Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik. Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSS laguntza mugatua du. Esperientzia onena lortzeko, arakatzaile eguneratua erabiltzea gomendatzen dizugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea). Bitartean, laguntza jarraitua bermatzeko, gunea estilo eta JavaScript gabe errendatuko dugu.
Altzairu herdoilgaitz erabiliena eta haren bertsio forjatuak korrosioarekiko erresistenteak dira giro-baldintzetan, kromo oxidoz osatutako pasibazio-geruza dela eta. Altzairuaren korrosioa eta higadura tradizionalki geruza horien suntsipenarekin lotzen dira, baina gutxitan maila mikroskopikoan, gainazaleko homogeneotasun ezaren jatorriaren arabera. Lan honetan, mikroskopia espektroskopikoak eta analisi kemometrikoak detektatutako nanoeskalako gainazaleko heterogeneotasun kimikoak ustekabean menderatzen du zerioz aldatutako altzairu herdoilgaitz super duplex 2507 (SDSS) hotzean laminatutako deskonposizioa eta korrosioa bere deformazio beroaren portaeran zehar. beste aldea. X izpien fotoelektroi mikroskopiak Cr2O3 geruza naturalaren estaldura nahiko uniformea ​​erakutsi bazuen ere, SDSS hotzean laminatuak pasibazio-emaitza eskasak erakutsi zituen Fe3+ aberatsak diren nano-uharteen banaketa lokalizatuagatik Fe/Cr oxido geruzan. Maila atomikoko ezagutza honek altzairu herdoilgaitzaren korrosioaren ulermen sakona eskaintzen du eta antzeko aleazio handiko metalen korrosioari aurre egiten laguntzea espero da.
Altzairu herdoilgaitza asmatu zenetik, ferrokromo aleazioen korrosioarekiko erresistentzia kromoari egotzi zaio, ingurune gehienetan pasibazio-portaera erakusten duen oxido/oxihidroxido sendo bat sortzen baitu. Ohiko altzairu herdoilgaitzekin (austenitiko eta ferritiko) alderatuta, korrosioarekiko erresistentzia hobea duten super duplex altzairu herdoilgaitzek (SDSS) propietate mekaniko hobeak dituzte1,2,3. Erresistentzia mekaniko handiagoak diseinu arinagoak eta trinkoagoak ahalbidetzen ditu. Aldiz, SDSS ekonomikoak zulo- eta arrakala-korrosioarekiko erresistentzia handia du, eta horrek zerbitzu-bizitza luzeagoa eta aplikazio zabalagoak ematen ditu kutsaduraren kontrolean, produktu kimikoen ontzietan eta itsasoko petrolio eta gas industrian4. Hala ere, tratamendu termikoen tenperaturen tarte estuak eta formagarritasun eskasak bere aplikazio praktiko zabala oztopatzen dute. Hori dela eta, SDSS aldatu egin da goiko propietateak hobetzeko. Adibidez, Ce aldaketa eta N 6, 7, 8 gehigarri handiak sartu ziren 2507 SDSS-n (Ce-2507). Lur arraroen (Ce) % 0,08ko kontzentrazio egoki batek eragin onuragarria du DSSaren propietate mekanikoetan, aleen fintzea eta aleen mugaren erresistentzia hobetzen baititu. Higadura eta korrosioarekiko erresistentzia, trakzio-erresistentzia eta etekin-erresistentzia, eta beroan lan egiteko gaitasuna ere hobetu dira9. Nitrogeno kantitate handiek nikel eduki garestia ordezka dezakete, SDSS kostu-eraginkorragoa bihurtuz10.
Duela gutxi, SDSS plastikoki deformatu da tenperatura desberdinetan (tenperatura baxuan, hotzean eta beroan) propietate mekaniko bikainak lortzeko6,7,8. Hala ere, SDSS-ren korrosioarekiko erresistentzia bikaina gainazalean oxido-film mehe baten presentziari zor zaio, eta faktore askok eragiten diote horri, hala nola, ale-muga desberdinak dituzten fase askoren presentzia, nahi ez diren prezipitatuen presentzia eta erreakzio desberdinak. Hainbat fase austenitiko eta ferritikoren barne-mikroegitura ez-homogeneoa deformatzen da7. Beraz, film horien mikrodomeinu-propietateen azterketa egitura elektronikoaren mailan funtsezkoa da SDSS korrosioa ulertzeko eta teknika esperimental konplexuak behar ditu. Orain arte, gainazalarekiko sentikorrak diren metodoek, hala nola Auger elektroi-espektroskopia11 eta X izpien fotoelektroi-espektroskopia12,13,14,15, baita X izpien fotoelektroi-fotoelektroi sistema gogorrak ere, elementu beraren egoera kimikoak bereizten dituzte, baina askotan ez dituzte bereizten, nanoeskalako espazioko puntu desberdinetan. Azkenaldian hainbat ikerketek kromoaren oxidazio lokala lotu dute 17 altzairu herdoilgaitz austenitiko, 18 altzairu herdoilgaitz martensitiko eta SDSS 19, 20-ren korrosio-portaerarekin. Hala ere, ikerketa hauek batez ere Cr heterogeneotasunak (adibidez, Cr3+ oxidazio-egoera) korrosioarekiko erresistentzian duen eraginari erreparatu diote. Elementuen oxidazio-egoeren alboko heterogeneotasuna elementu berdinak dituzten konposatu desberdinek eragin dezakete, hala nola burdin oxidoek. Konposatu hauek elkarrengandik oso gertu dauden termomekanikoki prozesatutako tamaina txikia jasotzen dute, baina osaera eta oxidazio-egoeran desberdinak dira 16,21. Beraz, oxido-filen suntsipena eta ondoren zuloak agerian ulertzeak gainazaleko inhomogeneotasuna maila mikroskopikoan ulertzea eskatzen du. Baldintza horiek gorabehera, oraindik falta dira ebaluazio kuantitatiboak, hala nola alboko oxidazio-heterogeneotasuna, batez ere burdinarena nano/atomiko eskalan, eta korrosioarekiko erresistentzian duten garrantzia aztertu gabe dago oraindik. Duela gutxi arte, hainbat elementuren egoera kimikoa, hala nola Fe eta Ca, kuantitatiboki deskribatzen zen altzairuzko laginetan X izpien fotoelektroi mikroskopia bigunaren (X-PEEM) bidez nanoeskalako sinkrotroi erradiazio instalazioetan. Kimikoki sentikorrak diren X izpien xurgapen espektroskopia (XAS) teknikekin konbinatuta, X-PEEM-ek XAS neurketa ahalbidetzen du bereizmen espazial eta espektral handiarekin, elementuen konposizioari eta haren egoera kimikoari buruzko informazio kimikoa emanez nanometro eskalarainoko bereizmen espazialarekin 23. Hasiera gunearen behaketa espektroskopiko honek mikroskopiopean tokiko esperimentu kimikoak errazten ditu eta espazialki erakuts ditzake Fe geruzan lehenago esploratu gabeko aldaketa kimikoak.
