Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com. Tá tacaíocht theoranta do CSS sa leagan brabhsálaí atá in úsáid agat. Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer). Idir an dá linn, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, déanfaimid an suíomh a rindreáil gan stíleanna ná JavaScript.
Tá an cruach dhosmálta a úsáidtear go forleathan agus a leaganacha saoirsithe frithsheasmhach in aghaidh creimeadh i ndálaí comhthimpeallacha mar gheall ar an tsraith pasivithe atá comhdhéanta d'ocsaíd cróimiam. De ghnáth, baintear creimeadh agus creimeadh cruach le scrios na sraitheanna seo, ach is annamh a dhéantar é ag an leibhéal micreascópach, ag brath ar bhunús na neamhaonchineálachta dromchla. Sa saothar seo, is í an éagsúlacht cheimiceach dromchla nanoscála a braitheadh ​​​​le micreascópacht speictreascópach agus anailís cheimiméadrach a bhíonn i réim go gan choinne ar dhianscaoileadh agus creimeadh cruach dhosmálta sár-dhúbailte modhnaithe ceiriam 2507 (SDSS) fuar-rollta le linn a hiompraíochta dífhoirmithe te. taobh eile. Cé gur léirigh micreascópacht fhótaileictreon X-gha clúdach réasúnta aonfhoirmeach den tsraith nádúrtha Cr2O3, léirigh SDSS fuar-rollta drochthorthaí pasivithe mar gheall ar dháileadh áitiúil nana-oileán saibhir Fe3+ ar an tsraith ocsaíd Fe/Cr. Soláthraíonn an t-eolas seo ag an leibhéal adamhach tuiscint dhomhain ar chreimeadh cruach dhosmálta agus meastar go gcabhróidh sé le creimeadh miotail ard-chóimhiotail den chineál céanna a chomhrac.
Ó aireagán cruach dhosmálta, tá friotaíocht creimeadh cóimhiotail ferrochróimiam curtha i leith cróimiam, a chruthaíonn ocsaíd/ocsahiodrocsaíd láidir a léiríonn iompar éighníomhach i bhformhór na dtimpeallachtaí. I gcomparáid le cruach dhosmálta traidisiúnta (austainíteach agus ferríteach), tá airíonna meicniúla níos fearr ag cruach dhosmálta sár-dhúbailte (SDSS) a bhfuil friotaíocht creimeadh níos fearr acu1,2,3. Ceadaíonn neart meicniúil méadaithe dearaí níos éadroime agus níos dlúithe. I gcodarsnacht leis sin, tá friotaíocht ard ag an SDSS eacnamaíoch i gcoinne creimeadh pollta agus scoilte, rud a fhágann saol seirbhíse níos faide agus feidhmeanna níos leithne i rialú truaillithe, coimeádáin cheimiceacha, agus an tionscal ola agus gáis amach ón gcósta4. Mar sin féin, cuireann an raon cúng teochtaí cóireála teasa agus an droch-fhoirmiú bac ar a fheidhmchlár praiticiúil leathan. Dá bhrí sin, tá SDSS modhnaithe chun na hairíonna thuas a fheabhsú. Mar shampla, tugadh isteach modhnú Ce agus breiseanna arda N 6, 7, 8 i 2507 SDSS (Ce-2507). Bíonn éifeacht thairbheach ag tiúchan oiriúnach de 0.08% de réir meáchain d’eilimint chré neamhchoitianta (Ce) ar airíonna meicniúla an DSS, toisc go bhfeabhsaíonn sé míniú gráin agus neart teorann gráin. Tá feabhas tagtha freisin ar fhriotaíocht caitheamh agus creimeadh, neart teanntachta agus neart toraidh, agus inoibritheacht te9. Is féidir le méideanna móra nítrigine ábhar nicil costasach a athsholáthar, rud a fhágann go bhfuil SDSS níos costéifeachtaí10.
Le déanaí, rinneadh SDSS a dhífhoirmiú go plaisteach ag teochtaí éagsúla (teocht íseal, fuar agus te) chun airíonna meicniúla den scoth a bhaint amach6,7,8. Mar sin féin, is mar gheall ar láithreacht scannáin tanaí ocsaíde ar an dromchla atá friotaíocht den scoth SDSS in aghaidh creimeadh, rud a mbíonn tionchar ag go leor fachtóirí air, amhail láithreacht go leor céimeanna le teorainneacha gráin éagsúla, deascáin nach dteastaíonn agus imoibrithe éagsúla. Déantar an micreastruchtúr inmheánach neamh-aonchineálach de chéimeanna austeníteacha agus ferríteacha éagsúla a dhífhoirmiú7. Dá bhrí sin, tá staidéar ar airíonna micrifhearainn na scannán sin ag leibhéal an struchtúir leictreonaigh ríthábhachtach chun creimeadh SDSS a thuiscint agus éilíonn sé teicnící turgnamhacha casta. Go dtí seo, déanann modhanna íogaire dromchla amhail speictreascópacht leictreon Auger11 agus speictreascópacht fótaileictreon X-ghathaithe12,13,14,15 chomh maith leis an gcóras fótaileictreon fótaileictreon X-ghathaithe crua idirdhealú, ach is minic a theipeann orthu scaradh, idir stáit cheimiceacha an eilimint chéanna i bpointí éagsúla sa spás ar an nanoscála. Tá roinnt staidéir le déanaí tar éis ocsaídiú áitiúil cróimiam a nascadh leis an iompar creimeadh a breathnaíodh i 17 cruach dhosmálta austeníteach, 18 cruach dhosmálta martensíteach, agus SDSS 19, 20. Mar sin féin, dhírigh na staidéir seo go príomha ar éifeacht éagsúlachta Cr (m.sh., staid ocsaídiúcháin Cr3+) ar fhriotaíocht creimeadh. Is féidir éagsúlacht chliathánach i staideanna ocsaídiúcháin eilimintí a bheith mar thoradh ar chomhdhúile éagsúla leis na dúile comhpháirteacha céanna, amhail ocsaídí iarainn. Oidhreachtann na comhdhúile seo méid beag próiseáilte go teirmimeicniúil atá gar dá chéile, ach tá difríocht eatarthu i gcomhdhéanamh agus staid ocsaídiúcháin 16,21. Dá bhrí sin, éilíonn nochtadh scrios scannán ocsaíde agus ansin polltóireacht tuiscint ar neamhaonchineálacht dromchla ag an leibhéal micreascópach. In ainneoin na gceanglas seo, tá measúnuithe cainníochtúla amhail éagsúlacht ocsaídiúcháin chliathánach, go háirithe iarann ​​ar an scála nana/adamhach, fós gan iniúchadh agus níl a dtábhacht maidir le friotaíocht creimeadh iniúchta fós. Go dtí le déanaí, rinneadh cur síos cainníochtúil ar staid cheimiceach eilimintí éagsúla, amhail Fe agus Ca, ar shamplaí cruach ag baint úsáide as micreascópacht fhótaileictreon X-gha bog (X-PEEM) in áiseanna radaíochta sioncrótrón nanoscála. I dteannta le teicnící speictreascópachta ionsúcháin X-gha atá íogair ó thaobh ceimice de (XAS), cumasaíonn X-PEEM tomhas XAS le réiteach spásúil agus speictreach ard, ag soláthar faisnéise ceimiceach faoi chomhdhéanamh na n-eilimintí agus a staid cheimiceach le réiteach spásúil síos go dtí an scála nanaiméadar 23. Éascaíonn an breathnóireacht speictreascópach seo ar shuíomh an tionscnaimh faoi mhicreascóp turgnaimh cheimiceacha áitiúla agus is féidir leis athruithe ceimiceacha nár taiscéaladh roimhe seo sa chiseal Fe a léiriú go spásúil.
