Eskerrik asko Nature.com bisitatzeagatik.Erabiltzen ari zaren arakatzailearen bertsioak CSS laguntza mugatua du.Esperientzia onena lortzeko, eguneratutako arakatzailea erabiltzea gomendatzen dugu (edo Internet Explorer-en bateragarritasun modua desgaitzea).Bitartean, laguntza etengabea bermatzeko, gunea estilorik eta JavaScript gabe errendatuko dugu.
Oso erabilia den altzairu herdoilgaitza eta bere landutako bertsioak korrosioarekiko erresistenteak dira giro-baldintzetan, kromo oxidoz osatutako pasibazio-geruzaren ondorioz.Altzairuaren korrosioa eta higadura tradizionalki geruza hauen suntsiketarekin lotzen da, baina gutxitan maila mikroskopikoan, gainazaleko ez-homogeneotasunaren jatorriaren arabera.Lan honetan, mikroskopia espektroskopikoaren eta analisi kimiometrikoen bidez detektaturiko nano-eskalako gainazaleko heterogeneotasun kimikoak ustekabean nagusitzen dira hotz ijetzitako zeriozko eraldatutako super duplex altzairu herdoilgaitzezko 2507 (SDSS) deskonposizioan eta korrosioan bere deformazio beroko portaeran.Beste aldean.X izpien fotoelektroniaren mikroskopiak Cr2O3 geruza naturalaren estaldura nahiko uniformea ​​erakutsi bazuen ere, hotz ijetzitako SDSS-k pasivazio-emaitza txarrak erakutsi zituen Fe/Cr oxido geruzan Fe3+ nano-uharte aberatsen banaketaren ondorioz.Maila atomikoko ezagutza honek altzairu herdoilgaitzezko korrosioaren ulermen sakona eskaintzen du eta antzeko aleazio handiko metalen korrosioari aurre egiten lagunduko duela espero da.
Altzairu herdoilgaitza asmatu zenetik, ferrokromo aleazioen korrosioarekiko erresistentzia kromoari egotzi zaio, ingurune gehienetan portaera pasibatzailea duen oxido/oxihidroxido indartsua osatzen duena.Ohiko (austenitiko eta ferritiko) altzairu herdoilgaitzekin alderatuta, korrosioarekiko erresistentzia hobea duten superduplex altzairu herdoilgaitzak (SDSS) propietate mekaniko hobeak dituzte1,2,3.Erresistentzia mekaniko handiagoak diseinu arinagoak eta trinkoagoak egiteko aukera ematen du.Aitzitik, SDSS ekonomikoak erresistentzia handia du pitting eta zirrikituen korrosioarekiko, eta, ondorioz, zerbitzu-bizitza luzeagoa eta aplikazio zabalagoak lortzen ditu kutsadura-kontrolean, ontzi kimikoetan eta itsasoko petrolio eta gas-industrian4.Hala ere, tratamendu termikoen tenperatura sorta estuak eta konformazio eskasak bere aplikazio praktiko zabala oztopatzen du.Hori dela eta, SDSS aldatu egin da goiko propietateak hobetzeko.Esaterako, Ce aldaketa eta N 6, 7, 8-ren gehiketa handiak sartu ziren 2507 SDSS-n (Ce-2507).Lur arraroen (Ce) % 0,08 pisuko kontzentrazio egokiak eragin onuragarria du DSSren propietate mekanikoetan, aleen fintasuna eta aleen muga-erresistentzia hobetzen baititu.Higadura eta korrosioarekiko erresistentzia, trakzio-erresistentzia eta erresistentzia erresistentea eta bero-langarritasuna ere hobetu dira9.Nitrogeno kantitate handiek nikel-eduki garestiak ordezkatu ditzakete, SDSS errentagarriagoa bihurtuz10.
Berriki, SDSS plastikoki deformatu da hainbat tenperaturatan (tenperatura baxua, hotza eta beroa) propietate mekaniko bikainak lortzeko6,7,8.Dena den, SDSSren korrosioarekiko erresistentzia bikaina gainazalean oxidozko film mehe bat egoteari zor zaio, eta hainbat faktorek eragiten dute, hala nola ale-muga desberdinak dituzten fase asko egoteak, nahi ez diren prezipitazioak eta erreakzio desberdinak.hainbat fase austenitiko eta ferritikoren barneko mikroegitura ez homogeneoa deformatu egiten da 7 .Hori dela eta, egitura elektronikoaren mailan halako filmen mikrodomeinuen propietateak aztertzeak berebiziko garrantzia du SDSS korrosioa ulertzeko eta teknika esperimental konplexuak behar ditu.Orain arte, Auger elektroi-espektroskopia11 eta X izpien fotoelektroiaren espektroskopia12,13,14,15 eta X izpien fotoelektroi fotoelektroi sistema gogorrak bereizten dituzte, baina askotan ez dituzte bereizten, elementu beraren egoera kimikoak nanoeskalan espazioko puntu desberdinetan.Duela gutxi egindako hainbat ikerketek kromoaren oxidazio lokala 17 altzairu herdoilgaitz austenitikoren, 18 altzairu herdoilgaitz martensitikoren eta SDSS 19, 20en ikusitako korrosio-portaerarekin lotu dute. Hala ere, ikerketa hauek Cr heterogeneotasunak (adibidez, Cr3+ oxidazio-egoerak) korrosioarekiko erresistentzian duen eraginari erreparatu diote.Elementuen oxidazio-egoeretan alboko heterogeneotasuna elementu osagai berdinak dituzten konposatu ezberdinek eragin dezakete, hala nola burdin oxidoak.Konposatu hauek termomekanikoki prozesatutako tamaina txiki bat heredatzen dute elkarren ondoan, baina konposizioan eta oxidazio egoeran desberdinak dira16,21.Hori dela eta, oxido-filmen suntsipena agerian uzteak eta gero zuloak azaltzeak maila mikroskopikoan gainazaleko deshomogeneotasuna ulertzea eskatzen du.Baldintza hauek izan arren, alboko oxidazioaren heterogeneotasuna bezalako ebaluazio kuantitatiboak oraindik falta dira, batez ere eskala nano/atomikoan burdinarena, eta korrosioarekiko erresistentziarako duten garrantzia aztertu gabe dago.Duela gutxi arte, hainbat elementuren egoera kimikoa, hala nola Fe eta Ca, altzairuzko laginetan deskribatzen zen kuantitatiboki X izpien fotoelektroi mikroskopia bigunak (X-PEEM) erabiliz nanoeskala sinkrotroi erradiazio-instalazioetan.Kimikoki sentikorrak diren X izpien xurgapenaren espektroskopia (XAS) teknikekin konbinatuta, X-PEEMek XAS neurketa ahalbidetzen du bereizmen espazial eta espektral handikoarekin, konposizio elementalari eta bere egoera kimikoari buruzko informazio kimikoa eskaintzeko bereizmen espazialarekin nanometro eskalaraino 23 .Mikroskopioan hasitako gunearen behaketa espektroskopiko honek tokiko esperimentu kimikoak errazten ditu eta Fe geruzan aldez aurretik esploratu gabeko aldaketa kimikoak espazioan froga ditzake.