Ikerketa honek PEEM-aren abantailak zabaltzen ditu nanoeskalako desberdintasun kimikoak detektatzeko eta gainazaleko analisi metodo sakon bat aurkezten du maila atomikoan Ce-2507-ren korrosio-portaera ulertzeko. K-means kluster datu kemometrikoak24 erabiltzen ditu inplikatutako elementuen konposizio kimiko globala (heterogeneotasuna) mapatzeko, haien egoera kimikoak irudikapen estatistiko batean aurkeztuz. Kromo oxidozko filmen hausturak eragindako korrosio konbentzionalaren aldean, egungo pasibazio eskasa eta korrosioarekiko erresistentzia eskasa Fe/Cr oxido geruzaren ondoan dauden Fe3+ aberatseko nanoirle lokalizatuei egozten zaizkie, eta hori babes-oxidoaren erasoa izan daiteke. Film bat sortzen du lekuan eta korrosioa eragiten du.
SDSS 2507 deformatuaren korrosio-portaera lehenik neurketa elektrokimikoak erabiliz ebaluatu zen. 1. irudian, hautatutako laginen Nyquist eta Bode kurbak ageri dira FeCl3-ren ur-disoluzio azidoetan (pH = 1) giro-tenperaturan. Hautatutako elektrolitoak oxidatzaile sendo gisa jokatzen du, pasibazio-filmaren haustura-joera ezaugarrituz. Materialak ez zuen giro-tenperaturan zulo egonkorrik jasan, baina analisi hauek balizko hutsegite-gertaeren eta korrosio osteko prozesuen berri eman zuten. Zirkuitu baliokidea (1d irudia) erabili zen inpedantzia elektrokimikoaren espektroskopia (EIS) espektroak doitzeko, eta dagokien doikuntza-emaitzak 1. taulan ageri dira. Tratatutako disoluzioan eta beroan landutako laginak probatzean, dagokien konprimitutako erdi-zirkuluak hotzean biribilkatu ziren bitartean (1b irudia). EIS espektroan, erdi-zirkuluaren erradioa polarizazio-erresistentzia (Rp) gisa har daiteke25,26. 1. taulan disoluzio bidez tratatutako SDSSaren Rp 135 kΩ cm-2 ingurukoa da, baina beroan landutako eta hotzean ijeztutako SDSSarentzat balio askoz txikiagoak ikus ditzakegu, 34,7 eta 2,1 kΩ cm-2 hurrenez hurren. Rp-ren jaitsiera nabarmen honek deformazio plastikoak pasibazioan eta korrosioarekiko erresistentzian duen eragin kaltegarria adierazten du, aurreko txostenetan 27, 28, 29, 30 erakusten den bezala.
a Nyquist, b, c Bode inpedantzia eta fase diagramak, eta d-rako zirkuitu baliokidearen eredua, non RS elektrolitoaren erresistentzia den, Rp polarizazio erresistentzia eta QCPE kapazitantzia ez-ideala (n) modelatzeko erabilitako fase konstanteko elementu oxidoa. EIS neurketak kargarik gabeko potentzialean egin ziren.
Lehen ordenako konstanteak Bode diagraman ageri dira eta maiztasun handiko goi-ordokiak elektrolitoaren erresistentzia RS26 adierazten du. Maiztasuna gutxitzen den heinean, inpedantzia handitzen da eta fase-angelu negatiboa aurkitzen da, kapazitantziaren nagusitasuna adieraziz. Fase-angelua handitzen da, bere balio maximoa maiztasun-tarte nahiko zabal batean mantenduz, eta gero gutxitzen da (1c irudia). Hala ere, hiru kasuetan balio maximo hau 90° baino txikiagoa da oraindik, kapazitantziaren dispertsioagatik portaera kapazitiboa ez-ideal bat adieraziz. Horrela, QCPE fase-elementu konstantea (CPE) erabiltzen da gainazaleko zimurtasunetik edo homogeneotasun ezetik eratorritako gainazaleko kapazitantziaren banaketa irudikatzeko, batez ere eskala atomikoari, geometria fraktalari, elektrodoaren porositateari, potentzial ez-uniformeari eta gainazalaren menpeko korronte-banaketari dagokienez. Elektrodoaren geometria31,32. CPE inpedantzia:
non j zenbaki irudikaria den eta ω maiztasun angeluarra. QCPE elektrolitoaren azalera ireki aktiboarekiko proportzionala den maiztasunarekiko independentea den konstante bat da. n potentzia-zenbaki dimentsiogabea da, kondentsadore baten portaera kapazitibo idealaren desbideratzea deskribatzen duena, hau da, n 1etik zenbat eta hurbilago egon, orduan eta hurbilago dago CPE kapazitantzia hutsetik, eta n zerotik hurbil badago, erresistentzia da. n-ren desbideratze txiki batek, 1etik hurbil, gainazalaren portaera kapazitibo ez-ideala adierazten du polarizazio-proba egin ondoren. SDSS hotzean ijeztutakoaren QCPE antzeko produktuena baino askoz handiagoa da, eta horrek esan nahi du gainazalaren kalitatea ez dela hain uniformea.
Altzairu herdoilgaitzen korrosioarekiko erresistentzia-propietate gehienekin bat etorriz, SDSS-ren Cr eduki nahiko altuak, oro har, SDSS-ren korrosioarekiko erresistentzia handiagoa ematen du, gainazalean oxido-film babesle pasibo bat dagoelako17. Pasibazio-film hau normalean Cr3+ oxidoetan eta/edo hidroxidoetan aberatsa da, batez ere Fe2+, Fe3+ oxidoak eta/edo (oxi)hidroxidoak barne hartzen dituelarik33. Gainazalaren uniformetasun bera, oxido-geruza pasibatzailea eta gainazalean kalte ikusgairik ez egon arren, irudi mikroskopikoek zehaztu bezala6,7, beroan landutako eta hotzean laminatutako SDSS-ren korrosio-portaera desberdina da eta, beraz, altzairuaren deformazio-mikroegituraren eta egitura-ezaugarrien azterketa sakona eskatzen du.
Altzairu herdoilgaitz deformatuaren mikroegitura kuantitatiboki ikertu zen barneko eta sinkrotroizko energia handiko X izpiak erabiliz (1. eta 2. irudi osagarriak). Analisi zehatza informazio osagarrian ematen da. Fase nagusiaren motarekin bat datozen arren, fase-bolumen-frakzioen arteko desberdintasunak aurkitu dira, 1. taula osagarrian zerrendatzen direnak. Desberdintasun hauek gainazaleko fase-frakzio ez-homogeneoekin lotu daitezke, baita sakonera desberdinetan egindako fase-frakzio bolumikoekin ere. X izpien difrakzio bidezko detekzioa (XRD) fotoi erasotzaileen energia-iturri desberdinekin. Laborategiko iturri batetik XRD bidez zehaztutako austenitaren proportzio nahiko handiagoak pasibazio hobea eta, ondorioz, korrosioarekiko erresistentzia hobea adierazten du35, emaitza zehatzago eta estatistikoagoek fase-proportzioetan joera kontrajarriak adierazten dituzten bitartean. Horrez gain, altzairuaren korrosioarekiko erresistentzia aleen fintze-mailaren, aleen tamainaren murrizketaren, mikrodeformazioen igoeraren eta tratamendu termomekanikoan gertatzen diren dislokazio-dentsitatearen araberakoa ere bada36,37,38. Beroan landutako laginek pikor gehiago erakusten dute, mikroi tamainako aleak adierazten dutenak, eta hotzean laminatutako laginetan ikusitako eraztun leunek (3. irudi osagarria) aurreko lanetan nanoeskalako ale-fintze nabarmena adierazten dute6, eta horrek filmaren pasibazioan eta korrosioarekiko erresistentzia handitzen lagundu beharko luke. Dislokazio-dentsitate handiagoa normalean zulo-erresistentzia txikiagoarekin lotuta dago, eta hori bat dator neurketa elektrokimikoekin.