Leathnaíonn an staidéar seo buntáistí PEEM maidir le difríochtaí ceimiceacha a bhrath ag an nanoscála agus cuireann sé modh anailíse dromchla ar leibhéal adamhach léargasach i láthair chun iompar creimeadh Ce-2507 a thuiscint. Úsáideann sé sonraí ceimiméadracha braisle K-means24 chun comhdhéanamh ceimiceach domhanda (éagsúlacht) na n-eilimintí atá i gceist a mhapáil, agus a staideanna ceimiceacha curtha i láthair i léiriú staitistiúil. Murab ionann agus creimeadh traidisiúnta de bharr miondealú scannáin ocsaíd cróimiam, cuirtear an droch-phasiviú agus an droch-fhriotaíocht creimeadh atá ann faoi láthair i leith nana-oileáin shaibhir Fe3+ áitiúla in aice leis an tsraith ocsaíd Fe/Cr, a d'fhéadfadh a bheith ina ionsaí ag an ocsaíd chosanta. Cruthaíonn sé scannán ina áit agus is cúis le creimeadh é.
Rinneadh meastóireacht ar iompar creimneach SDSS 2507 dífhoirmithe ar dtús trí úsáid a bhaint as tomhais leictriceimiceacha. Ar Fíor 1, taispeánann Fíor 1 cuar Nyquist agus Bode do shamplaí roghnaithe i dtuaslagáin uiscí aigéadacha (pH = 1) de FeCl3 ag teocht an tseomra. Feidhmíonn an leictrilít roghnaithe mar ghníomhaire ocsaídiúcháin láidir, rud a léiríonn claonadh an scannáin pasivithe briseadh síos. Cé nár tharla pollta cobhsaí ag teocht an tseomra san ábhar, thug na hanailísí seo léargas ar imeachtaí teipe féideartha agus ar phróisis iar-chreimthe. Baineadh úsáid as an gciorcad coibhéiseach (Fíor 1d) chun speictrim speictreascópachta impedance leictriceimiceach (EIS) a fheistiú, agus taispeántar na torthaí feistithe comhfhreagracha i dTábla 1. Bhí leathchiorcail neamhiomlána le feiceáil agus na samplaí cóireáilte tuaslagáin agus te-oibrithe á dtástáil, agus na leathchiorcail chomhbhrúite comhfhreagracha á rolladh fuar (Fíor 1b). Sa speictream EIS, is féidir ga an leathchiorcail a mheas mar an fhriotaíocht pholairithe (Rp)25,26. Is é Rp an SDSS atá cóireáilte i dtuaslagán i dTábla 1 ná thart ar 135 kΩ cm-2, ach i gcás SDSS te-oibrithe agus fuar-rollta is féidir luachanna i bhfad níos ísle a fheiceáil, 34.7 agus 2.1 kΩ cm–2 faoi seach. Léiríonn an laghdú suntasach seo i Rp drochthionchar dífhoirmithe plaisteach ar fhriotaíocht pasivithe agus creimeadh, mar a thaispeántar i dtuarascálacha roimhe seo 27, 28, 29, 30.
a Léaráidí impedance agus céime Bode Nyquist, b, c, agus samhail chiorcaid choibhéiseach do d, áit a seasann RS don fhriotaíocht leictrilít, seasann Rp don fhriotaíocht pholaraithe, agus seasann QCPE don ocsaíd eiliminte céime tairiseach a úsáidtear chun an toilleas neamh-idéalach (n) a shamhaltú. Rinneadh na tomhais EIS ag poitéinseal gan ualach.
Taispeántar na tairiseacha den chéad ord sa léaráid Bode agus léiríonn an ardchlár minicíochta ard friotaíocht an leictrilít RS26. De réir mar a laghdaíonn an mhinicíocht, méadaíonn an impedance agus aimsítear uillinn chéime dhiúltach, rud a léiríonn ceannas toilleas. Méadaíonn an uillinn chéime, ag coinneáil a luach uasta i raon minicíochta réasúnta leathan, agus ansin laghdaíonn sí (Fíor 1c). Mar sin féin, sna trí chás, tá an luach uasta seo fós níos lú ná 90°, rud a léiríonn iompar toilleas neamh-idéalach mar gheall ar scaipeadh toilleas. Dá bhrí sin, úsáidtear an eilimint chéime tairiseach QCPE (CPE) chun ionadaíocht a dhéanamh ar an dáileadh toilleas comhéadain a dhíorthaítear ó gharbhacht dromchla nó neamhaonchineálacht, go háirithe i dtéarmaí scála adamhach, geoiméadracht fractal, tréscaoilteacht leictreoid, poitéinseal neamh-aonfhoirmeach, agus dáileadh reatha atá ag brath ar an dromchla. Geoiméadracht leictreoid31,32. Impedance CPE:
áit a seasann j don uimhir shamhailteach agus ω don mhinicíocht uilleach. Is tairiseach neamhspleách ar mhinicíocht é QCPE atá comhréireach le limistéar oscailte gníomhach an leictrilít. Is uimhir chumhachta gan toise é n a chuireann síos ar an diall ón iompar toilleasach idéalach toilleora, i.e. dá gaire atá n do 1, is gaire atá CPE don toilleas íon, agus má tá n gar do náid, is í an fhriotaíocht í. Léiríonn diall beag de n, gar do 1, iompar toilleasach neamh-idéalach an dromchla tar éis tástála polaraithe. Tá QCPE SDSS rollta fuar i bhfad níos airde ná táirgí comhchosúla, rud a chiallaíonn nach bhfuil cáilíocht an dromchla chomh haonfhoirmeach.
Ag teacht le formhór airíonna friotaíochta creimeadh cruach dhosmálta, is gnách go mbíonn friotaíocht creimeadh níos fearr ag SDSS mar gheall ar láithreacht scannáin ocsaíde cosanta éighníomhaigh ar an dromchla17. De ghnáth bíonn an scannán pasivithe seo saibhir in ocsaídí agus/nó hiodrocsaídí Cr3+, ag comhtháthú ocsaídí Fe2+, Fe3+ agus/nó (ocsa)hiodrocsaídí33 den chuid is mó. In ainneoin an aonfhoirmeachta dromchla chéanna, an tsraith ocsaíde pasivithe, agus gan aon damáiste le feiceáil ar an dromchla, mar a chinntear le híomhánna micreascópacha,6,7 tá iompar creimeadh SDSS te-oibrithe agus fuar-rollta difriúil agus dá bhrí sin teastaíonn staidéar domhain ar mhicreastruchtúr dífhoirmithe agus tréith struchtúrach cruach.
Rinneadh imscrúdú cainníochtúil ar mhicreastruchtúr cruach dhosmálta dífhoirmithe ag baint úsáide as X-ghathanna ardfhuinnimh inmheánacha agus sioncrótrón (Fíoracha Forlíontacha 1, 2). Cuirtear anailís mhionsonraithe ar fáil san Fhaisnéis Fhorlíontach. Cé go gcomhfhreagraíonn siad den chuid is mó do chineál na príomhchéime, aimsítear difríochtaí i gcodáin toirte céime, atá liostaithe i dTábla Forlíontach 1. Is féidir na difríochtaí seo a bheith bainteach le codáin chéime neamh-aonchineálacha ag an dromchla, chomh maith le codáin chéime toirtmhéadracha a dhéantar ag doimhneachtaí éagsúla. braiteadh trí dhíraonta X-ghathach. (XRD) le foinsí fuinnimh éagsúla fótóin teagmhais. Léiríonn an cion réasúnta níos airde d'austenite in eiseamail rollta fuar, arna chinneadh ag XRD ó fhoinse saotharlainne, pasiviú níos fearr agus friotaíocht creimeadh níos fearr dá bharr35, agus léiríonn torthaí níos cruinne agus níos staitistiúla treochtaí os coinne i gcionmhaireachtaí céime. Ina theannta sin, braitheann friotaíocht creimeadh cruach freisin ar an méid scagtha gráin, laghdú ar mhéid gráin, méadú ar mhicreasdhífhoirmíochtaí agus dlús díláithrithe a tharlaíonn le linn cóireála teirmimeicniúil36,37,38. Léiríonn na heiseamail a oibríodh go te nádúr níos gráinní, rud a léiríonn gráinní micrónmhéide, agus léiríonn na fáinní réidhe a breathnaíodh sna heiseamail rollta fuar (Fíor Fhorlíontach 3) míniú suntasach gráinní go nanoscála in obair roimhe seo6, rud a chuirfeadh le foirmiú pasivithe scannáin agus méadú ar fhriotaíocht creimeadh. De ghnáth, bíonn dlús díláithrithe níos airde bainteach le friotaíocht níos ísle i gcoinne poill, rud a aontaíonn go maith le tomhais leictriceimiceacha.
