Ташаккур ба шумо барои боздид аз Nature.com.Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад.Барои таҷрибаи беҳтарин, мо тавсия медиҳем, ки шумо браузери навшударо истифода баред (ё Ҳолати мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед).Дар ҳамин ҳол, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript пешкаш хоҳем кард.
Пӯлоди зангногир ва версияҳои коркарди он, ки ба таври васеъ истифода мешаванд, аз сабаби қабати пассиватсия аз оксиди хром ба зангзанӣ дар шароити муҳити зист тобоваранд.Коррозия ва эрозияи пӯлод ба таври анъанавӣ бо нобудшавии ин қабатҳо алоқаманд аст, аммо хеле кам дар сатҳи микроскопӣ, вобаста ба пайдоиши якхела будани сатҳ.Дар ин кор, гетерогении кимиёвии рӯи наномикёс, ки тавассути микроскопияи спектроскопӣ ва таҳлили кимометрӣ муайян карда шудааст, ба таври ғайричашмдошт дар таҷзия ва зангзании церийи печонидашудаи аз пӯлоди зангногир аз пӯлоди дуплексии 2507 (SDSS) тағирёфта ҳангоми рафтори деформатсияи гарми он бартарӣ дорад.дигар тараф.Гарчанде ки микроскопияи рентгении фотоэлектронӣ фарогирии нисбатан якхелаи қабати табиии Cr2O3-ро нишон дод, SDSS-и хунуккардашуда аз ҳисоби тақсимоти маҳаллии наноҷазираҳои бойи Fe3+ дар қабати оксиди Fe/Cr натиҷаҳои пасти пассиватсия нишон дод.Ин дониш дар сатҳи атомӣ фаҳмиши амиқи зангзании аз пӯлоди зангногирро фароҳам меорад ва интизор меравад, ки дар мубориза бо зангзании металлҳои баландхӯлаи шабеҳ кӯмак кунад.
Аз замони ихтирои пӯлоди зангногир, муқовимат ба зангзании хӯлаҳои феррохромӣ ба хром мансуб аст, ки оксиди қавӣ/оксигидроксидро ташкил медиҳад, ки дар аксари муҳитҳо рафтори пассивкунандаро нишон медиҳад.Дар муқоиса бо пӯлоди зангногир маъмулӣ (аустенитӣ ва ферритикӣ), пӯлоди зангногир супер дуплекс (SDSS) бо муқовимати беҳтар ба зангзанӣ хосиятҳои механикии олӣ доранд1,2,3.Баланд бардоштани қувваи механикӣ имкон медиҳад, ки тарҳҳои сабуктар ва паймонтар.Баръакси ин, SDSS-и иқтисодӣ муқовимати баланд ба зангзании чоҳҳо ва тарқишҳо дорад, ки дар натиҷа мӯҳлати хидматрасонӣ дарозтар ва истифодаи васеътар дар назорати ифлосшавӣ, контейнерҳои кимиёвӣ ва саноати нафту гази оффшорӣ мебошад4.Бо вуҷуди ин, доираи танги ҳарорати коркарди гармӣ ва шаклпазирии бад ба татбиқи васеи амалии он халал мерасонад.Аз ин рӯ, SDSS барои беҳтар кардани хосиятҳои дар боло зикршуда тағир дода шудааст.Масалан, тағир додани Ce ва иловаҳои баланди N 6, 7, 8 дар 2507 SDSS (Ce-2507) ҷорӣ карда шуданд.Консентратсияи мувофиқи 0,08 ват.% элементи нодири замин (Ce) ба хосиятҳои механикии DSS таъсири судманд мерасонад, зеро он тозакунии ғалладона ва мустаҳкамии сарҳади дандонҳоро беҳтар мекунад.Муқовимат ба фарсудашавӣ ва зангзанӣ, тобоварии кашиш ва устувории ҳосилнокӣ ва корношоямии гарм низ беҳтар шудааст9.Миқдори зиёди нитроген метавонад миқдори гаронбаҳои никелро иваз кунад ва SDSS-ро аз ҷиҳати иқтисодӣ самараноктар кунад10.
Ба наздикӣ, SDSS дар ҳароратҳои гуногун (ҳарорати паст, сард ва гарм) ба таври пластикӣ деформатсия карда шудааст, то хосиятҳои хуби механикиро ба даст оранд6,7,8.Аммо муқовимати аълои зангзании SDSS аз мавҷудияти плёнкаи тунуки оксиди рӯи рӯи он аст, ки ба он омилҳои зиёд таъсир мерасонанд, ба монанди мавҷудияти фазаҳои сершумор бо сарҳадҳои донаҳои гуногун, боришотҳои номатлуб ва реаксияҳои гуногун.микроструктураи дохилии якхелаи фазаҳои гуногуни аустенитӣ ва ферритӣ деформатсия шудааст 7 .Аз ин рӯ, омӯзиши хосиятҳои микродомении чунин филмҳо дар сатҳи сохтори электронӣ барои фаҳмидани зангзании SDSS аҳамияти ҳалкунанда дорад ва усулҳои мураккаби таҷрибавиро талаб мекунад.То ба ҳол, усулҳои ҳассос ба сатҳи рӯизаминӣ, аз қабили спектроскопияи электронии Auger11 ва спектроскопияи рентгении фотоэлектронӣ12,13,14,15, инчунин системаи сахти рентгении фотоэлектрони фотоэлектронӣ ҳолати кимиёвии як элементро дар нуқтаҳои гуногуни фазо дар миқёси наномикёс фарқ мекунанд, вале аксар вақт ҷудо карда наметавонанд.Якчанд таҳқиқоти охирин оксидшавии маҳаллии хромро ба рафтори мушоҳидашудаи зангзании 17 пӯлоди зангногир аустенитӣ, 18 пӯлоди зангногир мартенситӣ ва SDSS 19, 20 алоқаманд карданд. Аммо, ин тадқиқотҳо асосан ба таъсири гетерогении Cr (масалан, Cr3+ ба ҳолати оксидшавии оксидшавӣ) тамаркуз кардаанд.Гетерогении паҳлӯӣ дар ҳолати оксидшавии элементҳо метавонад аз пайвастагиҳои гуногун бо унсурҳои якхела, ба монанди оксидҳои оҳан ба вуҷуд ояд.Ин пайвастагиҳо андозаи хурди аз ҷиҳати термомеханикӣ коркардшударо мерос мегиранд, ки ба ҳам наздиканд, вале аз ҷиҳати таркиб ва ҳолати оксидшавӣ аз ҳамдигар фарқ мекунанд16,21.Аз ин рӯ, ошкор кардани нобудшавии плёнкаҳои оксид ва сипас ҷӯйборкунӣ фаҳмиши якхела будани сатҳро дар сатҳи микроскопӣ талаб мекунад.Сарфи назар аз ин талабот, арзёбии миқдорӣ ба монанди гетерогении паҳлӯии оксидшавӣ, бахусус оҳан дар миқёси нано/атомӣ, ҳанӯз вуҷуд надорад ва аҳамияти онҳо барои муқовимат ба зангзанӣ омӯхта нашудааст.То ба наздикӣ, ҳолати кимиёвии элементҳои гуногун, аз қабили Fe ва Ca, дар намунаҳои пӯлод бо истифода аз микроскопияи нарми рентгении фотоэлектронӣ (X-PEEM) дар иншооти радиатсионӣ синхротронӣ наномикёс тавсиф карда мешуд.Якҷоя бо усулҳои аз ҷиҳати кимиёвии ҳассоси спектроскопии азхудкунии рентгенӣ (XAS), X-PEEM имкон медиҳад, ки ченкунии XAS-ро бо қарори баланди фазоӣ ва спектралӣ таъмин кунад ва маълумоти кимиёвӣ дар бораи таркиби элементҳо ва ҳолати кимиёвии онро бо ҳалли фазоӣ то миқёси нанометрӣ таъмин кунад 23 .Ин мушоҳидаи спектроскопии макони оғозёбӣ дар зери микроскоп ба таҷрибаҳои химиявии маҳаллӣ мусоидат мекунад ва метавонад тағироти кимиёвии қаблан омӯхтанашударо дар қабати Fe дар фазо нишон диҳад.
