Tapadh leibh airson tadhal air Nature.com.Chan eil ach beagan taic CSS aig an tionndadh brobhsair a tha thu a’ cleachdadh.Airson an eòlas as fheàrr, tha sinn a’ moladh gun cleachd thu brobhsair ùraichte (no cuir à comas Modh Co-chòrdalachd ann an Internet Explorer).Anns an eadar-ama, gus dèanamh cinnteach à taic leantainneach, bheir sinn seachad an làrach gun stoidhlichean agus JavaScript.
Tha an stàilinn gun staoin a thathas a’ cleachdadh gu farsaing agus na dreachan obraichte aige a’ seasamh an aghaidh creimeadh ann an suidheachaidhean àrainneachd air sgàth an ìre pasivation anns a bheil chromium oxide.Tha creimeadh agus bleith stàilinn gu traidiseanta co-cheangailte ri sgrios nan sreathan sin, ach is ann ainneamh a tha iad aig ìre microscopach, a rèir cò às a thàinig inhomogeneity uachdar.Anns an obair seo, tha ioma-ghnèitheachd ceimigeach uachdar nanoscale a chaidh a lorg le miocroscop speactroscopach agus mion-sgrùdadh ceimigeach a’ faighinn làmh an uachdair air lobhadh agus corran cerium fuar atharraichte stàilinn stainless super duplex 2507 (SDSS) rè a ghiùlan deformation teth.taobh eile.Ged a sheall microscopy photoelectron X-ray còmhdach an ìre mhath co-ionann den ìre nàdarra Cr2O3, sheall SDSS fuar-roiligeadh droch thoraidhean fulangas mar thoradh air cuairteachadh ionadail nan nanoislands beairteach Fe3 + air an t-sreath Fe / Cr oxide.Tha an t-eòlas seo aig ìre atamach a’ toirt tuigse dhomhainn air corrach stàilinn gun staoin agus thathar an dùil gun cuidich e le bhith a’ cuir an-aghaidh creimeadh de mheatailtean àrd-alloy coltach ris.
Bho chaidh stàilinn gun staoin a chruthachadh, tha an aghaidh creimeadh de aloidhean ferrochromium air a bhith air a thoirt do chromium, a tha na ogsaid làidir / oxyhydroxide a’ taisbeanadh giùlan fulangach anns a’ mhòr-chuid de àrainneachdan.An coimeas ri steels àbhaisteach (austenitic agus ferritic), tha feartan meacanaigeach nas fheàrr aig steels stainless super duplex (SDSS) le strì an aghaidh creimeadh nas fheàrr 1,2,3.Tha barrachd neart meacanaigeach a’ ceadachadh dealbhadh nas aotroime agus nas toinnte.An coimeas ri sin, tha an SDSS eaconomach a’ seasamh gu mòr ri corran sèididh agus sgàineadh, a’ leantainn gu beatha seirbheis nas fhaide agus tagraidhean nas fharsainge ann an smachd truailleadh, soithichean ceimigeach, agus gnìomhachas ola is gas aig muir4.Ach, tha an raon cumhang de theodhachd làimhseachaidh teas agus droch chruthachd a’ cur bacadh air a chleachdadh farsaing practaigeach.Mar sin, chaidh SDSS atharrachadh gus na togalaichean gu h-àrd a leasachadh.Mar eisimpleir, chaidh atharrachadh Ce agus cur-ris àrd de N 6, 7, 8 a thoirt a-steach ann an 2507 SDSS (Ce-2507).Tha buaidh mhath aig dùmhlachd iomchaidh de 0.08 wt.% eileamaid talmhainn tearc (Ce) air feartan meacanaigeach an DSS, leis gu bheil e ag adhartachadh ùrachadh gràin agus neart crìochan gràin.Tha caitheamh agus strì an aghaidh creimeadh, neart tensile agus neart toraidh, agus comas obrach teth cuideachd air a leasachadh9.Faodaidh meudan mòra de nitrigin a dhol an àite susbaint nicil daor, a’ dèanamh SDSS nas èifeachdaiche a thaobh cosgais10.
O chionn ghoirid, tha SDSS air a bhith deformed gu plastaic aig diofar theodhachd (teòthachd ìosal, fuachd is teth) gus feartan meacanaigeach sàr-mhath6,7,8 a choileanadh.Ach, tha sàr-aghaidh creimeadh SDSS mar thoradh air làthaireachd film tana ogsaid air an uachdar, air a bheil mòran fhactaran a’ toirt buaidh, leithid làthaireachd iomadh ìre le crìochan gràin eadar-dhealaichte, sreapan gun iarraidh agus ath-bheachdan eadar-dhealaichte.tha am meanbh-structar inhomogeneous a-staigh de dhiofar ìrean austenitic agus ferritic air a dheformachadh 7 .Mar sin, tha sgrùdadh air feartan microdomain nam filmichean sin aig ìre an structair dealanach air leth cudromach airson a bhith a’ tuigsinn coirbeachd SDSS agus tha feum air dòighean deuchainneach iom-fhillte.Gu ruige seo, tha dòighean a tha mothachail air uachdar leithid Auger electron spectroscopy11 agus X-ray photoelectron spectroscopy12,13,14,15 a bharrachd air an t-siostam photoelectron photoelectron cruaidh X-ray a 'dèanamh eadar-dhealachadh, ach gu tric chan eil iad a' sgaradh, stàitean ceimigeach an aon eileamaid ann an diofar phuingean fànais air an nanoscale.Tha grunn sgrùdaidhean o chionn ghoirid air oxidation ionadail de chromium a cheangal ri giùlan corrach a chaidh fhaicinn de 17 steels stainless austenitic, 18 steels stainless martensitic, agus SDSS 19, 20. Ach, tha na sgrùdaidhean sin air fòcas mòr a chuir air buaidh ioma-ghnèitheachd Cr (me, staid oxidation Cr3 +) air strì an aghaidh creimeadh.Faodaidh iomadachd taobhach ann an stàitean oxidation eileamaidean a bhith air adhbhrachadh le diofar choimeasgaidhean leis na h-aon eileamaidean co-phàirteach, leithid ocsaidean iarainn.Bidh na todhar sin a’ sealbhachadh meud beag a tha air a ghiullachd gu teirm-mheacanaigeach faisg air a chèile, ach tha iad eadar-dhealaichte ann an co-dhèanamh agus staid oxidation16,21.Mar sin, le bhith a’ nochdadh sgrios fhilmichean ogsaid agus an uairsin a’ pilleadh feumaidh tuigse air neo-ionannachd uachdar aig ìre microscopach.A dh’ aindeoin na riatanasan sin, tha measaidhean cainneachdail leithid ioma-ghnèitheachd oxidation lateral, gu sònraichte iarann ​​​​air an sgèile nano / atamach, fhathast gann agus tha an cudromachd airson strì an aghaidh creimeadh fhathast gun sgrùdadh.Gu ruige o chionn ghoirid, chaidh suidheachadh ceimigeach diofar eileamaidean, leithid Fe agus Ca, a mhìneachadh gu cainneachdail air sampallan stàilinn a’ cleachdadh microscopy photoelectron bog X-ray (X-PEEM) ann an goireasan rèididheachd synchrotron nanoscale.Còmhla ri dòighean speactroscopaidh gabhail X-ray a tha mothachail gu ceimigeach (XAS), tha X-PEEM a’ comasachadh tomhas XAS le rùn àrd spàsail agus speactram, a’ toirt seachad fiosrachadh ceimigeach mu cho-dhèanamh eileamaideach agus a staid cheimigeach le rùn spàsail sìos gu sgèile nanometer 23 .Bidh an sgrùdadh speactroscopach seo air an làrach tòiseachaidh fo mhiocroscop a’ comasachadh deuchainnean ceimigeach ionadail agus is urrainn dha atharrachaidhean ceimigeach nach deach a sgrùdadh roimhe seo a nochdadh anns an ìre Fe.