Rinneadh staidéar córasach ar athruithe i staideanna ceimiceacha micrea-fhearainn na n-eilimintí bunúsacha ag baint úsáide as X-PEEM. In ainneoin líonmhaireacht na n-eilimintí cóimhiotail, roghnaíodh Cr, Fe, Ni agus Ce39 anseo, ós rud é gur príomhghné é Cr chun scannán pasivithe a fhoirmiú, is é Fe an phríomhghné i cruach, agus feabhsaíonn Ni an pasiviú agus cothromaíonn sé struchtúr na céime feiríte-austeníteach agus cuspóir mhodhnú Ce. Trí fhuinneamh radaíochta sioncrótrón a choigeartú, brataíodh an RAS ón dromchla le príomhghnéithe Cr (imeall L2.3), Fe (imeall L2.3), Ni (imeall L2.3) agus Ce (imeall M4.5). Ce-2507 SDSS a fhoirmiú te agus a rolladh fuar. Rinneadh anailís sonraí chuí trí chalabrú fuinnimh a ionchorprú le sonraí foilsithe (m.sh. XAS 40, 41 ar Fe L2, 3 imeall).
Ar Fíor 2, taispeánann Fíor 2 íomhánna X-PEEM de SDSS Ce-2507 te-oibrithe (Fíor 2a) agus fuar-rollta (Fíor 2d) agus imill XAS comhfhreagracha Cr agus Fe L2,3 ag suíomhanna marcáilte ina n-aonar. Déanann imeall L2,3 an XAS iniúchadh ar na stáit 3d neamháitithe tar éis fóta-spreagadh leictreon ag leibhéil scoilteadh sníomh-fhithis 2p3/2 (imeall L3) agus 2p1/2 (imeall L2). Fuarthas faisnéis faoi staid vaileins Cr ó XAS ag imeall L2,3 i bhFíor 2b, e. Léirigh comparáid le breithiúna. 42,43 gur breathnaíodh ceithre bhuaic in aice le himill L3, ar a dtugtar A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) agus D (582.2 eV), rud a léiríonn Cr3+ ochtaihéadrach, a fhreagraíonn don ian Cr2O3. Aontaíonn na speictrim turgnamhacha leis na ríomhanna teoiriciúla a thaispeántar i bpainéil b agus e, a fuarthas ó ríomhanna iolracha ar an réimse criostail ag an gcomhéadan Cr L2.3 ag baint úsáide as réimse criostail de 2.0 eV44. Tá an dá dhromchla de SDSS te-oibrithe agus fuar-rollta brataithe le ciseal réasúnta aonfhoirmeach de Cr2O3.
Íomhá theirmeach X-PEEM de SDSS atá dífhoirmithe go teirmeach a fhreagraíonn do imeall b Cr L2.3 agus imeall c Fe L2.3, íomhá theirmeach d X-PEEM de SDSS fuar-rollta a fhreagraíonn do imeall e Cr L2.3 agus taobh imeall f Fe L2 .3 (f). Tá na speictrim XAS plotaithe ag suíomhanna spásúla éagsúla atá marcáilte ar na híomhánna teirmeacha (a, d), agus léiríonn na línte poncaithe flannbhuí i (b) agus (e) na speictrim XAS insamhalta de Cr3+ le luach réimse criostail de 2.0 eV. I gcás íomhánna X-PEEM, bain úsáid as pailéad teirmeach chun inléiteacht íomhá a fheabhsú, áit a bhfuil dathanna ó ghorm go dearg comhréireach le déine ionsú X-ghathanna (ó íseal go hard).
Beag beann ar thimpeallacht cheimiceach na n-eilimintí miotalacha seo, níor athraigh staid cheimiceach na n-eilimintí cóimhiotalacha Ni agus Ce a cuireadh leis an dá shampla. Líníocht bhreise. Taispeánann Fíoracha 5-9 íomhánna X-PEEM agus speictrim XAS comhfhreagracha do Ni agus Ce ag suíomhanna éagsúla ar dhromchla eiseamal te-oibrithe agus fuar-rollta. Taispeánann Ni XAS na stáit ocsaídiúcháin de Ni2+ thar dhromchla iomlán tomhaiste eiseamal te-oibrithe agus fuar-rollta (Plé Forlíontach). Ba chóir a thabhairt faoi deara, i gcás samplaí te-oibrithe, nár breathnaíodh comhartha XAS Ce, agus i gcás samplaí fuar-rollta, gur breathnaíodh speictream Ce3+. Léirigh breathnóireacht ar spotaí Ce i samplaí fuar-rollta go bhfeictear Ce den chuid is mó i bhfoirm deascán.
Sa SDSS a ndearnadh dífhoirmiú teirmeach air, níor breathnaíodh aon athrú struchtúrach áitiúil in XAS ag imeall Fe L2,3 (Fíor 2c). Mar sin féin, athraíonn maitrís Fe a staid cheimiceach go micrea-réigiúnach ag seacht bpointe roghnaithe go randamach den SDSS fuar-rollta, mar a thaispeántar i bhFíor 2f. Ina theannta sin, chun tuiscint chruinn a fháil ar na hathruithe i staid Fe ag na suíomhanna roghnaithe i bhFíor 2f, rinneadh staidéir dhromchla áitiúla (Fíor 3 agus Fíor Fhorlíontach 10) inar roghnaíodh réigiúin chiorclacha níos lú. Rinneadh samhaltú ar speictrim XAS imeall Fe L2,3 córas α-Fe2O3 agus ocsaídí ochtaihéadracha Fe2+ trí ríomhanna réimse criostail iolracha ag baint úsáide as réimsí criostail de 1.0 (Fe2+) agus 1.0 (Fe3+)44. Tugaimid faoi deara go bhfuil siméadrachtaí áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, go bhfuil meascán de Fe2+ & Fe3+ ag Fe3O4,47, agus go bhfuil FeO45 mar ocsaíd Fe2+ dévalent foirmiúil (3d6). Tugaimid faoi deara go bhfuil siméadrachtaí áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, go bhfuil meascán de Fe2+ & Fe3+ ag Fe3O4,47, agus go bhfuil FeO45 mar ocsaíd Fe2+ dévalent foirmiúil (3d6).Tabhair faoi deara go bhfuil siméadrachtaí áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, comhcheanglaíonn Fe3O4 Fe2+ agus Fe3+ araon,47 agus FeO45 i bhfoirm ocsaíd dévalent foirmiúil Fe2+ (3d6).Tabhair faoi deara go bhfuil siméadrachtaí áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, go bhfuil meascán de Fe2+ agus Fe3+ ag Fe3O4,47 agus go bhfeidhmíonn FeO45 mar ocsaíd dévalent foirmiúil Fe2+ (3d6). Níl ach suíomhanna Oh ag na hiain Fe3+ go léir in α-Fe2O3, agus is gnách go léirítear γ-Fe2O3 le spinéil Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 le folúntais i suíomhanna eg. Dá bhrí sin, tá suíomhanna Td agus Oh araon ag na hiain Fe3+ i γ-Fe2O3. Mar a luadh i bpáipéar roimhe seo,45 cé go bhfuil cóimheas déine an dá cheann difriúil, tá a gcóimheas déine eg/t2g ≈1, agus sa chás seo tá an cóimheas déine breathnaithe eg/t2g thart ar 1. Fágann sé seo nach bhfuil ach Fe3+ i láthair sa chás reatha. Agus cás Fe3O4 á bhreithniú le Fe2+ agus Fe3+ araon, léiríonn an chéad ghné ar a bhfuil imeall L3 níos laige (níos láidre) le haghaidh Fe staid neamháitithe níos lú (níos mó) t2g. Baineann sé seo le Fe2+ (Fe3+), rud a léiríonn go léiríonn an chéad ghné den mhéadú méadú ar ábhar Fe2+47. Léiríonn na torthaí seo go bhfuil comhbhaint Fe2+ agus γ-Fe2O3, α-Fe2O3 agus/nó Fe3O4 i réim ar dhromchla fuar-rollta na gcomhchodach.
