Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tacaíocht teoranta CSS ag an 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, cuirfimid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Tá an cruach dhosmálta a úsáidtear go forleathan agus a leaganacha saoirsithe resistant a chreimeadh i gcoinníollacha comhthimpeallacha mar gheall ar an gciseal pasivation comhdhéanta d'ocsaíd cróimiam.Tá baint traidisiúnta ag creimeadh agus creimeadh cruach le scriosadh na sraitheanna seo, ach is annamh a bhíonn an leibhéal micreascópach, ag brath ar thionscnamh an neamhchineálachta dromchla.San obair seo, is é an ilchineálacht cheimiceach dromchla nana-scála a bhraitear trí mhicreascópacht speictreascópach agus anailís cheimiceach ceannasach gan choinne ar dhianscaoileadh agus creimeadh cerium fuar-rollta modhnaithe cruach dhosmálta super déphléacsacha 2507 (SDSS) le linn a iompraíochta dífhoirmithe te.an taobh eile.Cé gur léirigh micreascópacht fótaileictreon X-gha clúdach sách aonfhoirmeach ar an gciseal nádúrtha Cr2O3, léirigh SDSS fuar-rollta torthaí éighníomhacha bochta mar gheall ar dháileadh logánta nana-na-na-noisíre Fe3+ ar an gciseal ocsaíd Fe/Cr.Soláthraíonn an t-eolas seo ag an leibhéal adamhach tuiscint dhomhain ar chreimeadh cruach dhosmálta agus táthar ag súil go gcabhróidh sé le creimeadh miotail ard-chóimhiotail den chineál céanna a chomhrac.
Ó aireagán cruach dhosmálta, tá friotaíocht creimeadh cóimhiotail ferrochromium curtha i leith cróimiam, rud a chruthaíonn ocsaíd / ocsahiodrocsaíd láidir a thaispeánann iompar éighníomhach i bhformhór na dtimpeallachtaí.I gcomparáid le steels dhosmálta traidisiúnta (austenitic agus ferriteacha), tá airíonna meicniúla níos fearr1,2,3 ag steels dhosmálta super déphléacsacha (SDSS) a bhfuil friotaíocht creimeadh níos fearr acu.Ceadaíonn neart meicniúil méadaithe dearaí níos éadroime agus níos dlúithe.I gcodarsnacht leis sin, tá ardfhriotaíocht ag an SDSS eacnamaíoch i gcoinne creimthe pollta agus scáintí, agus mar thoradh air sin tá 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 raon cúng na dteocht cóireála teasa agus droch-fhoirmiúlacht bac ar a chur i bhfeidhm praiticiúil leathan.Mar sin, modhnaíodh SDSS chun na hairíonna thuas a fheabhsú.Mar shampla, tugadh isteach modhnú Ce agus breisithe arda N 6, 7, 8 i 2507 SDSS (Ce-2507).Tá éifeacht tairbheach ag tiúchan oiriúnach de 0.08 wt.% eilimint tearc-chré (Ce) ar airíonna meicniúla an DSS, toisc go bhfeabhsaíonn sé scagadh gráin agus neart teorann gráin.Feabhsaíodh freisin friotaíocht caitheamh agus creimeadh, neart teanntachta agus neart toraidh, agus inoibritheacht te9.Is féidir le méideanna móra nítrigine ábhar daor nicil a athsholáthar, rud a fhágann go mbeidh SDSS níos éifeachtaí ó thaobh costais10.
Le déanaí, tá SDSS dífhoirmithe go plaisteach ag teochtaí éagsúla (teocht íseal, fuar agus te) chun airíonna meicniúla den scoth6,7,8 a bhaint amach.Mar sin féin, tá friotaíocht creimeadh den scoth SDSS mar gheall ar scannán tanaí ocsaíd a bheith ann ar an dromchla, a bhfuil tionchar ag go leor fachtóirí air, mar shampla láithreacht go leor céimeanna le teorainneacha gráin éagsúla, deascáin nach dteastaíonn agus imoibrithe éagsúla.dífhoirmítear an micreastruchtúr inmheánach neamh-aonchineálach de chéimeanna austenític agus ferriteacha éagsúla 7 .Dá bhrí sin, tá sé ríthábhachtach staidéar a dhéanamh ar airíonna microdomain scannáin den sórt sin ar leibhéal an struchtúir leictreonaigh chun creimeadh SDSS a thuiscint agus éilíonn sé teicnící turgnamhacha casta.Go dtí seo, déantar idirdhealú a dhéanamh ar mhodhanna atá íogair ó thaobh dromchla cosúil le speictreascópacht leictreon Auger11 agus speictreascópacht fótaileictreon X-gha12,13,14,15 chomh maith leis an gcóras fótaileictreon crua X-ghathaithe, ach is minic a theipeann orthu scaradh, staid cheimiceach an eilimint chéanna i bpointí éagsúla sa spás ar an nana-scála.Tá roinnt staidéir le déanaí tar éis ocsaídiú cróimiam áitiúil a nascadh leis an iompar creimthe breathnaithe de 17 steels dhosmálta austenític, 18 steels dhosmálta martensitic, agus SDSS 19, 20. Mar sin féin, dhírigh na staidéir seo go príomha ar éifeacht ilchineálacht Cr (m.sh., staid ocsaídiúcháin Cr3 +) ar fhriotaíocht creimeadh.Is féidir le ilchineálacht cliathánach i stáit ocsaídiúcháin na n-eilimintí a bheith mar thoradh ar chomhdhúile éagsúla leis na comhábhair chéanna, amhail ocsaídí iarainn.Tá méid beag próiseáilte go teirmeach in aice lena chéile ag na comhdhúile seo le hoidhreacht, ach tá difríocht idir iad ó thaobh comhdhéanamh agus staid ocsaídiúcháin16,21.Dá bhrí sin, éilíonn nochtadh an scrios scannán ocsaíd agus ansin pitting tuiscint ar neamhchineálacht dromchla ag an leibhéal micreascópach.In ainneoin na gceanglas seo, tá measúnuithe cainníochtúla ar nós ilchineálacht cliathánach ocsaídiúcháin, go háirithe ar iarann ​​ar an scála nana/adamhach, in easnamh go fóill agus tá a dtábhacht don fhriotaíocht creimeadh fós gan iniúchadh.Go dtí le déanaí, rinneadh cur síos cainníochtúil ar staid cheimiceach na n-eilimintí éagsúla, mar shampla Fe agus Ca, ar shamplaí cruach ag baint úsáide as micreascópacht photoelectron bog X-gha (X-PEEM) i saoráidí radaíochta sioncrótron nana-scála.In éineacht le teicnící speictreascópachta ionsú X-gha (XAS) atá íogair go ceimiceach, cuireann X-PEEM ar chumas XAS a thomhas le réiteach ard spásúil agus speictreach, ag soláthar faisnéis cheimiceach faoin gcomhdhéanamh eiliminteach agus a staid cheimiceach le taifeach spásúil síos go dtí an scála nanaiméadar 23 .Éascaíonn an breathnóireacht speictreascópach seo ar an suíomh tionscnaimh faoi mhicreascóp turgnaimh cheimiceacha áitiúla agus féadann sé athruithe ceimiceacha sa chiseal Fe nach bhfuil taiscéalaithe cheana a léiriú go spásúil.