Ikerketa honek PEEM-en abantailak hedatzen ditu nanoeskalan desberdintasun kimikoak detektatzeko eta Ce-2507ren korrosioaren portaera ulertzeko atomo-mailako gainazaleko analisi metodo argitsu bat aurkezten du.K-means multzoko datu kimiometrikoak24 erabiltzen ditu inplikatutako elementuen konposizio kimiko globala (heterogeneotasuna) mapa egiteko, haien egoera kimikoak irudikapen estatistiko batean aurkeztuta.Kromo oxidoaren filmaren matxurak eragindako ohiko korrosioa ez bezala, egungo pasibazio eskasa eta korrosioarekiko erresistentzia eskasa Fe/Cr oxido geruzaren ondoan dauden Fe3+ nanoirla aberatsei egozten zaizkie, oxido babeslearen erasoa izan daitekeena.Lekuan film bat eratzen du eta korrosioa eragiten du.
SDSS 2507 deformatuaren portaera korrosiboa neurketa elektrokimikoen bidez ebaluatu zen lehenik.irudian.1. Irudiak FeCl3-ren ur-disoluzio azidoetan (pH = 1) hautatutako laginetarako Nyquist eta Bode kurbak erakusten ditu giro-tenperaturan.Hautatutako elektrolitoak agente oxidatzaile indartsu gisa jokatzen du, pasibazio-filmaren apurtzeko joera ezaugarrituz.Materialak giro-tenperaturako zulo egonkorrik jasan ez bazuen ere, analisi hauek hutsegite gertakari potentzialak eta korrosio osteko prozesuen berri eman zuten.Zirkuitu baliokidea (1d. irud.) inpedantzia elektrokimikoko espektroskopia (EIS) espektroak egokitzeko erabili zen, eta dagozkion egokitze-emaitzak 1. taulan ageri dira. Zirkulu erdi osatugabeak agertu ziren tratatutako soluzioa eta beroan landutako laginak probatzean, dagozkion zirkulu erdi konprimituak hotzean ijetzi zituzten bitartean (1b. irudia).EIS espektroan, zirkuluerdiko erradioa polarizazio-erresistentzia (Rp)25,26tzat har daiteke.1. Taulan tratatutako SDSS-ren Rp-a 135 kΩ cm-2 ingurukoa da, hala ere beroan landutako eta hotzean ijetzitako SDSSrako 34,7 eta 2,1 kΩ cm-2-ko balio askoz txikiagoak ikus ditzakegu hurrenez hurren.Rp-ren beherakada esanguratsu honek deformazio plastikoaren eragin kaltegarria adierazten du pasibazioan eta korrosioarekiko erresistentzian, aurreko txostenetan 27, 28, 29, 30 erakusten den bezala.
a Nyquist, b, c Bode-ren inpedantzia eta fase-diagramak, eta d-rako zirkuitu eredu baliokide bat, non RS elektrolitoaren erresistentzia den, Rp polarizazio-erresistentzia den eta QCPE kapazitate ez-ideala (n) modelatzeko erabiltzen den fase konstanteko elementu oxidoa den.EIS neurketak kargarik gabeko potentzialarekin egin dira.
Bode diagraman lehen ordenako konstanteak agertzen dira eta maiztasun handiko lautadak RS26 elektrolitoen erresistentzia 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 zabal samarrean mantenduz, eta gero txikiagotu egiten da (1c. irudia).Hala ere, hiru kasuetan gehienezko balio hori 90°-tik beherakoa da oraindik, sakabanaketa kapazitiboa dela eta portaera kapazitibo ez ideala adierazten du.Horrela, QCPE fase konstanteko elementua (CPE) gainazaleko zimurtasunetik edo homogeneotasunetik eratorritako interfazial kapazitate banaketa irudikatzeko erabiltzen da, batez ere eskala atomikoari, geometria fraktalariari, elektrodoen porositateari, potentzial ez-uniformeari eta gainazaleko korronteen mendeko banaketari dagokionez.Elektrodoen geometria31,32.CPE inpedantzia:
non j irudimenezko zenbakia den eta ω maiztasun angeluarra den.QCPE elektrolitoaren eremu ireki aktiboarekiko proportzionala maiztasun independentea da.n dimentsiorik gabeko potentzia-zenbakia da, kondentsadore baten portaera capacitibo idealarekiko desbideratzea deskribatzen duena, hau da, n zenbat eta hurbilago egon 1etik, zenbat eta hurbilago dagoen CPE kapazitate hutsetik, eta n zerotik hurbil badago, erresistentzia da.N-ren desbideratze txiki batek, 1etik hurbil, gainazalaren portaera kapazitibo ez-ideala adierazten du polarizazio probaren ondoren.Hotz ijetzitako SDSS-ren QCPE antzeko produktuak baino askoz handiagoa da, eta horrek esan nahi du gainazaleko kalitatea hain uniformea ​​dela.
Altzairu herdoilgaitzen korrosioarekiko erresistentzia propietate gehienekin bat etorriz, SDSSren Cr eduki nahiko altua, oro har, SDSSren korrosioarekiko erresistentzia handiagoa da gainazalean babes-film pasibo bat dagoelako17.Film pasibatzaile hau Cr3+ oxido eta/edo hidroxidoetan aberatsa izan ohi da, batez ere Fe2+, Fe3+ oxidoak eta/edo (oxi)hidroxidoak 33 integratuz.Gainazaleko uniformetasun bera, oxido-geruza pasibatzailea eta gainazalean kalte ikusgarririk ez izan arren, irudi mikroskopikoek zehaztutakoaren arabera6,7, beroan landutako eta hotzean ijetzitako SDSSen korrosio-portaera desberdina da eta, beraz, altzairuaren deformazio-mikroegitura eta egitura-ezaugarriaren azterketa sakona eskatzen du.
