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널리 사용되는 스테인리스강과 그 단조품은 산화크롬으로 구성된 부동태화층으로 인해 상온에서 부식에 대한 저항성을 가지고 있습니다. 강의 부식 및 침식은 일반적으로 이러한 층의 파괴와 관련이 있지만, 미세한 수준에서 표면 불균일성의 출현과 관련이 있는 경우는 드뭅니다. 본 연구에서는 분광 현미경과 화학계량학적 분석을 통해 검출된 나노스케일 화학적 표면 불균일성이 냉간 압연 세륨 변성 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강 2507(SDSS)의 열간 변형 과정에서 예상치 못하게 파괴 및 부식을 지배하는 것으로 나타났습니다. X선 광전자 현미경 검사에서 자연 Cr2O3 층이 비교적 균일하게 관찰되었지만, 냉간 압연 SDSS의 부동태화 성능은 Fe/Cr 산화물 층에 Fe3+가 풍부한 나노섬이 국부적으로 분포되어 있어 좋지 않았습니다. 이러한 원자 수준의 지식은 스테인리스강 부식에 대한 심층적인 이해를 제공하며, 유사한 고합금 금속의 부식 방지에 도움이 될 것으로 기대됩니다.
스테인리스강 발명 이후, 페로크롬의 내부식성은 크롬에 기인하는 것으로 여겨져 왔습니다. 크롬은 강한 산화물/옥시수산화물을 형성하고 대부분의 환경에서 부동태화 작용을 합니다. 기존(오스테나이트 및 페라이트) 스테인리스강[1, 2, 3]과 비교하여 슈퍼 듀플렉스 스테인리스강(SDSS)은 내식성이 우수하고 기계적 성질이 우수합니다. 기계적 강도가 향상되어 더 가볍고 컴팩트한 설계가 가능합니다. 반면, 경제적인 SDSS는 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 높아 수명이 길어 오염 방지, 화학 용기, 해양 석유 및 가스 산업 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다.[4] 그러나 열처리 온도 범위가 좁고 성형성이 좋지 않아 실제 적용이 어렵습니다. 따라서 SDSS는 이러한 성능을 개선하기 위해 개질되었습니다. 예를 들어, 질소 함량이 높은 SDSS 2507(Ce-2507)에 Ce 개질이 도입되었습니다.[5] 0.08 wt.%의 적절한 농도로 희토류 원소(Ce)를 첨가하면 결정립 미세화와 결정립계 강도를 향상시켜 DSS의 기계적 성질에 긍정적인 영향을 미칩니다. 내마모성 및 내식성, 인장 강도 및 항복 강도, 그리고 열간 가공성도 향상됩니다. 다량의 질소는 고가의 니켈 함량을 대체할 수 있어 SDSS의 비용 효율성을 높여줍니다.
최근 SDSS는 다양한 온도(극저온, 저온, 고온)에서 소성 변형되어 우수한 기계적 특성을 얻었습니다.6,7,8 그러나 표면에 얇은 산화막이 존재하여 SDSS의 우수한 내식성은 결정립계가 다른 불균일상, 원치 않는 석출물, 그리고 오스테나이트 및 페라이트 상의 다른 반응 변형으로 인한 고유 불균일성과 같은 여러 요인의 영향을 받습니다.7 따라서 이러한 박막의 미시적 영역 특성을 전자 구조 수준까지 연구하는 것은 SDSS 부식을 이해하는 데 매우 중요하며 복잡한 실험 기법을 필요로 합니다. 지금까지 오제 전자 분광법11, X선 광전자 분광법12,13,14,15, 경질 X선 광전자 방출 현미경(HAX-PEEM)16과 같은 표면 민감도 방법은 일반적으로 표면층의 화학적 차이를 감지하지 못했습니다. 나노스케일 공간의 다른 위치에서 동일한 원소의 화학적 상태. 최근 여러 연구에서 크롬의 국부 산화와 오스테나이트계 스테인리스강17, 마르텐사이트계 강18, SDSS19,20의 부식 거동을 연관시켰습니다. 그러나 이러한 연구는 주로 Cr 불균일도(예: Cr3+ 산화수)가 내식성에 미치는 영향에 초점을 맞추었습니다. 원소의 산화수에서 측면 불균일도는 산화철과 같이 동일한 구성 원소를 갖는 서로 다른 화합물에 의해 발생할 수 있습니다. 열기계적 처리의 결과로 작은 크기를 가진 이러한 화합물은 서로 근접해 있지만 조성과 산화수가 다릅니다16,21. 따라서 산화막의 균열과 그에 따른 공식을 감지하려면 미시적 수준에서 표면 불균일도를 이해해야 합니다. 이러한 요구 사항에도 불구하고, 특히 나노 및 원자 수준에서 Fe의 산화수에서 측면 불균일도와 같은 정량적 추정치는 아직 부족하며, 내식성과의 상관관계는 아직 연구되지 않았습니다. 최근까지 강철 시료에서 Fe와 Ca₂2와 같은 다양한 원소의 화학적 상태는 나노스케일 싱크로트론 방사 시설에서 연질 X선 광전자 현미경(X-PEEM)을 이용하여 정량적으로 분석되었습니다. 화학적으로 민감한 X선 흡수 분광법(XAS)과 결합된 X-PEEM은 높은 공간 및 스펙트럼 분해능으로 XAS 측정을 가능하게 하여, 23나노미터 스케일까지의 공간 분해능으로 원소의 조성과 화학적 상태에 대한 화학적 정보를 제공합니다. 이러한 분광 현미경적 관찰은 국소적인 화학적 관찰을 용이하게 하고, 이전에는 연구되지 않았던 철층 공간에서의 화학적 변화를 보여줄 수 있습니다.