Tha an sgrùdadh seo a’ leudachadh buannachdan PEEM ann a bhith a’ lorg eadar-dhealachaidhean ceimigeach aig an nanoscale agus a’ taisbeanadh dòigh sgrùdaidh uachdar ìre atamach airson tuigse fhaighinn air giùlan corrach Ce-2507.Bidh e a’ cleachdadh dàta ceimigeach brabhsair K-means24 gus co-dhèanamh ceimigeach cruinneil (iom-ghnèitheachd) nan eileamaidean a tha an sàs a mhapadh, leis na stàitean ceimigeach aca air an taisbeanadh ann an riochdachadh staitistigeil.Eu-coltach ris a’ chùis thraidiseanta de chreachadh air adhbhrachadh le briseadh sìos film chromium oxide, tha an droch fhulangas a th’ ann an-dràsta agus an droch fhrith-fhrithealadh air a thoirt do nananoislands beairteach Fe3+ ionadail faisg air an ìre Fe / Cr oxide, a dh’ fhaodadh a bhith mar thoradh air ocsaidean dìon.An àite briseadh sìos, tha film air a chruthachadh a tha ag adhbhrachadh corrach.
Chaidh giùlan creimneach SDSS 2507 deformed a mheasadh an toiseach a’ cleachdadh tomhasan electrochemical.Air fige.Tha Figear 1 a’ sealltainn na lùban Nyquist agus Bode airson sampallan taghte ann am fuasglaidhean searbhagach (pH = 1) de FeCl3 aig teòthachd an t-seòmair.Tha an electrolyte taghte ag obair mar àidseant làidir oxidizing, a’ comharrachadh mar a tha am film pasivation buailteach briseadh sìos.Ged nach deach an stuth tro bhith a’ suidheachadh teòthachd seasmhach san t-seòmar, thug na mion-sgrùdaidhean sin sealladh dhuinn air tachartasan fàilligeadh a dh’ fhaodadh a bhith ann agus pròiseasan iar-chreimeadh.Chaidh an cuairteachadh co-ionann (Fig. 1d) a chleachdadh gus speactra speactroscopaidh bacadh electrochemical (EIS) a shuidheachadh, agus tha na toraidhean iomchaidh air an sealltainn ann an Clàr 1. Nochd leth-chearcaill neo-choileanta nuair a chaidh deuchainn a dhèanamh air an fhuasgladh a chaidh a làimhseachadh agus sampallan teas-obrach, fhad 'sa bha na leth-chearcaill teann co-fhreagarrach air an rolladh fuar (Fig. 1b).Anns an speactram EIS, faodar an radius leth-chearcall a mheas mar an aghaidh polarization (Rp)25,26.Tha an Rp de SDSS air a làimhseachadh le fuasgladh ann an Clàr 1 timcheall air 135 kΩ cm-2, ge-tà airson SDSS teas-obrach agus fuar-roiligeadh chì sinn luachan mòran nas ìsle de 34.7 agus 2.1 kΩ cm–2 fa leth.Tha an lùghdachadh mòr seo ann an Rp a’ nochdadh droch bhuaidh air deformachadh plastaig air fulangas agus strì an aghaidh corrach, mar a chithear ann an aithisgean roimhe 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Bode bacaidh agus diagraman ìre, agus modail cuairteachaidh co-ionann airson d, far a bheil RS an aghaidh electrolyte, is e Rp an aghaidh polarachaidh, agus is e QCPE an eileamaid ìre seasmhach ogsaid a thathar a’ cleachdadh gus an comas neo-iomchaidh (n) a mhodail.Chaidh na tomhasan EIS a dhèanamh aig ìre gun luchd.
Tha na cuibhreannan ciad òrdugh air an sealltainn anns an diagram Bode agus tha an àrdchlàr àrd-tricead a’ riochdachadh an aghaidh electrolyte RS26.Mar a bhios an tricead a ’dol sìos, bidh an casg a’ dol am meud agus lorgar ceàrn ìre àicheil, a ’nochdadh ceannas capacitance.Bidh an ceàrn ceum ag àrdachadh, a 'gleidheadh ​​​​a luach as àirde ann an raon tricead coimeasach farsaing, agus an uairsin a' lùghdachadh (Fig. 1c).Ach, anns na trì cùisean tha an luach as àirde seo fhathast nas ìsle na 90 °, a’ nochdadh giùlan capacitive neo-iomchaidh mar thoradh air sgapadh capacitive.Mar sin, thathas a’ cleachdadh an eileamaid ìre seasmhach QCPE (CPE) gus an cuairteachadh capacitance eadar-aghaidh a thig bho garbh uachdar no neo-ghnèitheachd a riochdachadh, gu sònraichte a thaobh sgèile atamach, geoimeatraidh fractal, porosity electrode, comas neo-èideadh, agus cuairteachadh gnàthach an urra ri uachdar.Geoimeatraidh electrode31,32.bacadh CPE:
far an e j an àireamh mac-meanmnach agus ω an tricead ceàrnach.Tha QCPE na tricead neo-eisimeileach seasmhach co-roinneil ri raon fosgailte gnìomhach an electrolyte.Is e àireamh cumhachd gun tomhas a th’ ann an n a tha a’ toirt cunntas air an dealachadh bho ghiùlan capacitive air leth capacitor, ie mar as fhaisge n gu 1, is e an CPE as fhaisge air capacitance fìor, agus ma tha n faisg air neoni, is e strì a th’ ann.Tha claonadh beag de n, faisg air 1, a’ nochdadh giùlan capacitive neo-iomchaidh air an uachdar às deidh deuchainn polarization.Tha an QCPE de SDSS fuar-roiligeadh mòran nas àirde na toraidhean coltach ris, a tha a’ ciallachadh nach eil càileachd uachdar cho èideadh.
Co-chòrdail ris a’ mhòr-chuid de fheartan an aghaidh creimeadh de steels gun staoin, mar as trice bidh susbaint Cr an ìre mhath àrd ann an SDSS a’ leantainn gu strì an aghaidh creimeadh SDSS nas fheàrr air sgàth làthaireachd film dìon ogsaid fulangach air an uachdar17.Mar as trice tha am film fulangach seo beairteach ann an Cr3+ ocsaidean agus/no hydroxides, sa mhòr-chuid ag amalachadh Fe2+, Fe3+ ocsaidean agus/no (oxy) hydroxides 33 .A dh’ aindeoin an aon èideadh uachdar, còmhdach ocsaid fulangach, agus gun bhriseadh faicsinneach air an uachdar, mar a chaidh a dhearbhadh le ìomhaighean microscopach,6,7 tha giùlan corrach SDSS a tha air a ruith le teas agus fuar-roiligeadh eadar-dhealaichte agus mar sin feumar sgrùdadh domhainn air meanbh-structar deformachaidh agus structar structarail stàilinn.
Chaidh sgrùdadh cainneachdail a dhèanamh air microstructure de stàilinn gun smal le bhith a’ cleachdadh X-ghathan àrd-lùth a-staigh agus synchrotron (Figearan Leasachail 1, 2).Tha mion-sgrùdadh mionaideach air a thoirt seachad anns an fhiosrachadh a bharrachd.Ged a tha seo gu ìre mhòr a 'freagairt ris an t-seòrsa prìomh ìre, chaidh eadar-dhealachaidhean a lorg ann am bloighean tomhas-lìonaidh nan ìrean, a tha air an liostadh ann an Clàr Leasachail 1. Dh'fhaodadh gu bheil an eadar-dhealachadh mar thoradh air bloigh ìre heterogeneous aig an uachdar agus bloigh tomhas-lìonaidh (XRD) le ùmhlachd do dhoimhneachd lorgaidh eadar-dhealaichte le bhith a' cleachdadh eadar-dhealachadh X-ray le diofar stòran lùth de photons tachartais.Tha a’ chuibhreann an ìre mhath nas àirde de austenite ann an sampallan fuar-roiligeadh, air a dhearbhadh le XRD bho thùs obair-lann, a’ nochdadh fulangas nas fheàrr agus an aghaidh creimeadh nas fheàrr an dèidh sin35, fhad ‘s a tha toraidhean nas cruinne agus staitistigeil a’ nochdadh gluasadan mu choinneamh ann an cuibhreannan ìre.A bharrachd air an sin, tha an aghaidh creimeadh stàilinn cuideachd an urra ris an ìre de ghrinneachadh gràin, lughdachadh meud gràin, àrdachadh ann am microdeformations agus dùmhlachd gluasaid a thachras rè làimhseachadh thermomechanical36,37,38.Tha na sampallan teas-obrach a’ nochdadh nàdar nas gràine, a’ nochdadh gràinean de mheud micron, fhad ‘s a tha na fàinneachan rèidh a chithear anns na sampallan fuar-roiligeadh (Fig. 3 Leasachail) a’ nochdadh ùrachadh mòr gràin air nanoscale ann an obair roimhe6, a bu chòir cur ri fulangas film.cruthachadh agus àrdachadh an aghaidh corrach.Mar as trice bidh dùmhlachd gluasaid nas àirde co-cheangailte ri strì nas ìsle an aghaidh tughadh, a tha ag aontachadh gu math le tomhasan electrochemical.