Deformatutako altzairu herdoilgaitzaren mikroegitura kuantitatiboki ikertu zen barneko eta sinkrotroiaren energia handiko X izpien bidez (1, 2 irudi osagarriak).Azterketa zehatza Informazio osagarrian eskaintzen da.Fase nagusiaren motarekin neurri handi batean bat datozen arren, fase-bolumen-frakzioen desberdintasunak aurkitzen dira, 1. Taula Osagarrian zerrendatuta daudenak. Desberdintasun horiek gainazaleko fase-frakzio ez homogeneoekin lotu daitezke, baita sakonera ezberdinetan egindako fase bolumetriko-frakzioekin ere.X izpien difrakzio bidez detektatzea.(XRD) fotoi intzidenteen hainbat energia-iturrirekin.Hotzean ijetzitako aleetan austenita proportzio handiagoak, XRD-k laborategiko iturri batetik zehaztutakoak, pasivazio hobea adierazten du eta, ondoren, korrosioarekiko erresistentzia hobea35, eta emaitza zehatzagoek eta estatistikoek fase-proportzioetan kontrako joerak adierazten dituzte.Horrez gain, altzairuaren korrosioarekiko erresistentzia tratamendu termomekanikoetan gertatzen diren aleen fintasun-mailaren, alearen tamainaren murrizketa, mikrodeformazioen handitzearen eta dislokazio-dentsitatearen araberakoa da36,37,38.Beroan landutako aleek izaera pikortsuagoa erakusten dute, mikra-tamainako aleen adierazgarri, hotzean ijetzitako aleetan ikusitako eraztun leunek (3. irudi osagarria) aurreko lanetan nanoeskalarako aleen fintasun garrantzitsua adierazten duten bitartean6, filmaren pasibazioan lagundu beharko lukeena.eraketa eta korrosioarekiko erresistentzia areagotzea.Dislokazio-dentsitate handiagoa zuloen aurkako erresistentzia baxuagoarekin lotzen da normalean, eta hori ondo bat dator neurketa elektrokimikoekin.
Elementu elementalen mikrodomeinuen egoera kimikoen aldaketak sistematikoki aztertu dira X-PEEM erabiliz.Aleazio-elementuak ugariak izan arren, Cr, Fe, Ni eta Ce39 aukeratu ziren hemen, Cr pasibazio-filma eratzeko funtsezko elementua denez, Fe da altzairuaren elementu nagusia, eta Ni-k pasivazioa hobetzen du eta ferrita-austenitiko fasearen egitura eta Ce eraldaketaren helburua orekatzen ditu.Sinkrotroi-erradiazioaren energia egokituz, RAS gainazaletik estali zen Cr (L2.3 ertza), Fe (L2.3 ertza), Ni (L2.3 ertza) eta Ce (M4.5 ertza) ezaugarri nagusiekin.beroan konformatzea eta hotzeko ijezketa Ce-2507 SDSS.Datuen analisi egokia egin da argitaratutako datuekin energia-kalibrazioa sartuz (adibidez, XAS 40, 41 Fe L2-n, 3 ertz).
irudian.2. irudiak X-PEEM irudiak erakusten ditu beroan landutako (2a. irud.) eta hotzean ijetzitako (2d. irud.) Ce-2507 SDSS eta dagozkien XAS ertzak Cr eta Fe L2,3 banaka markatutako tokietan.XASen L2,3 ertzak okupatu gabeko 3d egoerak zundatzen ditu elektroien fotokizitazioaren ondoren spin-orbita zatiketa 2p3/2 (L3 ertza) eta 2p1/2 (L2 ertza) mailetan.Cr-ren balentzia-egoerari buruzko informazioa 2b, e irudiko L2,3 ertzean XASetik lortu da.Epaileekin alderatzea.42,43-k erakutsi zuen L3 ertzetik gertu lau gailur ikusi zirela, A (578,3 eV), B (579,5 eV), C (580,4 eV) eta D (582,2 eV) izenekoak, Cr3+ oktaedrikoa islatuz, Cr2O3 ioiari dagokiona.Espektro esperimentalak bat datoz b eta e paneletan agertzen diren kalkulu teorikoekin, Cr L2.3 interfazean kristal-eremuaren kalkulu anitzetatik lortutako 2,0 eV44-ko kristal-eremua erabiliz.Beroan landutako eta hotzean ijetzitako SDSSaren gainazal biak Cr2O3 geruza nahiko uniforme batez estalita daude.
a b Cr L2.3 ertzari eta c Fe L2.3 ertzari dagozkion termikoki deformatutako SDSSaren X-PEEM irudi termikoa, d hotz ijetzitako SDSSaren X-PEEM irudi termikoa e Cr L2.3 ertzari eta f Fe L2.3 ertzari dagokiona (f).XAS espektroak irudi termikoetan markatutako posizio espazial desberdinetan (a, d) marraztuta daude, (b) eta (e) puntu-lerro laranjak Cr3+-ren XAS espektro simulatuak adierazten dituzte 2,0 eV-ko kristal-eremuko balioarekin.X-PEEM irudietarako, erabili paleta termiko bat irudien irakurgarritasuna hobetzeko, non urdinetik gorrirako koloreak X izpien xurgapenaren intentsitatearekiko (baxutik handira) proportzionalak diren.
Elementu metaliko horien ingurune kimikoa gorabehera, bi laginetarako Ni eta Ce aleazio-elementuen gehiketen egoera kimikoa aldatu gabe geratu zen.Marrazki osagarria.5-9 irudiek X-PEEM irudiak eta dagozkion XAS espektroak erakusten dituzte Ni eta Cerako, beroan landutako eta hotzean ijetzitako aleen gainazaleko hainbat posiziotan.Ni XAS-ek Ni2+-ren oxidazio-egoerak erakusten ditu beroan landutako eta hotzean ijetzitako aleen neurtutako azalera osoan (Eztabaida osagarria).Kontuan izan behar da, beroan landutako laginen kasuan, Ce-ren XAS seinalea ez dela behatu, hotz ijetzitako laginen kasuan, berriz, Ce3+-ren espektroa ikusi dela.Hotzean ijetzitako laginetan Ce orbanen behaketak erakutsi zuen Ce, batez ere, prezipitatu moduan agertzen dela.
