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L'acciaio inossidabile largamente utilizatu è e so versioni forgiate sò resistenti à a corrosione in cundizioni ambientali per via di a strata di passivazione custituita da l'ossidu di cromu.A corrosione è l'erosione di l'azzaru hè tradiziunale assuciata cù a distruzzioni di sti strati, ma raramenti à u nivellu microscòpicu, secondu l'urìgine di l'inhomogeneità di a superficia.In questu travagliu, l'eterogeneità chimica di a superficia nanoscala rilevata da a microscopia spettroscopica è l'analisi chemometrica domina inaspettatamente a descomposizione è a corrosione di l'acciaio inossidabile super duplex 2507 (SDSS) di ceriu laminatu à freddo durante u so cumpurtamentu di deformazione calda.altru latu.Ancu s'è a microscopia fotoelettronica di raghji X hà mostratu una copertura relativamente uniforme di a capa naturale di Cr2O3, u SDSS laminatu à friddu hà mostratu risultati di passivazione poveri per via di a distribuzione localizata di nanoisule ricche di Fe3 + nantu à a capa d'ossidu Fe / Cr.Sta cunniscenza à u livellu atomicu furnisce una cunniscenza prufonda di a corrosione di l'acciaio inossidabile è hè prevista per aiutà à cumbatte a corrosione di metalli simili d'alta lega.
Dapoi l'invenzione di l'acciaio inossidabile, a resistenza à a corrosione di l'alea di ferrochromium hè stata attribuita à u cromu, chì forma un forte ossidu / ossidrossidu chì mostra un cumpurtamentu passivatu in a maiò parte di l'ambienti.Paragunatu à l'acciai inossidabili convenzionali (austenitici è ferritici), l'acciai inossidabili super duplex (SDSS) cù una migliore resistenza à a corrosione anu proprietà meccaniche superiori1,2,3.A forza meccanica aumentata permette disinni più ligeri è più compacti.In cuntrastu, u SDSS ecunomicu hà una alta resistenza à a corrosione di pitting è crevice, risultatu in una vita di serviziu più longa è applicazioni più larghe in u cuntrollu di a contaminazione, i cuntenituri chimichi è l'industria offshore di petroliu è gasu4.Tuttavia, a ristretta gamma di temperature di trattamentu termale è a scarsa formabilità impediscenu a so larga applicazione pratica.Per quessa, SDSS hè statu mudificatu per migliurà e proprietà di sopra.Per esempiu, a modificazione di Ce è l'alti aghjunti di N 6, 7, 8 sò stati introduttu in 2507 SDSS (Ce-2507).Una cuncentrazione adattata di 0.08 wt.% di l'elementu di terra rara (Ce) hà un effettu benefizièvule nantu à e proprietà meccaniche di u DSS, perchè migliurà a raffinazione di u granu è a forza di u cunfini di granu.A resistenza à l'usura è à a corrosione, a forza di trazione è a forza di rendimentu, è a lavorabilità à caldu sò stati ancu migliurati9.Grandi quantità di nitrogenu ponu rimpiazzà u cuntenutu di nichel caru, facendu SDSS più prezzu10.
Ricertamenti, u SDSS hè statu deformatu plasticamente à diverse temperature (bassa temperatura, friddu è caldu) per ottene proprietà meccaniche eccellenti6,7,8.In ogni casu, l'eccellente resistenza à a corrosione di SDSS hè duvuta à a prisenza di una fina film d'ossidu nantu à a superficia, chì hè affettata da parechji fatturi, cum'è a prisenza di parechje fasi cù sfarente frontiere di granu, precipitati indesiderati è reazzioni diffirenti.a microstruttura internu inhomogeneous di vari fasi austenitic è ferritic hè deformatu 7 .Dunque, u studiu di e proprietà di u microdominiu di tali filmi à u livellu di a struttura elettronica hè d'impurtanza cruciale per capiscenu a corrosione SDSS è esige tecniche sperimentali cumplessi.Finu à avà, i metudi sensibili à a superficia cum'è a spettroscopia di l'elettroni Auger11 è a spettroscopia di fotoelettroni di raghji X12,13,14,15 è ancu di u sistema di fotoelettroni di fotoelettroni di raghji X duru distinguenu, ma spessu ùn riescenu à separà, i stati chimichi di u stessu elementu in punti differenti in u spaziu nant'à a nanoscala.Diversi studii recenti anu ligatu l'oxidazione lucale di u cromu à u cumpurtamentu di corrosione osservatu di 17 austenitic stainless steel, 18 martensitic stainless steel, è SDSS 19, 20. Tuttavia, sti studii anu principarmenti focu annantu à l'effettu di l'heterogeneità di Cr (per esempiu, Cr3 + state oxidation) nantu à a resistenza di corrosione.L'eterogeneità laterale in i stati d'ossidazione di l'elementi pò esse pruvucatu da diversi composti cù i stessi elementi custituenti, cum'è l'ossidi di ferru.Questi composti eredite una piccula dimensione termomeccanicamente trattata vicinu à l'altru, ma differ in a cumpusizioni è u statu d'ossidazione16,21.Per quessa, a revelazione di a distruzzione di i filmi d'ossidu è poi a pitting richiede una cunniscenza di l'inhomogeneità di a superficia à u livellu microscòpicu.Malgradu questi requisiti, e valutazioni quantitative cum'è l'eterogeneità di l'ossidazione laterale, in particulare di u ferru à a scala nano/atomica, sò sempre mancanti è a so significazione per a resistenza à a corrosione resta inesplorata.Finu à pocu tempu, u statu chimicu di diversi elementi, cum'è Fe è Ca, hè statu deskrittu quantitativamente nantu à campioni d'acciaio utilizendu microscopia fotoelettronica di raghji X (X-PEEM) in strutture di radiazione di sincrotrone nanoscala.Cumminatu cù tecniche di spettroscopia di assorbimentu di raghji X (XAS), X-PEEM permette a misurazione di XAS cù una alta risoluzione spaziale è spettrale, chì furnisce infurmazioni chimichi nantu à a cumpusizioni elementari è u so statu chimicu cù una risoluzione spaziale finu à a scala nanometrica 23 .Questa osservazione spettroscòpica di u situ di l'iniziu sottu un microscopiu facilita l'esperimenti chimichi lucali è pò dimustrà spazialmente cambiamenti chimichi inesplorati in a strata Fe.