Íomhánna íomháithe teirmeacha fótaileictreon méadaithe de na speictrim XAS (a, c) agus (b, d) ag trasnú imeall Fe L2,3 ag suíomhanna spásúla éagsúla laistigh de réigiúin roghnaithe 2 agus E i bhFíor 2d.
Tá na sonraí turgnamhacha a fuarthas (Fíor 4a agus Fíor Fhorlíontach 11) plotaithe agus curtha i gcomparáid leis na sonraí do chomhdhúile íona 40, 41, 48. Trí chineál éagsúla speictream XAS imeall Fe L a breathnaíodh go turgnamhach (XAS-1, XAS-2 agus XAS-3: Fíor 4a). Go háirithe, breathnaíodh speictream 2-a (ar a dtugtar XAS-1) i bhFíor 3b agus ina dhiaidh sin speictream 2-b (lipéadaithe XAS-2) thar an limistéar braite iomlán, agus breathnaíodh speictream cosúil le E-3 i bhfíor 3d (lipéadaithe XAS-3) ag suíomhanna sonracha. De ghnáth, úsáideadh ceithre pharaiméadar chun na stáit vaileins atá ann cheana féin sa sampla faoi staidéar a aithint: (1) tréithe speictreacha L3 agus L2, (2) suíomhanna fuinnimh na dtréithe L3 agus L2, (3) difríocht fuinnimh L3-L2, (4) cóimheas déine L2/L3. De réir breathnuithe amhairc (Fíor 4a), tá na trí chomhpháirt Fe, eadhon, Fe0, Fe2+, agus Fe3+, i láthair ar dhromchla an SDSS atá faoi staidéar. Léirigh an cóimheas déine ríofa L2/L3 láithreacht na dtrí chomhpháirt freisin.
Speictrim XAS insamhalta de Fe le trí shonraí turgnamhacha éagsúla breathnaithe (comhfhreagraíonn na línte soladacha XAS-1, XAS-2 agus XAS-3 do 2-a, 2-b agus E-3 i bhFíor 2 agus 3) Comparáid, Ochtaihéadráin Fe2+, Fe3+ le luachanna réimse criostail de 1.0 eV agus 1.5 eV, faoi seach, na sonraí turgnamhacha a tomhaiseadh le bd (XAS-1, XAS-2, XAS-3) agus na sonraí LCF optamaithe comhfhreagracha (líne dhubh sholadach), agus freisin i bhfoirm speictrim XAS-3 le caighdeáin Fe3O4 (staid mheasctha Fe) agus Fe2O3 (íon Fe3+).
Baineadh úsáid as feistiú teaglaim líneach (LCF) de na trí chaighdeán 40, 41, 48 chun comhdhéanamh an ocsaíd iarainn a chainníochtú. Cuireadh LCF i bhfeidhm do thrí speictream XAS imeall-FeL roghnaithe a léirigh an codarsnacht is airde, eadhon XAS-1, XAS-2 agus XAS-3, mar a thaispeántar i bhFíor 4b–d. I gcás feistis LCF, cuireadh 10% Fe0 san áireamh i ngach cás mar gheall ar an bhfíric gur thugamar faoi deara imeall beag sna sonraí uile, agus freisin mar gheall ar an bhfíric gurb é iarann ​​miotalach príomh-chomhpháirt cruach. Go deimhin, tá doimhneacht phromhaidh X-PEEM le haghaidh Fe (~6 nm)49 níos mó ná tiús measta an chiseal ocsaídiúcháin (beagán > 4 nm), rud a ligeann do bhrath comhartha ón maitrís iarainn (Fe0) faoin gciseal pasivithe. Go deimhin, tá doimhneacht phromhaidh X-PEEM le haghaidh Fe (~6 nm)49 níos mó ná tiús measta an chiseal ocsaídiúcháin (beagán > 4 nm), rud a ligeann do bhrath comhartha ón maitrís iarainn (Fe0) faoin gciseal pasivithe. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя оконе 49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окине > 49 что позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Go deimhin, tá doimhneacht X-PEEM an tóireadóra le haghaidh Fe (~6 nm)49 níos mó ná tiús glactha an chiseal ocsaídiúcháin (beagán >4 nm), rud a fhágann gur féidir an comhartha ón maitrís iarainn (Fe0) a bhrath faoin gciseal pasivithe.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>4 nm）测深度大于的氧化层厚度略略>4 nm）钝化层下方 铁基体 (fe0）的。 信号信号 信号信号 信号信号信号信号信号信号信号信号信号信号Фатически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толосия (немного > 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивоюсу. Déanta na fírinne, tá doimhneacht bhrath Fe (~6 nm) 49 le X-PEEM níos mó ná an tiús a bhfuiltear ag súil leis den chiseal ocsaíde (beagán > 4 nm), rud a ligeann don chomhartha ón maitrís iarainn (Fe0) faoin gciseal pasivithe a bhrath. .Rinneadh teaglaim éagsúla de Fe2+ agus Fe3+ chun an réiteach is fearr is féidir a fháil do na sonraí turgnamhacha a breathnaíodh. I bhfíor 4b, taispeántar speictream XAS-1 don teaglaim de Fe2+ agus Fe3+, áit a raibh comhréireanna Fe2+ agus Fe3+ cosúil faoi thart ar 45%, rud a léiríonn staideanna ocsaídiúcháin measctha Fe. I gcás speictream XAS-2, bíonn céatadán Fe2+ agus Fe3+ ~30% agus 60%, faoi seach. Tá Fe2+ níos lú ná Fe3+. Ciallaíonn an cóimheas Fe2+ le Fe3, atá cothrom le 1:2, gur féidir Fe3O4 a fhoirmiú ag an gcóimheas céanna idir iain Fe. Ina theannta sin, i gcás speictream XAS-3, bíonn céatadán Fe2+ agus Fe3+ ~10% agus 80%, rud a léiríonn comhshó níos airde de Fe2+ go Fe3+. Mar a luadh thuas, is féidir le Fe3+ teacht ó α-Fe2O3, γ-Fe2O3 nó Fe3O4. Chun an fhoinse is dóichí de Fe3+ a thuiscint, plotaíodh speictream XAS-3 le caighdeáin Fe3+ éagsúla i bhFíor 4e, rud a léiríonn cosúlacht leis an dá chaighdeán agus buaic B á breithniú. Mar sin féin, léiríonn déine na mbuaiceanna gualainne (A: ó Fe2+) agus an cóimheas déine B/A go bhfuil speictream XAS-3 gar, ach nach bhfuil sé ag teacht le speictream γ-Fe2O3. I gcomparáid le γ-Fe2O3 mórchóir, tá déine beagán níos airde ag buaic Fe2p XAS A SDSS (Fíor 4e), rud a léiríonn déine níos airde de Fe2+. Cé go bhfuil speictream XAS-3 cosúil le speictream γ-Fe2O3, áit a bhfuil Fe3+ i láthair ag na suíomhanna Oh agus Td, tá sainaithint staideanna vaileins éagsúla agus comhordú feadh imeall L2,3 amháin nó an cóimheas déine L2/L3 fós ina ábhar taighde leanúnach plé mar gheall ar chastacht na bhfachtóirí éagsúla a théann i bhfeidhm ar an speictream deiridh41.