Termikoki deformatutako SDSS-n, ez zen Fe L2,3 ertzean XASen tokiko egitura-aldaketarik ikusi (2c. irudia).Hala ere, Fe matrizeak mikroeskualdeki bere egoera kimikoa aldatzen du hotz ijetzitako SDSSaren ausaz aukeratutako zazpi puntutan, 2f. irudian ikusten den bezala.Horrez gain, 2f irudiko aukeratutako lekuetan Fe-ren egoeraren aldaketen ideia zehatza izateko, gainazaleko tokiko azterketak egin ziren (3. irudia eta 10. irudi osagarria) zeinetan eskualde zirkular txikiagoak hautatu ziren.α-Fe2O3 sistemen Fe L2,3 ertzaren eta Fe2+ oxido oktaedrikoen XAS espektroak 1.0 (Fe2+) eta 1.0 (Fe3+) kristal-eremuak erabiliz kalkulu kristalino anitzen bidez modelatu ziren44. Kontuan izan behar dugu α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3 tokiko simetria desberdinak dituztela45,46, Fe3O4k Fe2+ eta Fe3+,47 eta FeO45-en konbinazioa du Fe2+ oxido formalki dibalente gisa (3d6). Kontuan izan behar dugu α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3 tokiko simetria desberdinak dituztela45,46, Fe3O4k Fe2+ eta Fe3+,47 eta FeO45-en konbinazio bat duela Fe2+ oxido formalki dibalente gisa (3d6).Kontuan izan α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3-k simetria lokal desberdinak dituztela45,46, Fe3O4-k Fe2+ eta Fe3+,47 eta FeO45-ek Fe2+ oxido formalki dibalentearen moduan konbinatzen ditu (3d6).Kontuan izan α-Fe2O3 eta γ-Fe2O3 tokiko simetria desberdinak dituztela45,46, Fe3O4k Fe2+ eta Fe3+-ren konbinazioa duela,47 eta FeO45 Fe2+ oxido dibalente formal gisa jokatzen du (3d6).α-Fe2O3-ko Fe3+ ioi guztiek Oh posizioak besterik ez dituzte, eta γ-Fe2O3, berriz, Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]ad. O4 espinela bidez adierazten da, adibidez, posizioetan hutsik daudenak.Beraz, γ-Fe2O3-ko Fe3+ ioiek Td eta Oh posizioak dituzte.Aurreko lan batean esan bezala45, bien intentsitate-erlazioa ezberdina den arren, haien intentsitate-erlazioa eg/t2g ≈1 da, kasu honetan behatutako intentsitate-erlazioa eg/t2g ingurukoa den bitartean. Horrek baztertzen du egungo egoeran Fe3+ bakarrik egotea.Fe2+ ​​eta Fe3+-ekin Fe3O4-ren kasua kontuan hartuta, Fe-ren L3 ertz ahulagoa (sendoagoa) duen lehen ezaugarriak t2g okupatu gabeko egoera txikiagoa (handiagoa) adierazten du.Hau Fe2+-ri (Fe3+) aplikatzen zaio, eta horrek erakusten du igoeraren lehen ezaugarriak Fe2+47 edukiaren igoera adierazten duela.Emaitza hauek erakusten dute konpositeen hotzean ijetzitako gainazalean Fe2+ eta γ-Fe2O3, α-Fe2O3 eta/edo Fe3O4 elkarbizitza nagusi dela.
XAS espektroen (a, c) eta (b, d) Fe L2,3 ertza zeharkatzen duten fotoelektroien irudi termikoko irudiak handitutako posizio espazialetan 2 eta E irudietan hautatutako eskualdeetan.2d.
Lortutako datu esperimentalak (4a. irudia eta 11. irudi osagarria) 40, 41, 48 konposatu puruen datuekin alderatzen dira. Esperimentuan behatutako Fe L-ertzeko XAS espektro hiru mota ezberdin (XAS-1, XAS-2 eta XAS-3: 4a. irudia).Bereziki, 3b irudian 2-a (XAS-1 gisa adierazitakoa) espektroa eta 2-b espektroa (XAS-2 etiketatua) behatu zen detekzio-eremu osoan, eta E-3 bezalako espektroak 3d irudian (XAS-3 etiketatua) leku zehatzetan behatu ziren bitartean.Oro har, lau parametro erabili dira aztergai dugun laginean dauden 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, hots, Fe0, Fe2+ eta Fe3+, aztergai dugun SDSS gainazalean daude.Kalkulatutako L2/L3 intentsitate erlazioak hiru osagaien presentzia ere adierazi zuen.
a Fe-ren XAS espektro simulatuak behatutako hiru datu esperimental ezberdinekin (XAS-1, XAS-2 eta XAS-3 lerro trinkoak 2-a, 2-b eta E-3-i dagozkie 2 eta 3 irudietan) Konparazioa, Fe2+, Fe3+ oktaedroak 1.0 eV eta 1.0 eV eta 1.0 eV esperimentalaren balioekin (AS-, bd, 1. XAS-3) eta dagozkion LCF datu optimizatuak (lerro beltz trinkoa), eta XAS-3 formako espektroak ere Fe3O4 (Fe-ren egoera mistoa) eta Fe2O3 (Fe3+ purua) estandarrekin.
40, 41, 48 hiru estandarren konbinazio lineal bat (LCF) erabili zen burdin oxidoaren konposizioa kuantifikatzeko.LCF kontraste handiena erakusten duten Fe L ertzeko XAS espektro hautatutako hiru espektro inplementatu zen, hots, XAS-1, XAS-2 eta XAS-3, 4b-d irudian erakusten den moduan.LCF gailuetarako, kasu guztietan Fe0 % 10a hartu da kontuan, datu guztietan ertz txiki bat ikusi dugulako, eta baita altzairuaren osagai nagusia burdina metalikoa delako. Izan ere, X-PEEM-ren proba-sakonera Fe (~6 nm)49 estimatutako oxidazio-geruzaren lodiera (apur bat > 4 nm) baino handiagoa da, eta burdin matrizearen (Fe0) seinalea detektatzeko aukera ematen du pasibazio-geruzaren azpian. Izan ere, X-PEEM-ren proba-sakonera Fe (~6 nm)49 estimatutako oxidazio-geruzaren lodiera (apur bat > 4 nm) baino handiagoa da, eta burdin matrizearen (Fe0) seinalea detektatzeko aukera ematen du pasibazio-geruzaren azpian. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина толщина толщина ком > 6 нм ), что позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Izan ere, Fe-ren X-PEEM zundaren sakonera (~ 6 nm)49 oxidazio-geruzaren ustezko lodiera baino handiagoa da (apur bat > 4 nm), eta horrek posible egiten du burdin matrizearen (Fe0) seinalea detektatzeko pasibazio geruzaren azpian.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（检测深度大于估计的氧化层厚度（略> 4 nm（啥> 4 nm（希浥）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 杵慣襉钝化层 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 信号号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполатаемоя предполатаемоя (~ 6 нм) немного > 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пасюсивироя. Izan ere, X-PEEM-ek Fe (~6 nm) 49 detektatzeko sakonera oxido-geruzaren esperotako lodiera baino handiagoa da (apur bat > 4 nm), eta horrek pasibazio-geruzaren azpian burdin matrizetik (Fe0) seinalea detektatzeko aukera ematen du. .Fe2+ ​​eta Fe3+-ren hainbat konbinazio egin ziren behatutako datu esperimentalei ahalik eta irtenbiderik onena aurkitzeko.irudian.4b-k XAS-1 espektroa erakusten du Fe2+ eta Fe3+ konbinaziorako, non Fe2+ eta Fe3+ proportzioak %45 inguru antzekoak ziren, Fe-ren oxidazio-egoera mistoak adieraziz.XAS-2 espektrorako, berriz, Fe2+ eta Fe3+ ehunekoa %30 eta %60 bihurtzen da, hurrenez hurren.Fe2+ ​​Fe3+ baino txikiagoa da.Fe2+ ​​eta Fe3-ren erlazioak, 1:2 berdinak, esan nahi du Fe3O4 Fe ioien arteko proportzio berean sor daitekeela.Horrez gain, XAS-3 espektrorako, Fe2+ eta Fe3+ ehunekoa %10 eta %80 bihurtzen da, eta horrek Fe2+-ren Fe3+ bihurtze handiagoa adierazten du.Goian esan bezala, Fe3+ α-Fe2O3, γ-Fe2O3 edo Fe3O4-tik etor daiteke.Fe3+-ren iturri seguruena ulertzeko, XAS-3 espektroa Fe3+ estandar ezberdinekin marraztu zen 4e irudian, bi estandarrekin antzekotasuna erakutsiz B gailurra kontuan hartuta.Hala ere, sorbalda gailurren intentsitateak (A: Fe2+etik) eta B/A intentsitate erlazioak adierazten dute XAS-3-ren espektroa hurbil dagoela, baina ez datorrela bat γ-Fe2O3-ren espektroarekin.γ-Fe2O3 ontziratuarekin alderatuta, A SDSSren 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 eta koordinazio desberdinen identifikazioa L2,3 ertzean edo L2/L3 intentsitate-erlazioan jarraitzen du etengabeko ikerketaren gaia.eztabaida azken espektroan eragiten duten faktore ezberdinen konplexutasuna dela eta41.