Elementu elementalen mikrodomeinuen egoera kimikoen aldaketak sistematikoki aztertu dira X-PEEM erabiliz. Aleazio elementuen ugaritasuna gorabehera, Cr, Fe, Ni eta Ce39 aukeratu dira hemen, Cr pasibazio-film bat eratzeko elementu gakoa baita, Fe altzairuaren elementu nagusia baita, eta Ni-k pasibazioa hobetzen baitu eta ferrita-austenita fasearen egitura eta Ce aldaketaren helburua orekatzen baititu. Sinkrotroi erradiazioaren energia doituz, RAS gainazaletik estali zen Cr (L2.3 ertza), Fe (L2.3 ertza), Ni (L2.3 ertza) eta Ce (M4.5 ertza) ezaugarri nagusiekin. Ce-2507 SDSS beroko konformazioa eta hotzeko laminazioa. Datuen analisi egokia egin zen energiaren kalibrazioa argitaratutako datuekin txertatuz (adibidez, XAS 40, 41 Fe L2-n, 3 ertzetan).
2. irudian, beroan landutako (2a irudia) eta hotzean ijeztutako (2d irudia) Ce-2507 SDSS-ren X-PEEM irudiak eta Cr eta Fe L2,3-ren dagokien XAS ertzak erakusten dira, banaka markatutako kokapenetan. XAS-en L2,3 ertzak 2p3/2 (L3 ertza) eta 2p1/2 (L2 ertza) spin-orbitaren banaketa mailetan elektroi fotokitzikapenaren ondoren okupatu gabeko 3d egoerak aztertzen ditu. Cr-ren balentzia egoerari buruzko informazioa XAS-etik lortu zen 2b irudiko L2,3 ertzean, e. Epaileekin alderaketa. 42,43-k erakutsi zuten lau gailur ikusi zirela L3 ertzaren ondoan, A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) eta D (582.2 eV) izenekoak, Cr3+ oktaedrikoa islatuz, Cr2O3 ioiari dagozkionak. Espektro esperimentalak b eta e paneletan erakusten diren kalkulu teorikoekin bat datoz, Cr L2.3 interfazean 2.0 eV44-ko kristal-eremu bat erabiliz kristal-eremuaren kalkulu anitzetatik lortuak. Beroan landutako eta hotzean laminatutako SDSS-aren bi gainazalak Cr2O3 geruza nahiko uniforme batez estalita daude.
b Cr L2.3 ertzari eta c Fe L2.3 ertzari dagokion SDSS termikoki deformatuaren X-PEEM irudi termikoa, e Cr L2.3 ertzari eta f Fe L2.3 ertzaren aldeari (f) dagokion SDSS hotzean laminatuaren X-PEEM irudi termikoa. XAS espektroak irudi termikoetan markatutako posizio espazial desberdinetan irudikatzen dira (a, d), (b) eta (e) puntuetako laranja koloreko lerro puntuatuek Cr3+-ren XAS espektro simulatuak adierazten dituzte, 2.0 eV-ko kristal-eremuaren balioarekin. X-PEEM irudietarako, erabili paleta termiko bat irudiaren irakurgarritasuna hobetzeko, non urdinetik gorrirako koloreak X izpien xurgapenaren intentsitatearekiko proportzionalak diren (baxutik altuera).
Elementu metaliko hauen ingurune kimikoa edozein dela ere, bi laginen Ni eta Ce aleazio elementuen gehikuntzen egoera kimikoa aldatu gabe mantendu zen. Marrazki gehigarria. 5-9 irudiek X-PEEM irudiak eta dagokien XAS espektroak erakusten dituzte Ni eta Ce-rentzat, beroan landutako eta hotzean ijeztutako laginen gainazaleko hainbat posiziotan. Ni XAS-ek Ni2+-ren oxidazio egoerak erakusten ditu beroan landutako eta hotzean ijeztutako laginen neurtutako gainazal osoan (Eztabaida osagarria). Kontuan izan behar da, beroan landutako laginen kasuan, Ce-ren XAS seinalea ez zela ikusi, eta hotzean ijeztutako laginen kasuan, berriz, Ce3+-ren espektroa. Hotzean ijeztutako laginetan Ce orbanen behaketak erakutsi zuen Ce batez ere prezipitatu moduan agertzen dela.
Termikoki deformatutako SDSSan, ez zen XAS-en egitura-aldaketa lokalik ikusi Fe L2,3 ertzean (2c irudia). Hala ere, Fe matrizeak bere egoera kimikoa mikroeskualdeka aldatzen du SDSS hotzean laminatutako zazpi puntu ausaz hautatutan, 2f irudian erakusten den bezala. Horrez gain, 2f irudian hautatutako kokapenetan Fe-aren egoeraren aldaketen ideia zehatza izateko, gainazaleko azterketa lokalak egin ziren (3. irudia eta 10. irudi osagarria), non eskualde zirkular txikiagoak hautatu ziren. α-Fe2O3 sistemen eta Fe2+ oktaedro oxidoen Fe L2,3 ertzaren XAS espektroak kristal-eremuen kalkulu anitzen bidez modelatu ziren, 1.0 (Fe2+) eta 1.0 (Fe3+)44 kristal-eremuak erabiliz. Ohartzen gara α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3-k simetria lokal desberdinak dituztela45,46, Fe3O4-k Fe2+ eta Fe3+-ren konbinazioa duela,47, eta FeO45 formalki Fe2+ oxido dibalente gisa (3d6). Ohartzen gara α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3-k simetria lokal desberdinak dituztela45,46, Fe3O4-k Fe2+ eta Fe3+-ren konbinazioa duela,47, eta FeO45 formalki Fe2+ oxido dibalente gisa dagoela (3d6).Kontuan izan α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3-k simetria lokal desberdinak dituztela45,46, Fe3O4-k Fe2+ eta Fe3+ konbinatzen dituela,47 eta FeO45 formalki Fe2+ oxido dibalente moduan (3d6).Kontuan izan α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3-k simetria lokal desberdinak dituztela45,46, Fe3O4-k Fe2+ eta Fe3+ konbinazioa duela,47 eta FeO45-k Fe2+ oxido dibalente formal gisa jokatzen duela (3d6). α-Fe2O3-ko Fe3+ ioi guztiek Oh posizioak baino ez dituztela, eta γ-Fe2O3 normalean Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 espinelak adierazten duen bitartean, eg posizioetan hutsuneak dituela. Beraz, γ-Fe2O3-ko Fe3+ ioiek Td eta Oh posizioak dituzte. Aurreko artikulu batean aipatu bezala,45 bien intentsitate-erlazioa desberdina den arren, haien intentsitate-erlazioa eg/t2g ≈1 da, eta kasu honetan behatutako intentsitate-erlazioa eg/t2g 1 ingurukoa da. Horrek baztertzen du egungo egoeran Fe3+ bakarrik egotearen aukera. Fe3O4-ren kasua Fe2+ eta Fe3+-rekin kontuan hartuta, Fe-rentzat L3 ertz ahulagoa (indartsuagoa) duen lehenengo ezaugarriak t2g egoera huts txikiagoa (handiagoa) adierazten du. Hori Fe2+-ri (Fe3+) aplikatzen zaio, eta horrek erakusten du igoeraren lehenengo ezaugarriak Fe2+47 edukiaren igoera adierazten duela. Emaitza hauek erakusten dute Fe2+ eta γ-Fe2O3, α-Fe2O3 eta/edo Fe3O4-ren koexistentzia nagusi dela konpositeen gainazal hotzean ijeztuan.