Leathnaíonn an staidéar seo na buntáistí a bhaineann le PEEM maidir le difríochtaí ceimiceacha a bhrath ag an nana-scála agus cuireann sé modh anailíse dromchla ar leibhéal adamhach i láthair chun iompar creimeadh Ce-2507 a thuiscint.Úsáideann sé sonraí cnuasaigh cheimiceacha K-modh24 chun comhdhéanamh ceimiceach domhanda (ilchineálacht) na n-eilimintí atá i gceist a mhapáil, lena staid cheimiceach curtha i láthair i léiriú staidrimh.Murab ionann agus gnáthchreimeadh de bharr miondealú scannáin ocsaíd cróimiam, cuirtear an droch-fhulangacht atá ann faoi láthair agus an droch-fhriotaíocht creimeadh i leith nana-na-naíonraí saibhir Fe3+ in aice leis an gciseal ocsaíd Fe/Cr, rud a d'fhéadfadh a bheith ina ionsaí ag an ocsaíd chosanta.Foirmíonn sé scannán i bhfeidhm agus is cúis le creimeadh.
Rinneadh meastóireacht ar iompar creimneach SDSS 2507 dífhoirmithe ar dtús ag baint úsáide as tomhais leictriceimiceach.Ar fig.Taispeánann Fíor 1 na cuair Nyquist agus Bode do shamplaí roghnaithe i dtuaslagáin aigéadacha (pH = 1) de FeCl3 ag teocht an tseomra.Feidhmíonn an leictrilít roghnaithe mar ghníomhaire ocsaídeach láidir, arb iad is sainairíonna é an claonadh atá ag an scannán pasivation a bhriseadh síos.Cé nach ndeachaigh an t-ábhar faoi bhrú teocht an tseomra cobhsaí, thug na hanailísí seo léargas ar theagmhais teipe féideartha agus próisis iar-chreimeadh.Baineadh úsáid as an gciorcad coibhéiseach (Fíor 1d) chun speictream speictreascópachta impedance leictriceimiceach (EIS) a fheistiú, agus taispeántar na torthaí feisteas comhfhreagrach i dTábla 1. Bhí leathchiorcail neamhiomlána le feiceáil nuair a bhí tástáil ar an réiteach cóireáilte agus samplaí oibrithe te, agus bhí na leathchiorcail chomhbhrúite comhfhreagrach fuar-rollta (Fíor 1b).Sa speictream EIS, is féidir an ga leathchiorcail a mheas mar fhriotaíocht polaraithe (Rp)25,26.Tá Rp an réitigh cóireáilte SDSS i dTábla 1 thart ar 135 kΩ cm-2, áfach, le haghaidh SDSS teoibrithe agus fuar-rollta is féidir linn luachanna i bhfad níos ísle a fheiceáil de 34.7 agus 2.1 kΩ cm–2 faoi seach.Léiríonn an laghdú suntasach seo ar Rp drochthionchar dífhoirmithe plaisteach ar fhriotaíocht pasivation agus creimeadh, mar a thaispeántar i dtuarascálacha roimhe seo 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Bode impedance agus léaráidí céim, agus múnla ciorcad coibhéiseach le haghaidh d, áit a bhfuil RS an fhriotaíocht leictrilít, is é Rp an fhriotaíocht polaraithe, agus is é QCPE an ocsaíd eilimint chéim tairiseach a úsáidtear chun an toilleas neamh-idéalach a shamhaltú (n).Rinneadh na tomhais EIS ag poitéinseal gan ualach.
Taispeántar tairisigh an chéad ord sa léaráid Bode agus seasann an ardchlár ardmhinicíochta don fhriotaíocht leictrilít RS26.De réir mar a laghdaíonn an minicíocht, méadaíonn an impedance agus aimsítear uillinn chéim dhiúltach, rud a léiríonn ceannasacht toilleas.Méadaíonn an uillinn chéim, ag coinneáil a luach uasta i raon minicíochta sách leathan, agus ansin laghduithe (Fíor 1c).Mar sin féin, i ngach ceann de na trí chás tá an t-uasluach seo fós níos lú ná 90 °, rud a léiríonn iompar toilleasach neamh-idéalach de bharr scaipthe toilleas.Mar sin, úsáidtear eilimint chéim tairiseach QCPE (CPE) chun an dáileadh toilleas interfacial a dhíorthaítear ó gharbh an dromchla nó ó neamhchineálacht a léiriú, go háirithe i dtéarmaí scála adamhach, céimseata fractal, porosity leictreoid, acmhainneacht neamh-éide, agus dáileadh reatha spleách dromchla.Céimseata leictreoid31,32.impedance CPE:
áit arb í j an uimhir shamhailteach agus gurb í ω an mhinicíocht uilleach.Is seasmhach minicíocht neamhspleách é QCPE atá comhréireach le limistéar oscailte gníomhach an leictrilít.Is uimhir chumhachta gan toise é n a chuireann síos ar an imeacht ó iompar toilleas idéalach toilleora, ie is é an n níos gaire do 1, is é an CPE is gaire don toilleas íon, agus má tá n gar do nialas, is friotaíocht é.Léiríonn diall beag n, gar do 1, iompar capacitive neamh-idéalach an dromchla tar éis tástáil polaraithe.Tá an QCPE de SDSS fuar-rollta i bhfad níos airde ná táirgí den chineál céanna, rud a chiallaíonn go bhfuil an caighdeán dromchla níos lú aonfhoirmeach.
Ag teacht leis an gcuid is mó de na hairíonna friotaíochta creimeadh de steels dhosmálta, is gnách go mbíonn friotaíocht creimeadh níos fearr SDSS mar thoradh ar ábhar Cr sách ard SDSS mar gheall ar scannán éighníomhach ocsaíd chosanta ar an dromchla17.Is iondúil go mbíonn an scannán éighníomhach seo saibhir in ocsaídí Cr3+ agus/nó hiodrocsaídí, ag comhtháthú ocsaídí Fe2+, Fe3+ agus/nó hiodrocsaídí (ocsa)33 go príomha.In ainneoin aonfhoirmeacht an dromchla chéanna, ciseal ocsaíd éighníomhach, agus gan aon damáiste infheicthe ar an dromchla, mar a chinntear le híomhánna micreascópacha,6,7 tá iompar creimeadh SDSS te-oibrithe agus fuar-rollta difriúil agus mar sin éilíonn sé staidéar domhain ar mhicreastruchtúr dífhoirmithe agus tréith struchtúrach cruach.
Rinneadh imscrúdú cainníochtúil ar mhicreastruchtúr cruach dhosmálta dífhoirmithe ag baint úsáide as X-ghathanna ard-fhuinnimh inmheánacha agus synchrotron (Figiúirí Forlíontacha 1, 2).Cuirtear anailís mhionsonraithe ar fáil san Fhaisnéis Fhorlíontach.Cé go gcomhfhreagraíonn siad den chuid is mó le cineál na príomhchéime, faightear difríochtaí i gcodáin toirte céim, atá liostaithe i dTábla Forlíontach 1. Is féidir na difríochtaí seo a bheith bainteach le codáin chéim neamhchineálacha ag an dromchla, chomh maith le codáin chéim toirtmhéadracha a dhéantar ag doimhneachtaí éagsúla.a bhrath trí dhíraonadh X-gha.(XRD) le foinsí fuinnimh éagsúla fótóin teagmhais.Léiríonn an cion réasúnta níos airde d'austenític in eiseamail fuar-rollta, arna chinneadh ag XRD ó fhoinse saotharlainne, éighníomhachtú níos fearr agus friotaíocht creimeadh níos fearr ina dhiaidh sin35, agus léiríonn torthaí níos cruinne agus staitistiúla treochtaí contrártha i gcomhréireanna céime.Ina theannta sin, braitheann friotaíocht creimeadh cruach freisin ar an méid scagtha gráin, laghdú ar mhéid gráin, méadú ar mhicriformáidí agus dlús díláithrithe a tharlaíonn le linn cóireála teirmeicniúil36,37,38.Léiríonn na heiseamail teo-shaothraithe nádúr níos gránna, rud a léiríonn gráinní ar mhéid miocrón, agus léiríonn na fáinní míne a breathnaíodh sna heiseamail fuar-rollta (Fíor Forlíontach 3) mionchoigeartú suntasach gráin ar nana-scála in obair roimhe seo6, ba cheart go gcuirfeadh sé le pasivation scannáin.foirmiú agus méadú ar fhriotaíocht creimeadh.De ghnáth baineann dlús díláithrithe níos airde le friotaíocht níos ísle le pitting, a aontaíonn go maith le tomhais leictriceimiceach.