Stu studiu estende i vantaghji di PEEM in a rilevazione di differenze chimiche à a nanoscala è presenta un metudu di analisi di superficia à livellu atomicu per capisce u cumpurtamentu di corrosione di Ce-2507.Aduprate K-means cluster data chemometric24 per cartografia a cumpusizioni chimica globale (eterogeneità) di l'elementi implicati, cù i so stati chimichi presentati in una rapprisintazioni statistiche.A cuntrariu di a corrosione cunvinziunali causata da a rottura di film d'ossidu di cromu, l'attuale passivazione povera è a poca resistenza à a corrosione sò attribuiti à nanoisule ricche di Fe3 + localizate vicinu à a capa d'ossidu Fe / Cr, chì pò esse un attaccu da l'ossidu protettivu.Forma una film in u locu è provoca corrosione.
U cumpurtamentu corrosivu di u SDSS 2507 deformatu hè statu prima evaluatu cù misure elettrochimiche.Nantu à fig.A Figura 1 mostra e curve di Nyquist è Bode per i campioni selezziunati in suluzioni acquose acide (pH = 1) di FeCl3 à a temperatura di l'ambienti.L'elettrolitu selezziunatu agisce cum'è un forte agente oxidizante, chì caratterizeghja a tendenza di a film di passivazione à scumpressà.Ancu se u materiale ùn hè micca sottumessu à una pitting stabile di a temperatura di l'ambienti, queste analisi furnianu una visione di eventuali fallimenti è prucessi post-corrosione.U circuitu equivalenti (Fig. 1d) hè stata utilizata per adattà a spettroscopia d'impedenza elettrochimica (EIS), è i risultati di l'adattamentu currispundenti sò mostrati in a Tabella 1. Incomplete half circles apparsu quandu a prova di a suluzione trattata è i campioni di u travagliu caldu, mentre chì i currispundenti cumpressi mezzu circles eranu friddi (Fig. 1b).In u spettru EIS, u raghju di semicircle pò esse cunsideratu cum'è a resistenza di polarizazione (Rp) 25,26.U Rp di a suluzione trattata SDSS in a Tabella 1 hè di circa 135 kΩ cm-2, ma per SDSS lavoratu à caldu è laminatu à friddu pudemu vede valori assai più bassi di 34,7 è 2,1 kΩ cm-2 rispettivamente.Questa diminuzione significativa di Rp indica un effettu preghjudiziu di a deformazione plastica nantu à a passivazione è a resistenza à a corrosione, cum'è mostra in i rapporti precedenti 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Impedenza di Bode è diagrammi di fasi, è un mudellu di circuitu equivalenti per d, induve RS hè a resistenza di l'elettroliti, Rp hè a resistenza di polarizazione, è QCPE hè l'ossidu di l'elementu di fase constante utilizatu per mudificà a capacità non ideale (n).E misurazioni EIS sò state eseguite à u potenziale senza carica.
I custanti di u primu ordine sò mostrati in u diagramma di Bode è u pianu d'alta frequenza rapprisenta a resistenza elettrolitica RS26.Quandu a frequenza diminuisce, l'impedenza aumenta è si trova un angolo di fase negativa, chì indica a dominanza di capacità.L'angolo di fasa aumenta, mantenendu u so valore massimu in una freccia di freccia relativamente larga, è poi diminuite (Fig. 1c).In ogni casu, in tutti i trè casi, stu valore massimu hè sempre menu di 90 °, chì indica un cumpurtamentu capacitivu micca ideale per via di a dispersione capacitiva.Cusì, l'elementu di fase custante QCPE (CPE) hè utilizatu per rapprisintà a distribuzione di capacità interfacial derivata da a rugosità di a superficia o l'inhomogeneità, soprattuttu in termini di scala atomica, geometria frattale, porosità di l'elettrodu, potenziale non uniforme è distribuzione di corrente dipendente di a superficia.Geometria di l'elettrodu31,32.Impedenza CPE:
induve j hè u numeru imaginariu è ω hè a frequenza angulare.QCPE hè una constante di frequenza indipendente proporzionale à l'area aperta attiva di l'elettrolitu.n hè un numeru di putenza senza dimensioni chì descrive a deviazione da u cumpurtamentu capacitivu ideale di un capacitor, vale à dì u più vicinu n hè à 1, u più vicinu CPE hè a capacità pura, è se n hè vicinu à cero, hè resistenza.Una piccula deviazione di n, vicinu à 1, indica u cumpurtamentu capacitivu micca ideale di a superficia dopu a prova di polarizazione.U QCPE di u friddu SDSS hè assai più altu di i prudutti simili, chì significa chì a qualità di a superficia hè menu uniforme.
In cunfurmità cù a maiò parte di e proprietà di resistenza à a corrosione di l'acciai inossidabili, u cuntenutu di Cr relativamente altu di SDSS generalmente si traduce in una resistenza di corrosione superiore di SDSS per via di a presenza di un film d'ossidu protettivu passiu nantu à a superficia17.Stu film passivating hè di solitu riccu in Cr3+ ossidi è/o idrossidi, integrante principalmente Fe2+, Fe3+ oxides è/o (ossi)idrossidi 33 .Malgradu a listessa uniformità di a superficia, a strata d'ossidu di passivazione, è senza danni visibili nantu à a superficia, cum'è determinata da l'imaghjini microscòpichi,6,7 u cumpurtamentu di a corrosione di u SDSS lavoratu in caldu è friddu hè diversu è per quessa hè bisognu di un studiu approfonditu di a microstruttura di deformazione è e caratteristiche strutturali di l'acciaio.