Goian deskribatutako interes-eskualde hautatuen egoera kimikoko desberdintasun espektralez gain, Cr eta Fe elementu gakoen heterogeneotasun kimiko globala ere ebaluatu da laginaren gainazalean lortutako XAS espektro guztiak K-means clustering metodoa erabiliz.Cr L ertz-profilek espazioan banatutako bi multzo optimo osatzen dituzte irudietan erakusten diren beroan landutako eta hotzean ijetzitako aleetan.5. Argi dago ez dela tokiko egitura-aldaketarik antzematen antzekorik, XAS Cr espektroen bi zentroideak konparagarriak baitira.Bi klusterren forma espektral hauek Cr2O342ri dagozkionen ia berdinak dira, hau da, Cr2O3 geruzak nahiko uniformeki banatuta daude SDSSn.
Cr L K-esan nahi du ertz-eskualdeen multzoak, eta b dagozkion XAS zentroideak da.Hotz ijetzitako SDSSen K-means X-PEEM konparaketaren emaitzak: c Cr L2.3 K-means klusterren ertz eskualdea eta d dagozkion XAS zentroideak.
FeL ertz-mapa konplexuagoak ilustratzeko, lau eta bost optimizatutako kluster eta haiei lotutako zentroideak (profil espektralak) erabili ziren beroan landutako eta hotzean ijetzitako aleetarako, hurrenez hurren.Beraz, Fe2+ eta Fe3+ ehunekoa (%) lor daiteke 4. irudian ageri den LCF-a egokituz.Fe0-ren funtzio gisa Epseudo pseudoelektrodo potentziala gainazaleko oxido-filmaren homogeneotasun mikrokimikoa agerian uzteko erabili zen.Epseudo gutxi gorabehera nahasketa-arauaren arabera kalkulatzen da,
non \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) berdina den \(\rm{Fe} + 2e^ – \ to \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0,440 eta 0,036 V, hurrenez hurren.Potentzial txikiagoa duten eskualdeek Fe3+ konposatuaren eduki handiagoa dute.Termikoki deformatutako laginetan potentzial banaketak geruzadun izaera du 0,119 V inguruko aldaketa maximoarekin (6a, b. irudiak).Banaketa potentzial hori estuki lotuta dago gainazaleko topografiarekin (6a. irudia).Ez zen beheko barrualde laminarrean posizioaren menpeko beste aldaketarik ikusi (6b. irudia).Aitzitik, hotz ijetzitako SDSS-n Fe2+ eta Fe3+ eduki desberdinak dituzten oxido desberdinen konexiorako, pseudopotentzialaren izaera ez-uniformea ​​ikus daiteke (6c, d. irudia).Fe3+ oxidoak eta/edo (oxi)hidroxidoak altzairuaren herdoilaren osagai nagusiak dira eta oxigenoarekiko eta urarekiko iragazgarriak dira50.Kasu honetan, Fe3+-n aberatsak diren uharteak lokalean banatuta daudela kontsideratzen da eta eremu herdoildutzat har daitezke.Aldi berean, potentzialaren eremuko gradientea, potentzialaren balio absolutua baino, korrosio gune aktiboen lokalizazioaren adierazle gisa erabil daiteke.Fe2+ ​​eta Fe3+-ren banaketa irregular honek hotz ijetzitako SDSSen gainazalean tokiko kimika alda dezake eta gainazal aktibo praktikoagoa eskain dezake oxido-filmaren matxura eta korrosio-erreakzioetan, azpian dagoen metal-matrizea herdoiltzen jarraitzea ahalbidetuz, barne heterogeneotasuna eraginez.propietateak eta geruza pasibatzailearen babes propietateak murrizten ditu.
K-esan nahi du klusterrak eta dagozkien XAS zentroideak hotz deformatutako X-PEEM ac eta hotz ijetzitako SDSSren df deformatutako Fe L2.3 ertzaren eskualdean.a, d K-k esan nahi du X-PEEM irudietan gainjarritako kluster grafikoak.Kalkulatutako pseudoelektrodo potentziala (Epseudo) aipatzen da K-means cluster plotarekin batera.X-PEEM irudiaren distira, 2. irudiko kolorea bezala X izpien xurgapen intentsitatearekiko proportzionala da.
Cr nahiko uniformeak baina Fe-ren egoera kimiko desberdinak oxido-filmaren kalteak eta korrosio-eredu desberdinak eragiten ditu beroan landutako eta hotzean ijetzitako Ce-2507n.Ce-2507 hotzean ijetzitako 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 agertoki hauetan gertatzen dira.Fe0-ri dagokion sorbalda txiki bat azpiko burdina metalikoarekin lotuta dago.Fe metalikoak ingurunearekin duen erreakzioak Fe(OH)2 geruza bat sortzen du ((5) ekuazioa), eta Fe2+ seinalea hobetzen du Fe L-ertzeko XAS-an.Airearekiko esposizio luzeak Fe3O4 eta/edo Fe2O3 oxidoak sortzea eragin dezake Fe(OH)252,53 ondoren.Fe-ren bi forma egonkorrak, Fe3O4 eta Fe2O3, Cr3+ babes-geruza aberatsean ere sor daitezke, eta Fe3O4-k egitura uniforme eta itsaskorra nahiago du.Biak egoteak oxidazio-egoera mistoak eragiten ditu (XAS-1 espektroa).XAS-2 espektroa Fe3O4-ri dagokio batez ere.Hainbat lekutan XAS-3 espektroen behaketak γ-Fe2O3-rako erabateko bihurketa adierazten zuen bitartean.Zabaldutako X izpien sartze-sakonera 50 nm ingurukoa denez, beheko geruzaren seinaleak A gailurraren intentsitate handiagoa eragiten du.