2d irudietako 2 eta E eskualde hautatuetan Fe L2,3 ertza zeharkatzen duten (a, c) eta (b, d) XAS espektroen fotoelektroi termikoen irudi handituak.
Lortutako datu esperimentalak (4a irudia eta 11. irudi osagarria) irudikatu eta 40, 41, 48 konposatu puruen datuekin alderatu dira. Esperimentalki behatutako hiru Fe L-ertzeko XAS espektro mota desberdin (XAS-1, XAS-2 eta XAS-3: 4a irudia). Bereziki, 3b irudiko 2-a espektroa (XAS-1 gisa adierazita) eta ondoren 2-b espektroa (XAS-2 etiketatua) detekzio-eremu osoan ikusi ziren, eta 3d irudiko E-3 bezalako espektroak (XAS-3 etiketatua) kokapen zehatzetan ikusi ziren. Oro har, lau parametro erabili ziren aztergai zen laginaren balentzia-egoerak identifikatzeko: (1) L3 eta L2 ezaugarri espektralak, (2) L3 eta L2 ezaugarrien energia-posizioak, (3) L3-L2 energia-diferentzia, (4) L2/L3 intentsitate-erlazioa. Ikusmen-behaketen arabera (4a irudia), hiru Fe osagaiak, hau da, Fe0, Fe2+ eta Fe3+, aztergai den SDSS gainazalean daude. Kalkulatutako L2/L3 intentsitate-erlazioak ere hiru osagaien presentzia adierazi zuen.
Fe-ren XAS espektro simulatuak hiru datu esperimental ezberdinekin (XAS-1, XAS-2 eta XAS-3 lerro jarraituak 2-a, 2-b eta E-3-ri dagozkie 2. eta 3. irudietan). Konparaketa, Fe2+ eta Fe3+ oktaedroak, 1.0 eV eta 1.5 eV-ko kristal-eremu balioekin, hurrenez hurren, bd-rekin (XAS-1, XAS-2, XAS-3) neurtutako datu esperimentalak eta dagokien LCF datu optimizatuak (lerro beltz jarraitua), eta baita XAS-3 espektroak ere Fe3O4 (Fe egoera nahasia) eta Fe2O3 (Fe3+ purua) estandarrekin.
Burdin oxidoaren konposizioa kuantifikatzeko, hiru estandarren (40, 41, 48) konbinazio linealaren doikuntza (LCF) erabili zen. LCF kontraste handiena erakusten zuten hiru Fe L-ertz XAS espektro hautatuetarako inplementatu zen, hain zuzen ere XAS-1, XAS-2 eta XAS-3, 4b-d irudietan ikusten den bezala. LCF doikuntzetarako, % 10eko Fe0 kontuan hartu zen kasu guztietan, datu guztietan ertz txiki bat ikusi genuelako eta baita ere burdin metalikoa altzairuaren osagai nagusia delako. Izan ere, X-PEEM-ren Fe (~6 nm)49-rako probazio-sakonera oxidazio-geruzaren lodiera estimatua baino handiagoa da (4 nm baino zertxobait gehiago), eta horrek pasibazio-geruzaren azpian dagoen burdinazko matrizearen (Fe0) seinalea detektatzea ahalbidetzen du. Izan ere, X-PEEM-ren Fe (~6 nm)49-rako probazio-sakonera oxidazio-geruzaren lodiera estimatua baino handiagoa da (4 nm baino zertxobait gehiago), eta horrek pasibazio-geruzaren azpian dagoen burdinazko matrizearen (Fe0) seinalea detektatzea ahalbidetzen du. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина толщина толщина нкоя > 4 нм), что позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Izan ere, Fe (~6 nm)49-rako zundaren X-PEEM sakonera oxidazio geruzaren lodiera uste baino handiagoa da (4 nm baino zertxobait handiagoa), eta horrek pasibazio geruzaren azpian dagoen burdina matrizearen (Fe0) seinalea detektatzea ahalbidetzen du.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），允许检测来自钝化层下方的铁基体（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 度 略 略> 4 nm慵慣讉 深度来自 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Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполатаемью чем предполатаемью слоя (немного > 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) низволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) нибнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0). Izan ere, X-PEEM bidezko Fe (~6 nm) 49 detekzio-sakonera oxido geruzaren lodiera espero baino handiagoa da (4 nm baino zertxobait gehiago), eta horrek pasibazio-geruzaren azpian dagoen burdina matrizearen (Fe0) seinalea detektatzea ahalbidetzen du. .Fe2+ ​​eta Fe3+ konbinazio desberdinak egin ziren behatutako datu esperimentaletarako irtenbiderik onena aurkitzeko. 4b irudian Fe2+ eta Fe3+ konbinazioaren XAS-1 espektroa ageri da, non Fe2+ eta Fe3+ proportzioak % 45 inguru antzekoak ziren, Fe-ren oxidazio-egoera mistoak adieraziz. XAS-2 espektroan, berriz, Fe2+ eta Fe3+ ehunekoak ~ % 30 eta % 60 dira, hurrenez hurren. Fe2+ ​​Fe3+ baino txikiagoa da. Fe2+ eta Fe3 arteko erlazioa, 1:2, esan nahi du Fe3O4 Fe ioien arteko erlazio berean sor daitekeela. Gainera, XAS-3 espektroan, Fe2+ eta Fe3+ ehunekoak ~ % 10 eta % 80 dira, eta horrek Fe2+-tik Fe3+-rako bihurketa handiagoa adierazten du. Goian aipatu bezala, Fe3+ α-Fe2O3, γ-Fe2O3 edo Fe3O4-tik etor daiteke. Fe3+-ren iturri probableena ulertzeko, XAS-3 espektroa Fe3+ estandar desberdinekin irudikatu zen 4e irudian, B gailurra kontuan hartuta bi estandarrekin antzekotasuna erakutsiz. Hala ere, sorbalda gailurren intentsitateak (A: Fe2+-tik) eta B/A intentsitate erlazioak adierazten dute XAS-3-ren espektroa antzekoa dela, baina ez datorrela bat γ-Fe2O3-ren espektroarekin. γ-Fe2O3 masiboarekin alderatuta, A SDSS-ren Fe 2p XAS gailurrak intentsitate apur bat handiagoa du (4e irudia), eta horrek Fe2+-ren intentsitate handiagoa adierazten du. XAS-3-ren espektroa γ-Fe2O3-renaren antzekoa den arren, non Fe3+ Oh eta Td posizioetan dagoen, balentzia egoera desberdinen identifikazioa eta L2,3 ertzean bakarrik koordinazioa edo L2/L3 intentsitate erlazioa ikerketa etengabeko eztabaidaren gaia izaten jarraitzen du, azken espektroan eragina duten faktore desberdinen konplexutasunagatik41.