Chomh maith leis na difríochtaí speictreacha i staid cheimiceach na réigiún roghnaithe spéise a thuairiscítear thuas, rinneadh measúnú freisin ar éagsúlacht cheimiceach dhomhanda na bpríomheilimintí Cr agus Fe trí na speictrim XAS uile a fuarthas ar dhromchla an tsampla a aicmiú ag baint úsáide as an modh braislithe K-meán. Cruthaíonn próifílí imeall Cr L dhá bhraisle optamacha atá dáilte go spásúil sna heiseamail te-oibrithe agus fuar-rollta a thaispeántar i bhFíor 5. Is léir nach bhfeictear aon athruithe struchtúracha áitiúla mar chomhchosúil, ós rud é go bhfuil an dá lárphointe de na speictrim XAS Cr inchomparáide. Tá na cruthanna speictreacha seo den dá bhraisle beagnach mar an gcéanna leo siúd a fhreagraíonn do Cr2O342, rud a chiallaíonn go bhfuil na sraitheanna Cr2O3 spásáilte go cothrom ar an SDSS.
Cr L K-ciallaíonn braislí réigiúin imeallacha, agus is ionann b agus na meánphointí XAS comhfhreagracha. Torthaí chomparáide K-ciallaíonn X-PEEM ar SDSS fuar-rollta: c Cr L2.3 réigiún imeallach de bhraislí K-ciallaíonn agus d meánphointí XAS comhfhreagracha.
Chun léarscáileanna imeall FeL níos casta a léiriú, úsáideadh ceithre agus cúig chnuasach optamaithe agus a gcuid lárphointí gaolmhara (próifílí speictreacha) le haghaidh eiseamail te-oibrithe agus fuar-rollta, faoi seach. Dá bhrí sin, is féidir céatadán (%) Fe2+ agus Fe3+ a fháil tríd an LCF a thaispeántar i bhFíor 4 a fheistiú. Baineadh úsáid as an acmhainneacht súdaileictróide Epseudo mar fheidhm de Fe0 chun neamhaonchineálacht mhicriceimiceach an scannáin ocsaíde dromchla a nochtadh. Meastar Epseudo go garbh leis an riail mheascáin,
áit a bhfuil \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) cothrom le \(\rm{Fe} + 2e^ – \ go \rm {Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 agus 0.036 V, faoi seach. Bíonn cion níos airde den chomhdhúil Fe3+ ag réigiúin a bhfuil poitéinseal níos ísle acu. Tá carachtar srathach ag an dáileadh poitéinsil i samplaí atá dífhoirmithe go teirmeach le huasathrú de thart ar 0.119 V (Fíor 6a, b). Tá an dáileadh poitéinsil seo gaolmhar go dlúth le topagrafaíocht an dromchla (Fíor 6a). Níor breathnaíodh aon athruithe eile atá ag brath ar shuíomh san taobh istigh laminar bunúsach (Fíor 6b). Os a choinne sin, i gcás nasc ocsaídí neamhchosúla le cion difriúil Fe2+ agus Fe3+ in SDSS fuar-rollta, is féidir nádúr neamh-aonfhoirmeach an bhreáphoitéinsil a fheiceáil (Fíor 6c, d). Is iad ocsaídí Fe3+ agus/nó (ocsa)hiodrocsaídí príomh-chomhábhair na meirge i cruach agus tá siad tréscaoilteach d’ocsaigin agus d’uisce50. Sa chás seo, meastar go bhfuil na hoileáin atá saibhir i Fe3+ dáilte go háitiúil agus is féidir iad a mheas mar limistéir chreimthe. Ag an am céanna, is féidir an grádán sa réimse poitéinsil, seachas luach absalóideach an phoitéinsil, a úsáid mar tháscaire chun suíomhanna creimeadh gníomhacha a shuíomh. Is féidir leis an dáileadh míchothrom seo de Fe2+ agus Fe3+ ar dhromchla SDSS fuar-rollta an cheimic áitiúil a athrú agus achar dromchla gníomhach níos praiticiúla a sholáthar le linn miondealú scannáin ocsaíde agus imoibrithe creimeadh, rud a ligeann don mhaitrís miotail bhunúsach leanúint ar aghaidh ag creimeadh, rud a fhágann éagsúlacht inmheánach agus airíonna cosanta an chiseal éighníomhach a laghdú.
Braislí K-means agus meánphointí XAS comhfhreagracha i réigiún imeall Fe L2.3 de X-PEEM ac agus df te-dhífhoirmithe de SDSS fuar-rollta. a, d Plotaí braisle K-means forleagtha ar íomhánna X-PEEM. Luaitear an poitéinseal súdaileictróide ríofa (Epseudo) mar aon leis an bplota braisle K-means. Tá gile íomhá X-PEEM, cosúil leis an dath i bhFíor 2, comhréireach le déine ionsúcháin X-ghathanna.
Mar thoradh ar Cr réasúnta aonfhoirmeach ach staid cheimiceach difriúil Fe, bíonn damáiste scannáin ocsaíde agus patrúin creimeadh éagsúla i Ce-2507 te-oibrithe agus fuar-rollta. Tá staidéar maith déanta ar an airí seo de Ce-2507 fuar-rollta. Maidir le foirmiú ocsaídí agus hiodrocsaídí Fe san aer comhthimpeallach sa saothar beagnach neodrach seo, is iad seo a leanas na frithghníomhartha:
Tarlaíonn na frithghníomhartha thuas sna cásanna seo a leanas bunaithe ar anailís X-PEEM. Tá gualainn bheag a fhreagraíonn do Fe0 bainteach leis an iarann ​​miotalach atá faoina bhun. Mar thoradh ar imoibriú Fe miotalach leis an timpeallacht, cruthaítear ciseal Fe(OH)2 (cothromóid (5)), rud a fheabhsaíonn an comhartha Fe2+ i XAS imeall-L Fe. D’fhéadfadh nochtadh fada d’aer ocsaídí Fe3O4 agus/nó Fe2O3 a fhoirmiú i ndiaidh Fe(OH)252,53. Is féidir dhá fhoirm chobhsaí de Fe, Fe3O4 agus Fe2O3, a fhoirmiú sa chiseal cosanta saibhir Cr3+ freisin, agus is fearr le Fe3O4 struchtúr aonfhoirmeach agus greamaitheach. Mar thoradh ar láithreacht an dá cheann, bíonn stáit ocsaídiúcháin mheasctha ann (speictream XAS-1). Freagraíonn speictream XAS-2 den chuid is mó do Fe3O4. Cé gur léirigh breathnóireacht ar speictrim XAS-3 i roinnt áiteanna tiontú iomlán go γ-Fe2O3. Ós rud é go bhfuil doimhneacht treá na X-ghathanna neamhfhillte thart ar 50 nm, bíonn déine níos airde ag an mbuaic A mar thoradh ar an gcomhartha ón gciseal íochtarach.