XPA espektroak erakusten du oxido-filmeko Fe osagaiak Cr oxido-geruza batekin konbinatutako geruza-egitura duela.Korrosioan Cr2O3-ren tokiko deshomogeneotasunaren ondoriozko pasibazio-zeinuen aldean, lan honetan Cr2O3-ren geruza uniformea ​​izan arren, kasu honetan korrosioarekiko erresistentzia baxua ikusten da, batez ere hotzean ijetzitako probetan.Behatutako portaera goiko geruzan (Fe) oxidazio-egoera kimikoaren heterogeneotasuna bezala uler daiteke, korrosioaren errendimenduari eragiten diona.Goiko geruzaren (burdin oxidoa) eta beheko geruzaren (kromo oxidoa)52,53 estekiometria bera dela eta, haien arteko elkarrekintza hobea (atxikimendua) sarean metal edo oxigeno ioien garraio geldoa dakar eta horrek, aldi berean, korrosioarekiko erresistentzia areagotzea dakar.Hori dela eta, erlazio estekiometriko jarraitua, hau da, Fe-ren oxidazio-egoera bat hobe da aldaketa estekiometriko bortitzak baino.Bero deformatutako SDSSak gainazal uniformeagoa, babes-geruza trinkoagoa eta korrosioarekiko erresistentzia hobea du.Hotz ijetzitako SDSS-rako, berriz, babes-geruzaren azpian Fe3+-ko uharte aberatsak egoteak gainazalaren osotasuna urratzen du eta korrosio galbanikoa eragiten du inguruko substratuarekin, eta horrek Rp-ren jaitsiera handia dakar (1. taula).EIS espektroa eta bere korrosioarekiko erresistentzia murrizten dira.Ikus daiteke deformazio plastikoaren ondorioz Fe3+ uharte aberatsen tokiko banaketak korrosioarekiko erresistentziari eragiten diola batez ere, eta hori aurrerapauso bat da lan honetan.Horrela, ikerketa honek deformazio plastikoaren metodoaren bidez aztertutako SDSS laginen korrosioarekiko erresistentziaren murrizketaren irudi mikroskopiko espektroskopikoak aurkezten ditu.
Horrez gain, fase bikoitzeko altzairuetan lur arraroen aleazioak errendimendu hobea erakusten duen arren, elementu gehigarri honek altzairu matrize indibidualarekin duen elkarreragina mikroskopiaren araberako korrosio-portaerari dagokionez, iheskorra izaten jarraitzen du.Ce seinaleen agerpena (XAS M-ertzen bidez) leku gutxi batzuetan bakarrik agertzen da hotzean ijezketan, baina SDSSaren deformazio beroan desagertzen da, altzairu-matrizean Ce-ren prezipitazio lokala adieraziz, aleazio homogeneoa baino.SDSS6,7ren propietate mekanikoak nabarmen hobetzen ez dituen arren, lur arraroen elementuen presentziak inklusioen tamaina murrizten du eta hasierako eskualdean zuloak galarazten dituela uste da54.
Ondorioz, lan honek azaleko heterogeneotasunak zerioz eraldatutako 2507 SDSSren korrosioan duen eragina azaltzen du nanoeskalako osagaien eduki kimikoa kuantifikatuz.Galderari erantzuten diogu altzairu herdoilgaitzak oxido geruza babesle baten azpian ere korroditzen duen bere mikroegitura, gainazaleko kimika eta seinaleen prozesamendua K-means clustering erabiliz kuantifikatuz.Egiaztatu da Fe3+-n aberatsak diren uharteak, haien koordinazio oktaedrikoa eta tetraedrikoa barne, Fe2+/Fe3+ mistoaren ezaugarri osoan zehar, hotz ijetzitako SDSS oxido-filmaren kalte eta korrosio iturri direla.Fe3+ nagusi diren nanoislatzek korrosioarekiko erresistentzia eskasa eragiten dute, nahiz eta Cr2O3 geruza pasibatzaile estekiometriko nahikoa egon.Nanoeskalako heterogeneotasun kimikoak korrosioan duen eragina zehazteko aurrerapen metodologikoez gain, etengabeko lanak ingeniaritza-prozesuak bultzatzea espero da, altzairu herdoilgaitzen korrosioarekiko erresistentzia hobetzeko altzairugintzan.
Azterlan honetan erabilitako Ce-2507 SDSS lingotea prestatzeko, konposizio misto bat burdinazko hodi puru batekin zigilatutako Fe-Ce maisua barne duen konposizio bat urtu zen 150 kg-ko maiztasun ertaineko indukzio-labe batean, altzairu urtua ekoizteko eta molde batera isuri.Neurtutako konposizio kimikoak (% pisua) 2. taula osagarrian ageri dira. Lingoteak lehenik beroan forjatzen dira blokeetan.Ondoren, 1050 °C-tan 60 minutuz errezibitu zen disoluzio solidoaren egoeran altzairua lortzeko, eta, ondoren, uretan itzali zen giro-tenperaturara.Aztertutako laginak zehatz-mehatz aztertu dira TEM eta DOE erabiliz faseak, alearen 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 paraleloa izan zedin.Tenperatura altuko konpresioa 1000-1150 °C bitarteko hainbat tenperaturatan egin zen Gleeble-3800 simulagailu termiko bat erabiliz 0,01-10 s-1 bitarteko tentsio-abiadura konstantean.Deformatu aurretik, laginak 10 °C s-1 abiaduran berotu ziren 2 minutuz hautatutako tenperaturan tenperatura-gradientea kentzeko.Tenperaturaren uniformetasuna lortu ondoren, lagina 0,7ko benetako tentsio-balioraino deformatu zen.Deformatu ondoren, laginak berehala itzaltzen ziren urarekin, deformatutako egitura kontserbatzeko.Gero gogortutako alea konpresioaren noranzkoarekiko paralelo mozten da.Azterketa zehatz honetarako, 1050 °C, 10 s-1, tentsio bero-baldintza duen ale bat aukeratu dugu, ikusitako mikrogogortasuna beste laginak baino handiagoa zelako7.
Ce-2507 soluzio solidoaren lagin masiboak (80 × 10 × 17 mm3) LG-300 bi erroiluen errotagailu asinkrono trifasiko batean erabili ziren beste deformazio maila guztien artean propietate mekaniko onenak6.Bide bakoitzeko tentsio-abiadura eta lodiera-murrizketa 0,2 m·s-1 eta % 5 dira, hurrenez hurren.