Rinneadh staidéar córasach ar athruithe i stáit cheimiceacha micrifhearainn na n-eilimintí tosaigh ag baint úsáide as X-PEEM.In ainneoin raidhse na n-eilimintí cóimhiotail, roghnaíodh Cr, Fe, Ni agus Ce39 anseo, ós rud é go bhfuil Cr mar phríomhghné chun scannán pasivation a fhoirmiú, is é Fe an phríomhghné i cruach, agus feabhsaíonn Ni pasivation agus cothromaíocht a dhéanamh ar an struchtúr céim ferrite-austenitic agus cuspóir an mhodhnú Ce.Trí fhuinneamh na radaíochta synchrotron a choigeartú, bhí an RAS brataithe ón dromchla le príomhghnéithe Cr (imeall L2.3), Fe (imeall L2.3), Ni (imeall L2.3) agus Ce (imeall M4.5).foirmiú te agus rollta fuar Ce-2507 SDSS.Rinneadh anailís sonraí cuí trí chalabrú fuinnimh a ionchorprú le sonraí foilsithe (eg XAS 40, 41 ar Fe L2, 3 imill).
Ar fig.Taispeánann Figiúr 2 íomhánna X-PEEM d'oibrithe te (Fíor 2a) agus fuar-rollta (Fíor 2d) Ce-2507 SDSS agus imill XAS comhfhreagracha Cr agus Fe L2,3 ag láithreacha marcáilte aonair.Déanann imeall L2,3 an XAS iniúchadh ar na stáit neamháitithe 3d tar éis fótaexcitation leictreon ag na leibhéil scoilteadh spin-orbit 2p3/2 (imeall L3) agus 2p1/2 (imeall L2).Fuarthas faisnéis faoi staid valence Cr ó XAS ag imeall L2,3 i bhFíor 2b, e.Comparáid le breithiúna.Léirigh 42,43 gur breathnaíodh ceithre bhuaic in aice leis an imeall L3, ainmnithe A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) agus D (582.2 eV), rud a léiríonn octahedral Cr3 +, a fhreagraíonn don ian Cr2O3.Aontaíonn na speictrim turgnamhacha leis na ríomhanna teoiriciúla a thaispeántar i bpainéil b agus e, a fhaightear 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 sách aonfhoirmeach Cr2O3.
íomhá teirmeach X-PEEM de SDSS dífhoirmithe go teirmeach a fhreagraíonn do imeall b Cr L2.3 agus imeall c Fe L2.3, d íomhá teirmeach X-PEEM de SDSS fuar-rollta a fhreagraíonn d'imeall e Cr L2.3 agus f Fe L2 .3 imeall (f).Déantar na speictrim XAS a bhreacadh ag suíomhanna spásúla éagsúla atá marcáilte ar na híomhánna teirmeacha (a, d), seasann na línte poncaithe oráiste in (b) agus (e) do speictream insamhlaithe XAS Cr3+ le luach réimse criostail 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 i gcomhréir le déine ionsú X-gha (ó íseal go hard).
Beag beann ar thimpeallacht cheimiceach na n-eilimintí miotalacha seo, níor tháinig aon athrú ar staid cheimiceach breisithe eilimintí cóimhiotail Ni agus Ce don dá shampla.Líníocht bhreise.Taispeánann Fíoracha 5-9 íomhánna X-PEEM agus speictream comhfhreagrach XAS do Ni agus Ce ag suíomhanna éagsúla ar dhromchla eiseamail te-oibrithe agus fuar-rollta.Taispeánann Ni XAS staideanna ocsaídiúcháin Ni2+ thar dhromchla tomhaiste iomlán na n-eiseamal teooibrithe agus fuar-rollta (Plé Breise).Ba chóir a thabhairt faoi deara, i gcás samplaí teo-oibrithe, nár breathnaíodh an comhartha XAS de Ce, agus i gcás samplaí fuar-rollta, breathnaíodh speictream Ce3+.Léirigh breathnóireacht spotaí Ce i samplaí fuar-rollta go bhfuil Ce le feiceáil go príomha i bhfoirm deascáin.
Sa SDSS atá dífhoirmithe go teirmeach, níor breathnaíodh aon athrú struchtúrach áitiúil i XAS ag imeall Fe L2,3 (Fíor 2c).Mar sin féin, athraíonn an maitrís Fe go micrea-réigiúnach a staid cheimiceach ag seacht bpointe roghnaithe go randamach den SDSS fuar-rollta, mar a thaispeántar i bhFíor 2f.Ina theannta sin, d'fhonn smaoineamh cruinn a fháil ar na hathruithe ar staid Fe ag na láithreacha roghnaithe i bhFíor 2f, rinneadh staidéir dhromchla áitiúla (Fíor 3 agus Fíor Fhorlíontach. 10) inar roghnaíodh réigiúin ciorclach níos lú.Múnlaíodh speictream XAS de chiumhais Fe L2,3 de chórais α-Fe2O3 agus ocsaídí octahedral Fe2+ trí ríomhanna réimse criostail iolracha ag baint úsáide as réimsí criostail 1.0 (Fe2+) agus 1.0 (Fe3+)44. Tugaimid faoi deara go bhfuil siméadracht áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tá comhcheangal ag Fe3O4 den dá Fe2 + & Fe3 +, 47, agus FeO45 mar ocsaíd Fe2+ atá divalent go foirmiúil (3d6). Tugaimid faoi deara go bhfuil siméadracht áitiúla difriúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tá meascán de Fe2 + & Fe3 +,47, agus FeO45 mar ocsaíd Fe2+ (3d6) atá divalent go foirmiúil.Tabhair faoi deara go bhfuil siméadracht áitiúla éagsúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, comhcheanglaíonn Fe3O4 Fe2+ agus Fe3+,47 agus FeO45 i bhfoirm ocsaíd défhiúsacha go foirmiúil Fe2+ (3d6).Tabhair faoi deara go bhfuil siméadracht áitiúla éagsúla ag α-Fe2O3 agus γ-Fe2O345,46, tá meascán de Fe2+ agus Fe3+,47 ag Fe3O4 agus feidhmíonn FeO45 mar ocsaíd foirmeálta défhiúsacha Fe2+ (3d6).Níl ach suíomhanna Oh ag gach iain Fe3+ in α-Fe2O3, agus is gnách go léirítear γ-Fe2O3 ag Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] m.sh. spinel O4 le folúntais i suíomhanna m.sh.Mar sin, tá an dá shuíomh Td agus Oh ag na hiain Fe3+ in γ-Fe2O3.Mar a luadh i bpáipéar roimhe seo,45 cé go bhfuil cóimheas déine an dá difriúil, is é an cóimheas déine eg/t2g ná ≈1, agus sa chás seo tá an cóimheas déine breathnaithe eg/t2g thart ar 1. Ní áirítear leis seo an fhéidearthacht nach bhfuil ach Fe3+ i láthair sa staid reatha.Ag cur san áireamh cás Fe3O4 le Fe2+ agus Fe3+ araon, léiríonn an chéad ghné ar eol go bhfuil imeall L3 níos laige (níos láidre) aige do Fe staid neamháitithe t2g níos lú (níos mó).Baineann sé seo le Fe2+ (Fe3+), a léiríonn go léiríonn an chéad ghné den mhéadú méadú ar ábhar Fe2+47.Léiríonn na torthaí seo gurb é cómhaireachtáil Fe2+ agus γ-Fe2O3, α-Fe2O3 agus/nó Fe3O4 ceannasach ar dhromchla fuar-rollta na gcomhchodanna.