Goian deskribatutako intereseko eskualde hautatuen egoera kimikoan dauden espektro-desberdintasunez gain, Cr eta Fe elementu gakoen heterogeneotasun kimiko globala ere ebaluatu zen, laginaren gainazalean lortutako XAS espektro guztiak K-means clustering metodoa erabiliz sailkatuz. Cr L ertz-profilek bi kluster optimo espazialki banatuta osatzen dituzte 5. irudian erakusten diren beroan eta hotzean ijeztutako laginetan. Argi dago ez dela tokiko egitura-aldaketarik antzekotzat hautematen, XAS Cr espektroen bi zentroideak konparagarriak baitira. Bi klusterren espektro-forma hauek ia berdinak dira Cr2O342-ri dagozkionekin, eta horrek esan nahi du Cr2O3 geruzak nahiko berdin banatuta daudela SDSS-n.
Cr L K-means ertz eskualdeko multzoak, eta b dagokien XAS zentroideak dira. SDSS hotzean laminatutako K-means X-PEEM konparazioaren emaitzak: c Cr L2.3 K-means multzoen ertz eskualdea eta d dagokien XAS zentroideak.
FeL ertz mapa konplexuagoak ilustratzeko, lau eta bost kluster optimizatu eta haien zentroideak (espektro profilak) erabili ziren beroan lan egindako eta hotzean ijeztutako laginetarako, hurrenez hurren. Beraz, Fe2+ eta Fe3+-ren ehunekoa (%) 4. irudian erakusten den LCF doitzean lor daiteke. Epseudo pseudoelektrodo potentziala, Fe0-ren funtzio gisa, erabili zen gainazaleko oxido filmen mikrokimikokiko ez-homogeneotasuna agerian uzteko. Epseudo gutxi gorabehera nahasketa arauaren bidez kalkulatzen da,
non \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) berdina den \(\rm{Fe} + 2e^ – \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0,440 eta 0,036 V, hurrenez hurren. Potentzial txikiagoa duten eskualdeek Fe3+ konposatuaren edukiera handiagoa dute. Termikoki deformatutako laginetan potentzial banaketa geruzatua da, gehienez 0,119 V-ko aldaketarekin (6a, b irudiak). Potentzial banaketa hau gainazaleko topografiarekin estuki lotuta dago (6a irudia). Ez da beste posizio-menpeko aldaketarik ikusi azpiko laminar barnealdean (6b irudia). Aitzitik, Fe2+ eta Fe3+ edukiera desberdina duten oxido desberdinak SDSS hotzean laminatuetan lotzean, pseudopotentzialaren izaera ez-uniformea ​​ikus daiteke (6c, d irudiak). Fe3+ oxidoak eta/edo (oxi)hidroxidoak altzairuan herdoilaren osagai nagusiak dira eta oxigenoarekiko eta urarekiko iragazkorrak dira50. Kasu honetan, Fe3+-an aberatsak diren uharteak tokian tokiko banatuta daudela uste da eta korrosiodun eremu gisa har daitezke. Aldi berean, potentzial-eremuaren gradientea, potentzialaren balio absolutua baino gehiago, erabil daiteke korrosio aktiboko guneen lokalizaziorako adierazle gisa. Fe2+ eta Fe3+-ren banaketa irregular honek SDSS hotzean ijeztutako gainazalean tokiko kimika alda dezake eta gainazal aktibo praktikoagoa eman dezake oxido-filmaren haustura eta korrosio-erreakzioetan, azpiko metal-matrizea korrosioan jarraitzea ahalbidetuz, barne-heterogeneotasuna sortuz.
K-means klusterrak eta dagokien XAS zentroideak SDSS hotzean laminatutako X-PEEM bero deformatuaren Fe L2.3 ertz eskualdean. a, d K-means kluster grafikoak X-PEEM irudietan gainjarrita. Kalkulatutako pseudoelektrodo potentziala (Epseudo) aipatzen da K-means kluster grafikoarekin batera. X-PEEM irudiaren distira, 2. irudiko kolorea bezala, X izpien xurgapen intentsitatearekiko proportzionala da.
Cr nahiko uniformea ​​baina Fe-ren egoera kimiko desberdina izateak oxido-filmaren kalte eta korrosio-eredu desberdinak eragiten ditu beroan lantutako eta hotzean ijeztutako Ce-2507-an. Hotzean ijeztutako Ce-2507-aren propietate hau ondo aztertu da. Lan ia neutro honetan giro-airean Fe-ren oxido eta hidroxidoen eraketari dagokionez, erreakzioak hauek dira:
Goiko erreakzioak X-PEEM analisian oinarritutako ondorengo eszenatokietan gertatzen dira. Fe0-ri dagokion sorbalda txiki bat azpiko burdina metalikoarekin lotuta dago. Fe metalikoaren eta ingurunearen arteko erreakzioak Fe(OH)2 geruza bat eratzen du ((5) ekuazioa), eta horrek Fe2+ seinalea hobetzen du Fe L-ertzeko XAS-en. Airearekiko esposizio luzeak Fe3O4 eta/edo Fe2O3 oxidoak eratzea eragin dezake Fe(OH)252,53 ondoren. Fe-ren bi forma egonkor, Fe3O4 eta Fe2O3, ere sor daitezke Cr3+ aberatsa den babes-geruzan, eta Fe3O4-k egitura uniforme eta itsaskorra nahiago du. Bien presentziak oxidazio-egoera mistoak sortzen ditu (XAS-1 espektroa). XAS-2 espektroa batez ere Fe3O4-ri dagokio. Hainbat lekutan XAS-3 espektroen behaketak γ-Fe2O3-rako bihurketa osoa adierazi zuen bitartean. Tolestutako X izpien sartze-sakonera 50 nm ingurukoa denez, beheko geruzako seinaleak A gailurraren intentsitate handiagoa eragiten du.
XPA espektroak erakusten du oxido-filmeko Fe osagaiak geruza-egitura duela Cr oxido geruza batekin konbinatuta. Korrosioan zehar Cr2O3-ren tokiko homogeneotasunagatik pasibazio-zantzuekin alderatuta, lan honetan Cr2O3 geruza uniformea ​​izan arren, kasu honetan korrosioarekiko erresistentzia baxua ikusten da, batez ere hotzean laminatutako laginetan. Behatutako portaera goiko geruzan (Fe) oxidazio kimikoaren egoeraren heterogeneotasun gisa uler daiteke, eta horrek korrosioaren errendimenduan eragina du. Goiko geruzaren (burdin oxidoa) eta beheko geruzaren (kromo oxidoa) estekiometria bera dutelako52,53, bien arteko elkarrekintza (itsaspen) hobeak metal edo oxigeno ioien garraio motela dakar sarean, eta horrek, aldi berean, korrosioarekiko erresistentzia handitzea dakar. Beraz, estekiometria-erlazio jarraitua, hau da, Fe-ren oxidazio-egoera bat, hobesten da aldaketa estekiometriko bortitzak baino. Bero-deformatutako SDSS-ak gainazal uniformeagoa, babes-geruza trinkoagoa eta korrosioarekiko erresistentzia hobea ditu. SDSS hotzean laminatuan, berriz, babes-geruzaren azpian Fe3+-an aberatsak diren uharteen presentziak gainazalaren osotasuna urratzen du eta inguruko substratuarekin korrosio galbanikoa eragiten du, eta horrek Rp-ren jaitsiera handia eragiten du (1. taula). EIS espektroa eta haren korrosioarekiko erresistentzia murriztu egiten dira. Ikus daiteke deformazio plastikoaren ondoriozko Fe3+-an aberatsak diren uharteen tokiko banaketak korrosioarekiko erresistentzian eragiten duela batez ere, eta hori aurrerapen bat da lan honetan. Horrela, ikerketa honek deformazio plastikoaren metodoaren bidez aztertutako SDSS laginen korrosioarekiko erresistentziaren murrizketaren irudi mikroskopiko espektroskopikoak aurkezten ditu.