Ин тадқиқот бартариҳои PEEM-ро дар ошкор кардани фарқиятҳои кимиёвӣ дар наномикёс васеъ мекунад ва усули таҳлили сатҳи атомиро барои фаҳмидани рафтори зангзании Ce-2507 пешниҳод мекунад.Он барои харитаи таркиби ҷаҳонии кимиёвии (гетерогении) элементҳои марбут бо ҳолати кимиёвии онҳо, ки дар муаррифии оморӣ оварда шудааст, аз маълумоти K-means кластери химометрӣ24 истифода мебарад.Баръакси ҳолати анъанавии зангзании дар натиҷаи шикастани филми оксиди хром, пассиватсияи бади кунунӣ ва муқовимати бади зангзанӣ ба наноҷазираҳои бойи Fe3+ дар наздикии қабати оксиди Fe/Cr мансуб аст, ки ин метавонад натиҷаи оксидҳои муҳофизатӣ бошад.Дар ҷои вайроншавӣ плёнка ба вуҷуд меояд, ки боиси зангзанӣ мегардад.
Рафтори зангзании деформатсияшудаи SDSS 2507 бори аввал бо истифода аз ченакҳои электрохимиявӣ арзёбӣ карда шуд.Дар расм.Дар расми 1 каҷҳои Nyquist ва Bode барои намунаҳои интихобшуда дар маҳлулҳои обии туршӣ (pH = 1) FeCl3 дар ҳарорати хонагӣ нишон дода шудаанд.Электролити интихобшуда ҳамчун агенти оксидкунандаи қавӣ амал мекунад, ки тамоюли вайроншавии плёнкаи пассиватсияро тавсиф мекунад.Ҳарчанд мавод дар ҳарорати мӯътадили хона дучор наомад, ин таҳлилҳо дар бораи ҳодисаҳои эҳтимолии нокомӣ ва равандҳои баъди зангзанӣ фаҳмиш доданд.Схемаи эквивалентӣ (расми 1d) барои мувофиқ кардани спектроскопияи импеданси электрохимиявӣ (EIS) истифода шуд ва натиҷаҳои мувофиқ дар ҷадвали 1 нишон дода шудаанд. Ҳангоми санҷиши маҳлули коркардшуда ва намунаҳои гарм коркардшуда ним доираҳои нопурра пайдо шуданд, дар ҳоле ки ним доираҳои фишурдашудаи мувофиқ хунук печонида шуданд (расми 1б).Дар спектри EIS радиуси нимдоираро метавон муқовимати поляризатсия (Rp)25,26 баррасӣ кард.Rp маҳлули коркардшудаи SDSS дар ҷадвали 1 тақрибан 135 кОм см-2 аст, аммо барои SDSS коркарди гарм ва хунук, мо метавонем арзишҳои хеле пасти мутаносибан 34,7 ва 2,1 кОм см-2-ро бинем.Ин коҳиши назарраси Rp таъсири манфии деформатсияи пластикиро ба пассиватсия ва муқовимат ба зангзанӣ нишон медиҳад, ки дар гузоришҳои қаблӣ 27, 28, 29, 30 нишон дода шудааст.
a Nyquist, b, c Диаграммаҳои импеданс ва фазаҳо ва модели муодили схема барои d, ки дар он RS муқовимати электролитҳо, Rp муқовимати поляризатсия аст ва QCPE оксиди доимии фазавӣ мебошад, ки барои моделсозии зарфияти ғайриидеалӣ (n) истифода мешавад.Андозагирии EIS дар потенсиали беборӣ гузаронида шуд.
Константаҳои тартиби аввал дар диаграммаи Bode нишон дода шудаанд ва плато басомади баланд муқовимати электролитҳои RS26-ро ифода мекунад.Вақте ки басомад кам мешавад, импеданс зиёд мешавад ва кунҷи манфии фаза пайдо мешавад, ки бартарияти зарфиятро нишон медиҳад.Кунчи фаза зиёд шуда, кимати максималии худро дар диапазони басомади нисбатан васеъ нигох дошта, баъд кам мешавад (расми 1в).Бо вуҷуди ин, дар ҳар се ҳолат ин арзиши ҳадди аксар то ҳол камтар аз 90 ° аст, ки рафтори ғайримуқаррарии иқтидорро аз сабаби паҳншавии иқтидор нишон медиҳад.Ҳамин тариқ, унсури фазавии доимии QCPE (CPE) барои муаррифии тақсимоти иқтидори байнифазоӣ, ки аз ноҳамворӣ ё ноҳамвории рӯи замин ба даст омадааст, истифода мешавад, алахусус аз нуқтаи назари миқёси атомӣ, геометрияи фракталӣ, сӯрохии электрод, потенсиали якхела ва тақсимоти ҷараёни вобаста ба сатҳи.Геометрияи электрод31,32.Импеданси CPE:
ки дар он j адади хаёлӣ ва ω басомади кунҷӣ мебошад.QCPE як доимии мустақили басомад аст, ки ба майдони фаъоли электролит мутаносиб аст.n адади қудрати беандоза аст, ки инҳирофро аз рафтори идеалии иқтидори конденсатор тавсиф мекунад, яъне ҳар қадар n ба 1 наздик бошад, CPE ба зарфияти соф наздиктар аст ва агар n ба сифр наздик бошад, он муқовимат аст.Инҳирофи хурди n, наздик ба 1, рафтори ғайриидеалии сатҳро пас аз санҷиши поляризатсия нишон медиҳад.QCPE-и SDSS-и хунуккардашуда нисбат ба маҳсулоти шабеҳ хеле баландтар аст, ки ин маънои онро дорад, ки сифати рӯизаминӣ камтар яксон аст.
Мутобиқи аксари хосиятҳои муқовимат ба зангзании пӯлоди зангногир, мазмуни нисбатан баланди Cr-и SDSS умуман ба муқовимати олии зангзании SDSS аз сабаби мавҷудияти як филми оксиди муҳофизаткунандаи ғайрифаъол дар рӯи замин оварда мерасонад17.Ин филми пассивкунанда одатан аз оксидҳои Cr3+ ва/ё гидроксидҳо бой аст, ки асосан оксидҳои Fe2+, Fe3+ ва/ё (окси) гидроксидҳоро муттаҳид мекунад.Сарфи назар аз якрангии сатҳ, қабати оксиди пассивкунӣ ва шикастани намоён дар рӯи он, ки аз рӯи тасвирҳои микроскопӣ муайян карда мешавад,6,7 рафтори зангзании SDSS-и гарм коркардшуда ва хунуккардашуда гуногун аст ва аз ин рӯ омӯзиши амиқи микроструктураи деформатсия ва хусусияти сохтории пӯлодро талаб мекунад.
Микроструктураи аз пӯлоди зангногир деформатсияшуда бо истифода аз рентгенҳои дорои энергияи баланди дохилӣ ва синхротронӣ миқдорӣ тафтиш карда шуд (Расмҳои иловагӣ 1, 2).Таҳлили муфассал дар Маълумоти иловагӣ оварда шудааст.Гарчанде ки ин бештар ба намуди фазаи асосӣ мувофиқат мекунад, фарқиятҳо дар фраксияҳои ҳаҷмии фазаҳо, ки дар Ҷадвали иловагии 1 оварда шудаанд, пайдо шуданд. Фарқият метавонад аз ҳисоби фраксияи фазаҳои гетерогенӣ дар сатҳ ва фраксияи ҳаҷм (XRD) вобаста ба умқи гуногуни ошкор ҳангоми истифодаи дифраксияи рентгенӣ бо манбаъҳои гуногуни энергияи фотонҳо бошад.Таносуби нисбатан баландтари аустенит дар намунаҳои ғелондаи сард, ки аз ҷониби XRD аз манбаи лабораторӣ муайян карда шудааст, нишон медиҳад, ки пассиватсия беҳтар ва ба дунбол муқовимати беҳтари зангзаниро35 нишон медиҳад, дар ҳоле ки натиҷаҳои дақиқтар ва оморӣ тамоюлҳои муқобилро дар таносуби фаза нишон медиҳанд.Илова бар ин, муқовимат ба зангзании пӯлод аз дараҷаи тозакунии дона, кам шудани андозаи дона, зиёдшавии микродеформацияҳо ва зичии дислокатсия, ки ҳангоми коркарди термомеханикӣ ба амал меоянд, вобаста аст36,37,38.Намунаҳои бо гарм коркардшуда хусусияти бештар донадорро нишон медиҳанд, ки донаҳои андозаи микронро нишон медиҳанд, дар ҳоле ки ҳалқаҳои ҳамвор, ки дар намунаҳои ғелондаи сард мушоҳида мешаванд (Расми 3) дар кори қаблӣ 6 назарраси гандумро ба наномикёс нишон медиҳанд, ки бояд ба пассиватсияи филм мусоидат кунанд.ташаккул ва баланд бардоштани муқовимат ба зангзании.Зичии баланди дислокатсия одатан бо муқовимати паст ба чуқурӣ алоқаманд аст, ки бо ченакҳои электрохимиявӣ мувофиқат мекунад.
