Flerkomponentmaterial är bland de mest lovande materialen inom ingenjörs- och biomedicinska tillämpningar. Jämfört med traditionella legeringar, kompositionsdesignen av flerkomponentmaterial är mer komplicerad, och massor av legeringar med olika sammansättning måste förberedas och testas. Dessutom, förhållandet mellan blandningsentropin och prestanda hos flerkomponentmaterial är olinjära, så strukturen och prestandan kan inte effektivt förutsägas genom att blanda entropivärden, vilket gör det svårare att designa legeringarna effektivt. I detta fall, högkapacitetsteknik är effektiv för att lösa detta problem. En nyligen genomförd studie rapporterade att screening med hög genomströmning av sammansättningen och Youngs modul av Ti-Zr-Nb-legering framgångsrikt uppnåddes genom samförstoftningsteknik med hjälp av en fysisk mask.

Forskningsdokumentet, med titeln "High-throughput screening för biomedicinska tillämpningar i ett Ti-Zr-Nb legeringssystem genom maskering av co-sputtering, " publiceras i Vetenskap Kina Fysik, Mekanik och astronomi . Prof. Yong Zhang från Beijing University of Science and Technology var motsvarande författare.

Utveckling av nya legeringar med speciella egenskaper, t.ex., utmärkta mekaniska eller biomedicinska egenskaper är vanligtvis en tidskrävande process. Den konventionella trial-and-error-metoden kan inte uppfylla kraven. Å andra sidan, på grund av forskningsmetodernas begränsningar, endast ett fåtal specifika kompositioner kan erhållas från en uppsättning experiment med användning av konventionella metoder.

I biomedicinska material, det erhållna låga Youngs modulvärde är i allmänhet ett relativt lågt värde i en liten sammansättningsregion, snarare än det lägsta värdet av ett globalt system. Därför, den konventionella trial-and-error-metoden ger oundvikligen ofullständiga forskningsresultat.

Teknik med hög genomströmning är ett effektivt sätt att erhålla en komposition med önskvärda egenskaper i ett större kompositionsområde samtidigt som effektiviteten förbättras. På grundval av multi-target co-sputting, en extra fysisk mask användes för att underlätta framställningen av sammansättningsgradientmaterial och 16 oberoende prover erhölls i detta arbete.

Youngs modulegenskaper hos Ti-Zr-Nb-legeringarna testades genom nanoindentation. Youngs modulvärden anpassades till 3-D ytkartor och konturkartor, som visas i figur 2. Det är viktigt att en region med låg Youngs modul är uppenbar i figur 2(a). För att avgöra om en sammansättning med lägre modul existerade i de tomma områdena mellan proverna med lägre Youngs modul, ytterligare optimering av kompositionen genomfördes. Baserat på screeningsresultaten, formationen, struktur och mekaniska egenskaper hos bulklegeringar kan diskuteras ytterligare i detalj.

Det bör noteras att appliceringen av den fysiska masken är nödvändig för att förhindra komponentdiffusion mellan provenheterna. I allmänhet, sammansättningen av materialen som erhålls genom multi-target co-sputtering kan kontinuerligt ändras, vilket innebär att processen med komponentdiffusion är oundviklig. För att säkerställa sammansättningsskillnaden mellan proverna, en separat mask har använts i detta arbete.

Detta arbete erbjuder inte bara nya flerkomponentlegeringar med framträdande egenskaper för praktiska tillämpningar, men också kasta nytt ljus över utvecklingen av högkapacitetsberedningsteknik i allmänhet.