Íomhánna íomháithe teirmeacha fótaileictreon méadaithe de speictream XAS (a, c) agus (b, d) ag trasnú imeall Fe L2,3 ag suíomhanna spásúla éagsúla laistigh de réigiúin roghnaithe 2 agus E i bhFíoracha.2d.
Déantar na sonraí turgnamhacha a fhaightear (Fíor 4a agus Fíor Fhorlíontach 11) a bhreacadh agus a chur i gcomparáid leis na sonraí maidir le comhdhúile íon 40, 41, 48. Trí chineál éagsúla speictrim Fe L-imeall XAS a breathnaíodh go turgnamhach (XAS- 1, XAS-2 agus XAS-3: Fíor. 4a).Go háirithe, breathnaíodh speictream 2-a (sonraithe mar XAS-1) i bhFíor 3b agus speictream 2-b ina dhiaidh sin (lipéadaithe XAS-2) thar an limistéar braite ar fad, agus breathnaíodh speictrim cosúil le E-3 i bhfíor 3d (lipéadaithe XAS-3) ag suíomhanna sonracha.De ghnáth, baineadh úsáid as ceithre pharaiméadar chun na stáit valence atá ann cheana féin a aithint sa sampla atá faoi staidéar: (1) saintréithe speictreach L3 agus L2, (2) suíomhanna fuinnimh de na saintréithe 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 á staidéar.Léirigh an cóimheas déine ríofa L2/L3 láithreacht na dtrí chomhpháirt freisin.
speictream XAS Insamhladh de Fe le trí shonraí turgnamhacha éagsúla a breathnaíodh (comhfhreagraíonn línte soladacha XAS-1, XAS-2 agus XAS-3 do 2-a, 2-b agus E-3 i bhFíor. 2 agus 3) Comparáid , Octahedrons Fe2 +, Fe3 + le luachanna réimse criostail de 1.0 eV agus 1.5 eV-, faoi seach sonraí turgnamhacha (XAS-2), arna dtomhas le sonraí b. agus na sonraí LCF optamaithe comhfhreagracha (líne dhubh soladach), agus freisin i bhfoirm speictrim XAS-3 le caighdeáin Fe3O4 (staid mheasctha Fe) agus Fe2O3 (Fe3+ íon).
Baineadh úsáid as feistiú teaglaim líneach (LCF) de na trí chaighdeán 40, 41, 48 chun comhdhéanamh ocsaíd iarainn a chainníochtú.Cuireadh LCF i bhfeidhm do thrí speictream roghnaithe Fe-imeall XAS a thaispeánann an chodarsnacht is airde, eadhon XAS-1, XAS-2 agus XAS-3, mar a léirítear i bhFíor 4b–d.Maidir le feistis LCF, cuireadh 10% Fe0 san áireamh i ngach cás mar gheall ar an bhfíric gur thugamar faoi deara ledge beag sna sonraí go léir, agus freisin mar gheall ar an bhfíric gurb é iarann ​​​​miotalacha an príomh-chomhpháirt de chruach. Go deimhin, tá doimhneacht phromhaidh X-PEEM le haghaidh Fe (~ 6 nm)49 níos mó ná an tiús ciseal ocsaídiúcháin measta (beagán> 4 nm), rud a fhágann gur féidir comhartha a bhrath ón maitrís iarainn (Fe0) faoin gciseal pasivation. Go deimhin, tá doimhneacht phromhaidh X-PEEM le haghaidh Fe (~ 6 nm)49 níos mó ná an tiús ciseal ocsaídiúcháin measta (beagán> 4 nm), rud a fhágann gur féidir comhartha a bhrath ón maitrís iarainn (Fe0) faoin gciseal pasivation. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя оконон, 49 больше, чем предполагаемая толщина слоя оконе 49 польше озволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Go deimhin, tá doimhneacht an probe X-PEEM le haghaidh Fe (~ 6 nm)49 níos mó ná tiús measta na ciseal ocsaídiúcháin (beagán > 4 nm), rud a fhágann gur féidir an comhartha ón maitrís iarainn (Fe0) a bhrath faoin gciseal pasivation.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）深度大于估计的氧化层厚度;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）化层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号信号 信号 信号 信号信叡号信号Фатически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 спомощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толомия (~ 6 нм) 4 нм), что позволяет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирующего слон. Go deimhin, tá doimhneacht braite Fe (~ 6 nm) 49 ag X-PEEM níos mó ná an tiús atá ag súil leis an gciseal ocsaíd (beagán> 4 nm), rud a cheadaíonn an comhartha a bhrath ón maitrís iarainn (Fe0) faoi bhun an chiseal pasivation. .Rinneadh teaglaim éagsúla de Fe2+ agus Fe3+ chun teacht ar an réiteach is fearr is féidir do na sonraí turgnamhacha a breathnaíodh.Ar fig.Taispeánann 4b an speictream XAS-1 don chomhcheangal de Fe2+ agus Fe3+, áit a raibh comhréireanna Fe2+ agus Fe3+ cosúil le thart ar 45%, rud a léiríonn staideanna measctha ocsaídiúcháin Fe.Agus don speictream XAS-2, déantar ~30% agus 60% faoi seach ar chéatadán Fe2+ agus Fe3+.Tá Fe2+ níos lú ná Fe3+.Ciallaíonn an cóimheas Fe2+ le Fe3, cothrom le 1:2, gur féidir Fe3O4 a fhoirmiú ag an gcóimheas céanna idir iain Fe.Ina theannta sin, don speictream XAS-3, déantar ~10% agus 80% ar chéatadán Fe2+ agus Fe3+, 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, breacadh an speictream XAS-3 le caighdeáin éagsúla Fe3+ i bhFíor 4e, ag taispeáint cosúlachtaí leis an dá chaighdeán agus buaic B á mheas.Mar sin féin, léiríonn déine na buaiceanna gualainn (A: ó Fe2+) agus an cóimheas déine B/A go bhfuil speictream XAS-3 gar, ach nach bhfuil sé ag teacht leis an speictream γ-Fe2O3.I gcomparáid leis an mórchóir γ-Fe2O3, tá déine beagán níos airde ag buaic Fe 2p XAS de A SDSS (Fíor 4e), rud a léiríonn déine níos airde de Fe2 +.Cé go bhfuil an speictream XAS-3 cosúil le γ-Fe2O3, áit a bhfuil Fe3+ i láthair ag na suíomhanna Oh agus Td, tá sainaithint stáit éagsúla valence agus comhordú feadh imeall L2,3 nó an cóimheas déine L2/L3 fós ina ábhar taighde leanúnach.plé mar gheall ar chastacht na bhfachtóirí éagsúla a mbíonn tionchar acu ar an speictream deiridh41.