Gainera, fase bikoitzeko altzairuetan lur arraroen aleazioak errendimendu hobea erakusten duen arren, elementu gehigarri honen eta altzairu matrizearen arteko elkarrekintza, mikroskopia espektroskopikoaren arabera, korrosioaren portaerari dagokionez, oraindik ere zaila da. Ce seinaleen agerpena (XAS M ertzen bidez) leku gutxi batzuetan bakarrik agertzen da hotzeko ijezketan zehar, baina desagertzen da SDSSaren deformazio beroan zehar, eta horrek Ceren prezipitazio lokala adierazten du altzairu matrizean, aleazio homogeneoa baino. SDSSaren propietate mekanikoak nabarmen hobetzen ez dituen arren6,7, lur arraroen elementuen presentziak inklusioen tamaina murrizten du eta hasierako eskualdean zuloak sortzea eragozten duela uste da54.
Ondorioz, lan honek gainazaleko heterogeneotasunak zerioarekin aldatutako 2507 SDSS-aren korrosioan duen eragina azaltzen du, nanoeskalako osagaien eduki kimikoa kuantifikatuz. Altzairu herdoilgaitza zergatik korroditzen den oxido geruza babesgarri baten azpian ere galderari erantzuten diogu, bere mikroegitura, gainazaleko kimika eta seinaleen prozesamendua K-means klusterizazioa erabiliz kuantifikatuz. Fe3+-an aberatsak diren uharteak, Fe2+/Fe3+ nahasketaren ezaugarri osoan zehar duten oktaedro eta tetraedro koordinazioa barne, SDSS hotzean laminatutako oxido filmaren kalteen eta korrosioaren iturria direla frogatu da. Fe3+-ak menderatutako nanouharteek korrosioarekiko erresistentzia eskasa eragiten dute, Cr2O3 pasibazio geruza estekiometriko nahikoa dagoenean ere. Nanoeskalako heterogeneotasun kimikoak korrosioan duen eragina zehazteko aurrerapen metodologikoez gain, etengabeko lanak ingeniaritza prozesuak inspiratzea espero da altzairua fabrikatzean altzairu herdoilgaitzen korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko.
Ikerketa honetan erabilitako Ce-2507 SDSS lingotea prestatzeko, burdin hodi puru batekin zigilatutako Fe-Ce aleazio nagusia barne hartzen zuen konposizio misto bat 150 kg-ko maiztasun ertaineko indukzio labe batean urtu zen altzairu urtua ekoizteko eta molde batean isuri zen. Neurtutako konposizio kimikoak (pisuan %) 2. taula osagarrian zerrendatzen dira. Lingoteak lehenik blokeetan forjatzen dira beroan. Ondoren, 1050 °C-tan 60 minutuz erregosi ziren altzairua disoluzio solido egoeran lortzeko, eta ondoren uretan hoztu ziren giro-tenperaturara iritsi arte. Aztertutako laginak zehatz-mehatz aztertu ziren TEM eta DOE erabiliz faseak, aleen tamaina eta morfologia aztertzeko. Laginei eta ekoizpen prozesuari buruzko informazio zehatzagoa beste iturri batzuetan aurki daiteke6,7.
Konpresio berorako lagin zilindrikoak (φ10 mm×15 mm) prozesatu ziren zilindroaren ardatza blokearen deformazio-norabidearekiko paralelo egon zedin. Tenperatura altuko konpresioa 1000-1150 °C-ko tenperatura desberdinetan egin zen, Gleeble-3800 simulagailu termiko bat erabiliz, 0,01-10 s-1 tarteko deformazio-abiadura konstante batekin. Deformatu aurretik, laginak 10 °C s-1-ko abiaduran berotu ziren 2 minutuz hautatutako tenperaturan, tenperatura-gradientea ezabatzeko. Tenperatura-uniformetasuna lortu ondoren, lagina 0,7ko benetako deformazio-balio batera deformatu zen. Deformatu ondoren, laginak berehala hoztu ziren urarekin, deformatutako egitura mantentzeko. Gogortutako lagina konpresio-norabidearekiko paraleloan mozten da. Ikerketa honetarako, 1050 °C-ko eta 10 s-1-ko deformazio-baldintza beroa duen lagin bat aukeratu genuen, behatutako mikrogogortasuna beste lagin batzuk baino handiagoa zelako7.
Ce-2507 soluzio solidoaren lagin masiboak (80 × 10 × 17 mm3) erabili ziren LG-300 hiru faseko bi erroiluko errota asinkrono batean, deformazio maila guztien artean propietate mekaniko onenak lortuz6. Bide bakoitzeko deformazio-tasa eta lodieraren murrizketa 0,2 m·s-1 eta % 5 dira, hurrenez hurren.
Autolab PGSTAT128N estazio elektrokimiko bat erabili zen SDSS neurketa elektrokimikoetarako, lodiera % 90 murriztu ondoren (1,0 baliokide deformazio erreala) hotzean laminatu ondoren eta 1050 °C-tan 10 s-1-z bero prentsatu ondoren 0,7ko deformazio erreala lortu arte. Estazioak hiru elektrodoko zelula bat du, kalomel saturatu elektrodo bat erreferentzia elektrodo gisa, grafito kontraelektrodo bat eta SDSS lagin bat lan elektrodo gisa. Laginak 11,3 mm-ko diametroko zilindroetan moztu ziren, eta alboetan kobrezko hariak soldatu ziren. Ondoren, laginak epoxiarekin finkatu ziren, 1 cm2-ko lan-eremu ireki bat utziz lan elektrodo gisa (lagin zilindrikoaren beheko aldea). Kontuz ibili epoxiaren sendatzean eta ondorengo lixaketa eta leuntzean pitzadurak ekiditeko. Lan-gainazalak diamantezko leuntzeko suspentsio batekin leundu eta leundu ziren, 1 μm-ko partikula-tamaina zuena, ur destilatuarekin eta etanolarekin garbitu eta aire hotzetan lehortu ziren. Neurketa elektrokimikoak egin aurretik, leundutako laginak airean jarri ziren hainbat egunez oxido film natural bat osatzeko. ASTMren gomendioen arabera, FeCl3-ren (% 6,0 pisuan) ur-disoluzio bat, HCl-rekin pH = 1,0 ± 0,01ean egonkortua, erabiltzen da altzairu herdoilgaitzaren55 korrosioa bizkortzeko, kloruro ioien aurrean korrosiboa baita, oxidazio-ahalmen handia eta pH baxua dutenak. G48 eta A923 ingurumen-arauak betetzen dituzte. Murgildu lagina proba-disoluzioan ordubetez, ia egoera egonkor batera iristeko, neurketak egin aurretik. Disoluzio solidoko, beroan eratutako eta hotzean ijeztutako laginetarako, inpedantzia-neurketak 0,39, 0,33 eta 0,25 V-ko zirkuitu irekiko potentzialetan (OPC) egin ziren, hurrenez hurren, 1105 eta 0,1 Hz arteko maiztasun-tartean, 5 mV-ko anplitudearekin. Proba kimiko guztiak gutxienez 3 aldiz errepikatu ziren baldintza berdinetan, datuen erreproduzigarritasuna bermatzeko.