Léiríonn speictream XPA go bhfuil struchtúr srathach ag an gcomhpháirt Fe sa scannán ocsaíde in éineacht le sraith ocsaíde Cr. I gcodarsnacht leis na comharthaí pasivithe mar gheall ar neamh-aonchineálacht áitiúil Cr2O3 le linn creimeadh, in ainneoin an tsraith aonfhoirmeach de Cr2O3 sa saothar seo, breathnaítear friotaíocht íseal creimeadh sa chás seo, go háirithe i gcás eiseamail rollta fuar. Is féidir an t-iompar breathnaithe a thuiscint mar éagsúlacht an stáit ocsaídiúcháin cheimicigh sa tsraith uachtarach (Fe), rud a théann i bhfeidhm ar fheidhmíocht creimeadh. Mar gheall ar an stoicheiméadracht chéanna den tsraith uachtarach (ocsaíd iarainn) agus an tsraith íochtarach (ocsaíd cróimiam)52,53, bíonn iompar mall ian miotail nó ocsaigine sa laitís mar thoradh ar idirghníomhaíocht níos fearr (greamaitheacht) eatarthu, rud a fhágann, ina dhiaidh sin, go méadaítear an fhriotaíocht creimeadh. Dá bhrí sin, is fearr cóimheas stoicheiméadrach leanúnach, i.e. aon staid ocsaídiúcháin amháin de Fe, ná athruithe stoicheiméadracha tobann. Tá dromchla níos aonfhoirmí, sraith chosanta níos dlúithe, agus friotaíocht creimeadh níos fearr ag an SDSS atá dífhoirmithe le teas. I gcás SDSS fuar-rollta, áfach, sáraíonn láithreacht oileáin shaibhir i Fe3+ faoin tsraith chosanta sláine an dromchla agus bíonn creimeadh galbhánach leis an tsubstráit in aice láimhe mar thoradh air, rud a fhágann titim ghéar i Rp (Tábla 1). Laghdaítear speictream EIS agus a fhriotaíocht creimeadh. Is léir go mbíonn tionchar ag dáileadh áitiúil oileán saibhir i Fe3+ mar gheall ar dhífhoirmiú plaisteach ar an bhfriotaíocht creimeadh den chuid is mó, rud atá ina chéim mhór chun cinn sa saothar seo. Dá bhrí sin, cuireann an staidéar seo íomhánna micreascópacha speictreascópacha i láthair den laghdú ar fhriotaíocht creimeadh samplaí SDSS a ndearnadh staidéar orthu tríd an modh dífhoirmithe plaisteach.
Ina theannta sin, cé go léiríonn cóimhiotalú cré-annamh i gcruach déchéime feidhmíocht níos fearr, tá idirghníomhaíocht an eilimint bhreise seo leis an maitrís cruach aonair i dtéarmaí iompair creimeadh de réir micreascópacht speictreascópach fós doiléir. Ní fheictear comharthaí Ce (trí imill M XAS) ach i gcúpla áit le linn rollta fuar, ach imíonn sé le linn dífhoirmiú te an SDSS, rud a léiríonn deascadh áitiúil Ce sa mhaitrís cruach, seachas cóimhiotalú aonchineálach. Cé nach bhfeabhsaíonn sé airíonna meicniúla SDSS6,7 go suntasach, laghdaíonn láithreacht eilimintí cré-annamh méid na n-inclúduithe agus meastar go gcuireann sé cosc ​​​​ar phitting sa réigiún tosaigh54.
Mar fhocal scoir, nochtar san obair seo tionchar éagsúlachta dromchla ar chreimeadh 2507 SDSS atá modhnaithe le ceiriam trí chainníochtú a dhéanamh ar ábhar ceimiceach comhpháirteanna nanoscála. Freagraímid an cheist cén fáth a gcreimeann cruach dhosmálta fiú faoi shraith ocsaíde cosanta trína micreastruchtúr, a cheimic dromchla, agus a phróiseáil comharthaí a chainníochtú ag baint úsáide as braisliú K-meán. Tá sé bunaithe gurb iad oileáin atá saibhir i Fe3+, lena n-áirítear a gcomhordú ochtahéadrach agus teitreahéadrach feadh ghné iomlán an mheasctha Fe2+/Fe3+, foinse damáiste agus creimeadh an scannáin ocsaíde fuar-rollta SDSS. Bíonn drochfhriotaíocht creimeadh mar thoradh ar nano-oileáin atá faoi cheannas Fe3+ fiú amháin i láthair sraithe pasivithe stoicheiméadraigh Cr2O3 leordhóthanach. Chomh maith le dul chun cinn modheolaíoch maidir le tionchar éagsúlachta ceimiceach nanoscála ar chreimeadh a chinneadh, meastar go spreagfaidh obair leanúnach próisis innealtóireachta chun friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta a fheabhsú le linn déanta cruach.
Chun an t-ingot Ce-2507 SDSS a úsáideadh sa staidéar seo a ullmhú, leádh comhdhéanamh measctha lena n-áirítear cóimhiotal máistir Fe-Ce séalaithe le feadán iarainn íon i bhfoirnéis ionduchtaithe meánmhinicíochta 150 kg chun cruach leáite a tháirgeadh agus doirteadh i múnla é. Tá na comhdhéanamh ceimiceach tomhaiste (wt%) liostaithe i dTábla Forlíontach 2. Déantar na tingot a bhrionnú go te i mbloic ar dtús. Ansin rinneadh é a ainéalú ag 1050°C ar feadh 60 nóiméad chun cruach i riocht tuaslagáin sholadaigh a fháil, agus ansin múchadh in uisce go teocht an tseomra. Rinneadh staidéar mionsonraithe ar na samplaí a ndearnadh staidéar orthu ag baint úsáide as TEM agus DOE chun na céimeanna, méid an ghráin agus moirfeolaíocht a staidéar. Is féidir tuilleadh eolais mhionsonraithe faoi na samplaí agus faoin bpróiseas táirgthe a fháil i bhfoinsí eile6,7.
Rinneadh samplaí sorcóireacha (φ10 mm × 15 mm) le haghaidh comhbhrú te a phróiseáil sa chaoi is go raibh ais an tsorcóra comhthreomhar le treo dífhoirmithe an bhloic. Rinneadh comhbhrú ardteochta ag teochtaí éagsúla sa raon 1000-1150°C ag baint úsáide as insamhlóir teirmeach Gleeble-3800 ag ráta brú tairiseach sa raon 0.01-10 s-1. Roimh an dífhoirmiú, téadh na samplaí ag ráta 10 °C s-1 ar feadh 2 nóiméad ag teocht roghnaithe chun an grádán teochta a dhíchur. Tar éis aonfhoirmeacht teochta a bhaint amach, dífhoirmíodh an sampla go luach fíor-bhrú de 0.7. Tar éis an dífhoirmithe, múchadh na samplaí láithreach le huisce chun an struchtúr dífhoirmithe a chaomhnú. Gearrtar an t-eiseamal cruaite ansin comhthreomhar leis an treo comhbhrúite. Don staidéar seo, roghnaíomar eiseamal le riocht brú te de 1050°C, 10 s-1 toisc go raibh an micreachruas breathnaithe níos airde ná eiseamail eile7.
Baineadh úsáid as samplaí ollmhóra (80 × 10 × 17 mm3) den tuaslagán soladach Ce-2507 i muileann dhá rolla asincrónach trí chéim LG-300 leis na hairíonna meicniúla is fearr i measc na leibhéal dífhoirmithe eile go léir6. Is é an ráta brú agus an laghdú tiús do gach cosán ná 0.2 m·s-1 agus 5%, faoi seach.
Baineadh úsáid as stáisiún oibre leictriceimiceach Autolab PGSTAT128N le haghaidh tomhais leictriceimiceacha SDSS tar éis rolladh fuar go laghdú 90% ar thiús (coibhéis 1.0 fíor-strus) agus tar éis brú te ag 1050°C ar feadh 10 s-1 go fíor-strus de 0.7. Tá cill trí leictreoid ag an stáisiún oibre le leictreoid calomeil sháithithe mar an leictreoid tagartha, leictreoid frithghrafaí, agus sampla SDSS mar an leictreoid oibre. Gearradh na samplaí i sorcóirí le trastomhas 11.3 mm, agus sreanga copair sádraithe ar a dtaobhanna. Socraíodh na samplaí ansin le heapocsa, ag fágáil achar oscailte oibre de 1 cm2 mar an leictreoid oibre (taobh bun an tsampla sorcóireach). Bí cúramach le linn leigheas an eapocsa agus an gaineamh agus an snasú ina dhiaidh sin chun scoilteadh a sheachaint. Meilt agus snasaíodh na dromchlaí oibre le fionraí snasta diamant le méid cáithníní 1 μm, nite le huisce driogtha agus eatánól, agus triomaíodh iad in aer fuar. Roimh na tomhais leictriceimiceacha, nochtadh na samplaí snasta don aer ar feadh roinnt laethanta chun scannán ocsaíde nádúrtha a fhoirmiú. Úsáidtear tuaslagán uiscí de FeCl3 (6.0% de réir meáchain), atá cobhsaithe go pH = 1.0 ± 0.01 le HCl de réir mholtaí ASTM, chun creimeadh cruach dhosmálta55 a bhrostú toisc go bhfuil sé creimneach i láthair ian clóiríde a bhfuil cumas ocsaídiúcháin láidir agus pH íseal acu. Caighdeáin chomhshaoil ​​G48 agus A923. Tum an sampla sa tuaslagán tástála ar feadh 1 uair an chloig chun go mbeidh sé beagnach seasta sula ndéantar aon thomhais. I gcás samplaí tuaslagáin sholadaigh, samplaí te-mhúnlaithe, agus samplaí fuar-rollta, rinneadh tomhais impedance ag poitéinsil chiorcaid oscailte (OPC) de 0.39, 0.33, agus 0.25 V, faoi seach, sa raon minicíochta ó 1 105 go 0.1 Hz le haimplitiúid 5 mV. Rinneadh na tástálacha ceimiceacha go léir arís 3 huaire ar a laghad faoi na coinníollacha céanna chun in-atáirgtheacht sonraí a chinntiú.