Chomh maith leis na difríochtaí speictreach i staid cheimiceach na réigiún sainleasa roghnaithe a thuairiscítear thuas, rinneadh measúnú freisin ar ilchineálacht cheimiceach dhomhanda na n-eochair-eilimintí Cr agus Fe trí gach speictream XAS a fhaightear ar dhromchla an tsampla a aicmiú ag baint úsáide as an modh cnuasaithe K-modhanna.Cruthaíonn na próifílí imeall Cr L dhá bhraisle optamach atá scaipthe go spásúil sna heiseamail teooibrithe agus fuar-rollta a thaispeántar i bhFíoracha.5. Is léir nach mbreathnaítear ar aon athruithe struchtúracha áitiúla mar athruithe comhchosúla, ós rud é go bhfuil an dá lárionad de speictream XAS Cr inchomparáide.Tá na cruthanna speictreach seo den dá chnuasach beagnach mar an gcéanna leo siúd a fhreagraíonn do Cr2O342, rud a chiallaíonn go bhfuil na sraitheanna Cr2O3 sách cothrom ar an SDSS.
Cr L K-ciallaíonn braislí réigiún imeall, agus is é b na lárionaid XAS comhfhreagracha.Torthaí chomparáid K-modh X-PEEM de SDSS fuar-rollta: c réigiún imeall Cr L2.3 de bhraislí modhanna K agus d lárionaid XAS comhfhreagracha.
Chun léarscáileanna imeallacha FeL níos casta a léiriú, baineadh úsáid as ceithre agus cúig bhraisle optamaithe agus na lárionaid ghaolmhara (próifílí speictreach) le haghaidh eiseamail teooibrithe agus fuarrollta, faoi seach.Mar sin, is féidir an céatadán (%) de Fe2+ agus Fe3+ a fháil tríd an LCF a thaispeántar in Fíor.4 a fheistiú.Úsáideadh an poitéinseal pseudoelectrode Epseudo mar fheidhm de Fe0 chun neamhchineálacht mhicreimiceach an scannáin ocsaíd dromchla a nochtadh.Measann an riail mheasctha go garbh Epseudo, .i.
nuair is ionann \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3+)}}\) \(\rm{Fe} + 2e^ - \ go \rm {Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 agus 0.036 V, faoi seach.Tá cion níos airde den chomhdhúil Fe3+ i réigiúin le poitéinseal níos ísle.Tá carachtar cisealta ag an dáileadh féideartha i samplaí atá dífhoirmithe go teirmeach le hathrú uasta de thart ar 0.119 V (Fíor 6a, b).Tá dlúthbhaint ag an dáileadh féideartha seo le topagrafaíocht an dromchla (Fíor 6a).Níor breathnaíodh aon athruithe eile ar shuíomh-spleách ar an taobh istigh laminach bunúsach (Fíor 6b).Os a choinne sin, chun ocsaídí neamhionanna a nascadh le hábhair éagsúla Fe2+ agus Fe3+ i SDSS fuar-rollta, is féidir nádúr neamh-éide na pseudopotential a bhreathnú (Fíor 6c, d).Is iad ocsaídí Fe3+ agus/nó hiodrocsaídí (ocsa) na príomh-chomhábhair de mheirge i cruach agus tá siad tréscaoilteach don ocsaigin agus don uisce50.Sa chás seo, meastar go bhfuil na hoileáin saibhir i Fe3+ scaipthe go háitiúil agus is féidir iad a mheas mar limistéir chreimthe.Ag an am céanna, is féidir an grádán sa réimse féideartha, seachas luach iomlán an fhéidearthachta, a úsáid mar tháscaire le haghaidh logánú láithreacha creimthe gníomhacha.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 ocsaíd agus imoibrithe creimeadh, rud a ligeann don mhaitrís miotail bhunúsach leanúint ar aghaidh ag creimeadh, rud a fhágann go bhfuil ilchineálacht inmheánach ann.airíonna agus airíonna cosanta an ciseal passivating a laghdú.
Ciallaíonn K braislí agus lárionaid XAS comhfhreagracha i réigiún imeall Fe L2.3 de X-PEEM ac df deformed te de SDSS fuar-rollta.a, d K-modhanna braisle forleagtha ar íomhánna X-PEEM.Luaitear an poitéinseal pseudoelectrode ríofa (Epseudo) mar aon leis an plota braisle K-modhanna.Tá gile íomhá X-PEEM, cosúil leis an dath i bhFíor 2 comhréireach le déine ionsú X-gha.
Cr sách aonfhoirmeach ach tá staid cheimiceach éagsúil Fe mar thoradh ar damáiste scannáin ocsaíd éagsúla agus patrúin creimthe i Ce-2507 te-oibrithe agus fuar-rollta.Tá staidéar maith déanta ar an maoin seo de Ce-2507 fuar-rollta.Maidir le foirmiú ocsaídí agus hiodrocsaídí Fe san aer comhthimpeallach san obair 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 baint ag gualainn bheag a fhreagraíonn do Fe0 leis an iarann ​​miotalach is bun leis.Cruthaítear ciseal Fe(OH)2 (cothromóid (5)) mar thoradh ar imoibriú Fe mhiotalacha leis an gcomhshaol, rud a fheabhsaíonn an comhartha Fe2+ sa Fe L-imeall XAS.D’fhéadfadh go gcruthófar ocsaídí Fe3O4 agus/nó Fe2O3 tar éis Fe(OH)252,53 mar thoradh ar nochtadh fada d’aer.Is féidir le dhá fhoirm chobhsaí de Fe, Fe3O4 agus Fe2O3, a bheith sa chiseal cosanta saibhir Cr3+, agus is fearr le Fe3O4 struchtúr aonfhoirmeach agus greamaitheach díobh.Tá láithreacht an dá thoradh i stáit ocsaídiúcháin mheasctha (speictream XAS-1).Freagraíonn an speictream XAS-2 go príomha le Fe3O4.Cé gur léirigh breathnóireacht speictrim XAS-3 i roinnt áiteanna comhshó iomlán go γ-Fe2O3.Ós rud é go bhfuil doimhneacht treá na X-ghathanna neamhfhillte thart ar 50 nm, bíonn an comhartha ón gciseal níos ísle mar thoradh ar dhéine níos airde den bhuaic A.
Léiríonn an speictream XPA go bhfuil struchtúr cisealta ag an gcomhpháirt Fe sa scannán ocsaíd in éineacht le ciseal Cr ocsaíd.I gcodarsnacht leis na comharthaí pasivation mar gheall ar inhomogeneity áitiúil Cr2O3 le linn creimeadh, in ainneoin an ciseal aonfhoirmeach Cr2O3 san obair seo, breathnaítear friotaíocht íseal creimeadh sa chás seo, go háirithe d'eiseamail fuar-rollta.Is féidir an iompar a breathnaíodh a thuiscint mar ilchineálacht an stáit ocsaídiúcháin cheimiceach sa chiseal uachtarach (Fe), a chuireann isteach ar fheidhmíocht creimeadh.Mar gheall ar an stoichiometry céanna den chiseal uachtarach (ocsaíd iarainn) agus an ciseal íochtair (ocsaíd cróimiam) 52,53 idirghníomhaíocht níos fearr (greamaitheacht) eatarthu mar thoradh ar iompar mall na n-ian miotail nó ocsaigine sa laitíse, a bhfuil, ar a seal, mar thoradh ar méadú ar friotaíocht creimeadh.Mar sin, is fearr cóimheas leanúnach stoichiometric, ie staid ocsaídiúcháin amháin de Fe, ná athruithe tobanna stoichiometric.Tá dromchla níos aonfhoirmí ag an SDSS teas-dífhoirmithe, ciseal cosanta níos dlúithe, agus friotaíocht creimeadh níos fearr.De bharr an méid le haghaidh SDSS fuar-rollta, sáraíonn láithreacht oileáin saibhir Fe3+ faoin gciseal cosanta sláine an dromchla agus cruthaíonn sé creimeadh galbhán leis an tsubstráit in aice láimhe, rud a fhágann go dtagann titim ghéar ar Rp (Tábla 1).Laghdaítear speictream EIS agus a fhriotaíocht creimeadh.Is féidir a fheiceáil go gcuireann dáileadh áitiúil oileáin saibhir Fe3+ mar gheall ar dhífhoirmiú plaisteach isteach go príomha ar fhriotaíocht creimeadh, rud atá chun cinn san obair seo.Dá bhrí sin, cuireann an staidéar seo íomhánna micreascópacha speictreascópacha i láthair den laghdú ar fhriotaíocht creimeadh na samplaí SDSS a ndearnadh staidéar orthu ag an modh dífhoirmithe plaisteacha.