A microstruttura di l'acciaio inossidabile deformatu hè stata investigata quantitativamente utilizendu raghji X di alta energia interna è di sincrotrone (Figure Supplementari 1, 2).Un analisi detallatu hè furnitu in l'Informazioni Supplementari.Ancu s'ellu currispondenu largamente à u tipu di a fase principale, si trovanu differenzi in a fraccione di u voluminu di a fase, chì sò listati in a Tabella Supplementaria 1. Queste differenzi ponu esse assuciati cù fraccioni di fasi inhomogeneous à a superficia, è ancu e fraccioni di fasi volumetriche realizati à diverse prufundità.rilevazione per diffrazione di raggi X.(XRD) cù diverse fonti d'energia di fotoni incidenti.A proporzione relativamente più alta di austenite in esemplari laminati à friddu, determinata da XRD da una fonte di laboratoriu, indica una passivazione megliu è, dopu, una migliore resistenza à a corrosione35, mentri risultati più precisi è statistici indicanu tendenzi opposti in proporzioni di fasi.Inoltre, a resistenza à a corrosione di l'azzaru dipende ancu da u gradu di raffinamentu di granu, a riduzzione di granu di granu, l'aumentu di microdeformazioni è a densità di dislocazione chì si trovanu durante u trattamentu termomeccanicu36,37,38.L'esemplari lavorati in caldu mostranu una natura più granulosa, indicativa di grani micron-sized, mentri l'anelli lisci osservati in i specimens laminati à friddu (Figura Supplementaria 3) indicanu un raffinamentu di granu significativu à nanoscala in u travagliu precedente6, chì deve cuntribuisce à a passivazione di film.a furmazione è l'aumentu di a resistenza à a corrosione.A densità di dislocazione più alta hè di solitu assuciata cù una resistenza più bassa à pitting, chì accunsenu bè cù e misurazioni elettrochimiche.
I cambiamenti in i stati chimichi di i microdomini di elementi elementari sò stati studiati sistematicamente cù X-PEEM.Malgradu l'abbundanza di elementi alliati, Cr, Fe, Ni è Ce39 sò stati scelti quì, postu chì Cr hè un elementu chjave per a furmazione di un film di passivazione, Fe hè l'elementu principale in l'azzaru, è Ni rinforza a passivazione è equilibra a struttura di fase ferrite-austenitica è u scopu di a modificazione di Ce.Ajustendu l'energia di a radiazione di synchrotron, u RAS hè stata rivestita da a superficia cù e caratteristiche principali di Cr (bordu L2.3), Fe (bordu L2.3), Ni (bordu L2.3) è Ce (bordu M4.5).formatura à caldu è laminazione à friddu Ce-2507 SDSS.L'analisi di dati appropritatu hè stata realizata incorporendu a calibrazione di l'energia cù e dati publicati (per esempiu, XAS 40, 41 nantu à Fe L2, 3 bordi).
Nantu à fig.A Figura 2 mostra l'imaghjini di X-PEEM di Ce-2507 SDSS di ce-2507 SDSS di lavorazione calda (Fig. 2a) è di cold-rolled (Fig. 2d) è XAS currispundenti di Cr è Fe L2,3 in lochi marcati individualmente.U bordu L2,3 di u XAS sonda i stati 3d inoccupati dopu a fotoeccitazione di l'elettroni à i livelli di splitting spin-orbita 2p3/2 (bordu L3) è 2p1/2 (bordu L2).L'infurmazione nantu à u statu di valenza di Cr hè stata ottenuta da XAS à a punta L2,3 in Fig. 2b, e.Comparazione cù i ghjudici.42,43 hà dimustratu chì quattru picchi sò stati osservati vicinu à u bordu L3, chjamatu A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) è D (582.2 eV), riflettendu ottaedricu Cr3+, currispundenti à l'ioni Cr2O3.I spettri sperimentali accunsenu cù i calculi teorichi mostrati in i pannelli b è e, ottenuti da parechji calculi di u campu di cristalli à l'interfaccia Cr L2.3 utilizendu un campu di cristalli di 2.0 eV44.E duie superfici di SDSS lavorate à caldu è laminate à friddu sò rivestite cù una capa relativamente uniforme di Cr2O3.
a immagine termica X-PEEM di SDSS deformata termicamente currispundenti à b Cr L2.3 edge è c Fe L2.3 edge, d X-PEEM thermal image of cold rolled SDSS corresponding to e Cr L2.3 edge and f Fe L2 .3 edge side (f).I spettri XAS sò tracciati in diverse pusizioni spaziali marcate nantu à l'imaghjini termali (a, d), e linee punteggiate aranciu in (b) è (e) rapprisentanu i spettri XAS simulati di Cr3 + cun un valore di u campu di cristalli di 2.0 eV.Per l'imaghjini X-PEEM, utilizate una paleta termale per migliurà a leghjibilità di l'imaghjini, induve i culori da u blu à u rossu sò proporzionali à l'intensità di l'assorbimentu di raghji X (da bassa à alta).
Indipendentemente da l'ambiente chimicu di questi elementi metallichi, u statu chimicu di l'aghjunzione di elementi di lega Ni è Ce per i dui campioni restava invariatu.Disegnu supplementu.I figuri 5-9 mostranu l'imaghjini X-PEEM è i spettri XAS currispondenti per Ni è Ce in diverse pusizioni nantu à a superficia di esemplari lavorati à caldu è laminati à friddu.Ni XAS mostra i stati di ossidazione di Ni2 + nantu à tutta a superficia misurata di esemplari lavorati à caldu è laminati à fredu (Discussione Supplementaria).Semu devi esse nutatu chì, in u casu di campioni lavorati in caldu, u segnu XAS di Ce ùn hè micca osservatu, mentre chì in u casu di campioni laminati à friddu, u spettru di Ce3 + hè statu osservatu.L'osservazione di spots Ce in campioni laminati à friddu hà dimustratu chì Ce apparissi principalmente in forma di precipitati.