I gcás tomhais HE-SXRD, tomhaiseadh bloic chruach dhúbailte dronuilleogacha a thomhaiseann 1 × 1 × 1.5 mm3 chun comhdhéanamh céime bhíoma wiggler ard-fhuinnimh Brockhouse a chainníochtú ag CLS, Ceanada56. Rinneadh bailiú sonraí i ngeoiméadracht Debye-Scherrer nó i ngeoiméadracht tarchuir ag teocht an tseomra. Is é 0.212561 Å tonnfhad an X-gha a calabraíodh leis an gcalabraitheoir LaB6, rud a fhreagraíonn do 58 keV, atá i bhfad níos airde ná tonnfhad Cu Kα (8 keV) a úsáidtear go coitianta mar fhoinse X-gha saotharlainne. Bhí an sampla suite ag achar 740 mm ón brathadóir. Is é 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3 toirt bhrath gach sampla, rud a chinntear de réir mhéid an bhíoma agus tiús an tsampla. Bailíodh na sonraí go léir ag baint úsáide as brathadóir achair Perkin Elmer, brathadóir X-gha painéil chomhréidh, picteilíní 200 µm, 40 × 40 cm2 ag baint úsáide as am nochta de 0.3 s agus 120 fráma.
Rinneadh tomhais X-PEEM ar dhá chóras samhail roghnaithe ag stáisiún deiridh Beamline MAXPEEM PEEM i saotharlann MAX IV (Lund, an tSualainn). Ullmhaíodh na samplaí ar an mbealach céanna agus a dhéantar le haghaidh tomhais leictriceimiceacha. Coinníodh na samplaí ullmhaithe san aer ar feadh roinnt laethanta agus díghásáladh iad i seomra folúis ultra-ard sula ndearnadh iad a ionradaíocht le fótóin sioncrótrón. Fuarthas taifeach fuinnimh na líne bhíoma trí speictream toradh ian a thomhas sa réigiún spreagtha ó N1s go 1\(τ_g^ \ast\) gar do hv = 401 eV i N2 agus fuinneamh na bhfótón ag brath ar E3/2, 57. Thug speictrim meastacháin ΔE (leithead na líne speictrí) de thart ar 0.3 eV sa raon fuinnimh tomhaiste. Dá bhrí sin, meastar gurbh é E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus flosc ≈1012 ph/s taifeach fuinnimh an bhíoma trí úsáid a bhaint as monacrómatóir SX-700 modhnaithe le gríl mm−1 Si 1200-líne don imeall Fe 2p L2,3, imeall Cr 2p L2,3, imeall Ni 2p L2,3, agus imeall Ce M4,5. Dá bhrí sin, meastar gurbh é E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus flosc ≈1012 ph/s taifeach fuinnimh an bhíoma trí úsáid a bhaint as monacrómatóir SX-700 modhnaithe le gríl Si 1200-líne mm−1 don imeall Fe 2p L2.3, imeall Cr 2p L2.3, imeall Ni 2p L2.3, agus imeall Ce M4.5. Таким образом, энергетическое разрешение разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ/0,3 эо 0 эо 0 эо 0 эо 0 эо 0 0 0 0 0 ≈1012 ф/с при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штримании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штримом/м 2 кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 agus кромка Ce M4,5. Dá bhrí sin, meastar gurbh é E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus gurbh é flosc ≈1012 f/s a bhí ann, ag baint úsáide as monacrómatóir SX-700 modhnaithe le grátáil Si de 1200 líne/mm d'imeall Fe 2p L2,3, imeall Cr 2p L2.3, imeall Ni 2p L2.3, agus imeall Ce M4.5.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, 通过佦潦潿潦潿潿在线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 後缹边缘.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 , 丸渨有圦有在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 L23P.2Cr 2p L23.边缘和Ce M4.5 边缘.Dá bhrí sin, agus monacrómatóir modhnaithe SX-700 á úsáid le gríl Si 1200 líne. 3, imeall Cr 2p L2.3, imeall Ni 2p L2.3 agus imeall Ce M4.5.Scan fuinneamh fótóin i gcéimeanna 0.2 eV. Ag gach fuinneamh, taifeadadh íomhánna PEEM ag baint úsáide as brathadóir CMOS cúpláilte le snáithín TVIPS F-216 le 2 x 2 bhosca, a sholáthraíonn taifeach de 1024 × 1024 picteilín i réimse radhairc 20 µm. Ba é 0.2 s am nochta na n-íomhánna, meán de 16 fráma. Roghnaítear fuinneamh íomhá an fhótaileictreoin sa chaoi is go soláthraítear an comhartha leictreon tánaisteach uasta. Rinneadh na tomhais go léir ag gnáth-ionsú ag baint úsáide as bhíoma fótóin polaraithe go líneach. Is féidir tuilleadh eolais faoi thomhais a fháil i staidéar roimhe seo. Tar éis staidéar a dhéanamh ar an modh braite toradh iomlán leictreon (TEY) agus a chur i bhfeidhm in X-PEEM49, meastar go bhfuil doimhneacht trialach an mhodha seo thart ar 4-5 nm don chomhartha Cr agus thart ar 6 nm do Fe. Tá an doimhneacht Cr an-ghar do thiús an scannáin ocsaíde (~4 nm)60,61 agus tá an doimhneacht Fe níos mó ná an tiús. Is meascán de XRD d'ocsaídí iarainn agus Fe0 ón maitrís é an XRD a bhailítear ag imeall FeL. Sa chéad chás, tagann déine na leictreon a astaítear ó gach cineál leictreon is féidir a chuireann le TEY. Mar sin féin, éilíonn comhartha iarainn íon fuinneamh cinéiteach níos airde chun go dtéann na leictreoin tríd an tsraith ocsaíde go dtí an dromchla agus go mbaileoidh an anailíseoir iad. Sa chás seo, is iad leictreoin Auger LVV, chomh maith le leictreoin thánaisteacha a astaíonn siad, is cúis leis an gcomhartha Fe0 den chuid is mó. Ina theannta sin, meathlaíonn déine an TEY a chuireann na leictreoin seo leis le linn chonair éalaithe na leictreon, rud a laghdaíonn an freagairt speictreach Fe0 tuilleadh i léarscáil XAS an iarainn.