Ina theannta sin, cé go léiríonn cóimhiotal cré-annamh i steels déchéime feidhmíocht níos fearr, tá idirghníomhaíocht an eilimint bhreiseáin seo leis an maitrís cruach aonair i dtéarmaí iompar creimthe de réir micreascópachta speictreascópach fós doiléir.Ní bhíonn cuma comharthaí Ce (trí XAS M-imill) le feiceáil ach i roinnt áiteanna le linn rollta fuar, ach imíonn sé le linn dífhoirmithe te an SDSS, rud a léiríonn deascadh áitiúil Ce sa mhaitrís cruach, seachas cóimhiotal aonchineálach.Cé nach bhfuil feabhas suntasach tagtha ar airíonna meicniúla SDSS6,7, laghdaítear méid na gcuimsiú mar gheall ar eilimintí tearc-chré a bheith ann agus ceaptar go gcuireann sé bac ar chlaonadh sa réigiún tosaigh54.
Mar fhocal scoir, nochtann an obair seo éifeacht ilchineálacht dromchla ar chreimeadh 2507 SDSS arna mhodhnú le ceiriam trí ábhar ceimiceach na gcomhpháirteanna nanascála a chainníochtú.Freagraimid an cheist cén fáth a chreimeann cruach dhosmálta fiú faoi chiseal ocsaíd chosanta trí a mhicreastruchtúr, a cheimic dromchla, agus a phróiseáil comhartha a chainníochtú ag baint úsáide as braisliú K-modhanna.Tá sé cruthaithe go bhfuil oileáin saibhir i Fe3+, lena n-áirítear a gcomhordú ochtahedral agus teitrihéadrach feadh ghné iomlán Fe2+/Fe3+ measctha, mar fhoinse damáiste agus creimthe don scannán ocsaíd fuar-rollta SDSS.Bíonn droch-fhriotaíocht chreimthe mar thoradh ar na Nanaoislands faoi cheannas Fe3+ fiú nuair a bhíonn ciseal éighníomhach stoichiometric leordhóthanach Cr2O3 i láthair.Chomh maith le dul chun cinn modheolaíochta maidir le héifeacht ilchineálacht cheimiceach nanascála ar chreimeadh a chinneadh, táthar ag súil go spreagfaidh obair leanúnach próisis innealtóireachta chun friotaíocht creimeadh steels dhosmálta a fheabhsú le linn cruach dhosmálta.
Chun an tinne Ce-2507 SDSS a úsáidtear sa staidéar seo a ullmhú, leáigh comhdhéanamh measctha lena n-áirítear máistir-chóimhiotal Fe-Ce séalaithe le feadán iarainn íon i bhfoirnéis ionduchtaithe meánmhinicíochta 150 kg chun cruach leáite a tháirgeadh agus a dhoirteadh isteach i múnla.Tá na comhdhéanamh ceimiceacha tomhaiste (wt%) liostaithe i dTábla Forlíontach 2. Déantar tinní a bhrionnú i mbloic ar dtús.Ansin cuireadh é annealaithe ag 1050 ° C ar feadh 60 nóiméad chun cruach a fháil i staid tuaslagáin soladach, agus ansin múchadh é in uisce go teocht an tseomra.Rinneadh mionstaidéar ar na samplaí a ndearnadh staidéar orthu ag baint úsáide as TEM agus DOE chun staidéar a dhéanamh ar na céimeanna, ar mhéid an ghráin agus ar mhoirfeolaíocht.Is féidir faisnéis níos mionsonraithe faoi shamplaí agus faoi phróisis táirgthe a fháil i bhfoinsí eile6,7.
Próiseáladh samplaí sorcóireacha (φ10 mm × 15 mm) le haghaidh comhbhrú te ionas 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 leanúnach sa raon 0.01-10 s-1.Roimh dhífhoirmiú, téadh na samplaí ag ráta 10 °C s-1 ar feadh 2 nóiméad ag teocht roghnaithe chun deireadh a chur leis an ngrádán teochta.Tar éis aonfhoirmeacht teochta a bhaint amach, dífhoirmíodh an sampla go luach brú fíor 0.7.Tar éis dífhoirmithe, múchadh na samplaí láithreach le huisce chun an struchtúr dífhoirmithe a chaomhnú.Gearrtar an t-eiseamal cruaite ansin comhthreomhar leis an treo comhbhrú.Don staidéar áirithe seo, roghnaigh muid eiseamal a raibh riocht brú te de 1050°C, 10 s-1 air toisc go raibh an microhardness 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 leibhéil dífhoirmithe eile6.Is é 0.2 m·s-1 agus 5%, faoi seach, an ráta brú agus an tiús laghdaithe do gach cosán.
Baineadh úsáid as stáisiún oibre leictriceimiceach Autolab PGSTAT128N le haghaidh tomhais leictriceimiceach SDSS tar éis rollta fuar go laghdú 90% ar thiús (brú coibhéiseach 1.0) agus tar éis brú te ag 1050 ° C ar feadh 10 s-1 go brú fíor 0.7.Tá cill trí-leictreoid ag an stáisiún oibre le leictreoid calomel sáithithe mar an leictreoid tagartha, leictreoid chuntar graifíte, agus sampla SDSS mar an leictreoid oibre.Gearradh na samplaí i sorcóirí le trastomhas 11.3 mm, agus sádráladh sreanga copair ar na taobhanna díobh.Socraíodh na samplaí ansin le eapocsa, ag fágáil limistéar oscailte oibre de 1 cm2 mar an leictreoid oibre (taobh bun an tsampla sorcóireach).Bí cúramach le linn an eapocsa a leigheas agus le greanáil agus snasú ina dhiaidh sin chun scoilteadh a sheachaint.Bhí na dromchlaí oibre meilte agus snasta le fionraí snasta Diamond le méid na gcáithníní 1 μm, nite le huisce driogtha agus eatánól, agus triomaithe san aer fuar.Roimh tomhais leictriceimiceach, bhí na samplaí snasta nochta d'aer ar feadh roinnt laethanta chun scannán ocsaíd nádúrtha a fhoirmiú.Úsáidtear tuaslagán uiscí de FeCl3 (6.0 wt%), arna chobhsú go pH = 1.0 ± 0.01 le HCl de réir mholtaí ASTM, chun creimeadh cruach dhosmálta55 a luathú toisc go bhfuil sé creimneach i láthair na n-ian clóiríd le cumas láidir ocsaídiúcháin agus pH íseal Caighdeáin chomhshaoil ​​G48 agus A923.Tum an sampla sa tuaslagán tástála ar feadh 1 uair an chloig chun an staid fhoistineach a bhaint amach sula ndéanfaidh tú aon tomhas.Maidir le samplaí réitigh soladacha, foirmithe te agus fuar-rollta, rinneadh tomhais impedance ag poitéinseal ciorcad oscailte (OPC) de 0.39, 0.33, agus 0.25 V, faoi seach, sa raon minicíochta ó 1 105 go 0.1 Hz le aimplitiúid 5 mV.Rinneadh na tástálacha ceimiceacha go léir a athdhéanamh 3 huaire ar a laghad faoi na coinníollacha céanna chun in-atáirgtheacht sonraí a chinntiú.