HE-SXRD neurketetarako, 1 × 1 × 1,5 mm3-ko altzairuzko bloke duplex angeluzuzenak neurtu ziren CLS-n (Kanada)56 dagoen Brockhouse energia handiko wiggler baten habe-fasearen konposizioa kuantifikatzeko. Datuen bilketa Debye-Scherrer geometrian edo transmisio-geometrian egin zen giro-tenperaturan. LaB6 kalibragailuarekin kalibratutako X izpien uhin-luzera 0,212561 Å da, hau da, 58 keV-ri dagokio, hau da, laborategiko X izpien iturri gisa erabili ohi den Cu Kα-rena (8 keV) baino askoz handiagoa. Lagina detektagailutik 740 mm-ko distantziara zegoen kokatuta. Lagin bakoitzaren detekzio-bolumena 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3 da, habearen tamainaren eta laginaren lodieren arabera zehazten dena. Datu guztiak Perkin Elmer azalera-detektagailu bat, panel lauko X izpien detektagailu bat, 200 µm-ko pixelak, 40×40 cm2-koa erabiliz bildu ziren, 0,3 s-ko esposizio-denbora eta 120 fotograma erabiliz.
Hautatutako bi sistema ereduen X-PEEM neurketak MAX IV laborategiko Beamline MAXPEEM PEEM amaierako estazioan egin ziren (Lund, Suedia). Laginak neurketa elektrokimikoetarako bezala prestatu ziren. Prestatutako laginak hainbat egunez airean mantendu ziren eta ultra-hutseko ganbera batean desgasifikatu ziren sinkrotroi fotoiekin irradiatu aurretik. Izpi-lerroaren energia-bereizmena lortu zen kitzikapen-eskualdean ioi-errendimenduaren espektroa neurtuz N 1 s-tik 1\(\pi _g^ \ast\)-ra, hv = 401 eV-tik gertu N2-n, fotoi-energiaren menpekotasuna E3/2 , 57-rekin. Hurbilketa-espektroek ΔE (espektro-lerroaren zabalera) 0,3 eV ingurukoa eman zuten neurtutako energia-tartean. Beraz, izpi-lerroaren energia-bereizmena E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 eta fluxua ≈1012 ph/s-koa dela kalkulatu zen, SX-700 monokromadore aldatu bat erabiliz, Si 1200 lerroko mm−1 sare batekin, Fe 2p L2,3 ertzarentzat, Cr 2p L2,3 ertzarentzat, Ni 2p L2,3 ertzarentzat eta Ce M4,5 ertzarentzat. Beraz, izpi-lerroaren energia-bereizmena E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 eta fluxua ≈1012 ph/s-koa dela kalkulatu zen, SX-700 monokromadore aldatu bat erabiliz, Si 1200 lerroko mm−1 sare batekin, Fe 2p L2.3 ertzarentzat, Cr 2p L2.3 ertzarentzat, Ni 2p L2.3 ertzarentzat eta Ce M4.5 ertzarentzat. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 э20, э20и поток ≈1012 ф/с при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 12000мд шеткой кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 eta кромка Ce M4,5. Horrela, habe-kanalaren energia-bereizmena E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 eta fluxua ≈1012 f/s gisa kalkulatu zen, SX-700 monokromadore aldatu bat erabiliz, 1200 lerro/mm-ko Si sare batekin, 2p L2 ,3 Fe ertzarentzat, 2p L2.3 Cr ertzarentzat, 2p L2.3 Ni ertzarentzat eta M4.5 Ce ertzarentzat.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倚迨1倚迨1线mm-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 嘘, 5Ce 线边缘。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 ， 和 和 分辨率 因此 朦 帺 朦 帺 朦1200 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 缘、Cr 2p L2.2p 用 用 用边缘和Ce M4.5 边缘。Horrela, 1200 lerroko Si sare batekin aldatutako SX-700 monokromadore bat erabiltzean. 3, Cr ertza 2p L2.3, Ni ertza 2p L2.3 eta Ce ertza M4.5.Eskaneatu fotoi-energia 0,2 eV-ko urratsetan. Energia bakoitzean, PEEM irudiak TVIPS F-216 zuntz-akoplatutako CMOS detektagailu bat erabiliz grabatu ziren, 2 x 2 kutxarekin, eta 1024 × 1024 pixeleko bereizmena ematen du 20 µm-ko ikus-eremu batean. Irudien esposizio-denbora 0,2 s izan zen, 16 fotogramako batez bestekoa lortuz. Fotoelektroi-irudiaren energia bigarren mailako elektroi-seinale maximoa emateko moduan aukeratu da. Neurketa guztiak intzidentzia normalean egin ziren, fotoi-sorta polarizatu lineal bat erabiliz. Neurketei buruzko informazio gehiago aurreko ikerketa batean aurki daiteke. Elektroi-errendimendu osoaren (TEY) detekzio-modua eta X-PEEM49-n duen aplikazioa aztertu ondoren, metodo honen saiakuntza-sakonera 4-5 nm ingurukoa dela kalkulatzen da Cr seinalearentzat eta 6 nm ingurukoa Fe-rentzat. Cr sakonera oxido-filmaren lodieraren oso antzekoa da (~4 nm)60,61, eta Fe sakonera lodiera baino handiagoa da. FeL-ren ertzean bildutako XRDa burdin oxidoen eta matrizearen Fe0-ren XRD nahasketa bat da. Lehenengo kasuan, igorritako elektroien intentsitatea TEY-ri laguntzen dioten elektroi mota posible guztietatik dator. Hala ere, burdin seinale puru batek energia zinetiko handiagoa behar du elektroiak oxido geruza zeharkatu gainazalera igarotzeko eta analizatzaileak biltzeko. Kasu honetan, Fe0 seinalea batez ere LVV Auger elektroiei zor zaie, baita hauek igortzen dituzten bigarren mailako elektroiei ere. Gainera, elektroi hauek ematen duten TEY intentsitatea gutxitzen da elektroi ihes-bidean zehar, eta horrek are gehiago murrizten du burdinaren XAS mapan dagoen Fe0 espektro-erantzuna.