Autolab PGSTAT128N lan-estazio elektrokimiko bat erabili zen SDSS neurketa elektrokimikoetarako, hotz ijezketa-% 90eko lodiera murrizteko (1,0 tentsio egiazko baliokidea) eta 1050 °C-tan 10 s-1 bero-presioa egin ondoren 0,7 tentsio egiazko bateraino.Lanpostuak hiru elektrodoko zelula ditu, erreferentzia-elektrodo gisa kalomel-elektrodo saturatua duena, grafito-kontra-elektrodoa eta SDSS lagin bat lan-elektrodo gisa.Laginak 11,3 mm-ko diametroa zuten zilindroetan moztu ziren, eta alboetan kobrezko hariak soldatuta zeuden.Ondoren, laginak epoxiarekin finkatu ziren, 1 cm2-ko lan eremu ireki bat utziz laneko elektrodo gisa (lagin zilindrikoaren beheko aldea).Kontuz ibili epoxiaren ontzean eta ondorengo lixatzean eta leuntzean, pitzadura saihesteko.Laneko gainazalak 1 μm-ko partikula-tamaina duen diamante leuntzeko esekidura batekin leundu eta leuntzen ziren, ur destilatuarekin eta etanolarekin garbitu eta aire hotzean lehortu.Neurketa elektrokimikoak baino lehen, leundutako laginak hainbat egunez airean jarri ziren oxidozko film natural bat osatzeko.FeCl3 (% 6,0 pisuan) disoluzio urtsu bat, pH = 1,0 ± 0,01 HCl-rekin egonkortuta ASTM-ren gomendioen arabera, altzairu herdoilgaitzaren korrosioa bizkortzeko55 erabiltzen da, oxidazio-ahalmen handia eta pH baxua duten kloruro-ioien presentzian korrosiboa baita G48 eta A923 Ingurumen-arauak.Murgildu lagina proba-disoluzioan ordubetez, egoera egonkorrera iristeko, edozein neurketa egin aurretik.Disoluzio solidoko, beroko eratutako eta hotzean ijetzitako laginetarako, inpedantzia-neurketak egin ziren zirkuitu irekiko potentzialetan (OPC) 0,39, 0,33 eta 0,25 V-ko, hurrenez hurren, 1 105 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 neurtzen duten altzairu-bloke angeluzuzenak neurtu ziren Brockhouse energia handiko wiggler baten habe fasearen konposizioa kuantifikatzeko CLS-en, Kanada56.Datu bilketa Debye-Scherrer geometrian edo transmisio geometrian egin da 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 (8 keV) baino askoz handiagoa.Lagina detektagailutik 740 mm-ko distantziara kokatu zen.Lagin bakoitzaren detekzio-bolumena 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3-koa da, habearen tamainaren eta laginaren lodieraren arabera zehazten dena.Datu guztiak Perkin Elmer area detektagailua, panel lauko X izpien detektagailua, 200 µm pixel, 40 × 40 cm2 0,3 s-ko esposizio-denbora eta 120 fotograma erabiliz bildu ziren.
Hautatutako bi eredu-sistemen X-PEEM neurketak Beamline MAXPEEM PEEM amaierako estazioan egin ziren MAX IV laborategian (Lund, Suedia).Laginak neurketa elektrokimikoetarako moduan prestatu ziren.Prestatutako laginak airean mantendu ziren hainbat egunez eta ultrahutseko ganbera batean desgasifikatu ziren sinkrotroi fotoiekin irradiatu aurretik.Sormen-lerroaren energia-bereizmena N 1 s-tik 1\(\pi _g^ \ast\) hurbileko hv = 401 eV N2-n ioi-errendimenduaren espektroa neurtuz lortu zen E3/2, 57. Hurbilketa-espektroak espektroaren ΔE (3) eV-ren espektroaren neurketa-lerroaren inguruko espektroak eman zituen. Beraz, beam-lerroaren energia-bereizmena E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 eta fluxua ≈1012 ph/s-koa dela kalkulatu zen, SX-700 monokromatzaile eraldatu bat erabiliz, Si 1200 lerroko mm−1 sare batekin, Fe 2p L2,3 ertz, L2,3 ertz, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2, L2 a ,5 ertza. Beraz, beam-lerroaren energia-bereizmena E/∆E = 700 eV/0,3 eV > 2000 eta fluxua ≈1012 ph/s-koa zela kalkulatu zen, SX-700 monokromatzaile eraldatua erabiliz, Si 1200 lineako mm−1 sare batekin Fe 2p L2.3 ertza, L2.3 ertza, L2.3 e L2. .5 ertza. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 ђто 0,3 эВ эВ пучка было оценено как ≈1012 ф/с при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 шеткой Si 1200 шеткой Si 1200 шP2, L3 шл2, монохроматора 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-ko gisa estimatu zen SX-700 monokromatzaile eraldatua erabiliz 1200 lerro/mm-ko Si sarearekin Fe ertz 2p L2 ,3, 2p L2 ,3, 2 Ldge 2p L2 ,3, 2 Cr 2 e 3, 2 Cr 2 e 3, 2 Cr 2 ep. 4.5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0,3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s，通迨1 倚迨1 倚 翨 1 0,3 eV > 2000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 边缘缘,5C 、Cr 2p L2,3 边缘缘,5C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 ≈1012 PH/S ， 1012 PH/S ４ 朦 2 三 木线 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 、Cr 2p L2.3 〼 倹. M4.5 边缘。Horrela, aldatutako SX-700 monokromatzaile bat erabiltzean 1200 lerroko Si sarearekin.3, Cr ertza 2p L2.3, Ni ertza 2p L2.3 eta Ce ertza M4.5.Eskaneatu fotoien energia 0,2 eV-ko urratsetan.Energia bakoitzean, PEEM irudiak TVIPS F-216 zuntz-akoplatutako CMOS detektagailu baten bidez grabatu ziren, 2 x 2 ontzi dituena, 1024 × 1024 pixeleko bereizmena ematen duena 20 µm-ko ikus-eremu batean.Irudien esposizio-denbora 0,2 s izan zen, 16 fotograma batez beste.Fotoelektroien irudiaren energia hautatzen da, bigarren mailako elektroi-seinale maximoa emateko moduan.Neurketa guztiak intzidentzia normalean egin ziren linealki polarizatutako fotoi izpi baten bidez.Neurketei buruzko informazio gehiago aurreko ikerketa batean aurki daiteke.Elektronien etekin totala (TEY) detektatzeko modua eta X-PEEM49-n bere aplikazioa aztertu ondoren, metodo honen proba-sakonera 4-5 nm ingurukoa dela estimatzen da Cr seinalerako eta 6 nm ingurukoa Fe-rako.Cr sakonera oxido-filmaren lodieratik (~4 nm)60,61 oso hurbil dago Fe sakonera lodiera baino handiagoa den bitartean.Fe L-ren ertzean bildutako XRD burdin oxidoen XRD eta matrizeko Fe0-ren nahasketa bat da.Lehenengo kasuan, igorritako elektroien intentsitatea TEYri laguntzen dioten elektroi mota posible guztietatik dator.Hala ere, burdinezko seinale huts batek energia zinetiko handiagoa behar du elektroiak oxido-geruzatik gainazalera igarotzeko eta analizatzaileak jaso ditzan.Kasu honetan, Fe0 seinalea batez ere LVV Auger elektroien ondoriozkoa da, baita haiek igortzen dituzten elektroi sekundarioei ere.Gainera, elektroi hauek eragindako TEY intentsitatea elektroien ihes-bidean desintegratzen da, eta gehiago murriztuz Fe0 erantzun espektrala burdina XAS mapan.