Тағйирот дар ҳолати химиявии микродоменҳои элементҳои элементарӣ бо истифода аз X-PEEM мунтазам омӯхта шуданд.Сарфи назар аз фаровонии элементҳои хӯлакунанда, дар ин ҷо Cr, Fe, Ni ва Ce39 интихоб карда шуданд, зеро Cr унсури калидӣ барои ташаккули филми пассиватсия, Fe унсури асосии пӯлод аст ва Ni пассиватсияро тақвият медиҳад ва сохтори марҳилаи феррит-устенитӣ ва ҳадафи тағир додани Серо мувозинат мекунад.Бо танзими энергияи радиатсияи синхротронӣ, RAS аз сатҳ бо хусусиятҳои асосии Cr (дами L2.3), Fe (канори L2.3), Ni (канори L2.3) ва Ce (канори M4.5) пӯшонида шуд.ташаккули гарм ва якпаҳлӯ хунук Ce-2507 SDSS.Таҳлили мувофиқи маълумот тавассути ворид кардани калибрченкунии энергия бо маълумоти нашршуда анҷом дода шуд (масалан, XAS 40, 41 дар Fe L2, 3 кунҷ).
Дар расм.Дар расми 2 тасвирҳои X-PEEM-и гарм коркардашуда (расми 2а) ва хунук печонидашуда (расми 2d) Ce-2507 SDSS ва кунҷҳои мувофиқи XAS Cr ва Fe L2,3 дар ҷойҳои алоҳида қайдшуда нишон дода шудаанд.Канори L2,3-и XAS ҳолати 3d-и ишғолнашударо пас аз аксбардории электрон дар сатҳҳои тақсимшавии спи-орбита 2p3/2 (канори L3) ва 2p1/2 (канори L2) месанҷад.Маълумот дар бораи ҳолати валентии Cr аз XAS дар канори L2,3 дар расми 2б, д гирифта шудааст.Муқоиса бо судяҳо.42,43 нишон дод, ки дар наздикии канори L3 чор қулла мушоҳида шудааст, ки бо номи A (578,3 эВ), В (579,5 эВ), С (580,4 эВ) ва D (582,2 эВ), инъикоскунандаи октаэдри Cr3+, ки ба иони Cr2O3 мувофиқ аст.Спектрҳои таҷрибавӣ бо ҳисобҳои назариявӣ, ки дар панелҳои b ва e нишон дода шудаанд, мувофиқат мекунанд, ки аз ҳисобҳои сершумори майдони кристалл дар интерфейси Cr L2.3 бо истифода аз майдони кристаллии 2,0 eV44 гирифта шудаанд.Ҳарду сатҳи SDSS-и гарм коркардшуда ва хунуккардашуда бо қабати нисбатан якхелаи Cr2O3 пӯшонида шудаанд.
тасвири гармии X-PEEM аз SDSS гармии деформатсияшуда мувофиқ ба канори б Cr L2.3 ва канори c Fe L2.3, г X-PEEM тасвири гармии SDSS ғелондашуда ба e Cr L2.3 канори ва f Fe L2 .3 канори канори ( f).Спектрҳои XAS дар мавқеъҳои гуногуни фазоӣ, ки дар тасвирҳои гармидиҳӣ (a, d) нишон дода шудаанд, кашида мешаванд, хатҳои нуқтадори норанҷӣ дар (b) ва (e) спектрҳои симулятсияи XAS-и Cr3+-ро бо арзиши майдони булӯрии 2,0 эВ намояндагӣ мекунанд.Барои тасвирҳои X-PEEM, палитраи гармиро барои беҳтар кардани хондани тасвир истифода баред, ки дар он рангҳо аз кабуд то сурх ба шиддати азхудкунии рентген (аз паст то баланд) мутаносиб мебошанд.
Новобаста аз муҳити кимиёвии ин элементҳои металлӣ, ҳолати химиявии иловаҳои элементҳои хӯлаи Ni ва Ce барои ҳарду намуна бетағйир монд.Расми иловагӣ.Дар расмҳои 5-9 тасвирҳои X-PEEM ва спектрҳои мувофиқи XAS барои Ni ва Ce дар мавқеъҳои мухталифи рӯи намунаҳои гарм коркардшуда ва хунуккардашуда нишон дода шудаанд.Ni XAS ҳолати оксидшавии Ni2+-ро дар тамоми сатҳи ченшудаи намунаҳои гарм ва хунук ғелондашуда нишон медиҳад (Муҳокимаи иловагӣ).Бояд гуфт, ки дар мавриди намунаҳои гарм коркардшуда сигнали XAS-и Ce мушоҳида нашудааст, дар мавриди намунаҳои хунуккардашуда бошад, спектри Ce3+ мушоҳида мешавад.Мушоҳидаи нуқтаҳои Ce дар намунаҳои хунуккардашуда нишон дод, ки Ce асосан дар шакли боришот пайдо мешавад.
Дар SDSS аз ҷиҳати термикӣ деформатсияшуда, тағироти сохтории маҳаллӣ дар XAS дар канори Fe L2,3 мушоҳида нашудааст (расми 2c).Бо вуҷуди ин, матритсаи Fe микроминтақавӣ ҳолати кимиёвии худро дар ҳафт нуқтаи тасодуфии SDSS прокати хунук, тавре ки дар расми 2f нишон дода шудааст, тағир медиҳад.Илова бар ин, барои ба даст овардани тасаввуроти дақиқ дар бораи тағирот дар ҳолати Fe дар ҷойҳои интихобшуда дар расми 2f, таҳқиқоти сатҳи маҳаллӣ гузаронида шуданд (расми 3 ва расми 10), ки дар онҳо минтақаҳои хурдтари даврашакл интихоб карда шуданд.Спектрҳои XAS канори Fe L2,3 системаҳои α-Fe2O3 ва оксидҳои октаэдрии Fe2+ бо истифода аз майдонҳои кристалии 1,0 (Fe2+) ва 1,0 (Fe3+)44 бо ҳисобҳои сершумори майдони кристалл модел карда шуданд. Мо қайд мекунем, ки α-Fe2O3 ва γ-Fe2O3 дорои симметрияҳои гуногуни маҳаллӣ мебошанд45,46, Fe3O4 ҳам маҷмӯи Fe2+ ва Fe3+,47 ва FeO45 ҳамчун оксиди расман дувалентии Fe2+ (3d6) дорад. Мо қайд мекунем, ки α-Fe2O3 ва γ-Fe2O3 симметрияҳои гуногуни маҳаллӣ доранд45,46, Fe3O4 ҳам комбинатсияи Fe2+ ва Fe3+,47 ва FeO45 ҳамчун оксиди расман дувалентии Fe2+ (3d6) дорад.Дар хотир доред, ки α-Fe2O3 ва γ-Fe2O3 симметрияҳои гуногуни маҳаллӣ доранд45,46, Fe3O4 ҳам Fe2+ ва Fe3+,47 ва FeO45-ро дар шакли оксиди дувалентии Fe2+ (3d6) муттаҳид мекунад.Дар хотир доред, ки α-Fe2O3 ва γ-Fe2O3 симметрияҳои гуногуни маҳаллӣ доранд45,46, Fe3O4 омезиши Fe2+ ва Fe3+,47 дорад ва FeO45 ҳамчун оксиди расмии дувалентии Fe2+ (3d6) амал мекунад.Ҳама ионҳои Fe3+ дар α-Fe2O3 танҳо мавқеи Oh доранд, дар ҳоле ки γ-Fe2O3 одатан бо Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] масалан O4 шпинели бо ҷойҳои холӣ дар мавқеъҳо ифода карда мешаванд.Аз ин рӯ, ионҳои Fe3+ дар γ-Fe2O3 ҳам мавқеи Td ва ҳам Oh доранд.Тавре ки дар як мақолаи қаблӣ зикр гардид,45 гарчанде ки таносуби шиддатнокии ҳарду гуногун аст, таносуби шиддатнокии онҳо масалан/t2g ≈1 аст, дар ҳоле ки дар ин ҳолат таносуби шиддатнокии мушоҳидашуда масалан/t2g тақрибан 1 аст. Ин имкони мавҷудияти танҳо Fe3+-ро дар шароити кунунӣ рад мекунад.Бо назардошти ҳолати Fe3O4 бо ҳам Fe2+ ва ҳам Fe3+, хусусияти якум, ки маълум аст, ки канори L3 барои Fe заифтар (қавитар) дорад, шумораи камтари (калонтар) ҳолати t2g ишғолнашударо нишон медиҳад.Ин ба Fe2+ (Fe3+) дахл дорад, ки нишон медиҳад, ки хусусияти якуми афзоиш аз афзоиши таркиби Fe2+47 шаҳодат медиҳад.Ин натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки ҳамзистии Fe2+ ва γ-Fe2O3, α-Fe2O3 ва/ё Fe3O4 дар сатҳи хунук ғелондашудаи композитҳо бартарӣ дорад.