Chaidh atharrachaidhean ann an stàitean ceimigeach microdomains de eileamaidean bunasach a sgrùdadh gu riaghailteach a’ cleachdadh X-PEEM.A dh ’aindeoin pailteas eileamaidean alloying, chaidh Cr, Fe, Ni, agus Ce39 a thaghadh an seo leis gur e Cr am prìomh eileamaid airson cruthachadh am film passivation, is e Fe am prìomh eileamaid ann an stàilinn, agus tha Ni a’ neartachadh pasivation agus a ’cothromachadh structar ìre ferrite-austenitic agus adhbhar atharrachadh Ce.Le bhith a 'gleusadh lùth an rèididheachd synchrotron, chaidh an RAS a chòmhdach bhon uachdar le prìomh fheartan Cr (iomall L2.3), Fe (iomall L2.3), Ni (iomall L2.3) agus Ce (iomall M4.5).cruthachadh teth agus gluasad fuar Ce-2507 SDSS.Chaidh mion-sgrùdadh dàta iomchaidh a dhèanamh le bhith a’ toirt a-steach calibration lùtha le dàta foillsichte (me XAS 40, 41 air Fe L2, 3 oirean).
Air fige.Tha Figear 2 a 'sealltainn ìomhaighean X-PEEM de dh' obair teth (Fig. 2a) agus fuar-roiligeadh (Fig. 2d) Ce-2507 SDSS agus oirean XAS co-fhreagarrach de Cr agus Fe L2,3 aig àiteachan comharraichte fa leth.Bidh oir L2,3 an XAS a’ sgrùdadh na stàitean 3d falamh às deidh photoexcitation dealanach aig na h-ìrean sgoltadh spin-orbit 2p3 / 2 (iomall L3) agus 2p1 / 2 (iomall L2).Chaidh fiosrachadh mu staid valence Cr fhaighinn bho XAS aig oir L2,3 ann am Fig. 2b, e.Dèan coimeas ri britheamhan.Sheall 42,43 gun deach ceithir stùcan fhaicinn faisg air oir L3, ainmichte A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) agus D (582.2 eV), a’ nochdadh octahedral Cr3 +, a rèir an ian Cr2O3.Tha an speactra deuchainneach ag aontachadh leis na h-àireamhaidhean teòiridheach a chithear ann am pannalan b agus e, a gheibhear bho ioma-àireamhachadh den raon criostal aig eadar-aghaidh Cr L2.3 a’ cleachdadh raon criostail de 2.0 eV44.Tha an dà uachdar de SDSS teas-obrach agus fuar-roiligeadh air an còmhdach le còmhdach caran èideadh de Cr2O3.
ìomhaigh teirmeach X-PEEM de SDSS le deformed teirmeach a’ freagairt ri b Cr L2.3 edge agus c Fe L2.3 edge, d Ìomhaigh teirmeach X-PEEM de SDSS fuar-roiligeadh a’ freagairt ri e Cr L2.3 edge agus f Fe L2 .3 oir taobh (f).Tha na speactra XAS air an dealbhadh aig diofar shuidheachaidhean spàsail air an comharrachadh air na h-ìomhaighean teirmeach (a, d), tha na loidhnichean dotagach orains ann am (b) agus (e) a’ riochdachadh an speactra XAS samhlachail de Cr3 + le luach raon criostail de 2.0 eV.Airson ìomhaighean X-PEEM, cleachd paileas teirmeach gus comas leughaidh ìomhaighean a leasachadh, far a bheil dathan bho ghorm gu dearg a rèir cho dian sa tha sùghadh X-ray (bho ìosal gu àrd).
A dh'aindeoin àrainneachd cheimigeach nan eileamaidean meitabileach sin, dh'fhuirich staid cheimigeach nan eileamaidean alloying Ni agus Ce airson an dà shampall gun atharrachadh.Dealbh a bharrachd.Tha figearan 5-9 a’ sealltainn ìomhaighean X-PEEM agus speactram XAS co-fhreagarrach airson Ni agus Ce aig diofar shuidheachaidhean air uachdar sampallan teas-obrach agus fuar-roiligeadh.Tha Ni XAS a’ sealltainn na stàitean oxidation de Ni2 + thairis air an uachdar tomhaiste iomlan de shampaill le obrachadh teth agus fuar-roiligeadh (Còmhradh Leasachail).Bu chòir a thoirt fa-near, a thaobh sampallan teas-obrach, nach deach an comharra XAS de Ce fhaicinn, agus a thaobh sampallan fuar-roiligeadh, chaidh speactram Ce3 + fhaicinn.Sheall amharc air spotan Ce ann an sampallan fuar-roiligeadh gu bheil Ce a’ nochdadh sa mhòr-chuid ann an cruth precipitates.
Anns an SDSS le deformed teirmeach, cha deach atharrachadh structarail ionadail ann an XAS aig oir Fe L2,3 fhaicinn (Fig. 2c).Ach, bidh an matrix Fe micro-roinneil ag atharrachadh a staid cheimigeach aig seachd puingean air an taghadh air thuaiream den SDSS fuar-roiligeadh, mar a chithear ann am Fig. 2f.A bharrachd air an sin, gus beachd ceart fhaighinn air na h-atharrachaidhean ann an staid Fe aig na h-àiteachan taghte ann am Fig. 2f, chaidh sgrùdaidhean uachdar ionadail a dhèanamh (Fig. 3 agus Fig. 10 Leasachail) anns an deach roinnean cruinn nas lugha a thaghadh.Chaidh an speactra XAS de oir Fe L2,3 de shiostaman α-Fe2O3 agus ocsaidean octahedral Fe2 + a mhodaladh le grunn àireamhachadh achadh criostal a’ cleachdadh raointean criostail de 1.0 (Fe2 +) agus 1.0 (Fe3 +) 44. Tha sinn a’ toirt fa-near gu bheil co-chothromachd ionadail eadar-dhealaichte aig α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tha measgachadh aig Fe3O4 den dà chuid Fe2 + & Fe3 +, 47, agus FeO45 mar Fe2 + oxide divalent foirmeil (3d6). Tha sinn a’ toirt fa-near gu bheil co-chothromachd ionadail eadar-dhealaichte aig α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tha measgachadh aig Fe3O4 den dà chuid Fe2 + & Fe3 +, 47, agus FeO45 mar Fe2 + oxide divalent foirmeil (3d6).Thoir an aire gu bheil co-chothromachd ionadail eadar-dhealaichte aig α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tha Fe3O4 a’ cothlamadh an dà chuid Fe2 + agus Fe3 +, 47 agus FeO45 ann an cruth divalent oxide Fe2 + (3d6).Thoir fa-near gu bheil co-chothromachd ionadail eadar-dhealaichte aig α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tha measgachadh de Fe2 + agus Fe3 +,47 aig Fe3O4 agus tha FeO45 ag obair mar divalent foirmeil Fe2 + oxide (3d6).Chan eil ach dreuchdan Oh aig a h-uile ian Fe3+ ann an α-Fe2O3, agus mar as trice tha γ-Fe2O3 air a riochdachadh le Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] me O4 spinel le beàrnan ann an me dreuchdan.Mar sin, tha an dà chuid suidheachadh Td agus Oh aig na h-ianan Fe3+ ann an γ-Fe2O3.Mar a chaidh ainmeachadh ann am pàipear roimhe,45 ged a tha co-mheas dian an dà eadar-dhealaichte, is e an co-mheas dian me/t2g ≈1, agus sa chùis seo tha an co-mheas dian a chaidh fhaicinn me/t2g mu 1. Tha seo a’ cur às don chomas nach eil anns an t-suidheachadh làithreach ach Fe3+.A’ beachdachadh air cùis Fe3O4 leis an dà chuid Fe2 + agus Fe3 +, tha a’ chiad fheart, air a bheil fios gu bheil oir L3 nas laige (nas làidire) airson Fe, a’ nochdadh àireamh nas lugha (nas motha) de stàitean t2g falamh.Tha seo a’ buntainn ri Fe2+ (Fe3+), a tha a’ sealltainn gu bheil a’ chiad fheart den àrdachadh a’ nochdadh àrdachadh ann an susbaint Fe2+47.Tha na co-dhùnaidhean sin a’ sealltainn gu bheil co-sheasmhachd Fe2+ agus γ-Fe2O3, α-Fe2O3 agus/no Fe3O4 a’ faighinn làmh an uachdair air uachdar fuar-roiligeadh nan stuthan co-dhèanta.