In u SDSS deformatu termale, ùn hè micca osservatu un cambiamentu strutturale lucale in XAS à u bordu Fe L2,3 (Fig. 2c).In ogni casu, a matrice Fe cambia micro-regionalmente u so statu chimicu à sette punti scelti aleatoriamente di u SDSS friddu, cum'è mostra in Fig. 2f.Inoltre, per avè una idea precisa di i cambiamenti in u statu di Fe in i lochi selezziunati in a Fig. 2f, sò stati realizati studii di superficia lucali (Fig. 3 è Supplementary Fig. 10) in quale e regioni circulari più chjuchi sò stati scelti.I spettri XAS di u bordu Fe L2,3 di i sistemi α-Fe2O3 è l'ossidi ottaedrici Fe2+ sò stati modellati da parechji calculi di campi di cristalli utilizendu campi di cristalli di 1.0 (Fe2+) è 1.0 (Fe3+)44. On note que α-Fe2O3 et γ-Fe2O3 ont des symétries locales différentes45,46, Fe3O4 a une combinaison de Fe2+ et Fe3+,47, et de FeO45 en tant qu'oxyde de Fe2+ formellement divalent (3d6). On note que α-Fe2O3 et γ-Fe2O3 ont différentes symétries locales45,46, Fe3O4 a une combinaison de Fe2+ & Fe3+,47, et de FeO45 en tant qu'oxyde de Fe2+ formellement divalent (3d6).Notez que α-Fe2O3 et γ-Fe2O3 ont des symétries locales différentes45,46, Fe3O4 combine à la fois Fe2+ et Fe3+,47 et FeO45 sous forme d'oxyde formellement divalent Fe2+ (3d6).Si noti che α-Fe2O3 e γ-Fe2O3 hanno diverse simmetrie locali45,46, Fe3O4 ha una combinazione di Fe2+ e Fe3+,47 e FeO45 agisce come un ossido di Fe2+ divalente formale (3d6).Tutti l'ioni Fe3+ in α-Fe2O3 anu solu pusizioni Oh, mentri γ-Fe2O3 hè generalmente rapprisintatu da Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 spinelle cù vacanti in pusizioni, per esempiu.Dunque, l'ioni Fe3+ in γ-Fe2O3 anu a pusizioni Td è Oh.Cumu l'esitatu in un documentu precedente, 45, ancu s'è u rapportu di intensità di i dui hè diversu, u so rapportu di intensità eg/t2g hè ≈1, mentri in questu casu, u rapportu di intensità osservatu eg/t2g hè di circa 1. Questu esclude a pussibilità chì in a situazione attuale solu Fe3 + hè presente.In cunsiderà u casu di Fe3O4 cù Fe2+ è Fe3+, a prima funzione cunnisciuta per avè un bordu L3 più debbule (più forte) per Fe indica un statu più chjucu (più grande) t2g.Questu hè appiicatu à Fe2 + (Fe3 +), chì mostra chì a prima funzione di l'aumentu indica un aumentu di u cuntenutu di Fe2 + 47.Ces résultats montrent que la coexistence de Fe2+ et γ-Fe2O3, α-Fe2O3 et/ou Fe3O4 domine sur la surface laminée à froid des composites.
Immagini termali fotoelettroniche ingrandite di spettri XAS (a, c) è (b, d) chì attraversanu u bordu Fe L2,3 in diverse pusizioni spaziali in e regioni selezziunate 2 è E in Figs.2d.
I dati spirimintali ottenuti (Fig. 4a è Supplementary Fig. 11) sò tracciati è paragunati cù e dati per i cumposti puri 40, 41, 48. Trè tipi diffirenti di spettri Fe L-edge XAS (XAS- 1, XAS-2 è XAS-3: Fig. 4a) osservati sperimentalmente.In particulare, u spettru 2-a (denotatu cum'è XAS-1) in a figura 3b seguita da u spettru 2-b (etichettatu XAS-2) hè statu osservatu nantu à tutta l'area di deteczione, mentre chì spettri cum'è E-3 sò stati osservati in a figura 3d (tiquette XAS-3) sò stati osservati in locu specifichi.Comu regula, quattru paràmetri sò stati utilizati per identificà i stati di valenza esistenti in a mostra in studiu: (1) caratteristiche spettrali L3 è L2, (2) pusizioni energetiche di e caratteristiche L3 è L2, (3) differenza di energia L3-L2., (4) Rapportu di intensità L2 / L3.Sicondu l'osservazioni visuale (Fig. 4a), tutti i trè cumpunenti Fe, vale à dì, Fe0, Fe2 + è Fe3 +, sò prisenti nantu à a superficia SDSS in studiu.U rapportu di intensità calculata L2 / L3 hà ancu indicatu a presenza di tutti i trè cumpunenti.
a Spettri XAS simulati di Fe cù trè dati sperimentali osservati (linee solide XAS-1, XAS-2 è XAS-3 currispondenu à 2-a, 2-b è E-3 in Fig. 2 è 3) Paragone, Octaedri Fe2+, Fe3+ cù valori di u campu di cristalli di 1.0 eV è 1.0 eV, 1.5 eV, 1.5 e 1. XAS-3) è i dati LCF ottimisati currispundenti (linea nera solida), è ancu in a forma di spettri XAS-3 cù Fe3O4 (statu mixtu di Fe) è Fe2O3 (Fe3 + puri).
Una combinazione lineale fit (LCF) di i trè standard 40, 41, 48 hè stata utilizata per quantificà a cumpusizioni di l'ossidu di ferru.LCF hè stata implementata per trè spettri XAS Fe L-edge selezziunati chì mostranu u cuntrastu più altu, à dì XAS-1, XAS-2 è XAS-3, cum'è mostra in Fig. 4b-d.Per i raccordi LCF, u 10% Fe0 hè statu cunsideratu in tutti i casi per u fattu chì avemu osservatu una piccula cornice in tutti i dati, è ancu per u fattu chì u ferru metallicu hè u cumpunente principale di l'azzaru. Infatti, a prufundità di prova di X-PEEM per Fe (~ 6 nm)49 hè più grande di u spessore stimatu di a strata d'ossidazione (leggermente> 4 nm), chì permette a rilevazione di signale da a matrice di ferru (Fe0) sottu a strata di passivazione. Infatti, a prufundità di prova di X-PEEM per Fe (~ 6 nm)49 hè più grande di u spessore stimatu di a strata d'ossidazione (leggermente> 4 nm), chì permette a rilevazione di signale da a matrice di ferru (Fe0) sottu a strata di passivazione. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина толщина слщина сльше (~ 6 нм) ), что позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Infatti, a prufundità di a sonda X-PEEM per Fe (~ 6 nm)49 hè più grande di u spessore assunto di a capa d'ossidazione (leggermente> 4 nm), chì permette di detectà u segnu da a matrice di ferru (Fe0) sottu a strata di passivazione.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（啥> 4 nm（啥> 4 nm，检测深度大于估计的氧化层厚度（略> 4 nm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> 4 nm 杵慣度钝化层 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 信号号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполатаело масо немного > 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пасющвило. In fattu, a prufundità di deteczione di Fe (~ 6 nm) 49 da X-PEEM hè più grande di u grossu previstu di a capa d'ossidu (pocu> 4 nm), chì permette a rilevazione di u segnu da a matrice di ferru (Fe0) sottu à a strata di passivazione. .Diverse cumminazzioni di Fe2+ è Fe3+ sò state realizate per truvà a megliu suluzione pussibule per i dati sperimentali osservati.Nantu à fig.4b mostra u spettru XAS-1 per a cumminazzioni di Fe2 + è Fe3 +, induve e proporzioni di Fe2 + è Fe3 + eranu simili da circa 45%, chì indicanu stati d'ossidazione mista di Fe.Mentre per u spettru XAS-2, u percentuale di Fe2 + è Fe3 + diventa ~ 30% è 60%, rispettivamente.Fe2+ ​​hè menu di Fe3+.U rapportu di Fe2+ à Fe3, uguali à 1: 2, significa chì Fe3O4 pò esse furmatu à u listessu rapportu trà ioni Fe.Inoltre, per u spettru XAS-3, u percentuale di Fe2 + è Fe3 + diventa ~ 10% è 80%, chì indica una cunversione più altu di Fe2 + à Fe3 +.Comu diciatu sopra, Fe3+ pò vene da α-Fe2O3, γ-Fe2O3 o Fe3O4.Per capisce a fonte più prubabile di Fe3 +, u spettru XAS-3 hè statu tracciatu cù diversi standard Fe3 + in a Figura 4e, chì mostra a similitudine cù i dui standard quandu si cunsidereghja u piccu B.In ogni casu, l'intensità di i picchi di spalle (A: da Fe2+) è u rapportu di intensità B / A indicanu chì u spettru di XAS-3 hè vicinu, ma ùn coincide micca cù u spettru di γ-Fe2O3.Comparatu à u voluminu γ-Fe2O3, u piccu Fe 2p XAS di A SDSS hà una intensità ligeramente più altu (Fig. 4e), chì indica una intensità più alta di Fe2 +.Ancu se u spettru di XAS-3 hè simile à quellu di γ-Fe2O3, induve Fe3 + hè presente à e pusizioni Oh è Td, l'identificazione di diversi stati di valenza è a coordinazione solu longu u bordu L2,3 o u rapportu di intensità L2 / L3 resta u sughjettu di ricerca in corso.discussione per via di a cumplessità di i diversi fatturi chì affettanu u spettru finali41.
