Os materiais multicomponentes estão entre os materiais mais promissores nas aplicações de engenharia e biomédicas. Comparado com ligas tradicionais, o design da composição de materiais multicomponentes é mais complicado, e muitas ligas com composições diferentes precisam ser preparadas e testadas. Além disso, a relação entre a entropia de mistura e o desempenho de materiais multicomponentes não é linear, portanto, a estrutura e o desempenho não podem ser previstos com eficácia pela mistura de valores de entropia, o que torna mais difícil projetar as ligas com eficiência. Nesse caso, a tecnologia de alto rendimento é eficaz para resolver esse problema. Um estudo recente relatou que a triagem de alto rendimento da composição e do módulo de Young da liga Ti-Zr-Nb foi alcançada com sucesso pela tecnologia de co-sputtering com o auxílio de uma máscara física.

O artigo de pesquisa, intitulado "Triagem de alto rendimento para aplicações biomédicas em um sistema de liga Ti-Zr-Nb por meio de co-pulverização de mascaramento, "é publicado em Science China Physics, Mecânica e Astronomia . O Prof. Yong Zhang da Universidade de Ciência e Tecnologia de Pequim foi o autor correspondente.

Desenvolvendo novas ligas com propriedades especiais, por exemplo., excelentes propriedades mecânicas ou biomédicas costumam ser um processo demorado. O método convencional de tentativa e erro não atende aos requisitos. Por outro lado, devido às limitações dos métodos de pesquisa, apenas algumas composições específicas podem ser obtidas a partir de um conjunto de experiências usando métodos convencionais.

Em materiais biomédicos, o baixo valor do módulo de Young obtido é geralmente um valor relativamente baixo em uma pequena região de composição, em vez do valor mais baixo de um sistema global. Portanto, o método convencional de tentativa e erro inevitavelmente produz resultados de pesquisa incompletos.

A tecnologia de alto rendimento é uma maneira eficaz de obter uma composição com propriedades desejáveis ​​em uma região de composição maior, melhorando a eficiência. Com base na co-pulverização de múltiplos alvos, uma máscara física auxiliar foi utilizada para facilitar a preparação dos materiais com gradiente composicional e 16 corpos-de-prova independentes foram obtidos neste trabalho.

As características do módulo de Young das ligas Ti-Zr-Nb foram testadas por nanoindentação. Os valores do módulo de Young foram ajustados a mapas de superfície 3-D e mapas de contorno, como mostrado na Figura 2. Significativamente, uma região de baixo módulo de Young é evidente na Figura 2 (a). Para determinar se uma composição de módulo inferior existia nas áreas em branco entre as amostras com módulos de Young mais baixos, a otimização posterior da composição foi conduzida. Com base nos resultados da triagem, a formação, estrutura e propriedades mecânicas de ligas a granel podem ser discutidas em detalhes.

Deve-se observar que a aplicação da máscara física é necessária para evitar a difusão dos componentes entre as unidades amostrais. Em geral, a composição dos materiais obtidos pela co-pulverização de múltiplos alvos pode ser continuamente alterada, o que significa que o processo de difusão de componentes é inevitável. Para garantir a diferença de composição das amostras, uma máscara separada foi usada neste trabalho.

Este trabalho não oferece apenas novas ligas multicomponentes com propriedades proeminentes para aplicações práticas, mas também lançou uma nova luz sobre o desenvolvimento de tecnologia de preparação de alto rendimento em geral.