Ìomhaighean ìomhaighean teirmeach photoelectron leudaichte de speactram XAS (a, c) agus (b, d) a ’dol thairis air oir Fe L2,3 aig diofar àiteachan spàsail taobh a-staigh roinnean taghte 2 agus E ann am Figs.2d.
Tha an dàta deuchainneach a fhuaireadh (Fig. 4a agus Fig. 11 Leasachail) air a dhealbhadh agus air a choimeas ris an dàta airson coimeasgaidhean fìor-ghlan 40, 41, 48. Trì diofar sheòrsaichean de speactra Fe L-edge XAS (XAS-1, XAS-2 agus XAS-3: Fig. 4a).Gu sònraichte, chaidh speactram 2-a (air a chomharrachadh mar XAS-1) ann am Fig.Mar riaghailt, chaidh ceithir paramadairean a chleachdadh gus na stàitean valence a th’ ann mar-thà a chomharrachadh anns an sampall a chaidh a sgrùdadh: (1) feartan speactram L3 agus L2, (2) suidheachadh lùtha de na feartan L3 agus L2, (3) eadar-dhealachadh lùtha L3-L2., (4) Co-mheas dian L2/L3.A rèir beachdan lèirsinneach (Fig. 4a), tha na trì pàirtean Fe, is e sin, Fe0, Fe2+, agus Fe3+, an làthair air uachdar SDSS a tha fo sgrùdadh.Chomharraich an co-mheas dian àireamhaichte L2/L3 cuideachd gu robh na trì pàirtean ann.
speactra coltach ri XAS de Fe le trì dàta deuchainneach eadar-dhealaichte (loidhnichean cruaidh XAS-1, XAS-2 agus XAS-3 a’ freagairt ri 2-a, 2-b agus E-3 ann am Fig. 2 agus 3) Coimeas, Octahedrons Fe2+, Fe3+ le luachan raon criostail de 1.0 eV agus 1.5 eVal, dàta deuchainneach XAS-2, fa leth agus an dàta LCF làn-leasaichte co-fhreagarrach (loidhne dhubh chruaidh), agus cuideachd ann an cruth speactra XAS-3 le inbhean Fe3O4 (staid mheasgaichte Fe) agus Fe2O3 (fìor-ghlan Fe3 +).
Chaidh measgachadh sreathach iomchaidh (LCF) de na trì inbhean 40, 41, 48 a chleachdadh gus co-dhèanamh iarann ​​​​ocsaid a thomhas.Chaidh LCF a chuir an gnìomh airson trì speactra Fe L-edge XAS taghte a’ sealltainn an iomsgaradh as àirde, is e sin XAS-1, XAS-2 agus XAS-3, mar a chithear ann am Fig. 4b–d.Airson criathran LCF, chaidh aire a thoirt do 10% Fe0 anns a h-uile cùis air sgàth gun do chunnaic sinn leac bheag anns a h-uile dàta, agus cuideachd air sgàth gur e iarann ​​​​meatailt am prìomh phàirt de stàilinn. Gu dearbh, tha doimhneachd dearbhaidh X-PEEM airson Fe (~ 6 nm)49 nas motha na an tighead còmhdach oxidation measta (beagan> 4 nm), a’ ceadachadh comharra a lorg bhon mhaitrix iarainn (Fe0) fon ìre pasivation. Gu dearbh, tha doimhneachd dearbhaidh X-PEEM airson Fe (~ 6 nm)49 nas motha na an tighead còmhdach oxidation measta (beagan> 4 nm), a’ ceadachadh comharra a lorg bhon mhaitrix iarainn (Fe0) fon ìre pasivation. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм) 49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окони, 49 bliadhna озволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Gu dearbha, tha doimhneachd an probe X-PEEM airson Fe (~ 6 nm)49 nas motha na an tighead a thathar a’ meas a th’ aig an ìre oxidation (beagan> 4 nm), a tha ga dhèanamh comasach an comharra a lorg bhon mhaitrix iarainn (Fe0) fon ìre pasivation.事实上, X-PEEM 对Fe（~6 nm）49 的检测深度大于估计的氧化层 厚度（略> 4 nm）深度大于估计的氧化层 厚度（略> 4 nm）, 允 嵋测测勱方的铁基体（Fe0）的信号.事实上，X-PEEM对 Fe（~ 6 nm） 49 的检测深度大于 的氧化层厚度略略> 4 nm） 的 杀测深度大于化层 下方 铁基 体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号信叡号信号号信号Faclan-cinn, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 le помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толомия 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирующего сл. Gu dearbh, tha doimhneachd lorg Fe (~ 6 nm) 49 le X-PEEM nas àirde na an tighead ris a bheil dùil den chòmhdach ogsaid (beagan> 4 nm), a leigeas le lorg an comharra bhon mhaitrix iarainn (Fe0) fon ìre pasivation. .Chaidh diofar choimeasgaidhean de Fe2+ agus Fe3+ a dhèanamh gus am fuasgladh as fheàrr a lorg airson an dàta deuchainneach a chaidh fhaicinn.Air fige.Tha 4b a’ sealltainn an speactram XAS-1 airson a’ chothlamadh de Fe2 + agus Fe3 +, far an robh na cuibhreannan de Fe2 + agus Fe3 + coltach ri timcheall air 45%, a’ nochdadh stàitean oxidation measgaichte de Fe.Fhad ‘s a tha e airson an speactram XAS-2, bidh an àireamh sa cheud de Fe2+ agus Fe3+ gu bhith ~30% agus 60%, fa leth.Tha Fe2+ nas lugha na Fe3+.Tha an co-mheas de Fe2+ gu Fe3, co-ionann ri 1:2, a’ ciallachadh gum faodar Fe3O4 a chruthachadh aig an aon cho-mheas eadar ions Fe.A bharrachd air an sin, airson an speactram XAS-3, thig an àireamh sa cheud de Fe2+ agus Fe3+ gu ~ 10% agus 80%, a tha a’ nochdadh tionndadh nas àirde de Fe2+ gu Fe3+.Mar a chaidh ainmeachadh gu h-àrd, faodaidh Fe3+ tighinn bho α-Fe2O3, γ-Fe2O3 no Fe3O4.Gus an tùs as coltaiche de Fe3 + a thuigsinn, chaidh an speactram XAS-3 a dhealbhadh le inbhean Fe3 + eadar-dhealaichte ann am Figear 4e, a’ sealltainn coltas an dà inbhe nuair a thathar a’ beachdachadh air stùc B.Ach, tha dian nan stùcan gualainn (A: bho Fe2 +) agus an co-mheas dian B / A a’ nochdadh gu bheil an speactram de XAS-3 dlùth, ach nach eil e aig an aon àm ri speactram γ-Fe2O3.An coimeas ri mòr-chuid γ-Fe2O3, tha dian beagan nas àirde aig stùc Fe 2p XAS de A SDSS (Fig. 4e), a tha a’ nochdadh dian nas àirde de Fe2+.Ged a tha an speactram de XAS-3 coltach ris an fhear aig γ-Fe2O3, far a bheil Fe3 + an làthair ann an suidheachadh Oh agus Td, tha comharrachadh diofar stàitean valence agus co-òrdanachadh a-mhàin air oir L2,3 no an co-mheas dian L2 / L3 fhathast na dhuilgheadas.cuspair deasbaid leantainneach air sgàth cho iom-fhillte 'sa tha na diofar fhactaran a bheir buaidh air an speactram deireannach41.