In più di e differenze spettrali in u statu chimicu di e regioni selezziunate d'interessu descritte sopra, l'eterogeneità chimica globale di l'elementi chjave Cr è Fe hè stata ancu valutata classificà tutti i spettri XAS ottenuti nantu à a superficia di mostra cù u metudu di clustering K-means.I profili di bordu Cr L formanu dui raggruppamenti ottimali distribuiti spazialmente in i specimens lavorati à caldu è laminati à freddu mostrati in Figs.5. Hè chjaru chì nisuna mudificazione strutturale lucale hè perceive cum'è simili, postu chì i dui centroids di l'ispettri XAS Cr sò paragunabili.Queste forme spettrali di i dui clusters sò casi identichi à quelli chì currispondenu à Cr2O342, chì significa chì i strati di Cr2O3 sò spartuti relativamente uniformi nantu à u SDSS.
Cr L K-significa clusters di regione di bordu, è b hè i centroidi XAS currispondenti.Risultati di K-means X-PEEM paraguni di SDSS laminati à friddu: c Cr L2.3 regione di bordu di K-means clusters è d centroids XAS currispondenti.
Per illustrà carte di bordu FeL più cumplessi, quattru è cinque clusters ottimizzati è i so centroidi assuciati (profili spettrali) sò stati utilizati per esemplari lavorati à caldu è laminati à friddu, rispettivamente.Per quessa, u percentualità (%) di Fe2 + è Fe3 + pò esse ottinutu da u LCF mostratu in Fig.4.U potenziale pseudoelectrode Epseudo cum'è una funzione di Fe0 hè stata utilizata per revelà l'inhomogeneità microchimica di a film d'ossidu di a superficia.Epseudo hè apprussimatamente stimatu da a regula di mischju,
dove \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) è uguale a \(\rm{Fe} + 2e^ – \ to \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0,440 e 0,036 V, rispettivamente.E regioni cù un putenziale più bassu anu un cuntenutu più altu di u compostu Fe3 +.A distribuzione potenziale in i campioni deformati termale hà un caratteru stratificatu cù un cambiamentu massimu di circa 0,119 V (Fig. 6a, b).Questa distribuzione potenziale hè strettamente ligata à a topografia di a superficia (Fig. 6a).Nisun altru cambiamentu dipendente da a pusizione in l'internu laminare sottumessu hè statu osservatu (Fig. 6b).À u cuntrariu, per a cunnessione di l'ossidi dissimili cù diversi cuntenuti di Fe2 + è Fe3 + in SDSS friddi, si pò osservà una natura non-uniforme di u pseudopotential (Fig. 6c, d).L'ossidi Fe3+ è / o l'idrossidi (ossi) sò i cumpunenti principali di a ruggine in l'azzaru è sò permeabili à l'ossigenu è l'acqua50.In questu casu, l'isule ricche di Fe3+ sò cunsiderate cum'è distribuite in u locu è ponu esse cunsiderate cum'è zoni corrode.À u stessu tempu, u gradiente in u campu potenziale, invece di u valore assolutu di u putenziale, pò esse usatu cum'è un indicatore per a localizazione di siti di corrosione attiva.Questa distribuzione irregulare di Fe2 + è Fe3 + nantu à a superficia di u SDSS laminatu à friddu pò cambià a chimica lucale è furnisce una superficia attiva più pratica durante a rottura di film d'ossidu è e reazzioni di corrosione, chì permettenu à a matrice metallica sottostante per cuntinuà à corrode, risultatu in heterogeneità interna.proprietà è riduce e proprietà protettive di a strata passivating.
K-means clusters è XAS centroids currispundenti in a regione di bordu Fe L2.3 di X-PEEM ac di deformazione calda è df di SDSS laminati a freddo.a, d K-means cluster plots overlaid on X-PEEM images.U potenziale pseudoelectrode calculatu (Epseudo) hè mintuatu cù a trama di cluster K-means.A luminosità di l'imaghjini X-PEEM, cum'è u culore in Fig.
