, 99.99%) le Ag (Kurt J. Lesker, 99.95%) kapa likaroloana tsa Ti ka matla a phahameng a sebelisa 4 kW Ameritherm Easyheat ho futhumatsa tsamaiso ea ho futhumatsa ho fihlela e qhibiliha ka ho feletseng.libaka tsa ho hlapa.qhibiliha ka botlalo.Fokotsa matla, 'me u lumelle hore bate e sisinyehe le ho lekana halofo ea hora ka mocheso o arabelang oa 1240 ° C.Ebe letsoho la robotiki le theoleloa, sampole e qoelisoa ka bateng ka nako e reriloeng esale pele ebe e tlosoa bakeng sa ho pholile.Ho futhumatsa hohle ha alloy billet le LMD ho ne ho etsoa sepakapakeng sa argon ea bohloeki bo phahameng (99.999%).Ka mor'a ho tlosa motsoako, likarolo tsa sefapano sa lisampole li ile tsa belisoa 'me tsa hlahlojoa ho sebelisoa microscopy ea optical le scanning electron microscopy (SEM, JEOL JSM-6700F).Tlhahlobo ea mantlha e ile ea etsoa ke "energy dispersive X-ray spectroscopy" (EDS) ho SEM.The microstructure ea mahlakore a mararo ea lisampole tse abetsoeng e ile ea hlokomeloa ka ho qhaqha mokhahlelo o tiileng oa koporo ka tharollo ea 35% ea nitric acid (mophato oa analytical, Fluka).
Papiso e ile ea etsoa ho sebelisoa mohlala o tsoetseng pele oa tšimo ea karolo ea ho arohana ea ternary alloy15.Mohlala o amana le ho iphetola ha karolo ea karolo ea ϕ, e khethollang pakeng tsa mekhahlelo e tiileng le ea metsi, ho ea tšimong ea mahloriso ci ea likarolo tsa alloying.Kakaretso ea matla a mahala a tsamaiso a hlalosoa e le
moo f(φ) e leng matla a mabeli a thibelo e nang le minima ho φ = 1 le φ = 0 e tsamaellanang le lintho tse tiileng le metsi, ka ho latellana, le fc(φ, c1, c2, c3) ke tlatsetso ea lik'hemik'hale tokolohong ea molumo e hlalosang matla a matla. motsoako oa thepa ea thermodynamic.Ho etsisa ho qhibilihisoa ha CuTi e hloekileng kapa CuTi e qhibiliha ka lialloys tsa TaTi, re sebelisa mofuta o tšoanang fc(φ, c1, c2, c3) le liparamente joalo ka ha ho buuoa.15. Ho tlosa li-alloys tsa TaTi tse nang le CuAg melts, re nolofalitse tsamaiso ea quaternary (CuAg) TaTi ho tsamaiso e sebetsang ea ternary e nang le li-parameter tse fapaneng ho itšetlehile ka mahloriso a Ag, joalokaha ho hlalositsoe ho Supplementary Note 2. Li-equations tsa ho iphetola ha lintho bakeng sa tšimo ea karolo le tšimo ea mahloriso e ile ea fumanoa ka mokhoa o fapaneng ka foromo
Moo \({M}_{ij}={M}_{l}(1-\phi){c}_{i}\le letšehali({\delta}_{ij}-{c}_{j} \ ka ho le letona)\) ke matrix a motsamao oa athomo, 'me Lϕ e laola kinetics ea sehokelo sa athomo sehokelong sa mokelikeli o tiileng.
Lintlha tsa liteko tse tšehetsang liphetho tsa thuto ena li ka fumanoa faeleng ea data ea tlatsetso.Li-parameter tsa simulation li fanoe ka boitsebiso bo eketsehileng.Lintlha tsohle li boetse li fumaneha ho tsoa ho bangoli ba fapaneng ha u li kopa.
Wittstock A., Zelasek W., Biner J., Motsoalle SM le Baumer M. Nanoporous li-catalyst tsa khauta bakeng sa mocheso o tlase o khethang ho kopanya ha oxidative ea khase ea methanol.Saense 327, 319-322 (2010).
Zugic, B. et al.Khokahano e matla e etsa qeto ea tšebetso ea nanoporous khauta-silevera alloy catalysts.National alma mater.16, 558 (2017).
Zeis, R., Mathur, A., Fritz, G., Lee, J. , Erlebacher, J. Platinum-coated nanoporous gold: an efficient low pt loading electrocatalyst for PEM fuel cell.Journal #165, 65-72 (2007).
Snyder, J., Fujita, T., Chen, MW le Erlebacher, J. Phokotso ea oksijene ho nanoporous metal-ion liquid composite electrocatalysts.National alma mater.9, 904 (2010).
Lang, X., Hirata, A., Fujita, T. le Chen, M. Nanoporous hybrid metal/oxide electrode for electrochemical supercapacitors.Nanotechnology ea naha.6, 232 (2011).
Kim, JW le al.Ntlafatso ea fusion ea niobium ka melts ea tšepe ho theha meaho ea porous bakeng sa electrolytic capacitor.Journal.84, 497–505 (2015).
Bringa, EM joalo-joalo Na lisebelisoa tsa nanoporous li hanyetsa mahlaseli?Nanolet.12, 3351–3355 (2011).