A bharrachd air na h-eadar-dhealachaidhean speurail ann an staid cheimigeach nan roinnean ùidhe taghte a chaidh a mhìneachadh gu h-àrd, chaidh iomadachd ceimigeach cruinne nam prìomh eileamaidean Cr agus Fe a mheasadh cuideachd le bhith a’ seòrsachadh a h-uile speactram XAS a gheibhear air uachdar an t-sampall a’ cleachdadh an dòigh cruinneachadh K-means..Tha pròifilean iomall Cr L gu bhith a’ cruthachadh dà chlàr as fheàrr air an cuairteachadh gu spàsail anns na sampallan teas-obrach agus fuar-roiligeadh a chithear ann am Figs.5. Tha e soilleir nach eil atharrachaidhean structarail ionadail air am faicinn mar an aon rud, leis gu bheil an dà mheadhan den speactram XAS Cr coimeasach.Tha na cumaidhean speurail seo den dà chlàr cha mhòr co-ionann ris an fheadhainn a tha co-chosmhail ri Cr2O342, a tha a’ ciallachadh gu bheil na sreathan Cr2O3 air an cuairteachadh gu ìre mhath cothromach air an SDSS.
Tha Cr L K-a’ ciallachadh cruinneachaidhean sgìre iomaill, agus b a tha na mheadhan-mheadhanan XAS co-fhreagarrach.Toraidhean coimeas K-means X-PEEM de SDSS fuar-roiligeadh: c sgìre iomall Cr L2.3 de chruinneachaidhean K-means agus d centroids XAS co-fhreagarrach.
Gus mapaichean iomall FeL nas iom-fhillte a nochdadh, chaidh ceithir agus còig cruinneachaidhean làn-leasaichte agus na centroids co-cheangailte riutha (pròifilean speactra) a chleachdadh airson sampallan teth-obrach agus fuar-roiligeadh, fa leth.Mar sin, gheibhear an àireamh sa cheud (%) de Fe2+ agus Fe3+ le bhith a’ cur an LCF a chithear ann am Fig.4.Chaidh an comas pseudoelectrode Epseudo mar ghnìomh Fe0 a chleachdadh gus neo-ionannachd meanbh-cheimiceach an fhilm uachdar ogsaid a nochdadh.Tha Epseudo air a thomhas gu ìre leis an riaghailt mheasgachaidh,
far a bheil \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3+)}}\) co-ionann ri \(\rm{Fe} + 2e^ - \ to \rm {Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 agus 0.036 V, fa leth.Tha susbaint nas àirde den todhar Fe3+ ann an roinnean le comas nas ìsle.Tha caractar sreathach aig an cuairteachadh a dh’ fhaodadh a bhith ann an sampallan le deformed teirmeach le atharrachadh as àirde timcheall air 0.119 V (Fig. 6a, b).Tha dlùth cheangal aig an sgaoileadh seo ri cumadh-tìre an uachdair (Fig. 6a).Cha deach atharrachaidhean sam bith eile a bha an urra ris an t-suidheachadh fhaicinn anns an taobh a-staigh laminar fon talamh (Fig. 6b).Air an làimh eile, airson ceangal ocsaidean eu-coltach ri susbaint eadar-dhealaichte de Fe2+ agus Fe3+ ann an SDSS fuar-roiligeadh, chì sinn nàdar neo-èideadh den pseudopotential (Fig. 6c, d).Is e Fe3+ ocsaidean agus/no (oxy) hydroxides na prìomh phàirtean de mheirge ann an stàilinn agus tha iad troimhe-chèile gu ocsaidean agus uisge50.Anns a’ chùis seo, thathas den bheachd gu bheil na h-eileanan làn de Fe3+ air an sgaoileadh gu h-ionadail agus faodar beachdachadh orra mar sgìrean corrach.Aig an aon àm, faodar an caisead san raon a dh’fhaodadh a bhith ann, seach luach iomlan a’ chomais, a chleachdadh mar thaisbeanair airson làraich coirbeachd gnìomhach a shuidheachadh.Faodaidh an cuairteachadh neo-chòmhnard seo de Fe2 + agus Fe3 + air uachdar SDSS fuar-roiligeadh an ceimigeachd ionadail atharrachadh agus farsaingeachd uachdar nas gnìomhaiche a thoirt seachad ann am briseadh sìos film ogsaid agus ath-bhualaidhean coirbeachd, agus mar sin a’ ceadachadh creimeadh leantainneach den mhaitrix meatailt bunaiteach, a’ leantainn gu corrachadh a-staigh.iomadachd thogalaichean agus lùghdachadh ann an feartan dìon an t-sreath fulangach.
K-means cruinneachaidhean agus XAS centroids co-fhreagarrach ann an sgìre iomall Fe L2.3 de X-PEEM ac agus df de chruth teth de SDSS fuar-roiligeadh.a, d K-means plotaichean brabhsair air an còmhdachadh thairis air ìomhaighean X-PEEM.Thathas a’ toirt iomradh air a’ chomas pseudoelectrode àireamhaichte (Epseudo) còmhla ris a’ chuilbheart cnuasachaidh K-means.Tha soilleireachd na h-ìomhaigh X-PEEM, mar an dath ann am Fig. 2, co-rèireach ri dian in-ghabhail X-ray.
Cr caran èideadh ach tha staid cheimigeach eadar-dhealaichte de Fe a’ leantainn gu diofar mhilleadh film ocsaid agus pàtrain coirbeachd ann an Ce-2507 a tha ag obair teth agus fuar-roiligeadh.Chaidh deagh sgrùdadh a dhèanamh air an togalach seo de Ce-2507 le rola fuar.A thaobh cruthachadh ocsaidean agus hydroxides Fe anns an èadhar àrainneachdail san obair cha mhòr neodrach seo, tha na h-ath-bheachdan mar a leanas:
Bidh na h-ath-bheachdan gu h-àrd a’ tachairt anns na suidheachaidhean a leanas stèidhichte air mion-sgrùdadh X-PEEM.Tha gualainn bheag co-ionann ri Fe0 co-cheangailte ris an iarann ​​​​meatailt fon talamh.Tha ath-bhualadh meatailteach Fe leis an àrainneachd a’ leantainn gu cruthachadh còmhdach Fe(OH)2 (co-aontar (5)), a leasaicheas an comharra Fe2+ anns an Fe L-iomall XAS.Dh’ fhaodadh gun toir foillseachadh fada air èadhar cruthachadh ocsaidean Fe3O4 agus/no Fe2O3 às deidh Fe(OH)252,53.Faodaidh dà chruth seasmhach de Fe, Fe3O4 agus Fe2O3, cuideachd a bhith anns an t-sreath dìon beairteach Cr3 +, agus is fheàrr le Fe3O4 structar èideadh is steigeach.Tha làthaireachd an dà thoradh ann an stàitean oxidation measgaichte (speactram XAS-1).Tha an speactram XAS-2 gu ìre mhòr a’ freagairt ri Fe3O4.Fhad ‘s a bha amharc air spectra XAS-3 ann an grunn àiteachan a’ nochdadh tionndadh iomlan gu γ-Fe2O3.Leis gu bheil doimhneachd treòrachaidh nan X-ghathan neo-fhillte timcheall air 50 nm, tha an comharra bhon t-sreath ìosal a’ leantainn gu dian nas àirde den stùc A.
Tha an speactram XPA a’ sealltainn gu bheil structar sreathach aig a’ phàirt Fe anns an fhilm ogsaid còmhla ri còmhdach Cr oxide.Eu-coltach ri comharran fulangas mar thoradh air neo-ghnèitheachd ionadail Cr2O3 aig àm coirbeachd, a dh’ aindeoin an ìre èideadh de Cr2O3 san obair seo, thathas a’ cumail an aghaidh creimeadh ìosal sa chùis seo, gu sònraichte airson sampallan fuar-roiligeadh.Faodar an giùlan a chaidh fhaicinn a thuigsinn mar iomadachd na stàite oxidation ceimigeach anns an t-sreath àrd (Fe), a bheir buaidh air coileanadh corrach.Mar thoradh air an aon stochiometry den ìre àrd (iarann ​​​​ocsaid) agus an ìre as ìsle (cromium ocsaid) 52,53 bidh eadar-obrachadh nas fheàrr (adhesion) eatorra a 'leantainn gu còmhdhail slaodach de ianan meatailt no ocsaidean anns a' chliathaich, a tha, an uair sin, a 'leantainn gu àrdachadh ann an strì an aghaidh corrach.Mar sin, tha co-mheas stoichiometric leantainneach, ie aon staid oxidation de Fe, nas fheàrr na atharrachaidhean stuichiometric obann.Tha uachdar nas èideadh aig an SDSS teas-deformed, còmhdach dìon nas dùmhail, agus strì an aghaidh creimeadh nas fheàrr.Ach airson SDSS fuar-roiligeadh, tha làthaireachd eileanan beairteach Fe3 + fon ìre dìon a’ briseadh ionracas an uachdair agus ag adhbhrachadh creimeadh galvanic leis an t-substrate faisg air làimh, a tha a’ leantainn gu tuiteam geur ann an Rp (Clàr 1).Tha an speactram EIS agus an aghaidh creimeadh air a lughdachadh.Chìthear gu bheil cuairteachadh ionadail eileanan beairteach Fe3+ mar thoradh air deformachadh plastaig gu mòr a’ toirt buaidh air strì an aghaidh creimeadh, rud a tha na adhartas san obair seo.Mar sin, tha an sgrùdadh seo a’ taisbeanadh ìomhaighean microscopach speactroscopach den lughdachadh ann an strì an aghaidh corrach de shampaill SDSS a chaidh a sgrùdadh leis an dòigh deformachaidh plastaig.