Un Cr relativamente uniforme, ma un statu chimicu diversu di Fe porta à diversi danni di film d'ossidu è mudelli di corrosione in Ce-2507 lavoratu à caldu è laminatu à freddo.Sta pruprietà di Ce-2507 laminata à friddu hè stata ben studiata.In quantu à a furmazione di ossidi è idrossidi di Fe in l'aria di l'ambienti in questu travagliu quasi neutru, e reazzioni sò i seguenti:
E reazzioni sopra si trovanu in i seguenti scenarii basati nantu à l'analisi X-PEEM.Una piccula spalla chì currisponde à Fe0 hè assuciata cù u ferru metallicu sottu.A reazione di Fe metallicu cù l'ambienti risultati in a furmazione di una capa Fe(OH)2 (equazione (5)), chì aumenta u signale Fe2+ in u Fe L-edge XAS.L'esposizione prolongata à l'aria pò esse risultatu in a furmazione di Fe3O4 è/o Fe2O3 oxides dopu Fe(OH)252,53.Dui formi stabili di Fe, Fe3O4 è Fe2O3, ponu ancu formate in a strata protettiva ricca di Cr3 +, di quale Fe3O4 prefiere una struttura uniforme è appiccicosa.A prisenza di i dui risultati in stati di oxidazione mista (spettru XAS-1).U spettru XAS-2 currisponde principalmente à Fe3O4.Mentre l'osservazione di spettri XAS-3 in parechji lochi indicò una cunversione cumpleta à γ-Fe2O3.Siccomu a prufundità di penetrazione di i raghji X dispiegati hè di circa 50 nm, u segnu da a capa inferjuri risultati in una intensità più alta di u piccu A.
U spettru XPA mostra chì u cumpunente Fe in a film d'ossidu hà una struttura stratificata cumminata cù una capa d'ossidu Cr.In cuntrastu à i segni di passivazione per via di l'inhomogeneità lucali di Cr2O3 durante a corrosione, malgradu a capa uniforme di Cr2O3 in questu travagliu, a resistenza di a corrosione hè osservata in questu casu, soprattuttu per specimens laminati à friddu.U cumpurtamentu osservatu pò esse capitu cum'è l'eterogeneità di u statu d'ossidazione chimica in a capa superiore (Fe), chì affetta u rendiment di corrosione.A causa di a listessa stoechiometria di a capa superiore (ossidu di ferru) è a capa inferiore (ossidu di cromu)52,53 megliu interazzione (aderenza) trà elli porta à u trasportu lento di ioni di metalli o di l'ossigenu in u lattice, chì, à u turnu, porta à un aumentu di a resistenza à a corrosione.Per quessa, un rapportu stechiometric cuntinuu, vale à dì un statu d'ossidazione di Fe, hè preferibile à i cambiamenti stoichiometric bruschi.U SDSS deformatu da u calore hà una superficia più uniforme, una capa protettiva più densa, è una megliu resistenza à a corrosione.Mentre chì per u SDSS friddu, a prisenza di l'isuli ricchi di Fe3 + sottu a capa protettiva viola l'integrità di a superficia è provoca corrosione galvanica cù u sustrato vicinu, chì porta à una forte caduta in Rp (Table 1).U spettru EIS è a so resistenza à a corrosione sò ridotti.Pò esse vistu chì a distribuzione lucale di l'isuli ricchi di Fe3 + per via di a deformazione plastica afecta principalmente a resistenza à a corrosione, chì hè un avanzu in stu travagliu.Cusì, stu studiu presenta l'imaghjini microscòpichi spettroscòpichi di a riduzzione di a resistenza à a corrosione di i campioni SDSS studiati da u metudu di deformazione plastica.
Inoltre, ancu s'è a lega di terra rara in acciai duali fasi mostra un megliu rendimentu, l'interazzione di questu elementu additivu cù a matrice d'acciaio individuale in quantu à u cumpurtamentu di corrosione secondu a microscopia spettroscòpica resta sfuggita.L'apparizione di i segnali Ce (via XAS M-edges) apparisce solu in uni pochi di lochi durante u laminamentu à friddu, ma sparisce durante a deformazione à caldu di u SDSS, indicando a precipitazione lucale di Ce in a matrice d'acciaio, piuttostu cà l'alliage homogeni.Mentre ùn migliurà significativamente e proprietà meccaniche di SDSS6,7, a prisenza di elementi di terra rara riduce a dimensione di l'inclusioni è hè pensatu per inibisce u pitting in a regione iniziale54.
In cunclusioni, stu travagliu divulga l'effettu di l'eterogeneità di a superficia nantu à a corrosione di 2507 SDSS mudificatu cù cerium quantifying u cuntenutu chimicu di cumpunenti nanoscala.Rispondemu à a quistione perchè l'acciaio inossidabile corrode ancu sottu una capa d'ossidu protettiva quantificendu a so microstruttura, a chimica di a superficia è u processu di signale cù u clustering K-means.Hè statu stabilitu chì l'isule ricche di Fe3+, cumpresa a so coordinazione ottaedrica è tetraedrica longu à tutta a funzione di Fe2+/Fe3+ mixte, sò a surgente di danni è di corrosione di a film d'ossidu laminatu à friddu SDSS.Nanoislands duminati da Fe3+ portanu à una scarsa resistenza à a corrosione ancu in presenza di una capa passiva di Cr2O3 stoechiometrica.In più di l'avanzati metodulugichi in a determinazione di l'effettu di l'eterogeneità chimica nanoscala nantu à a corrosione, u travagliu in corso hè previstu d'ispirà i prucessi di ingegneria per migliurà a resistenza à a corrosione di l'acciai inossidabili durante a fabricazione di l'acciaio.
Per preparà u lingotto Ce-2507 SDSS utilizatu in stu studiu, una cumpusizioni mista, cumpresa l'aleazione maestru Fe-Ce sigillata cù un tubu di ferru puru, hè stata fusa in un fornu d'induzione di frequenza media di 150 kg per pruduce l'acciaio fusu è versatu in un moldu.I cumpunimenti chimichi misurati (wt%) sò listati in a Tabella Supplementaria 2. I lingotti sò prima forgiati in cale in blocchi.Allora hè stata annealed à 1050 ° C per 60 min per ottene l'azzaru in u statu di una suluzione solida, è dopu chìnched in acqua à a temperatura di l'ambienti.I campioni studiati sò stati studiati in dettagliu utilizendu TEM è DOE per studià e fasi, granulazione è morfologia.L'infurmazione più dettagliata nantu à i campioni è u prucessu di produzzione pò esse truvata in altre fonti6,7.