Тасвирҳои гармидиҳии васеъшудаи фотоэлектрони спектрҳои XAS (a, c) ва (b, d) убури канори Fe L2,3 дар мавқеъҳои гуногуни фазоӣ дар дохили минтақаҳои интихобшуда 2 ва E дар расм.2г.
Маълумоти таҷрибавии ба даст овардашуда (расми 4а ва расми 11) бо маълумот оид ба пайвастагиҳои холиси 40, 41, 48 ба нақша гирифта шуда, муқоиса карда мешавад. Се намуди гуногуни спектрҳои таҷрибавӣ мушоҳидашудаи Fe L-канори XAS (XAS- 1, XAS-2 ва XAS-3: Расми 4а).Аз ҷумла, спектри 2-a (бо номи XAS-1 ишора шудааст) дар расми 3b ва пас аз спектри 2-b (маркази XAS-2) дар тамоми минтақаи кашф мушоҳида карда шуд, дар ҳоле ки спектрҳои ба монанди E-3 дар расми 3d (тамғаи XAS-3) дар ҷойҳои мушаххас мушоҳида карда шуданд.Чун ќоида, барои муайян кардани њолатњои валентии мављуда дар намунаи тањќиќшаванда чор параметр истифода мешуд: (1) хусусиятњои спектрии L3 ва L2, (2) мавќеъњои энергетикии характеристикањои L3 ва L2, (3) фарќияти энергияи L3-L2., (4) таносуби шиддатнокии L2/L3.Тибқи мушоҳидаҳои визуалӣ (расми 4а), ҳар се ҷузъи Fe, яъне Fe0, Fe2+ ва Fe3+ дар сатҳи SDSS мавриди омӯзиш қарор доранд.Таносуби ҳисобшудаи шиддатнокии L2/L3 инчунин мавҷудияти ҳар се ҷузъро нишон дод.
Спектрҳои тақлидшудаи XAS-и Fe бо се маълумоти гуногуни таҷрибавии мушоҳидашуда (хатҳои сахти XAS-1, XAS-2 ва XAS-3 ба 2-a, 2-b ва E-3 дар расми 2 ва 3 мувофиқанд) Муқоиса, октаэдрҳои Fe2+, Fe3+ бо қиматҳои майдони кристаллӣ 1,0 eV ва AS1, ченакҳои XAS5, мувофиқан X 1,5 eV. AS-2, XAS-3) ва маълумоти мувофиқи оптимизатсияшудаи LCF (хати сиёҳи сахт), инчунин дар шакли спектрҳои XAS-3 бо стандартҳои Fe3O4 (ҳолати омехтаи Fe) ва Fe2O3 (софи Fe3+).
Барои муайян кардани миқдори оксиди оҳан як мувофиқати комбинатсияи хатӣ (LCF) аз се стандарти 40, 41, 48 истифода шудааст.LCF барои се спектри интихобшудаи Fe L-edge XAS амалӣ карда шуд, ки муқоисаи баландтаринро нишон медиҳад, яъне XAS-1, XAS-2 ва XAS-3, тавре ки дар расми 4b-d нишон дода шудааст.Барои арматураҳои LCF, 10% Fe0 дар ҳама ҳолатҳо ба назар гирифта шуд, ки мо дар ҳама маълумот як канори хурдро мушоҳида кардем ва инчунин аз сабаби он, ки оҳани металлӣ ҷузъи асосии пӯлод аст. Дарвоқеъ, умқи озмоиши X-PEEM барои Fe (~6 нм)49 аз ғафсии тахминии қабати оксидшавӣ (каме > 4 нм) калонтар буда, имкон медиҳад, ки сигнал аз матритсаи оҳан (Fe0) дар зери қабати пассиватсия муайян карда шавад. Дарвоқеъ, умқи озмоиши X-PEEM барои Fe (~6 нм)49 аз ғафсии тахминии қабати оксидшавӣ (каме > 4 нм) калонтар буда, имкон медиҳад, ки сигнал аз матритсаи оҳан (Fe0) дар зери қабати пассиватсия муайян карда шавад. Действительно, пробная глубина X-PEEM барои Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окисления (на > 4 нм), ки дар он имкон медиҳад, ки сигнали матритсаи матритӣ (Fe0) зери пассивируемӣ бошад. Дарвоқеъ, умқи зонд X-PEEM барои Fe (~6 нм)49 аз ғафсии тахминии қабати оксидшавӣ (каме >4 нм) бузургтар аст, ки имкон медиҳад сигналро аз матритсаи оҳан (Fe0) дар зери қабати пассиватсия муайян кунад.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化层下方的铁基体（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 厚度 略 测m！> 49 的 检测自 钝化层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 忡号 （fe0） 的。信号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толщина оксидного слоя (не > 4 нм), ки дар он сигнал аз матритса (Fe0) озод мешавад. Дарвоқеъ, умқи ошкор кардани Fe (~6 нм) 49 аз ҷониби X-PEEM аз ғафсии пешбинишудаи қабати оксид (каме > 4 нм) зиёдтар аст, ки имкон медиҳад сигналро аз матритсаи оҳан (Fe0) дар зери қабати пассиватсия муайян кунад. .Комбинатсияҳои гуногуни Fe2+ ва Fe3+ барои дарёфти роҳи беҳтарини имконпазир барои маълумоти таҷрибавии мушоҳидашуда иҷро карда шуданд.Дар расм.4b спектри XAS-1-ро барои омезиши Fe2+ ва Fe3+ нишон медиҳад, ки дар он таносуби Fe2+ ва Fe3+ тақрибан 45% шабеҳ буданд, ки ҳолати оксидшавии омехтаи Fe-ро нишон медиҳад.Дар ҳоле ки барои спектри XAS-2, фоизи Fe2+ ва Fe3+ мутаносибан ~30% ва 60% мешавад.Fe2+ ​​аз Fe3+ камтар аст.Таносуби Fe2+ ба Fe3, ки ба 1:2 баробар аст, маънои онро дорад, ки Fe3O4 метавонад дар як таносуби байни ионҳои Fe ҳосил шавад.Илова бар ин, барои спектри XAS-3, фоизи Fe2+ ва Fe3+ ~10% ва 80% мешавад, ки ин аз табдили бештари Fe2+ ба Fe3+ шаҳодат медиҳад.Тавре ки дар боло зикр гардид, Fe3+ метавонад аз α-Fe2O3, γ-Fe2O3 ё Fe3O4 пайдо шавад.Барои фаҳмидани манбаи эҳтимолии Fe3+, спектри XAS-3 бо стандартҳои гуногуни Fe3+ дар расми 4e тарҳрезӣ шудааст, ки шабоҳати ҳарду стандартро ҳангоми баррасии қуллаи B нишон медиҳад.Аммо шиддатнокии қуллаҳои китф (А: аз Fe2+) ва таносуби шиддатнокии B/A нишон медиҳанд, ки спектри XAS-3 наздик аст, аммо бо спектри γ-Fe2O3 мувофиқат намекунад.Дар муқоиса бо массаи γ-Fe2O3, қуллаи Fe 2p XAS-и A SDSS дорои шиддати каме баландтар аст (расми 4e), ки шиддатнокии баландтари Fe2+ нишон медиҳад.Гарчанде ки спектри XAS-3 ба спектри γ-Fe2O3 монанд аст, ки дар он Fe3+ дар мавқеъҳои Oh ва Td мавҷуд аст, муайян кардани ҳолатҳои гуногуни валентӣ ва ҳамоҳангсозӣ танҳо дар канори L2,3 ё таносуби шиддатнокии L2/L3 мушкил боқӣ мемонад.аз сабаби мураккабии омилҳои гуногун, ки ба спектри ниҳоӣ таъсир мерасонанд, мавзӯи баҳси давомдор мебошад41.