A bharrachd air an sin, ged a tha a bhith a’ ceangal ri eileamaidean talmhainn tearc ann an steels dà-ìre a’ nochdadh coileanadh nas fheàrr, tha eadar-obrachadh an eileamaid leasachail seo le matrix stàilinn fa leth a thaobh giùlan coirbeachd a rèir dàta miocroscop speactroscopach fhathast do-ruigsinneach.Chan eil coltas comharran Ce (tro XAS M-iomall) a’ nochdadh ach ann am beagan àiteachan aig àm roiligeadh fuar, ach falbhaidh e nuair a thèid an SDSS a dhì-dhealbhadh gu teth, a’ nochdadh sileadh ionadail Ce anns a’ mhaitrix stàilinn, seach a bhith a’ dèanamh alloy aon-ghnèitheach.Ged nach eil e gu mòr a’ leasachadh feartan meacanaigeach SDSS6,7, tha làthaireachd eileamaidean talmhainn tearc a’ lughdachadh meud nan in-ghabhail agus thathas den bheachd gun cuir e bacadh air tughadh anns a’ chiad roinn54.
Ann an co-dhùnadh, tha an obair seo a’ nochdadh buaidh ioma-ghnèitheachd uachdar air corrach 2507 SDSS air atharrachadh le cerium le bhith a’ tomhas susbaint cheimigeach cho-phàirtean nanoscale.Bidh sinn a’ freagairt na ceist carson a tha stàilinn gun staoin a’ corrachadh eadhon fo ìre dìon ogsaid le bhith a’ tomhas a mhic-structar, ceimigeachd uachdar, agus giullachd chomharran a’ cleachdadh cruinneachadh K-means.Chaidh a dhearbhadh gu bheil eileanan beairteach ann am Fe3+, a’ gabhail a-steach an co-òrdanachadh octahedral agus tetrahedral air feadh feart iomlan Fe2 +/Fe3+ measgaichte, nan adhbhar milleadh agus coirbeachd air an fhilm ogsaid fuar-roiligeadh SDSS.Tha Nanoislands fo smachd Fe3+ a’ leantainn gu droch sheasamh an aghaidh creimeadh eadhon an làthair còmhdach fulangach stoichiometric Cr2O3 gu leòr.A bharrachd air adhartasan modh-obrach ann a bhith a’ dearbhadh buaidh ioma-ghnèitheachd cheimigeach nanoscale air corrach, thathar an dùil gum brosnaich obair leantainneach pròiseasan innleadaireachd gus piseach a thoirt air an aghaidh creimeadh de stàilinn gun staoin aig àm dèanamh stàilinn.
Gus an ingot Ce-2507 SDSS a chaidh a chleachdadh san sgrùdadh seo ullachadh, chaidh co-dhèanamh measgaichte a’ toirt a-steach prìomh alloy Fe-Ce air a seuladh le tiùb iarainn fìor-ghlan a leaghadh ann am fùirneis inntrigidh tricead meadhanach 150 kg gus stàilinn leaghte a dhèanamh agus a dhòrtadh a-steach do mholltair.Tha na co-dhèanamh ceimigeach tomhais (wt%) air an liostadh ann an Clàr Leasachail 2. Bidh ingotan air an cruthachadh gu teann ann am blocaichean an toiseach.An uairsin chaidh a chuir a-steach aig 1050 ° C airson 60 mionaid gus stàilinn fhaighinn ann an staid fuasgladh cruaidh, agus an uairsin a chuir ann an uisge gu teòthachd an t-seòmair.Chaidh na sampallan a chaidh a sgrùdadh a sgrùdadh gu mionaideach a’ cleachdadh TEM agus DOE gus sgrùdadh a dhèanamh air na h-ìrean, meud gràin agus morf-eòlas.Gheibhear fiosrachadh nas mionaidiche mu shampaill agus pròiseas toraidh ann an stòran eile6,7.
Chaidh sampallan siolandair (φ10 mm × 15 mm) airson teannachadh teth a phròiseasadh gus am biodh axis an t-siolandair co-shìnte ri stiùireadh deformation a ’bhloc.Chaidh teannachadh àrd-teòthachd a dhèanamh aig diofar theodhachd anns an raon 1000-1150 ° C a ’cleachdadh simuladair teirmeach Gleeble-3800 aig ìre teannachaidh cunbhalach anns an raon de 0.01-10 s-1.Mus deach an deformachadh, chaidh na sampallan a theasachadh aig ìre 10 ° C s-1 airson 2 min aig teòthachd taghte gus cuir às don chaismeachd teòthachd.Às deidh dha èideadh teòthachd a choileanadh, chaidh an sampall a dhì-dhealbhadh gu fìor luach strain de 0.7.Às deidh deformachadh, chaidh na sampallan a chuir a-mach sa bhad le uisge gus an structar deformed a ghleidheadh.Tha an sampall cruaidh an uairsin air a ghearradh co-shìnte ris an stiùireadh teannachaidh.Airson an sgrùdaidh shònraichte seo, thagh sinn sampall le suidheachadh teann teth de 1050 ° C, 10 s-1 leis gu robh am microhardness a chaidh fhaicinn nas àirde na sampallan eile7.
Chaidh sampallan mòra (80 × 10 × 17 mm3) den fhuasgladh cruaidh Ce-2507 a chleachdadh ann am muileann dà-rolla asyncronach trì-ìre LG-300 leis na feartan meacanaigeach as fheàrr am measg gach ìre deformachaidh eile6.Is e an ìre strain agus lughdachadh tighead airson gach slighe 0.2 m·s-1 agus 5%, fa leth.
Chaidh ionad-obrach electroceimiceach Autolab PGSTAT128N a chleachdadh airson tomhas electroceimiceach SDSS às deidh rolaigeadh fuar gu lùghdachadh 90% ann an tiugh (1.0 fìor strain co-ionann) agus às deidh brùthadh teth aig 1050 ° C airson 10 s-1 gu fìor strain de 0.7.Tha cealla trì-dealanach aig an ionad-obrach le dealan calomel shàthaichte mar an dealan-fiosrachaidh, electrod cunntais grafait, agus sampall SDSS mar an dealan obrach.Chaidh na sampallan a ghearradh ann an siolandairean le trast-thomhas de 11.3 mm, agus bha uèirichean copair air an sàthadh gu na taobhan aca.Chaidh na sampallan an uairsin a shuidheachadh le epoxy, a’ fàgail raon fosgailte obrach de 1 cm2 mar an dealan-dè ag obair (taobh bonn an t-sampall siolandair).Bi faiceallach nuair a bhios tu a’ leigheas an epoxy agus an gainmheachadh is an snasadh às deidh sin gus sgàineadh a sheachnadh.Bha na h-uachdaran obrach air an talamh agus air an lìomhadh le crochadh snasta daoimean le meud gràin de 1 μm, air a nighe le uisge grùide agus ethanol, agus air a thiormachadh ann an èadhar fuar.Mus deach tomhas electrochemical a dhèanamh, bha na sampallan snasta fosgailte don adhar airson grunn làithean gus film ogsaid nàdarrach a chruthachadh.Tha fuasgladh uisgeach de FeCl3 (6.0 wt%), air a dhèanamh seasmhach gu pH = 1.0 ± 0.01 le HCl a rèir molaidhean ASTM, air a chleachdadh gus corrachadh stàilinn gun staoin55 a luathachadh leis gu bheil e creimneach an làthair ions chloride le comas làidir oxidizing agus pH ìosal inbhean àrainneachd G48 agus A923.Bog an sampall anns an fhuasgladh deuchainn airson 1 uair gus ruighinn faisg air staid sheasmhach mus dèan thu tomhas sam bith.Airson sampallan fuasgladh cruaidh, cruth teth, agus fuar-roiligeadh, chaidh tomhas casg a dhèanamh aig comasan cuairte fosgailte (OPC) de 0.39, 0.33, agus 0.25 V, fa leth, anns an raon tricead bho 1 105 gu 0.1 Hz le leud de 5 mV.Chaidh a h-uile deuchainn ceimigeach ath-aithris co-dhiù 3 tursan fo na h-aon chumhachan gus dèanamh cinnteach à ath-riochdachadh dàta.