Le haghaidh tomhais HE-SXRD, tomhaiseadh bloic cruach déphléacsacha dronuilleogacha 1 × 1 × 1.5 mm3 chun comhdhéanamh céim bhíoma wiggler ardfhuinnimh Brockhouse ag CLS, Ceanada56 a chainníochtú.Rinneadh bailiú sonraí i gcéimseata Debye-Scherrer nó i gcéimseata tarchurtha ag teocht an tseomra.Is é an tonnfhad X-gha calabraithe le calabróir LaB6 ná 0.212561 Å, a fhreagraíonn do 58 keV, atá i bhfad níos airde ná sin de Cu Kα (8 keV) a úsáidtear go coitianta mar fhoinse X-gha saotharlainne.Bhí an sampla suite fad 740 mm ón brathadóir.Is é méid braite gach sampla ná 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, a chinnfear de réir mhéid an bhíoma agus tiús an tsampla.Bailíodh na sonraí go léir trí úsáid a bhaint as brathadóir limistéir Perkin Elmer, brathadóir X-gha-phainéal cothrom, 200 µm picteilín, 40 × 40 cm2 ag baint úsáide as am nochta de 0.3 s agus 120 fráma.
Rinneadh tomhais X-PEEM ar dhá chóras samhlacha roghnaithe ag stáisiún deiridh Beamline MAXPEEM PEEM i saotharlann MAX IV (Lund, an tSualainn).Ullmhaíodh samplaí ar an mbealach céanna le tomhais leictriceimiceach.Coinníodh na samplaí réamhullmhaithe san aer ar feadh roinnt laethanta agus díghásaíodh iad i seomra folúis ultra-ard sular ionradaithe iad le fótóin shioncrotron.Fuarthas taifeach fuinnimh na líne bíoma tríd an speictream táirgeacht ian sa réigiún excitation a thomhas ó N 1 s go 1\(\pi _g^ \ast\) in aice le hv = 401 eV in N2 le spleáchas an fhuinnimh fhótóin ar E3/2 , 57. Thug speictream neastacháin ΔE (leithead tomhais an líne eV) sa raon speictrim fuinnimh ΔE (leithead tomhais eV). Mar sin, measadh gurbh é an taifeach fuinnimh beamline ná E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus flux ≈1012 ph/s trí úsáid a bhaint as monacrómataí modhnaithe SX-700 le gríl Si 1200-líne mm−1 don imeall Fe 2p L2, C2, L23p agus imeall Fe 2p L2, C23p agus imeall 4,5 imeall. Mar sin, measadh gurbh é an taifeach fuinnimh beamline ná E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus flux ≈1012 ph/s trí úsáid a bhaint as monacrómach SX-700 modhnaithe le gríl Si 1200-líne mm−1 le haghaidh imeall Fe 2p L2.23p, imeall L2.23p agus imeall Fe 2p L2.23p. 4.5 imeall. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ/0,3 эо 1 эо 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 спри использовании модифифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/ммодифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe крихов, L2 3, L2 ромка Ni 2p L2,3 agus кромка Ce M4,5. Mar sin, measadh go raibh taifeach fuinnimh an chainéil bhíoma mar E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 agus flux ≈1012 f/s ag baint úsáide as monacrómach SX-700 modhnaithe le grating Si de 1200 líne/mm le haghaidh imeall Fe 2p L2 ,3, imeall C23p L2 ,3, C23p agus ciumhais L2 ,3, L2p.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 牨 101 牨 101 牨 在 在 在 在 在 在 在 圓栅的改进的SX-700 单色器用于Fe 2p L2,3 边缘, Cr 2p L2,3边缘, Ni 2p L2,3 边缘和 Ce M4 、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 ， 为期 圦扦有圦期线 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 㾁Cr 2p L2.3 㾁Cr 2p L2.3 瘹 用 用 用 Ni 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用 用边缘.Mar sin, nuair a úsáidtear monacrómach SX-700 modhnaithe le gríl Si 1200 líne.3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 agus Ce edge M4.5.Déan fuinneamh fótóin a scanadh i gcéimeanna 0.2 eV.Ag gach fuinneamh, taifeadadh íomhánna PEEM ag baint úsáide as brathadóir CMOS snáithín-chúpláilte TVIPS F-216 le boscaí bruscair 2 x 2, a sholáthraíonn réiteach 1024 × 1024 picteilín i réimse radhairc 20 µm.Ba é aga nochta na n-íomhánna ná 0.2 s, 16 fhráma ar an meán.Roghnaítear an fuinneamh íomhá fótaileictreon sa chaoi is go soláthrófar an comhartha leictreon tánaisteach uasta.Rinneadh gach tomhas ag gnáthmhinicíocht ag baint úsáide as léas fótóin polaraithe líneach.Is féidir tuilleadh faisnéise faoi thomhais a fháil i staidéar roimhe seo.Tar éis staidéar a dhéanamh ar mhodh braite an toraidh leictreon iomlán (TEY) agus a chur i bhfeidhm i X-PEEM49, meastar go bhfuil doimhneacht trialach an mhodha seo thart ar 4-5 nm don chomhartha Cr agus thart ar 6 nm le haghaidh Fe.Tá an doimhneacht Cr an-ghar do thiús an scannáin ocsaíd (~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 XRD a bailíodh ag imeall Fe L.Sa chéad chás, tagann déine na leictreon astaithe ó gach cineál leictreon féideartha a chuireann le TEY.Mar sin féin, éilíonn comhartha iarainn íon fuinneamh cinéiteach níos airde chun go bhféadfaidh na leictreoin dul tríd an gciseal ocsaíd go dtí an dromchla agus go mbaileodh an anailísí iad.Sa chás seo, tá an comhartha Fe0 go príomha mar gheall ar leictreoin LVV Auger, chomh maith le leictreoin tánaisteacha a astaíonn siad.Ina theannta sin, meathann an déine TEY a chuireann na leictreoin seo le linn an chosáin éalaithe leictreon, rud a laghdóidh freagra speictreach Fe0 sa léarscáil iarainn XAS.
