Les matériaux multi-composants sont parmi les matériaux les plus prometteurs dans les applications d'ingénierie et biomédicales. Par rapport aux alliages traditionnels, la conception de la composition des matériaux multi-composants est plus compliquée, et de nombreux alliages de compositions différentes doivent être préparés et testés. En outre, la relation entre l'entropie de mélange et les performances des matériaux multi-composants est non linéaire, la structure et les performances ne peuvent donc pas être prédites efficacement en mélangeant les valeurs d'entropie, ce qui rend plus difficile la conception efficace des alliages. Dans ce cas, la technologie à haut débit est efficace pour résoudre ce problème. Une étude récente a rapporté que le criblage à haut débit de la composition et du module de Young de l'alliage Ti-Zr-Nb a été réalisé avec succès par la technologie de co-pulvérisation à l'aide d'un masque physique.

Le document de recherche, intitulé « Criblage à haut débit pour des applications biomédicales dans un système d'alliage Ti-Zr-Nb par masquage de co-pulvérisation, " est publié dans Science Chine Physique, Mécanique &Astronomie . Le professeur Yong Zhang de l'Université des sciences et technologies de Pékin était l'auteur correspondant.

Développer de nouveaux alliages aux propriétés particulières, par exemple., d'excellentes propriétés mécaniques ou biomédicales est généralement un processus qui prend du temps. La méthode conventionnelle d'essais et d'erreurs ne peut pas répondre aux exigences. D'autre part, en raison des limites des méthodes de recherche, seules quelques compositions spécifiques peuvent être obtenues à partir d'un ensemble d'expériences utilisant des méthodes conventionnelles.

Dans les matériaux biomédicaux, la faible valeur du module d'Young obtenue est généralement une valeur relativement faible dans une petite région de composition, plutôt que la valeur la plus basse d'un système mondial. Par conséquent, la méthode conventionnelle d'essais et d'erreurs produit inévitablement des résultats de recherche incomplets.

La technologie à haut débit est un moyen efficace d'obtenir une composition avec des propriétés souhaitables dans une région de composition plus large tout en améliorant l'efficacité. Sur la base d'une co-pulvérisation multi-cibles, un masque physique auxiliaire a été utilisé pour faciliter la préparation de matériaux à gradient de composition et 16 spécimens indépendants ont été obtenus dans ce travail.

Les caractéristiques du module de Young des alliages Ti-Zr-Nb ont été testées par nanoindentation. Les valeurs du module de Young ont été ajustées aux cartes de surface 3D et aux cartes de contour, comme le montre la figure 2. De manière significative, une région de module d'Young faible est évidente sur la figure 2(a). Pour déterminer si une composition de module inférieur existait dans les zones vierges entre les échantillons avec des modules de Young inférieurs, une optimisation supplémentaire de la composition a été effectuée. Sur la base des résultats du dépistage, la formation, la structure et les propriétés mécaniques des alliages en vrac peuvent être discutées plus en détail.

Il convient de noter que l'application du masque physique est nécessaire pour empêcher la diffusion des composants entre les unités d'échantillonnage. En général, la composition des matériaux obtenus par la co-pulvérisation multi-cibles pourrait être modifiée en continu, ce qui signifie que le processus de diffusion des composants est inévitable. Pour assurer la différence de composition des spécimens, un masque séparé a été utilisé dans ce travail.

Ce travail propose non seulement de nouveaux alliages multi-composants avec des propriétés importantes pour des applications pratiques, mais aussi jeter un nouvel éclairage sur le développement de la technologie de préparation à haut débit en général.