Airson tomhais HE-SXRD, chaidh blocaichean stàilinn dà-cheàrnach ceart-cheàrnach le tomhas 1 × 1 × 1.5 mm3 a thomhas gus tomhas a dhèanamh air co-dhèanamh ìre beam de wiggler àrd-lùth Brockhouse aig CLS, Canada56.Chaidh cruinneachadh dàta a dhèanamh ann an geoimeatraidh Debye-Scherrer no geoimeatraidh tar-chuir aig teòthachd an t-seòmair.Is e an tonn-tonn X-ray air a calibrator le calibrator LaB6 0.212561 Å, a tha a rèir 58 keV, a tha mòran nas àirde na an ìre Cu Kα (8 keV) a thathas a’ cleachdadh gu cumanta mar stòr X-ray obair-lann.Bha an sampall suidhichte aig astar 740 mm bhon lorgaire.Is e meud lorg gach sampall 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, a tha air a dhearbhadh a rèir meud beam agus tiugh sampall.Chaidh an dàta gu lèir a chruinneachadh a’ cleachdadh lorgaire sgìre Perkin Elmer, lorgaire X-ray pannal còmhnard, 200 µm piogsail, 40 × 40 cm2 a’ cleachdadh ùine nochdaidh de fhrèamaichean 0.3 s agus 120.
Chaidh tomhas X-PEEM de dhà shiostam modail taghte a dhèanamh aig stèisean crìochnachaidh Beamline MAXPEEM PEEM ann an obair-lann MAX IV (Lund, an t-Suain).Chaidh sampaill ullachadh san aon dòigh ri tomhais electrochemical.Chaidh na sampallan ullaichte a chumail san adhar airson grunn làithean agus an sgaoileadh ann an seòmar falamh fìor àrd mus deach an irradachadh le photons synchrotron.Chaidh fuasgladh lùth na loidhne beam fhaighinn le bhith a 'tomhas an speactram toraidh ion anns an roinn excitation bho N 1 s gu 1 \ ( \ pi _g ^ \ast \ ) faisg air hv = 401 eV ann an N2 le eisimeileachd lùth photon air E3 / 2 , 57. Thug speactra tuairmseach ΔE (leud an loidhne tomhais e.V) anns an raon lùtha. Mar sin, bhathas a’ meas gu robh an rùn lùth beamline E/∆E = 700 eV/0.3 eV> 2000 agus flux ≈1012 ph / s le bhith a’ cleachdadh monochromator SX-700 atharraichte le grating Si 1200-line mm−1 airson iomall Fe 2p L2, C2, agus iomall Fe 2p L2, 23p agus iomall 4,5 oir. Mar sin, bhathas a’ meas gun robh an rùn lùth beamline E/∆E = 700 eV/0.3 eV> 2000 agus flux ≈1012 ph/s le bhith a’ cleachdadh monochromator SX-700 atharraichte le grating Si 1200-line mm−1 airson iomall Fe 2p L2.23, oir Fe 2p L2.23, agus Crp. 4.5 oir. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эо 0 0 0 0 0 0 0 1 с при использовании модифифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/ммодифицированного монохроматора SX-700 срешеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кром, 2, L2, 3, L2 ромка Ni 2p L2,3 agus кромка Ce M4,5. Mar sin, chaidh fuasgladh lùth an t-seanail beam a mheas mar E / ∆E = 700 eV / 0.3 eV > 2000 agus flux ≈1012 f / s a’ cleachdadh monochromator SX-700 atharraichte le grating Si de 1200 loidhnichean / mm airson iomall Fe edge 2p L2 ,3, C2p.2 agus iomall 2p.因此，光束线能 量分辨率 估计 为E/ΔE = 700 EV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s, 通过 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 在 圓栅的改进的SX-700 单色器用于Fe 2p L2,3 边缘, Cr 2p L2,3 边 缘 、 Ni 2p L2,3 边缘和 Ce M4 、因此, 光束线 能量 分辨率 为 为 为为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH/S , 为 朦朦扦 圦扦 圦扦朦期线 mm-1 光栅 改进的 SX-700 单色器 于 于于 用 用 用Fe 2p L2.3 边缘、 Cr 2p L2.3 㾌 瘼 Ni.3 瘼 Ni. ugh.Mar sin, nuair a bhios tu a’ cleachdadh monochromator SX-700 atharraichte le grating loidhne 1200 Si.3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 agus Ce edge M4.5.Sgan lùth photon ann an ceumannan 0.2 eV.Aig gach lùth, chaidh ìomhaighean PEEM a chlàradh a’ cleachdadh lorgaire TVIPS F-216 CMOS le ceangal fiber le bionaichean 2 x 2, a bheir seachad rùn de 1024 x 1024 piogsail ann an raon seallaidh 20 µm.B’ e ùine nochdaidh nan ìomhaighean 0.2 s, le cuibheas de 16 frèamaichean.Tha lùth ìomhaigh photoelectron air a thaghadh ann an dòigh a bheir seachad an comharra dealanach àrd-sgoile as àirde.Chaidh a h-uile tomhas a dhèanamh aig tricead àbhaisteach a’ cleachdadh beam photon le polarized sreathach.Gheibhear tuilleadh fiosrachaidh mu thomhasan ann an sgrùdadh roimhe.Às deidh sgrùdadh a dhèanamh air modh lorg toraidh dealanach iomlan (TEY) agus a chleachdadh ann an X-PEEM49, thathas a ’meas gu bheil doimhneachd deuchainn an dòigh seo timcheall air 4-5 nm airson a’ chomharra Cr agus timcheall air 6 nm airson Fe.Tha an doimhneachd Cr gu math faisg air tiugh an fhilm ogsaid (~ 4 nm) 60,61 fhad ‘s a tha an doimhneachd Fe nas motha na an tighead.Tha XRD a chaidh a chruinneachadh aig oir Fe L na mheasgachadh de XRD de ocsaidean iarainn agus Fe0 bhon mhaitrix.Anns a 'chiad chùis, tha dian nan dealanan a tha air an leigeil a-mach a' tighinn bho gach seòrsa de eleactronan a tha a 'cur ri TEY.Ach, feumaidh comharra iarann ​​​​fìor-ghlan lùth cineatach nas àirde airson na dealanan a dhol tron ​​​​fhilleadh ogsaid chun uachdar agus a bhith air an cruinneachadh leis an anailisiche.Anns a ’chùis seo, tha an comharra Fe0 gu ìre mhòr mar thoradh air dealanan LVV Auger, a bharrachd air dealanan àrd-sgoile a bhios iad a’ sgaoileadh.A bharrachd air an sin, bidh an dian TEY a chuir na dealanan sin a’ dol sìos tron ​​​​t-slighe teicheadh ​​​​dealanach, a ’lughdachadh tuilleadh freagairt speurail Fe0 ann am mapa iarainn XAS.