Is céim ríthábhachtach í mianadóireacht sonraí a chomhtháthú i gciúb sonraí (sonraí X-PEEM) chun faisnéis ábhartha (airíonna ceimiceacha nó fisiceacha) a bhaint amach ar bhealach iltoiseach. Úsáidtear braisliú K-means go forleathan i roinnt réimsí, lena n-áirítear fís meaisín, próiseáil íomhá, aithint patrún neamh-mhaoirseachta, intleacht shaorga, agus anailís aicmithe. Mar shampla, tá braisliú K-means tar éis feidhmiú go maith i mbraisliú sonraí íomhá hiperspeictrim. I bprionsabal, i gcás sonraí ilghnéitheacha, is féidir leis an algartam K-means iad a ghrúpáil go héasca bunaithe ar fhaisnéis faoina dtréithe (airíonna fuinnimh fótóin). Is algartam athchleachtach é braisliú K-means chun sonraí a roinnt ina K ghrúpa neamh-fhorluiteacha (braislí), áit a mbaineann gach picteilín le braisle ar leith ag brath ar dháileadh spásúil na neamhaonchineálachta ceimiceach i gcomhdhéanamh micreastruchtúrach an chruach. Cuimsíonn an algartam K-means dhá chéim: sa chéad chéim, ríomhtar K lárphointe, agus sa dara céim, sanntar braisle le lárphointe comharsanacha do gach pointe. Sainmhínítear lárphointe domhantarraingthe braisle mar mheán uimhríochtúil na bpointí sonraí (speictream XAS) don bhraisle sin. Tá achair éagsúla ann chun meánphointí comharsanacha a shainiú mar achar Eoiclídeach. I gcás íomhá ionchuir de px,y (áit a seasann x agus y don taifeach i bpicteilíní), is é CK lárphointe domhantarraingthe an chnuasaigh; is féidir an íomhá seo a dheighilt (a chnuasach) ansin i K chnuasaigh ag baint úsáide as K-means63. Is iad seo a leanas céimeanna deiridh an algartaim chnuasaigh K-means:
Céim 2. Ríomh ballraíocht na bpicteilíní uile de réir an lárphointe reatha. Mar shampla, ríomhtar é ón achar Eoiclídeach d idir an lár agus gach picteilín:
Céim 3 Sannadh gach picteilín don lárphointe is gaire. Ansin athríomh suíomhanna na gceathrún K mar seo a leanas:
Céim 4. Déan an próiseas arís (cothromóidí (7) agus (8)) go dtí go dtagann na meánphointí le chéile. Tá na torthaí deiridh maidir le cáilíocht na gcnuasach comhghaolmhar go láidir leis an rogha is fearr de mheáinphointí tosaigh. Maidir le struchtúr sonraí PEEM íomhánna cruach, is ciúb de shonraí eagar 3T é X (x × y × λ) de ghnáth, agus léiríonn na haiseanna x agus y faisnéis spásúil (taifeach picteilín) agus comhfhreagraíonn an ais λ do phictiúr speictreach fuinnimh fótóin. Úsáidtear an algartam K-means chun réigiúin spéise i sonraí X-PEEM a iniúchadh trí phicteilíní (cnuasaigh nó fo-bhloic) a dheighilt de réir a ngnéithe speictreacha agus na meánphointí is fearr (próifílí speictreacha XAS) a bhaint amach do gach cnuasach anailíte. Úsáidtear é chun dáileadh spásúil, athruithe speictreacha áitiúla, iompar ocsaídiúcháin, agus stáit cheimiceacha a staidéar. Mar shampla, úsáideadh an algartam cnuasach K-means do réigiúin imeall FeL agus imeall CrL i X-PEEM te-oibrithe agus fuar-rollta. Rinneadh tástáil ar líon éagsúil de K bhraisle (réigiúin micreastruchtúir) chun na braislí agus na meánphointí is fearr a aimsiú. Nuair a thaispeántar na huimhreacha seo, déantar na picteilíní a athshannadh do na meánphointí braisle comhfhreagracha. Freagraíonn gach dáileadh datha do lár an bhraisle, rud a thaispeánann socrú spásúil réad ceimiceach nó fisiceach. Is teaglaim líneacha de speictrim íona iad na meánphointí a bhaintear amach.
Tá sonraí a thacaíonn le torthaí an staidéir seo ar fáil ar iarratas réasúnta ón údar WC faoi seach.
Sieurin, H. & Sandström, R. Dianacht briste cruach dhosmálta déphléacsach táthaithe. Sieurin, H. & Sandström, R. Dianacht briste cruach dhosmálta déphléacsach táthaithe. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Dianacht briste cruach dhosmálta déphléacsach táthaithe. 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. Dianacht briste cruach dhosmálta déphléacsach táthaithe.Britannia. Cuid chodánach. fionnaidh. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta déphléacsach in aigéid orgánacha roghnaithe agus timpeallachtaí aigéid orgánacha/clóiríde. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta déphléacsach in aigéid orgánacha roghnaithe agus timpeallachtaí aigéid orgánacha/clóiríde.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. agus Van Der Merwe, J. Friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta déphléacsach i dtimpeallachtaí le roinnt aigéid orgánacha agus aigéid/clóirídí orgánacha. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双 相 cruach dhosmálta 在特定的orgánach orgánach/comhshaol clóirínithe.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. agus Van Der Merwe, J. Friotaíocht creimeadh cruach dhosmálta déphléacsach i dtimpeallachtaí roghnaithe aigéid orgánacha agus aigéid/clóirídí orgánacha.leasaitheach. Modhanna Ábhar 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al. Iompar creimeadh-ocsaídiúcháin cóimhiotail dhúbailte Fe-Al-Mn-C. Ábhair 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Glúin nua cruach sár-dhúbailte le haghaidh táirgeadh gáis agus ola trealaimh. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Glúin nua cruach sár-dhúbailte le haghaidh táirgeadh gáis agus ola trealaimh.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Glúin nua cruach sár-dhúbailte le haghaidh trealamh táirgthe ola agus gáis.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Glúin nua cruach sár-dhúbailte le haghaidh trealamh táirgthe gáis agus ola. Seimineár Gréasáin E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Imscrúdú ar iompar dífhoirmithe te cruach dhosmálta déphléacsach grád 2507. Miotal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Imscrúdú ar iompar dífhoirmithe te cruach dhosmálta déphléacsach grád 2507. Miotal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 250. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Staidéar ar Iompar Dífhoirmithe Te Cruach Dhosmálta Déphléacsach Cineál 2507. Miotal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 双相不锈钢2507 级热变形行为的研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行为的研究。Kingklang, S. agus Utaisansuk, V. Imscrúdú ar Iompar Dífhoirmithe Te Cruach Dhosmálta Déphléacsach Cineál 2507. Miotal.alma mater. trance. 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al. Éifeacht rollta fuar rialaithe ar mhicreastruchtúr agus airíonna meicniúla cruach dhosmálta sár-dhúbailte SAF 2507 modhnaithe le ceiriam. alma mater. an eolaíocht. Britannia. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al. Airíonna struchtúracha agus meicniúla arna spreagadh ag dífhoirmiú teirmeach cruach dhosmálta sár-dhúbailte SAF 2507 modhnaithe le ceiriam. J. Alma mater. umar stórála. teicneolaíocht. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Éifeacht dúile cré neamhchoitianta ar iompar ocsaídiúcháin ardteochta cruach austeníteach. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Éifeacht dúile cré neamhchoitianta ar iompar ocsaídiúcháin ardteochta cruach austeníteach.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. agus Zheng K. Tionchar na n-eilimintí cré-annamh ar iompar cruach austeníteach faoi ocsaídiú ag teocht ard. Zheng, Z., Wang, S., Fada, J., Wang, J. & Zheng, K. 稀土元素对奥氏体钢高温氧化行为的影响。 Zheng, Z., Wang, S., Fada, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. agus Zheng K. Tionchar na n-eilimintí cré neamhchoitianta ar iompar cruach austeníteach ag ocsaídiú ardteochta.koros. an eolaíocht. 164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeachtaí Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna cruach dhosmálta sár-fheiriteacha 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeachtaí Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna cruach dhosmálta sár-fheiriteacha 27Cr-3.8Mo-2Ni.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. agus Sun S. Tionchar Se ar mhicreastruchtúr agus airíonna cruach dhosmálta sárfheiríteach 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce对27Cr-3.8Mo-2Ni Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeacht Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna cruach dhosmálta sár-chruach 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce на микроструктуру agus свойства суперферритной нержавеющей стали 27C-27. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeacht Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna cruach dhosmálta sárfheiríteach 27Cr-3,8Mo-2Ni.Comhartha iarainn. Steelmak 47, 67–76 (2020).