Илова ба фарқиятҳои спектралӣ дар ҳолати кимиёвии минтақаҳои мавриди таваҷҷӯҳи дар боло тавсифшуда, гетерогении глобалии кимиёвии унсурҳои калидӣ Cr ва Fe инчунин тавассути тасниф кардани ҳамаи спектрҳои XAS, ки дар сатҳи намуна бо истифода аз усули кластерсозии K-баҳо гирифта шудаанд, арзёбӣ карда шуд..Профилҳои канори Cr L барои ташкили ду кластери оптималии ба таври фазоӣ тақсимшуда дар намунаҳои гарм ва хунук ғелондашуда, ки дар расм нишон дода шудаанд, гузошта шудаанд.5. Маълум аст, ки ягон таѓйироти сохтории мањаллї ба њам монанд ќабул карда намешавад, зеро ду марказии спектри XAS Cr муќоисашавандаанд.Ин шаклҳои спектралии ду кластер тақрибан ба онҳое, ки ба Cr2O342 мувофиқанд, якхелаанд, ки ин маънои онро дорад, ки қабатҳои Cr2O3 дар SDSS нисбатан баробар ҷойгир шудаанд.
Cr L K-маънои кластерҳои минтақаҳои канорӣ ва b центроидҳои мувофиқи XAS мебошад.Натиҷаҳои K-means X-PEEM муқоисаи SDSS-и сард: c Cr L2.3 минтақаи канори кластерҳои K-воситаҳо ва d centroids мувофиқи XAS.
Барои нишон додани харитаҳои мураккабтари канори FeL, мутаносибан чор ва панҷ кластерҳои оптимизатсияшуда ва центроидҳои алоқаманди онҳо (профилҳои спектралӣ) барои намунаҳои гарм коркардашуда ва хунук ғелондашуда истифода шуданд.Аз ин рӯ, фоизи (%)-и Fe2+ ва Fe3+-ро тавассути гузоштани LCF, ки дар расми 4 нишон дода шудааст, ба даст овардан мумкин аст.Потенсиали псевдоэлектроди Epseudo ҳамчун функсияи Fe0 барои ошкор кардани номутаносибии микрохимиявии филми оксиди рӯизаминӣ истифода шуд.Эпсевдо тақрибан аз рӯи қоидаи омехта ҳисоб карда мешавад,
ки \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) баробар \(\rm{Fe} + 2e^ – \ ба \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), мутаносибан 0,440 ва 0,036 В.Минтақаҳои дорои потенсиали пасттар дорои таркиби Fe3+ зиёдтаранд.Тақсимоти потенсиалӣ дар намунаҳои аз ҷиҳати термикӣ деформатсияшуда дорои хусусияти қабатӣ бо тағирёбии максималии тақрибан 0,119 В мебошад (расми 6а, б).Ин таксимоти потенсиалй бо топографияи сатхи зич алокаманд аст (расми 6а).Дигар тағироти вобаста ба мавқеъ дар дохили ламинарии зеризаминӣ мушоҳида нашудааст (расми 6б).Баръакс, барои пайваст кардани оксидҳои ба ҳам монанд бо таркиби гуногуни Fe2+ ва Fe3+ дар SDSS-и хунуккардашуда табиати якрангии псевдопотенсиалро мушоҳида кардан мумкин аст (расми 6в, г).Оксидҳои Fe3+ ва/ё (окси) гидроксидҳо ҷузъҳои асосии занг дар пӯлод буда, ба оксиген ва об гузарандаанд50.Дар ин ҳолат, ҷазираҳое, ки аз Fe3+ бой мебошанд, дар маҳалҳо тақсимшуда ҳисобида мешаванд ва метавонанд ҳамчун минтақаҳои зангзада ҳисобида шаванд.Дар айни замон, градиент дар майдони потенсиал, на арзиши мутлақи потенсиал, метавонад ҳамчун нишондиҳанда барои маҳалли ҷойгиршавии ҷойҳои зангзании фаъол истифода шавад.Ин тақсимоти нобаробари Fe2+ ва Fe3+ дар рӯи SDSS ғелони сард метавонад химияи маҳаллиро тағир диҳад ва майдони фаъолтари сатҳи амалиро дар шикастани филми оксид ва реаксияҳои зангзанӣ таъмин кунад ва ба ин васила ба зангзании пайвастаи матритсаи металлии зеризаминӣ имкон медиҳад, ки ба зангзании дохилӣ оварда мерасонад.гетерогении хосиятҳо ва паст шудани хосиятҳои муҳофизатии қабати пассиватсионӣ.
K-маънои кластерҳо ва центроидҳои мувофиқи XAS дар минтақаи канори Fe L2.3 аз деформатсияи гармшудаи X-PEEM ac ва df аз SDSS-и хунуккардашуда.a, d K-маънои қитъаҳои кластерӣ дар тасвирҳои X-PEEM.Потенсиали ҳисобшудаи псевдоэлектрод (Epseudo) дар якҷоягӣ бо нақшаи кластери K-means зикр шудааст.Равшании тасвири X-PEEM, ба монанди ранг дар расми 2 ба шиддати азхудкунии рентген мутаносиб аст.
Нисбатан яксон Cr, вале ҳолати гуногуни кимиёвии Fe боиси вайрон шудани филми оксиди гуногун ва шакли зангзанӣ дар Ce-2507-и гарм ва хунук печонидашуда мегардад.Ин хосияти прокати хунуки Ce-2507 хуб омӯхта шудааст.Дар робита ба ташаккули оксидҳо ва гидроксидҳои Fe дар ҳавои муҳити зист дар ин кори қариб бетараф, реаксияҳо чунинанд:
Реаксияҳои дар боло зикршуда дар сенарияҳои зерин дар асоси таҳлили X-PEEM рух медиҳанд.Китфи хурде, ки ба Fe0 мувофиқ аст, бо оҳани металлии зеризаминӣ алоқаманд аст.Реаксияи Fe металлӣ бо муҳити атроф боиси ташаккули қабати Fe(OH)2 мегардад (муодилаи (5)), ки сигнали Fe2+-ро дар Fe L-канори XAS тақвият медиҳад.Таъсири дарозмуддат ба ҳаво метавонад боиси пайдоиши оксидҳои Fe3O4 ва/ё Fe2O3 пас аз Fe(OH)252,53 гардад.Ду шакли устувори Fe, Fe3O4 ва Fe2O3 инчунин метавонанд дар қабати муҳофизатии бойи Cr3+ ташаккул диҳанд, ки Fe3O4 сохтори яксон ва часпандаро афзалтар медонад.Мавҷудияти ҳарду ба ҳолати омехтаи оксидшавӣ оварда мерасонад (спектри XAS-1).Спектри XAS-2 асосан ба Fe3O4 мувофиқат мекунад.Дар ҳоле ки мушоҳидаи спектрҳои XAS-3 дар якчанд ҷойҳо табдили пурра ба γ-Fe2O3-ро нишон дод.Азбаски чуқурии воридшавии рентгенҳои кушодашуда тақрибан 50 нм аст, сигнал аз қабати поёнӣ боиси шиддатнокии баланди қуллаи А мегардад.
Спектри XPA нишон медиҳад, ки ҷузъҳои Fe дар филми оксиди дорои сохтори қабати бо қабати оксиди Cr омехташуда.Дар муқоиса бо аломатҳои пассиватсия аз сабаби якхела набудани маҳаллии Cr2O3 ҳангоми зангзанӣ, сарфи назар аз қабати якхелаи Cr2O3 дар ин кор, дар ин ҳолат муқовимати пасти зангзанӣ мушоҳида мешавад, махсусан барои намунаҳои хунуккардашуда.Рафтори мушоҳидашударо метавон ҳамчун гетерогении ҳолати оксидшавии кимиёвӣ дар қабати болоӣ (Fe), ки ба кори зангзанӣ таъсир мерасонад, фаҳмидан мумкин аст.Аз сабаби якхела будани стехиометрияи қабати боло (оксиди оҳан) ва қабати поёнӣ (оксиди хром)52,53 таъсири беҳтари мутақобила (часпидан) байни онҳо боиси суст интиқоли металл ё ионҳои оксиген дар торча мегардад, ки дар навбати худ боиси афзоиши муқовимат ба зангзанӣ мегардад.Аз ин рӯ, нисбат ба тағйироти ногаҳонии стехиометрӣ таносуби доимии стехиометрӣ, яъне як ҳолати оксидшавии Fe афзалтар аст.SDSS-и аз гармӣ деформатсияшуда дорои сатҳи якхела, қабати зичтари муҳофизатӣ ва муқовимати беҳтар ба зангзанӣ мебошад.Дар ҳоле ки барои SDSS-и хунуккардашуда, мавҷудияти ҷазираҳои бойи Fe3+ дар зери қабати муҳофизатӣ тамомияти сатҳро вайрон мекунад ва боиси зангзании галванӣ бо субстрати наздик мегардад, ки боиси якбора паст шудани Rp мегардад (Ҷадвали 1).Спектри EIS ва муқовимат ба зангзании он коҳиш ёфтааст.Мумкин аст, ки тақсимоти маҳаллии ҷазираҳои бойи Fe3+ аз сабаби деформатсияи пластикӣ асосан ба муқовимат ба зангзанӣ таъсир мерасонад, ки дар ин кор пешрафт аст.Ҳамин тариқ, ин тадқиқот тасвирҳои спектроскопии микроскопии коҳиши муқовимат ба зангзании намунаҳои SDSS-ро, ки бо усули деформатсияи пластикӣ омӯхта шудаанд, пешниҳод мекунад.