Datu-meatzaritza datu-kubo batean (X-PEEM datuak) integratzea funtsezko urratsa da informazio garrantzitsua (propietate kimikoak edo fisikoak) ikuspegi multidimentsional batean ateratzeko. K-means multzokatzea oso erabilia da hainbat arlotan, besteak beste, ikusmen artifiziala, irudien prozesamendua, gainbegiratu gabeko ereduen ezagutza, adimen artifiziala eta sailkapen-analisia. Adibidez, K-means multzokatzeak emaitza onak eman ditu irudi hiperespektralen datuak multzokatzeko. Printzipioz, ezaugarri anitzeko datuetarako, K-means algoritmoak erraz multzoka ditzake haien atributuen (fotoi-energiaren propietateen) inguruko informazioan oinarrituta. K-means multzokatzea datuak K talde ez-gainjarrietan (klusterrak) banatzeko algoritmo iteratibo bat da, non pixel bakoitza multzo espezifiko bati dagokion, altzairuaren mikroegituraren konposizioan dagoen homogeneotasun kimikoaren banaketa espazialaren arabera. K-means algoritmoak bi etapa ditu: lehenengo etapan, K zentroide kalkulatzen dira, eta bigarren etapan, puntu bakoitzari zentroide bizilagunekin multzo bat esleitzen zaio. Multzo baten grabitate-zentroa multzo horren datu-puntuen batez besteko aritmetiko gisa definitzen da (XAS espektroa). Hainbat distantzia daude inguruko zentroideak distantzia euklidear gisa definitzeko. Px,y sarrerako irudi baterako (non x eta y pixeletan bereizmena diren), CK klusterraren grabitate-zentroa da; irudi hau K klusterretan segmentatu (multzokatu) daiteke K-means63 erabiliz. K-means klusterizazio algoritmoaren azken urratsak hauek dira:
2. urratsa. Kalkulatu pixel guztien kidetza uneko zentroidearen arabera. Adibidez, zentroaren eta pixel bakoitzaren arteko d distantzia euklidearretik kalkulatzen da:
3. urratsa Esleitu pixel bakoitza zentroide hurbilenari. Ondoren, kalkulatu berriro K zentroideen posizioak honela:
4. urratsa. Errepikatu prozesua (7 eta 8 ekuazioak) zentroideak bat egin arte. Azken multzokatze-kalitatearen emaitzak hasierako zentroideen aukerarik onenarekin oso lotuta daude. Altzairuzko irudien PEEM datu-egiturarentzat, normalean X (x × y × λ) 3D matrize-datuen kubo bat da, x eta y ardatzek informazio espaziala (pixelen bereizmena) adierazten duten bitartean eta λ ardatza fotoi-energiaren irudi espektral bati dagokio. K-means algoritmoa X-PEEM datuetan intereseko eskualdeak aztertzeko erabiltzen da, pixelak (klusterrak edo azpi-blokeak) beren ezaugarri espektralen arabera bereiziz eta analito bakoitzerako zentroide onenak (XAS profil espektralak) ateraz. Banaketa espaziala, tokiko aldaketa espektralak, oxidazio-portaera eta egoera kimikoak aztertzeko erabiltzen da. Adibidez, K-means multzokatze-algoritmoa erabili zen Fe L-ertz eta Cr L-ertz eskualdeetarako beroan landutako eta hotzean ijeztutako X-PEEMetan. K multzo (mikroegituraren eskualde) kopuru desberdinak probatu ziren multzo eta zentroide optimoak aurkitzeko. Zenbaki hauek bistaratzen direnean, pixelak dagokien multzo zentroei berriro esleitzen zaizkie. Kolore banaketa bakoitza multzoaren erdiguneari dagokio, objektu kimiko edo fisikoen antolamendu espaziala erakutsiz. Ateratako zentroideak espektro puruen konbinazio linealak dira.
Ikerketa honen emaitzak babesten dituzten datuak eskuragarri daude dagokion WC egileak arrazoizko eskaera eginez gero.
Sieurin, H. eta Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitz duplex baten haustura-gogorra. Sieurin, H. eta Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitz duplex baten haustura-gogorra. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. eta Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitz duplexaren haustura-gogorra. 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. eta Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitz duplexen haustura-gogorra.Britannia. Zati zatikatua. fur. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH eta Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia hautatutako azido organikoetan eta azido/kloruro organiko inguruneetan. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH eta Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia hautatutako azido organikoetan eta azido/kloruro organiko inguruneetan.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. eta Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia azido organiko batzuk eta azido/kloruro organikoak dituzten inguruneetan. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相不锈钢在选定的有机酸和有机酸/氯化物环境不锈钢在选定的有机酸和有机酸/氯化物环境不锈钢在选定的有机酸和有机酸/氯化物环境不锈钢在选定的有机酸 Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相altzairu herdoilgaitza在特定的organic酸和organic酸/chlorinated environment的耐过性性。Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. eta Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia azido organikoen eta azido/kloruro organikoen ingurune hautatuetan.kontserbagarria. Materials Methods 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al. Fe-Al-Mn-C duplex aleazioen korrosio-oxidazio portaera. Materials 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. eta Balikoev, A. Gas eta petrolio ekoizpenerako ekipamenduetarako altzairu super duplexen belaunaldi berria. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. eta Balikoev, A. Gas eta petrolio ekoizpenerako ekipamenduetarako altzairu super duplexen belaunaldi berria.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Altzairu super duplexen belaunaldi berria petrolio eta gas ekoizpen ekipoetarako.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Gas eta petrolio ekoizpen ekipoetarako altzairu super duplex belaunaldi berria. E3S 121 webinarra, 04007 (2019).
Kingklang, S. eta Uthaisangsuk, V. 2507 mailako altzairu herdoilgaitz duplexaren deformazio beroaren portaeraren ikerketa. Metall. Kingklang, S. eta Uthaisangsuk, V. 2507 mailako altzairu herdoilgaitz duplexaren deformazio beroaren portaeraren ikerketa. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей сталиl м2507к. Kingklang, S. eta Uthaisangsuk, V. 2507 motako altzairu herdoilgaitz duplexaren deformazio beroaren portaeraren azterketa. Metall. 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. eta Utaisansuk, V. 2507 motako altzairu herdoilgaitz duplexaren deformazio beroaren portaeraren ikerketa. Metala.Alma Mater. Trance. 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al. Kontrolatutako hotzeko laminazioaren eragina zerioz aldatutako SAF 2507 altzairu herdoilgaitz superduplexaren mikroegituran eta propietate mekanikoetan. Alma Mater. Zientzia. Britannia. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al. Zerioz aldatutako SAF 2507 altzairu herdoilgaitz superduplexaren deformazio termikoak eragindako egitura- eta propietate mekanikoak. J. Alma mater. biltegiratze-tanga. teknologia. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. eta Zheng, K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoaren tenperatura altuko oxidazio-portaeran. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. eta Zheng, K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoaren tenperatura altuko oxidazio-portaeran.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. eta Zheng K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoaren portaeran tenperatura altuko oxidazioaren pean. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. eta 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. eta Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. eta Zheng K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoen portaeran tenperatura altuan oxidatzean.Koros. Zientzia. 164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. eta Sun, S. Ce-ren efektuak 27Cr-3.8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoen mikroegituran eta propietateetan. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. eta Sun, S. Ce-ren efektuak 27Cr-3.8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoen mikroegituran eta propietateetan.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. eta Sun S. Se-ren eragina 27Cr-3,8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoen mikroegituran eta propietateetan. 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的影响 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. eta Sun, S. Ce-ren eragina 27Cr-3.8Mo-2Ni super-altzairu altzairu herdoilgaitzaren mikroegituran eta propietateetan. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S.. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. eta Sun, S. Ce-ren eragina 27Cr-3,8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoaren mikroegituran eta propietateetan.Burdinazko zeinua. Steelmak 47, 67–76 (2020).