Tha a bhith ag amalachadh mèinneadh dàta ann an ciùb dàta (dàta X-PEEM) na phrìomh cheum ann a bhith a’ toirt a-mach fiosrachadh buntainneach (feartan ceimigeach no corporra) ann an dòigh ioma-thaobhach.Tha cruinneachadh K-means air a chleachdadh gu farsaing ann an grunn raointean, a’ gabhail a-steach sealladh inneal, giullachd ìomhaighean, aithneachadh pàtrain gun stiùireadh, inntleachd fuadain, agus mion-sgrùdadh seòrsachaidh.Mar eisimpleir, tha cruinneachadh K-means air coileanadh gu math ann a bhith a’ cruinneachadh dàta ìomhaighean hyperspectral.Ann am prionnsapal, airson dàta ioma-fheart, faodaidh an algairim K-means iad a chuir còmhla gu furasta stèidhichte air fiosrachadh mu na feartan aca (feartan lùth photon).Tha cruinneachadh K-means na algairim ath-aithriseach airson dàta a roinn ann am buidhnean K neo-thar-tharraingeach (cruinneachaidhean), far a bheil gach piogsail a’ buntainn ri buidheann sònraichte a rèir cuairteachadh spàsail neo-ghineachd cheimigeach ann an co-dhèanamh meanbh-structarail stàilinn.Tha an algairim K-means a’ toirt a-steach dà ìre: anns a’ chiad ìre, tha K centroids air an cunntadh, agus anns an dàrna ìre, tha cruinneachadh aig gach puing le centroids faisg air làimh.Tha meadhan grabhataidh brabhsair air a mhìneachadh mar mheadhan àireamhachd nam puingean dàta (speactram XAS) airson a’ bhuidheann sin.Tha diofar astaran ann airson centroids faisg air làimh a mhìneachadh mar astar Euclidean.Airson ìomhaigh cuir a-steach de px,y (far a bheil x agus y mar an rùn ann am piogsail), is e CK meadhan tromachd a’ bhraisle;faodar an ìomhaigh seo an uairsin a sgaradh (a chruinneachadh) ann an cruinneachaidhean K a’ cleachdadh K-means63.Is iad na ceumannan mu dheireadh den algairim cruinneachadh K-means:
Ceum 2. Obraich a-mach ballrachd a h-uile piogsail a rèir an-dràsta centroid.Mar eisimpleir, tha e air a thomhas bhon astar Euclidean d eadar am meadhan agus gach piogsail:
Ceum 3 Sònraich gach piogsail don centroid as fhaisge.An uairsin ath-àireamhaich na dreuchdan K centroid mar a leanas:
Ceum 4. Dèan ath-aithris air a 'phròiseas (co-aontaran (7) agus (8)) gus am bi na centroids a' tighinn còmhla.Tha na toraidhean càileachd cruinneachadh deireannach ceangailte gu làidir ris an roghainn as fheàrr de centroids tùsail.Airson structar dàta PEEM de dhealbhan stàilinn, mar as trice tha X (x × y × λ) na chiùb de dhàta sreath 3D, fhad ‘s a tha na tuaghan x agus y a’ riochdachadh fiosrachadh spàsail (rùn piogsail) agus tha an axis λ a’ freagairt ri photon.dealbh speactram lùtha.Tha an algairim K-means air a chleachdadh gus roinnean le ùidh ann an dàta X-PEEM a sgrùdadh le bhith a’ sgaradh piogsail (cruinneachaidhean no fo-bhlocaichean) a rèir am feartan speactram agus a’ toirt a-mach na centroids as fheàrr (pròifilean speactram XAS) airson gach mion-sgrùdadh.cruinneachadh).Tha e air a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air cuairteachadh spàsail, atharrachaidhean speurail ionadail, giùlan oxidation, agus stàitean ceimigeach.Mar eisimpleir, chaidh an algairim cruinneachadh K-means a chleachdadh airson roinnean Fe L-edge agus Cr L-iomall ann an X-PEEM le obrachadh teth agus fuar-roiligeadh.Chaidh diofar àireamhan de chlàran K (roinnean de mhion-structar) a dhearbhadh gus na cruinneachaidhean agus na centroids as fheàrr a lorg.Nuair a thèid na h-àireamhan sin a thaisbeanadh, thèid na piogsail ath-shònrachadh gu na cruinneachaidhean cnuasachaidh co-fhreagarrach.Bidh gach cuairteachadh dath a’ freagairt ri meadhan a’ bhraisle, a’ sealltainn rèiteachadh spàsail nithean ceimigeach no corporra.Tha na centroids a chaidh a thoirt a-mach nan cothlamadh sreathach de speactram fìor-ghlan.
Tha dàta a’ toirt taic do thoraidhean an sgrùdaidh seo ri fhaighinn ma thèid iarraidh reusanta bhon ùghdar WC fa-leth.
Sieurin, H. & Sandström, R. Dè cho cruaidh 'sa tha stàilinn dà-fhillte le tàthadh. Sieurin, H. & Sandström, R. Dè cho cruaidh 'sa tha stàilinn dà-fhillte le tàthadh. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Dè cho cruaidh 'sa tha stàilinn dà-fhillte tàthaichte. Sieurin, H. & Sandström, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandstrom, R. 焊接双相不锈钢的断裂韧性. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварных дуплексных нержавеющих сталей. Sieurin, H. & Sandström, R. Dè cho cruaidh 'sa tha stàilinn dà-fhillte tàthaichte.Britannia.Pàirt bloighteach.bian.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Frith-chrìonadh steels stainless dà-fhillte ann an searbhagan organach taghte agus àrainneachdan searbhag organach / clorid. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Frith-chrìonadh steels stainless dà-fhillte ann an searbhagan organach taghte agus àrainneachdan searbhag organach / clorid.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.agus Van Der Merwe, J. Frith-chreimeadh stàilinn dà-fhillte ann an àrainneachdan le cuid de dh'aigéid organach agus searbhagan organach/clorides. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双 相 stàilinn gun staoin 在选定的organic 酸和organic 酸 / clorinated àrainneachd 的耐而性性。Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.agus Van Der Merwe, J. Frith-chreimeadh de stàilinn dà-fhillte ann an àrainneachdan taghte de dh'aigéid organach agus searbhagan organach/clorides.gleidhidh.Stuthan Dòighean 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Giùlan corrach-oxidative de aloidhean duplex Fe-Al-Mn-C.Stuthan 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Ginealach ùr de super duplex steels airson gas uidheamachd agus cinneasachadh ola. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Ginealach ùr de super duplex steels airson gas uidheamachd agus cinneasachadh ola.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Ginealach ùr de super duplex steels airson uidheamachd cinneasachaidh ola is gas.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Ginealach ùr de super duplex steels airson uidheamachd cinneasachaidh gas is ola.Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Sgrùdadh giùlan deformation teth de stàilinn stainless duplex ìre 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Sgrùdadh giùlan deformation teth de stàilinn stainless duplex ìre 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 250. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Sgrùdadh air giùlan mì-atharrachaidh teth de sheòrsa 2507 stàilinn gun staoin.Meatailt. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 双相不锈钢2507 级热变形行为的研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行为的研究。Kingklang, S. agus Utaisansuk, V. Sgrùdadh air giùlan deformation teth seòrsa 2507 Duplex Stainless Steel.Meatailt.alma mater.trance.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Buaidh roiligeadh fuar fo smachd air microstructure agus feartan meacanaigeach stàilinn stainless SAF 2507 super-duplex atharraichte le cerium.alma mater.an saidheans.Britannia.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Feartan structarail agus meacanaigeach air adhbhrachadh le deformachadh teirmeach de stàilinn stainless SAF 2507 super-duplex atharraichte le cerium.J. Alma mater.tanca stòraidh.teicneòlas.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Buaidh eileamaidean talmhainn tearc air giùlan oxidation teòthachd àrd de stàilinn austenitic. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Buaidh eileamaidean talmhainn tearc air giùlan oxidation teòthachd àrd de stàilinn austenitic.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. agus Zheng K. Buaidh eileamaidean talmhainn tearc air giùlan stàilinn austenitic fo oxidation teòthachd àrd. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 稀土元素对奥氏体钢高温氧化行为的影响。 Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. agus Zheng K. Buaidh eileamaidean talmhainn tearc air giùlan steels austenitic aig teòthachd àrd oxidation.còros.an saidheans.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Buaidhean Ce air microstructure agus feartan 27Cr-3.8Mo-2Ni super-ferritic steels stainless. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Buaidhean Ce air microstructure agus feartan 27Cr-3.8Mo-2Ni super-ferritic steels stainless.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. agus Sun S. Buaidh Se air microstructure agus feartan steels stainless superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对 27Cr-3.8Mo-2Ni Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Buaidhean Ce air microstructure agus feartan 27Cr-3.8Mo-2Ni super-stàilinn stàilinn. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce на микроструктуру agus свойства суперферритной нержавеющей стали-2 Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Buaidh Ce air microstructure agus feartan stàilinn stainless superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni.Soidhne iarainn.Cruachan 47, 67–76 (2020).