Илова бар ин, гарчанде ки хӯла кардан бо унсурҳои нодири замин дар пӯлодҳои дуфазаӣ кори беҳтар нишон медиҳад, аммо ҳамкории ин унсури изофӣ бо матритсаи пӯлоди инфиродӣ дар робита ба рафтори зангзанӣ аз рӯи маълумоти микроскопии спектроскопӣ номаълум боқӣ мемонад.Пайдоиши сигналҳои Ce (тавассути XAS M-канҷҳо) танҳо дар чанд ҷой ҳангоми ғалтаки сард пайдо мешавад, аммо ҳангоми деформатсияи гарми SDSS нопадид мешавад, ки боришоти маҳаллии Ce дар матритсаи пӯлодро нишон медиҳад, на хӯлаи якхела.Гарчанде ки хосиятҳои механикии SDSS6,7 ба таври назаррас беҳтар нашуда бошад ҳам, мавҷудияти унсурҳои нодири замин андозаи дохилшавиро коҳиш медиҳад ва гумон меравад, ки чоҳро дар минтақаи аввал бозмедорад54.
Хулоса, ин кор таъсири гетерогении сатҳро ба зангзании 2507 SDSS, ки бо церий тағир дода шудааст, тавассути муайян кардани миқдори кимиёвии ҷузъҳои наномикёс ошкор мекунад.Мо ба саволе ҷавоб медиҳем, ки чаро аз пӯлоди зангногир ҳатто дар зери қабати оксиди муҳофизатӣ занг мезанад, тавассути миқдори микроструктураи он, химияи рӯизаминӣ ва коркарди сигнал бо истифода аз кластеркунии K-василаҳо.Мукаррар карда шудааст, ки чазирахои аз Fe3+ бой, аз чумла координацияи октаэдралй ва тетраэдрии онхо дар баробари тамоми хусусияти омехтаи Fe2+/Fe3+ манбаи зарар ва зангзании плёнкаи оксиди сарди SDSS мебошанд.Наноҷазираҳое, ки аз ҷониби Fe3+ бартарӣ доранд, ҳатто дар ҳузури қабати кофии стехиометрии Cr2O3 ба муқовимати пасти зангзанӣ оварда мерасонанд.Илова ба пешрафтҳои методологӣ дар муайян кардани таъсири гетерогении кимиёвии наномикёс ба зангзанӣ, интизор меравад, ки корҳои ҷорӣ равандҳои муҳандисиро барои беҳтар кардани муқовимат ба зангзании пӯлоди зангногир ҳангоми пӯлодсозӣ илҳом бахшанд.
Барои тайёр кардани зарфи Ce-2507 SDSS, ки дар ин тадқиқот истифода шудааст, таркиби омехта, аз ҷумла хӯлаи устои Fe-Ce, ки бо найи оҳани тоза мӯҳр карда шудааст, дар кӯраи индуксионии басомади миёна 150 кг гудохта шуд, то пӯлоди гудохта истеҳсол карда шавад ва ба қолаб рехта шавад.Таркибҳои кимиёвии ченшуда (вазни%) дар Ҷадвали иловагии 2 оварда шудаанд. Зарбаҳо аввал гарм ба блокҳо сохта мешаванд.Пас аз он дар 1050 ° C барои 60 дақиқа коркард карда шуд, то пӯлод дар ҳолати маҳлули сахт ба даст оварда шавад ва сипас дар об то ҳарорати хонагӣ хомӯш карда шуд.Намунаҳои омӯхташуда бо истифода аз TEM ва DOE барои омӯзиши марҳилаҳо, андозаи дона ва морфология ба таври муфассал омӯхта шуданд.Маълумоти муфассалро дар бораи намунаҳо ва раванди истеҳсолот дар дигар сарчашмаҳо дастрас кардан мумкин аст6,7.
Намунаҳои силиндрӣ (φ10 мм × 15 мм) барои фишурдани гарм тавре коркард карда шуданд, ки меҳвари силиндр ба самти деформатсияи блок параллел бошад.Фишурдани ҳарорати баланд дар ҳароратҳои гуногун дар ҳудуди 1000-1150°С бо истифода аз симулятори гармидиҳии Gleeble-3800 бо суръати доимии шиддат дар ҳудуди 0,01-10 с-1 гузаронида шуд.Пеш аз деформатсия, намунаҳо бо суръати 10 °C s-1 барои 2 дақиқа дар ҳарорати интихобшуда барои бартараф кардани градиенти ҳарорат гарм карда шуданд.Пас аз ба даст овардани якрангии ҳарорат, намуна ба арзиши воқеии шиддати 0,7 деформатсия карда шуд.Пас аз деформатсия, намунаҳо фавран бо об хомӯш карда шуданд, то сохтори деформатсияшуда нигоҳ дошта шавад.Намунаи сахтшуда пас аз он ба самти фишурда параллел бурида мешавад.Барои ин омӯзиши мушаххас, мо намунаеро бо ҳолати шиддати гарми 1050°C, 10 с-1 интихоб кардем, зеро микросахтии мушоҳидашуда нисбат ба дигар намунаҳо баландтар буд7.
Намунаҳои азими (80 × 10 × 17 мм3) маҳлули сахти Ce-2507 дар осиёби сефазавии асинхронии LG-300 бо беҳтарин хосиятҳои механикӣ дар байни ҳамаи сатҳҳои дигари деформатсия истифода шуданд6.Сатҳи шиддат ва коҳиши ғафсӣ барои ҳар як роҳ мутаносибан 0,2 м·с-1 ва 5% мебошад.
Як истгоҳи электрохимиявии Autolab PGSTAT128N барои ченкунии электрохимиявии SDSS пас аз ғалтаки хунук то 90% кам кардани ғафсӣ (1,0 муодили шиддати ҳақиқӣ) ва пас аз фишори гарм дар 1050°C барои 10 с-1 то шиддати ҳақиқии 0,7 истифода шуд.Истгоҳи корӣ як ҳуҷайраи се электрод дорад, ки электроди каломели тофта ҳамчун электроди истинод, электроди муқобили графит ва намунаи SDSS ҳамчун электроди корӣ дорад.Намунахоро ба цилиндрхои диаметрашон 11,3 миллиметр бурида, ба пахлуи онхо симхои мисй кафшер карда мешуданд.Пас аз он, намунаҳо бо эпоксид мустаҳкам карда шуданд ва майдони кушоди кории 1 см2 ҳамчун электроди корӣ (тарафи поёни намунаи силиндрӣ) боқӣ монд.Ҳангоми муолиҷаи эпоксид ва регрезӣ ва сайқал додани минбаъда эҳтиёт шавед, то кафиданро пешгирӣ кунед.Сатҳи корӣ бо суспензияи сайқалдиҳандаи алмос бо андозаи зарраҳои 1 мкм хок ва сайқал дода шуда, бо оби тозашуда ва этанол шуста ва дар ҳавои хунук хушк карда шуд.Пеш аз ченкунии электрохимиявӣ, намунаҳои сайқалёфта дар давоми якчанд рӯз дар ҳаво нигоҳ дошта мешуданд, то пардаи оксиди табииро ба вуҷуд оранд.Маҳлули обии FeCl3 (6,0 ват%), ки мувофиқи тавсияҳои ASTM то pH = 1,0 ± 0,01 бо HCl устувор карда шудааст, барои суръат бахшидан ба зангзании пӯлоди зангногир истифода мешавад55, зеро он дар ҳузури ионҳои хлориди дорои қобилияти оксидкунии қавӣ ва стандартҳои GH G238 паст аст.Пеш аз анҷом додани ягон андозагирӣ, намунаро дар маҳлули озмоишӣ дар тӯли 1 соат ғӯтонед, то ба ҳолати устувор наздик шавад.Барои намунаҳои маҳлули сахт, гарм шаклдор ва хунук печонидашуда ченкунии импеданс дар потенсиалҳои занҷири кушод (OPC) мутаносибан 0,39, 0,33 ва 0,25 В, дар диапазони басомади аз 1 105 то 0,1 Гц бо амплитудаи 5 мВ гузаронида шуд.Ҳама озмоишҳои кимиёвӣ дар як шароит ҳадди аққал 3 маротиба такрор карда шуданд, то такрори маълумотро таъмин кунанд.