Is céim ríthábhachtach é mianadóireacht sonraí a chomhtháthú i gciúb sonraí (sonraí X-PEEM) chun faisnéis ábhartha (airíonna ceimiceacha nó fisiceacha) a bhaint as cur chuige iltoiseach.Úsáidtear braisliú K-modhanna go forleathan i réimsí éagsúla, lena n-áirítear fís meaisín, próiseáil íomhá, aithint patrún gan mhaoirseacht, intleacht shaorga, agus anailís aicmiúcháin.Mar shampla, d'éirigh go maith le cnuasú K-modhanna maidir le cnuasú sonraí íomhá hipearspeictreach.I bprionsabal, le haghaidh sonraí ilghnéitheacha, is féidir leis an algartam K-modhanna iad a ghrúpáil go héasca bunaithe ar fhaisnéis faoina dtréithe (airíonna fuinnimh fótóin).Is algartam atriallach é cnuasú modhanna K chun sonraí a roinnt i ngrúpaí K neamh-fhorluiteacha (cnuasaigh), áit a mbaineann gach picteilín le braisle ar leith ag brath ar dháileadh spásúil na neamhchineálachta ceimiceach sa chomhdhéanamh micreastruchtúrach cruach.Áirítear leis an algartam K-modhanna dhá chéim: sa chéad chéim, ríomhtar K-centroids, agus sa dara céim, sanntar braisle le centroids comharsanacha do gach pointe.Sainmhínítear meáchanlár braisle mar mheán uimhríochtúil na bpointí sonraí (speictream XAS) don bhraisle sin.Tá faid éagsúla ann chun lárionaid chomharsanachta a shainiú mar fhad Eoiclídeach.I gcás íomhá ionchuir de px,y (áit arb é x agus y an taifeach i bpicteilíní), is é CK meáchanlár an bhraisle;is féidir an íomhá seo a dheighilt (cnuasach) ina bhraislí K ag baint úsáide as modhanna K63.Is iad na céimeanna deiridh den algartam cnuasaithe K-modhanna ná:
Céim 2. Ríomh an bhallraíocht de gach pixel de réir an centroid reatha.Mar shampla, ríomhtar é ón fad Eoiclídeach d idir an lárionad agus gach picteilín:
Céim 3 Sann gach picteilín don lárionad is gaire.Ansin athríomh na suíomhanna K centroid mar seo a leanas:
Céim 4. Déan an próiseas arís (cothromóidí (7) agus (8)) go dtí go dtagann na centroids le chéile.Tá na torthaí cáilíochta cnuasaithe deiridh comhghaolú go láidir leis an rogha is fearr de centroids tosaigh.Maidir le struchtúr sonraí PEEM na n-íomhánna cruach, de ghnáth is ciúb de shonraí eagar 3D é X (x × y × λ), agus seasann na haiseanna x agus y le faisnéis spásúil (taifeach picteilín) agus comhfhreagraíonn an ais λ le fótón.pictiúr speictreach fuinnimh.Úsáidtear an t-algartam K-modhanna chun réigiúin spéise i sonraí X-PEEM a iniúchadh trí picteilíní (cnuasaigh nó fo-bhloic) a scaradh de réir a ngnéithe speictreach agus na lárionaid is fearr (próifílí speictreach XAS) a bhaint as gach anailísí.braisle).Úsáidtear é chun staidéar a dhéanamh ar dháileadh spásúil, athruithe speictreach áitiúla, iompar ocsaídiúcháin, agus stáit cheimiceacha.Mar shampla, baineadh úsáid as an algartam cnuasaithe K-modhanna do réigiúin Fe L-imeall agus Cr L-imeall i X-PEEM te-oibrithe agus fuar-rollta.Rinneadh tástáil ar uimhreacha éagsúla de bhraislí K (réigiúin de mhicreastruchtúr) chun na braislí agus na lárionaid is fearr a aimsiú.Nuair a thaispeánfar na huimhreacha seo, déantar na picteilíní a athshannadh chuig na lárionaid bhraisle chomhfhreagracha.Freagraíonn gach dáileadh datha do lár an bhraisle, ag taispeáint socrú spásúil rudaí ceimiceacha nó fisiceacha.Is teaglaim líneacha de speictrim íon iad na centroids a bhaintear.
Tá sonraí a thacaíonn le torthaí an staidéir seo ar fáil ar iarratas réasúnta ón údar leithreas faoi seach.
Sieurin, H. & Sandström, R. Cruinneacht briste cruach dhosmálta déphléacsacha táthaithe. Sieurin, H. & Sandström, R. Cruinneacht briste cruach dhosmálta déphléacsacha táthaithe. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Cruinneacht briste cruach dhosmálta déphléacsacha 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. Cruinneacht briste cruach dhosmálta déphléacsacha táthaithe.an Bhriotáin.Cuid codánach.fionnadh.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Friotaíocht chreimeadh cruach dhosmálta déphléacsacha in aigéid orgánacha roghnaithe agus i dtimpeallachtaí aigéid orgánacha/clóiríd. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Friotaíocht chreimeadh cruach dhosmálta déphléacsacha in aigéid orgánacha roghnaithe agus i dtimpeallachtaí aigéid orgánacha/clóiríd.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.agus Van Der Merwe, J. Friotaíocht chreimthe cruach dhosmálta déphléacsacha i dtimpeallachtaí le roinnt aigéid orgánacha agus aigéid orgánacha/clóiríd. 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 chreimeadh cruach dhosmálta déphléacsacha i dtimpeallachtaí roghnaithe aigéid orgánacha agus aigéid orgánacha/clóiríd.leasaitheach.Modhanna Ábhair 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Iompar creimeadh-ocsaídiúcháin de chóimhiotail déphléacsacha Fe-Al-Mn-C.Ábhair 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Giniúint nua de steels super déphléacsacha le haghaidh táirgeadh gáis agus ola trealaimh. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Giniúint nua de steels super déphléacsacha le haghaidh táirgeadh gáis agus ola trealaimh.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Giniúint nua de steels super déphléacsacha le haghaidh trealamh táirgeachta ola agus gáis.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Giniúint nua de steels super déphléacsacha le haghaidh trealamh táirgeachta gáis agus ola.Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Imscrúdú ar iompar dífhoirmithe te de chruach dhosmálta déphléacsacha grád 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Imscrúdú ar iompar dífhoirmithe te de chruach dhosmálta déphléacsacha grád 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 250. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Staidéar ar Iompar Dífhoirmithe Te de Chineál 2507 Duplex Cruach Dhosmálta.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 de Chineál 2507 Duplex Cruach Dhosmálta.Miotal.alma mater.trance.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Éifeacht rollta fuar rialaithe ar mhicreastruchtúr agus airíonna meicniúla cruach dhosmálta sár-dhéphléacsacha SAF 2507 modhnaithe cerium.alma mater.an eolaíocht.an Bhriotáin.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Airíonna struchtúracha agus meicniúla de bharr dífhoirmiúchán teirmeach cruach dhosmálta sárdhéphléacsacha SAF 2507 modhnaithe le ceiriam.J. Alma mater.umar stórála.teicneolaíochta.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Éifeacht eilimintí tearc-chré ar iompar ocsaídiúcháin ard-teocht cruach austenític. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Éifeacht eilimintí tearc-chré ar iompar ocsaídiúcháin ard-teocht cruach austenític.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. agus Zheng K. Tionchar a imirt ar eilimintí tearc-chré ar iompar cruach austenític faoi ocsaídiú 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 a imirt ar eilimintí tearc-chré ar iompar steels austenitic ag ocsaídiú teocht ard.córs.an eolaíocht.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeachtaí Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna 27Cr-3.8Mo-2Ni steels dhosmálta super-ferritic. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Éifeachtaí Ce ar mhicreastruchtúr agus airíonna 27Cr-3.8Mo-2Ni steels dhosmálta super-ferritic.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. agus Sun S. Tionchar Se ar mhicreastruchtúr agus airíonna steels dhosmálta superferritic 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 27Cr-3.8Mo-2Ni cruach dhosmálta super-cruach. 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 superferritic 27Cr-3,8Mo-2Ni.Comhartha iarainn.Cruach 47, 67–76 (2020).