I campioni cilindrichi (φ10 mm × 15 mm) per a compressione calda sò stati processati in modu chì l'assi di u cilindru era parallelu à a direzzione di deformazione di u bloccu.A compressione à alta temperatura hè stata realizata à diverse temperature in a gamma di 1000-1150 ° C cù un simulatore termale Gleeble-3800 à una freccia di deformazione constante in a gamma di 0,01-10 s-1.Prima di a deformazione, i campioni sò stati riscaldati à una tarifa di 10 ° C s-1 per 2 min à una temperatura scelta per eliminà u gradiente di temperatura.Dopu avè ottinutu l'uniformità di a temperatura, a mostra hè stata deformata à un veru valore di strain di 0,7.Dopu à a deformazione, i campioni sò stati immediatamente sbulicati cù l'acqua per priservà a struttura deformata.U specimenu induritu hè dopu tagliatu parallella à a direzzione di compressione.Per stu studiu particulari, avemu sceltu un specimenu cù una cundizione di tensione calda di 1050 ° C, 10 s-1 perchè a microdurezza osservata era più altu ch'è altri specimens7.
Massive (80 × 10 × 17 mm3) samples of the Ce-2507 solid solution were used in an LG-300 three-phase asynchronous two-roll mill with the best mechanical properties between all other deformation levels6.A freccia di strain è a riduzzione di spessore per ogni percorsu sò 0,2 m·s-1 è 5%, rispettivamente.
Una stazione di travagliu elettrochimica Autolab PGSTAT128N hè stata aduprata per e misurazioni elettrochimiche SDSS dopu un rolling in friddu à una riduzzione di u 90% di u spessore (1.0 equivalent true strain) è dopu una pressa calda à 1050 ° C per 10 s-1 à un veru strain di 0.7.A stazione di travagliu hà una cellula di trè elettrodi cù un elettrodu di calomel saturatu cum'è l'elettrodu di riferimentu, un contatore di grafite, è un campione SDSS cum'è l'elettrodu di travagliu.I campioni sò stati tagliati in cilindri cù un diametru di 11,3 mm, à i lati di i quali i fili di cobre sò stati saldati.I campioni sò stati fissi cù epossidichi, lascendu una zona aperta di travagliu di 1 cm2 cum'è l'elettrodu di travagliu (u latu fondu di a mostra cilindrica).Attenzione durante l'indurimentu di l'epossidica è dopu a levigatura è a lucidatura per evità cracking.I superfici di travagliu sò stati macinati è lucidati cù una sospensione di lucidatura di diamante cù una dimensione di particella di 1 μm, lavatu cù acqua distillata è etanolu, è secca in l'aria fridda.Prima di e misurazioni elettrochimiche, i campioni lucidati sò stati esposti à l'aria per parechji ghjorni per furmà una film d'oxidu naturali.Una suluzione acquosa di FeCl3 (6.0 wt%), stabilizzata à pH = 1.0 ± 0.01 cù HCl secondu e raccomandazioni ASTM, hè aduprata per accelerà a corrosione di l'acciaio inossidabile55 perchè hè corrosiva in presenza di ioni di cloruru cù una forte capacità ossidante è un pH bassu Norme ambientali G48 è A923.Immergete a mostra in a suluzione di prova per 1 ora per ghjunghje vicinu à u statu stabile prima di fà qualsiasi misurazioni.Per i campioni solidi, formati in caldi è laminati à friddu, e misurazioni di l'impedenza sò state realizate à potenziali di circuitu apertu (OPC) di 0,39, 0,33 è 0,25 V, rispettivamente, in a gamma di freccia da 1 105 à 0,1 Hz cù una amplitude di 5 mV.Tutti i testi chimichi sò stati ripetuti almenu 3 volte in e stesse cundizioni per assicurà a riproducibilità di e dati.
Per e misurazioni HE-SXRD, blocchi d'acciaio duplex rettangulari chì misuranu 1 × 1 × 1,5 mm3 sò stati misurati per quantificà a cumpusizioni di fasi di fasciu di un wiggler d'alta energia Brockhouse à CLS, Canada56.A raccolta di dati hè stata fatta in geometria Debye-Scherrer o geometria di trasmissione à a temperatura di l'ambienti.A lunghezza d'onda di raghji X calibrata cù u calibratore LaB6 hè 0.212561 Å, chì currisponde à 58 keV, chì hè assai più altu di quellu di Cu Kα (8 keV) comunmente utilizatu cum'è fonte di raghji X di laboratoriu.A mostra hè stata situata à una distanza di 740 mm da u detector.U voluminu di rilevazione di ogni mostra hè 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3, chì hè determinatu da a dimensione di u fasciu è u grossu di mostra.Tutte e dati sò stati raccolti cù un detector di zona Perkin Elmer, un detector di raghji X à pannellu pianu, pixel 200 µm, 40 × 40 cm2 utilizendu un tempu d'esposizione di 0,3 s è 120 frames.
E misurazioni X-PEEM di dui sistemi di mudelli selezziunati sò state realizate in a stazione finale Beamline MAXPEEM PEEM in u laboratoriu MAX IV (Lund, Svezia).I campioni sò stati preparati in u listessu modu chì per e misurazioni elettrochimiche.I campioni preparati sò stati mantinuti in l'aria per parechji ghjorni è degassed in una camera ultrahigh vacuum prima di esse irradiated cù photons synchrotron.A risuluzione di l'energia di a linea di fasciu hè stata ottenuta da a misurazione di u spettru di rendimentu di ioni in a regione di eccitazione da N 1 s à 1 \(\pi _g^ \ast\) vicinu à hv = 401 eV in N2 cù a dependenza di l'energia di fotoni da E3 / 2, 57. Spettri di approssimazione hà datu ΔE. Per quessa, a risoluzione di l'energia di u fasciu hè stata stimata per esse E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 è u flussu ≈1012 ph/s utilizendu un monocromatore SX-700 modificatu cù una griglia Si 1200-line mm-1 per Fe 2p L2,3 edge, L2, L2,3 edge, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L3 ,5 bordu. Dunque, a risoluzione di l'energia di u beamline hè stata stimata per esse E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 è u flussu ≈1012 ph/s utilizendu un monocromatore SX-700 modificatu cù una griglia Si 1200-line mm-1 per Fe 2p L2.3 edge, L2.3 edge, L2.3. .5 bordu. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 зрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 э0,3 эВ0 эВ0 ≈1012 ф/с при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 шеткой Si 1200 шванного, L. кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 и кромка Ce M4,5. Cusì, a risoluzione di a energia di u canali di fasciu era e / δe = 700 EV / 0.3 eercule cù una row 100 Licene / np 2p L2.3, è Ce edge M4.3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，通迨1彦濨1 和通量≈1012 ph/s，通迨1倚迨1 倚迨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 边缘和5 、Cr 2p L2,3因此 ， 光束线 能量 分辨率 为 为 为 为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 分辨率 为 为 为 为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 分辨率 分辨率 因此 ， 1012 PH/S ＜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 、 L2.3 〼 用 L2.3 〼 用 用 用M4.5 边缘。