Барои андозагирии HE-SXRD, блокҳои пӯлоди росткунҷаи дуплексии андозаашон 1 × 1 × 1,5 мм3 барои муайян кардани таркиби фазаи чӯби як wiggler баланд-энергетикии Brockhouse дар CLS, Канада чен карда шуданд56.Ҷамъоварии маълумот дар геометрияи Debye-Scherrer ё геометрияи интиқол дар ҳарорати хонагӣ гузаронида шуд.Дарозии мавҷи рентгенӣ, ки бо калибратори LaB6 калибр карда шудааст, 0,212561 Å аст, ки ба 58 кВ мувофиқат мекунад, ки нисбат ба мавҷи рентгении Cu Ka (8 кеВ), ки маъмулан ҳамчун манбаи рентгении лабораторӣ истифода мешавад, хеле баландтар аст.Намуна дар масофаи 740 мм аз детектор ҷойгир шудааст.Ҳаҷми ошкоркунии ҳар як намуна 0,2 × 0,3 × 1,5 мм3 аст, ки аз рӯи андозаи чӯб ва ғафсии намуна муайян карда мешавад.Ҳама маълумотҳо бо истифода аз детектори минтақавии Перкин Элмер, детектори рентгении панели ҳамвор, пикселҳои 200 мкм, 40 × 40 см2 бо истифода аз вақти экспозитсияи 0,3 сония ва 120 кадр ҷамъоварӣ карда шуданд.
Андозагирии X-PEEM ду системаи модели интихобшуда дар истгоҳи охири Beamline MAXPEEM PEEM дар лабораторияи MAX IV (Лунд, Шветсия) гузаронида шуд.Намунаҳо ҳамон тавре ки барои ченкунии электрохимиявӣ тайёр карда мешуданд.Намунаҳои омодашуда дар давоми якчанд рӯз дар ҳаво нигоҳ дошта шуданд ва дар камераи вакууми хеле баланд пеш аз шуоъ кардан бо фотонҳои синхротронӣ дегаз карда шуданд.Ҳалли энергияи хатти нур тавассути чен кардани спектри ҳосили ионҳо дар минтақаи ҳаяҷон аз N 1 с то 1\(\pi _g^ \ast\) дар наздикии hv = 401 эВ дар N2 бо вобастагии энергияи фотон аз E3/2 , 57 ба даст оварда шуд. доираи энергия. Аз ин рӯ, ҳалли энергияи хатти нур E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 ва флюс ≈1012 ph/s бо истифода аз монохроматори тағирёфтаи SX-700 бо панҷараи Si 1200-хати мм-1 барои канори Fe 2p L2, edge, L2, edge, L2, L2, Ce M4,5 канори. Аз ин рӯ, ҳалли энергияи рахи нур E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 ва флюс ≈1012 ph/s бо истифода аз монохромататори тағирёфтаи SX-700 бо торчаи Si 1200-хати мм-1 барои канори Fe 2p L2, канори L2, E2, L2, 3p2, E2, L2,3p2,2p2. Ce M4.5 канори. Таким образом, энергетикии разрешение канала пучка бо оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 и поток ≈1012 ф/с барои истифодабарии модифицированного монохроматора SX-700 L Fetrihov смм20, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 и кромка Ce M4,5. Ҳамин тариқ, ҳалли энергетикии канали чӯб ҳамчун E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 ва флюс ≈1012 f/s бо истифода аз монохроматори тағирёфтаи SX-700 бо грати Si аз 1200 хат/мм барои Fe канори 2p L2 ва Ce E kenar 2p L2, L3r, 2, 2, 2, 3p баҳо дода шуд. 4.5.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，光束线能量分辨率估计为E/ΔE 1 光栅的改进的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、Ni 2p L2,3。C5,边缘,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 带2 希0 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 边缘、Cr 2p L2.3輘2p. Ce M4.5 мувофиқ аст.Ҳамин тариқ, ҳангоми истифодаи монохроматори тағирёфтаи SX-700 бо торчаи 1200-хати Si.3, Cr канори 2p L2.3, Ni канори 2p L2.3 ва Ce канори M4.5.Энергияи фотонҳоро бо қадамҳои 0,2 эВ скан кунед.Ҳангоми ҳар як энергия, тасвирҳои PEEM бо истифода аз детектори нахи пайвастшудаи TPIPS F-216 CMOS бо 2 x 2 бин сабт карда шуданд, ки ҳалли 1024 x 1024 пикселро дар майдони 20 мкм таъмин мекунад.Вақти экспозицияи тасвирҳо 0,2 с, ба ҳисоби миёна 16 кадр буд.Энергияи тасвири фотоэлектрон тавре интихоб карда мешавад, ки сигнали электронии дуюмдараҷаи максималиро таъмин кунад.Ҳама ченакҳо дар сатҳи муқаррарӣ бо истифода аз нури фотонҳои хаттии қутбӣ гузаронида шуданд.Маълумоти бештарро дар бораи андозагирӣ дар таҳқиқоти қаблӣ пайдо кардан мумкин аст.Пас аз омӯхтани ҳолати муайянкунии ҳосили умумии электронҳо (TEY) ва татбиқи он дар X-PEEM49, умқи озмоиши ин усул барои сигнали Cr тақрибан 4-5 нм ва барои Fe тақрибан 6 нм ҳисоб карда мешавад.Амиқии Cr ба ғафсии филми оксиди (~4 нм) 60,61 хеле наздик аст, дар ҳоле ки умқи Fe аз ғафсӣ калонтар аст.XRD, ки дар канори Fe L ҷамъоварӣ шудааст, омехтаи XRD оксидҳои оҳан ва Fe0 аз матритса мебошад.Дар ҳолати аввал, шиддатнокии электронҳои баровардашуда аз ҳама намудҳои имконпазири электронҳое, ки ба TEY мусоидат мекунанд, меоянд.Аммо, сигнали оҳани тоза энергияи кинетикии баландро талаб мекунад, то электронҳо аз қабати оксид ба сатҳи гузаранд ва аз ҷониби анализатор ҷамъ карда шаванд.Дар ин ҳолат, сигнали Fe0 асосан аз ҳисоби электронҳои LVV Auger, инчунин электронҳои дуюмдараҷаи онҳо ба вуҷуд меояд.Илова бар ин, шиддатнокии TEY, ки тавассути ин электронҳо саҳм гузоштаанд, дар давоми роҳи гурези электронҳо таназзул карда, аксуламали спектрии Fe0-ро дар харитаи оҳании XAS коҳиш медиҳад.