Datu-meatzaritza datu-kubo batean integratzea (X-PEEM datuak) funtsezko urratsa da informazio garrantzitsua (propietate kimikoak edo fisikoak) ateratzeko dimentsio anitzeko ikuspegi batean.K-means clustering asko erabiltzen da hainbat esparrutan, besteak beste, ikusmen automatikoan, irudien prozesamenduan, gainbegiratu gabeko ereduen aitorpena, adimen artifiziala eta sailkapen-analisia.Esate baterako, K-means clustering-ak ondo funtzionatu du irudi hiperespektralaren datuak biltzen.Printzipioz, ezaugarri anitzeko datuetarako, K-means algoritmoak erraz taldeka ditzake haien atributuei buruzko informazioan (fotoi-energiaren propietateak).K-means clustering datuak gainjarri gabeko K taldetan (kluster) banatzeko algoritmo iteratibo bat da, non pixel bakoitza kluster zehatz batekoa den, altzairuaren mikroegituraren konposizioan dagoen inhomogeneotasun kimikoaren banaketa espazialaren arabera.K-means algoritmoak bi etapa ditu: lehenengo etapan, K zentroideak kalkulatzen dira, eta bigarren fasean, puntu bakoitzari ondoko zentroideekin multzo bat esleitzen zaio.Kluster baten grabitate-zentroa kluster horren datu-puntuen (XAS espektroa) batez besteko aritmetikoa bezala definitzen da.Hainbat distantzia daude ondoko zentroideak distantzia euklidear gisa definitzeko.px,y-ren sarrerako irudi baterako (non x eta y bereizmena pixeletan diren), CK klusterren grabitate-zentroa da;irudi hori, ondoren, K multzotan segmentatu (multzokatu) daiteke K-means63 erabiliz.K-means clustering algoritmoaren azken urratsak hauek dira:
2. urratsa. Kalkulatu pixel guztien kidetasuna uneko zentroidearen arabera.Adibidez, erdigunearen eta pixel bakoitzaren arteko d euklidear distantziatik kalkulatzen da:
3. urratsa Esleitu pixel bakoitza hurbilen dagoen zentroideari.Ondoren, berriro kalkulatu K zentroidearen posizioak honela:
4. urratsa. Errepikatu prozesua ((7) eta (8) ekuazioak) zentroideak bat egin arte.Amaierako clustering-kalitatearen emaitzak oso lotuta daude hasierako zentroideen aukerarik onenarekin.Altzairuzko irudien PEEM datu-egiturarako, normalean X (x × y × λ) 3D matrizeko datuen kubo bat da, x eta y ardatzek informazio espaziala adierazten duten bitartean (pixelaren bereizmena) eta λ ardatza fotoi bati dagokio.energia espektrala irudia.K-means algoritmoa X-PEEM datuetan interesgarriak diren eskualdeak aztertzeko erabiltzen da, pixelak (multzoak edo azpiblokeak) bereizten dituzten ezaugarri espektralen arabera eta analito bakoitzeko centroide onenak (XAS profil espektralak) ateraz.kluster).Banaketa espaziala, tokiko aldaketa espektralak, oxidazio-portaera eta egoera kimikoak aztertzeko erabiltzen da.Adibidez, K-means clustering algoritmoa Fe L-ertza eta Cr L-ertza eskualdeetarako erabili zen beroan landutako eta hotzean ijetzitako X-PEEMetan.K klusterren (mikroegituraren eskualdeak) hainbat kopuru probatu ziren kluster eta zentroide optimoak aurkitzeko.Zenbaki hauek bistaratzen direnean, pixelak dagozkien kluster-zentroideetara esleitzen dira.Kolore-banaketa bakoitza multzoaren zentroari dagokio, objektu kimiko edo fisikoen antolamendu espaziala erakutsiz.Erauzitako zentroideak espektro puruen konbinazio linealak dira.
Ikerketa honen emaitzak onartzen dituzten datuak dagokien WC egilearen arrazoizko eskaera eginda daude eskuragarri.
Sieurin, H. & Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitzezko duplex baten haustura gogortasuna. Sieurin, H. & Sandström, R. Soldatutako altzairu herdoilgaitzezko duplex baten haustura gogortasuna. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Soldatutako duplex altzairu herdoilgaitzaren haustura gogortasuna. 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. Soldatutako duplex altzairu herdoilgaitzen haustura-gogotasuna.Britania.Zatikako zatia.fur.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia hautatutako azido organikoetan eta azido organiko/kloruro inguruneetan. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Altzairu herdoilgaitz duplexen korrosioarekiko erresistentzia hautatutako azido organikoetan eta azido organiko/kloruro inguruneetan.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.eta Van Der Merwe, J. Duplex altzairu herdoilgaitzen korrosioarekiko erresistentzia azido organiko eta azido/kloruro organiko batzuk 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.kontserbatzailea.Materialen metodoak 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Fe-Al-Mn-C aleazio duplexen korrosio-oxidatzailea.Materialak 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Ekipoen gasa eta petrolioa ekoizteko super duplex altzairuen belaunaldi berria. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Ekipoen gasa eta petrolioa ekoizteko super duplex altzairuen belaunaldi berria.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Petrolioa eta gasa ekoizteko ekipoetarako super duplex altzairuen belaunaldi berria.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Super duplex altzairuen belaunaldi berria gasa eta petrolioa ekoizteko ekipoetarako.Webinarra E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Duplex altzairu herdoilgaitzezko 2507 kalifikazioaren deformazio beroaren portaera ikertzea. Metal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Duplex altzairu herdoilgaitzezko 2507 kalifikazioaren deformazio beroaren portaera ikertzea. Metal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей сталиl м2507к. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. A Study of Hot Deformation Behavior of Type 2507 Duplex Stainless Steel.Metala. 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. Investigation of the Hot Deformation Behavior of Type 2507 Duplex Stainless Steel.Metala.alma mater.trantzea.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Hotzeko ijezketa kontrolatuaren eragina zerioz eraldatutako super-duplex SAF 2507 altzairu herdoilgaitzaren mikroegituran eta propietate mekanikoetan.alma mater.zientzia.Britania.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Zerioz eraldatutako SAF 2507 altzairu herdoilgaitzezko super-duplexaren deformazio termikoak eragindako egitura eta propietate mekanikoak.J. Alma mater.biltegiratze depositua.teknologia.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoen tenperatura altuko oxidazio portaeran. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Lur arraroen elementuen eragina altzairu austenitikoen tenperatura altuko oxidazio portaeran.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. eta Zheng K. Lur arraroen elementuen eragina tenperatura altuko oxidazioaren pean altzairu austenitikoen portaeran. 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 tenperatura altuko oxidazioan altzairu austenitikoen portaeran.koroak.zientzia.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce-ren efektuak 27Cr-3.8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoen mikroegituran eta propietateetan. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & 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. & Sun, S. Ce-ren eragina 27Cr-3.8Mo-2Ni super-altzairu herdoilgaitzaren mikroegituran eta propietateetan. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S.. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce-ren eragina 27Cr-3,8Mo-2Ni altzairu herdoilgaitz superferritikoen mikroegituran eta propietateetan.Burdinazko seinalea.Steelmak 47, 67–76 (2020).