Cusì, quandu si usa un monocromatore SX-700 mudificatu cù una griglia Si 1200 line.3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 è Ce edge M4.5.Scansione di energia di fotoni in passi di 0,2 eV.À ogni energia, l'imaghjini PEEM sò stati registrati utilizendu un detector CMOS accoppiatu in fibra TVIPS F-216 cù 2 x 2 bins, chì furnisce una risoluzione di 1024 × 1024 pixel in un campu di vista di 20 µm.U tempu di esposizione di l'imaghjini era 0,2 s, in media 16 frames.L'energia di l'imaghjini di fotoelettroni hè sceltu in tale manera per furnisce u massimu signale elettronicu secundariu.Tutte e misurazioni sò state realizate à incidenza normale utilizendu un fasciu di fotoni polarizzati linearmente.Più infurmazione nantu à e misure ponu esse truvate in un studiu precedente.Dopu avè studiatu u modu di rilevazione di u rendimentu di l'elettroni totali (TEY) è a so applicazione in X-PEEM49, a prufundità di prova di stu metudu hè stimata à circa 4-5 nm per u signale Cr è circa 6 nm per Fe.A prufundità Cr hè assai vicinu à u grossu di u film d'ossidu (~ 4 nm) 60,61 mentre chì a prufundità Fe hè più grande di u grossu.XRD cullatu à u bordu di Fe L hè una mistura di XRD di ossidi di ferru è Fe0 da a matrice.In u primu casu, l'intensità di l'elettroni emessi vene da tutti i tipi di elettroni chì cuntribuiscenu à TEY.In ogni casu, un signalu di ferru puro richiede una energia cinetica più alta per l'elettroni per passà à traversu a capa d'ossidu à a superficia è esse cullati da l'analizzatore.In stu casu, u signali Fe0 hè soprattuttu duvuta à LVV Auger ilittroni, oltri iltroni sicundariu emessi da elli.Inoltre, l'intensità TEY cuntribuita da questi elettroni decade durante u percorsu di fuga di l'elettroni, riducendu ancu più a risposta spettrale Fe0 in a mappa XAS di ferru.
L'integrazione di data mining in un cube di dati (dati X-PEEM) hè un passu chjave in l'estrazione di informazioni pertinenti (proprietà chimica o fisica) in un approcciu multidimensionale.U clustering K-means hè largamente utilizatu in parechji campi, cumprese a visione di a macchina, l'elaborazione di l'imaghjini, a ricunniscenza di mudelli senza supervisione, l'intelligenza artificiale è l'analisi classificatoria.Per esempiu, u clustering K-means hà fattu bè in u clustering di dati di l'imaghjini iperspettrali.In principiu, per i dati multifunzionali, l'algoritmu di K-means pò facilmente raggruppalli basatu annantu à l'infurmazioni nantu à i so attributi (proprietà di l'energia fotonica).K-means clustering hè un algoritmu iterativu per dividisce e dati in K gruppi non sovrapposti (clusters), induve ogni pixel appartene à un cluster specificu secondu a distribuzione spaziale di l'inhomogeneità chimica in a cumpusizioni microstrutturali di l'acciaio.L'algoritmu K-means include dui tappe: in a prima tappa, i centroidi K sò calculati, è in a seconda tappa, ogni puntu hè assignatu un cluster cù i centroidi vicini.U centru di gravità di un cluster hè definitu cum'è a media aritmetica di i punti di dati (spettru XAS) per quellu cluster.Ci hè parechje distanze per definisce i centroidi vicini cum'è distanza euclidea.Per una maghjina di input di px,y (induve x è y sò a risuluzione in pixel), CK hè u centru di gravità di u cluster;sta maghjina pò esse segmentata (clustered) in K clusters usendu K-means63.I passi finali di l'algoritmu di clustering K-means sò:
Passu 2. Calculate l'appartenenza di tutti i pixelli secondu u centroide attuale.Per esempiu, hè calculatu da a distanza euclidea d trà u centru è ogni pixel:
Passu 3 Assignà ogni pixel à u centroide più vicinu.Allora ricalculate e pusizioni K centroid cum'è seguente:
Step 4. Repetite u prucessu (equazioni (7) è (8)) finu à chì i centroids cunvergenu.I risultati finali di a qualità di clustering sò assai correlati cù a megliu scelta di centroidi iniziali.Per a struttura di dati PEEM di l'imaghjini in acciaio, tipicamente X (x × y × λ) hè un cubu di dati di array 3D, mentre chì l'assi x è y rapprisentanu l'infurmazioni spaziali (risoluzione di pixel) è l'assi λ currisponde à un fotone.foto spettrale di energia.L'algoritmu K-means hè utilizatu per esplorà e regioni d'interessu in i dati X-PEEM sepandu pixel (clusters o sub-blocchi) secondu e so caratteristiche spettrali è estrattendu i migliori centroidi (profili spettrali XAS) per ogni analita.cluster).Hè adupratu per studià a distribuzione spaziale, i cambiamenti spettrali lucali, u cumpurtamentu di l'ossidazione è i stati chimichi.Per esempiu, l'algoritmu di clustering K-means hè statu utilizatu per e regioni Fe L-edge è Cr L-edge in X-PEEM lavorati à caldu è laminati à freddo.Diversi numeri di K clusters (regioni di microstruttura) sò stati pruvati per truvà i clusters è i centroidi ottimali.Quandu questi numeri sò affissati, i pixelli sò riassignati à i centroidi di cluster currispondenti.Ogni distribuzione di culore currisponde à u centru di u cluster, chì mostra l'arrangementu spaziale di l'uggetti chimichi o fisichi.I centroidi estratti sò combinazioni lineari di spettri puri.
I dati chì sustenenu i risultati di stu studiu sò dispunibuli nantu à una dumanda ragionevule da u rispettivu autore WC.
Sieurin, H. & Sandström, R. Tenacità di frattura di un acciaio inox duplex saldatu. Sieurin, H. & Sandström, R. Tenacità di frattura di un acciaio inox duplex saldatu. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Tenacità di frattura di l'acciaio inox duplex saldatu. 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. Tenacità di frattura di acciai inossidabili duplex saldati.Britannia.Parte fraccionaria.pelliccia.73, 377-390 (2006).
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