Интегратсияи истихроҷи додаҳо ба куби додаҳо (маълумоти X-PEEM) як қадами калидӣ дар истихроҷи иттилооти мувофиқ (хусусиятҳои кимиёвӣ ё физикӣ) дар равиши бисёрченака мебошад.Кластерсозии K-means дар якчанд соҳаҳо, аз ҷумла биниши мошин, коркарди тасвир, шинохти намунаи беназорат, зеҳни сунъӣ ва таҳлили таснифӣ васеъ истифода мешавад.Масалан, кластерсозии K-means дар кластер кардани маълумоти тасвири гиперспекталӣ хуб кор кардааст.Аслан, барои маълумоти бисёрфунксия, алгоритми K-means метавонад онҳоро ба осонӣ дар асоси маълумот дар бораи атрибутҳояшон (хосиятҳои энергетикии фотон) гурӯҳбандӣ кунад.К-маънои кластерсозӣ як алгоритми итеративӣ барои тақсими додаҳо ба K гурӯҳҳои (кластерҳо) такрорнашаванда мебошад, ки дар он ҳар як пиксел вобаста ба тақсимоти фазоии якхелаҳои кимиёвӣ дар таркиби микроструктураи пӯлод ба кластери муайян тааллуқ дорад.Алгоритми K-means ду марҳиларо дар бар мегирад: дар марҳилаи аввал K центроидҳо ҳисоб карда мешаванд ва дар марҳилаи дуюм ба ҳар як нуқта кластер бо центроидҳои ҳамсоя таъин карда мешавад.Маркази вазнинии кластер ҳамчун миёнаи арифметикии нуқтаҳои додаҳо (спектри XAS) барои ин кластер муайян карда мешавад.Барои муайян кардани центроидҳои ҳамсоя ҳамчун масофаи Евклидӣ масофаҳои гуногун мавҷуданд.Барои тасвири вурудии px,y (дар он ҷо x ва y ҳалли пикселҳо мебошанд), CK маркази вазнинии кластер мебошад;Пас ин тасвирро метавон бо истифода аз K-means63 ба кластерҳои K тақсим кард (кластер).Қадамҳои ниҳоии алгоритми кластерсозии K-means инҳоянд:
Қадами 2. Узвияти ҳамаи пикселҳоро мувофиқи centroid ҷорӣ ҳисоб кунед.Масалан, он аз масофаи Евклидӣ d байни марказ ва ҳар як пиксел ҳисоб карда мешавад:
Қадами 3 Ҳар як пикселро ба маркази наздиктарин таъин кунед.Сипас мавқеъҳои марказии K-ро ба таври зерин аз нав ҳисоб кунед:
Қадами 4. Равандро (муодилаҳои (7) ва (8)) то ба ҳам наздик шудани центроидҳо такрор кунед.Натиҷаҳои ниҳоии сифати кластер бо интихоби беҳтарини центроидҳои ибтидоӣ сахт алоқаманданд.Барои сохтори маълумоти PEEM аз тасвирҳои пӯлод, маъмулан X (x × y × λ) як мукааби массиви 3D мебошад, дар ҳоле ки меҳварҳои x ва y иттилооти фазоиро (ҳалли пиксел) ва меҳвари λ ба фотон мувофиқат мекунанд.тасвири спектрали энергетикӣ.Алгоритми K-means барои омӯхтани минтақаҳои мавриди таваҷҷӯҳи маълумоти X-PEEM тавассути ҷудо кардани пикселҳо (кластерҳо ё зерблокҳо) аз рӯи хусусиятҳои спектрии онҳо ва истихроҷи беҳтарин центроидҳо (профилҳои спектрии XAS) барои ҳар як таҳлил истифода мешавад.кластер).Он барои омӯзиши тақсимоти фазоӣ, тағирёбии спектри маҳаллӣ, рафтори оксидшавӣ ва ҳолати химиявӣ истифода мешавад.Масалан, алгоритми кластерсозии K-means барои минтақаҳои Fe L-edge ва Cr L-edge дар X-PEEM-и гарм ва хунук печонидашуда истифода шудааст.Миқдори гуногуни кластерҳои К (минтақаҳои микроструктурам) барои дарёфти кластерҳо ва центроидҳои оптималӣ санҷида шуданд.Вақте ки ин рақамҳо намоиш дода мешаванд, пикселҳо ба марказҳои кластери мувофиқ таъин карда мешаванд.Ҳар як тақсимоти ранг ба маркази кластер мувофиқат мекунад, ки ҷойгиршавии фазоии объектҳои химиявӣ ё физикиро нишон медиҳад.Центроидҳои истихроҷшуда комбинатсияи хаттии спектрҳои пок мебошанд.
Маълумоте, ки натиҷаҳои ин тадқиқотро дастгирӣ мекунанд, бо дархости оқилонаи муаллифи дахлдори WC дастрас мебошанд.
Sieurin, H. & Sandström, R. Toughness шикастани як кафшер дуплекс аз пӯлоди зангногир. Sieurin, H. & Sandström, R. Toughness шикастани як кафшер дуплекс аз пӯлоди зангногир. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Toughness шикаста аз пӯлоди зангногир дуплекс кафшер. 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。 Сиурин, Х. ва Сандстрём, Р. Sieurin, H. & Sandström, R. Toughness шикаста аз пӯлоди зангногир дуплекс кафшер.Британия.Қисми касрӣ.курку.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Муқовимат ба зангзании аз пӯлоди зангногир дуплекс дар кислотаҳои органикӣ интихобшуда ва кислотаи органикӣ / муҳитҳои хлориди. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Муқовимат ба зангзании аз пӯлоди зангногир дуплекс дар кислотаҳои органикӣ интихобшуда ва кислотаи органикӣ / муҳитҳои хлориди.Адамс, ФВ, Олубамби, ПА, Потгитер, Ҷ.ва Ван Der Merwe, J. Муқовимати зангзании пӯлоди зангногир дуплекс дар муҳитҳо бо баъзе кислотаҳои органикӣ ва кислотаҳои органикӣ / хлоридҳо. Адамс, Ф.В., Олубамби, ПА, Потгитер, JH & Ван Дер Мерве, Ҷ. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相 аз пӯлоди зангногир在选定的organic酸和organic酸/муҳити хлордор的耐而性性。Адамс, ФВ, Олубамби, ПА, Потгитер, Ҷ.ва Ван Der Merwe, J. Муқовимати зангзании аз пӯлоди зангногир дуплекс дар муҳитҳои интихобшудаи кислотаҳои органикӣ ва кислотаҳои органикӣ / хлоридҳо.консервант.Маводҳо Усулҳои 57, 107–117 (2010).
Баррера, С ва дигарон.Рафтори зангзании-оксидшавии хӯлаҳои дуплексии Fe-Al-Mn-C.Маводҳои 12, 2572 (2019).
Левков, Л., Шурыгин, Д., Дуб, В., Косырев, К. & Баликоев, А. Насли нави пӯлодҳои дуплекс барои истеҳсоли газ ва нафт. Левков, Л., Шурыгин, Д., Дуб, В., Косырев, К. & Баликоев, А. Насли нави пӯлодҳои дуплекс барои истеҳсоли газ ва нафт.Левков Л., Шурыгин Д., Дуб В., Косырев К., Баликоев А. Насли нави пулодхои дуплексии супер-дуплекс барои тачхизоти истехсоли нефту газ.Левков Л., Шурыгин Д., Дуб В., Косырев К., Баликоев А. Насли нави пулодхои дуплекс барои тачхизоти истехсоли газу нефть.Вебинар E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Тадқиқоти рафтори деформатсияи гарм аз пӯлоди зангногир дуплекс синфи 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Тадқиқоти рафтори деформатсияи гарм аз пӯлоди зангногир дуплекс синфи 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Омӯзиши рафтори деформатсияи гарм аз намуди 2507 дуплекс аз пӯлоди зангногир.Металл. Кингкланг, С. ва Утайсангсук, 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。Кингкланг, С. ва Утайсансук, V. Тадқиқоти рафтори деформатсияи гарми навъи 2507 дуплекс аз пӯлоди зангногир.Металл.алмаматер.транс.48, 95–108 (2017).
Чжоу, Т.Таъсири ғалтаки сарди идорашаванда ба микроструктура ва хосиятҳои механикии аз пӯлоди зангногир супер-дуплекси SAF 2507 бо церий тағирёфта.алмаматер.илм.Британия.A 766, 138352 (2019).
Чжоу, Т.Хусусиятҳои сохторӣ ва механикӣ, ки дар натиҷаи деформатсияи гармии аз пӯлоди зангногир супер-дуплекси SAF 2507 бо церий тағирёфта ба вуҷуд омадаанд.J. Алма матер.зарфи нигоҳдорӣ.технология.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Таъсири унсурҳои нодир замин оид ба рафтори oxidation ҳарорати баланди пӯлоди austenitic. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Таъсири унсурҳои нодир замин оид ба рафтори oxidation ҳарорати баланди пӯлоди austenitic.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. ва Zheng K. Таъсири унсурҳои нодири замин ба рафтори пӯлоди аустенитӣ дар зери оксидшавии ҳарорати баланд. Чжэн, З., Ван, С., Лонг, Ҷ., Ванг, Ҷ. ва Чжэн, К. 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. ва Zheng K. Таъсири унсурҳои нодири замин ба рафтори пӯлодҳои аустенитӣ дар оксидшавии ҳарорати баланд.корос.илм.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Таъсири Ce оид ба microstructure ва хосиятҳои 27Cr-3.8Mo-2Ni супер-ferritic пӯлоди зангногир. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Таъсири Ce оид ба microstructure ва хосиятҳои 27Cr-3.8Mo-2Ni супер-ferritic пӯлоди зангногир.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. ва Sun S. Таъсири Se ба microstructure ва хосиятҳои аз пӯлоди зангногир superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对27Cr-3.8Mo-2Ni 超铁素体不锈钢的显微组织和性能组织和性能的彂层 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Таъсири Ce оид ба microstructure ва хосиятҳои 27Cr-3.8Mo-2Ni супер-пӯлоди аз пӯлоди зангногир. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce дар микроструктурҳо ва суперферритной нержавеющей стали 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Таъсири Ce оид ба microstructure ва хосиятҳои аз пӯлоди зангногир superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni.Аломати оҳан.Стилмак 47, 67–76 (2020).