본 연구는 나노스케일에서 화학적 차이를 검출하는 PEEM의 장점을 확장하고, Ce-2507의 부식 거동을 이해하기 위한 통찰력 있는 원자 수준의 표면 분석 방법을 제시합니다. 클러스터링된 K-평균24 화학계량학적 접근법을 사용하여 관련 원소의 전반적인 화학적 (이질)균질성을 매핑하고, 화학적 상태를 통계적 표현으로 제시합니다. 전통적인 경우 크롬 산화막 파괴로 인해 부식이 발생하는 것과는 달리, 부동태화 감소와 내식성 저하의 원인은 Fe/Cr 산화막 근처에 국부적으로 존재하는 Fe3+가 풍부한 나노섬 때문인 것으로 추정되며, 이는 보호 특성으로 작용할 수 있습니다. 이 산화물은 점선으로 표시된 막을 파괴하여 부식을 유발합니다.
변형된 SDSS 2507의 부식 거동은 먼저 전기화학적 측정을 사용하여 평가되었습니다.그림 1은 실온에서 산성(pH = 1) FeCl3 수용액에서 선택된 샘플의 나이퀴스트 및 보데 곡선을 보여줍니다.선택된 전해질은 강력한 산화제 역할을 하여 부동태막이 파괴되는 경향을 나타냅니다.재료는 실온에서 안정적인 공식을 겪지 않았지만, 분석을 통해 가능한 파손 사건과 그에 따른 부식에 대한 통찰력을 제공했습니다.등가 회로(그림 1d)를 사용하여 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 스펙트럼을 피팅했으며, 해당 피팅 결과는 표 1에 나와 있습니다.용체화 처리 및 열간 가공된 시편에서는 불완전한 반원이 나타나는 반면, 냉간 압연된 시편에서는 압축된 반원이 나타납니다(그림 1b).EIS 분광법에서 반원의 반지름은 분극 저항(Rp)25,26으로 간주할 수 있습니다. 표 1에서 용체화 처리된 활주로의 Rp는 약 135 kΩ·cm–2이지만, 열간 가공된 활주로와 냉간 압연된 활주로의 Rp는 각각 34.7 kΩ·cm–2와 2.1 kΩ·cm–2로 훨씬 낮습니다. Rp의 이러한 현저한 감소는 이전 보고서27,28,29,30에서 나타난 바와 같이 소성 변형이 부동태화 및 내식성에 미치는 악영향을 보여줍니다.
a 나이퀴스트, b, c 보데 임피던스 및 위상 다이어그램, 그리고 d 해당 등가 회로 모델. 여기서 RS는 전해질 저항, Rp는 분극 저항, QCPE는 비이상적 정전용량(n)을 모델링하는 데 사용되는 일정 위상 소자의 산화물입니다. EIS 측정은 개방 회로 전위에서 수행됩니다.
동시 상수는 보데 플롯에 나타나 있으며, 고주파수 영역에서는 전해질 저항 RS26을 나타내는 평탄구간이 나타납니다. 주파수가 감소함에 따라 임피던스는 증가하고 음의 위상각이 나타나는데, 이는 정전용량 우세를 나타냅니다. 위상각은 증가하여 비교적 넓은 주파수 범위에서 최대값을 유지한 후 감소합니다(그림 1c). 그러나 세 경우 모두 이 최대값은 여전히 ​​90° 미만이며, 이는 정전용량 분산으로 인한 비이상적인 정전용량 특성을 나타냅니다. 따라서 QCPE 상수 위상 소자(CPE)는 표면 거칠기 또는 불균일성, 특히 원자 수준에서의 불균일성, 프랙탈 구조, 전극 다공성, 불균일한 전위, 그리고 전극 형상의 기하 구조31,32로 인해 발생하는 계면 정전용량 분포를 나타내는 데 사용됩니다. CPE 임피던스:
여기서 j는 허수이고 ω는 각진동수입니다. QCPE는 전해질의 유효 개방 면적에 비례하는 주파수 독립 상수입니다. n은 커패시터의 이상적인 정전용량 편차를 나타내는 무차원 거듭제곱수입니다. 즉, n이 1에 가까울수록 CPE는 순수 정전용량에 가까워지고, n이 0에 가까울수록 저항성으로 보입니다. n의 편차가 1에 가까우면 분극 시험 후 표면이 비이상적인 정전용량 특성을 보임을 나타냅니다. 냉간 압연 SDSS의 QCPE는 다른 냉간 압연 SDSS보다 상당히 높은데, 이는 표면 품질이 덜 균일함을 의미합니다.
스테인리스강의 대부분의 내식성과 마찬가지로, SDSS의 비교적 높은 Cr 함량은 표면에 부동태화 보호 산화막을 형성하여 우수한 내식성을 제공합니다.17 이러한 부동태화막은 일반적으로 Cr3+ 산화물 및/또는 수산화물이 풍부하며, 주로 Fe2+, Fe3+ 산화물 및/또는 (옥시)수산화물과 결합합니다.33 표면 균일성, 부동태화 산화막, 그리고 미시적 측정 결과 관찰된 표면 균열 없음에도 불구하고,6,7 열간가공 및 냉간압연 SDSS의 부식 거동은 서로 다르므로, 강의 변형을 위해서는 미세조직 특성에 대한 심층적인 연구가 필요합니다.
변형된 스테인리스 강의 미세구조는 고유 및 싱크로트론 고에너지 X선을 사용하여 정량적으로 연구되었습니다(보충 그림 1, 2). 자세한 분석은 보충 정보에 나와 있습니다. 주요 상의 유형에 대한 일반적인 합의가 있지만, 벌크 상 분율에 차이가 발견되었으며, 이는 보충 표 1에 나열되어 있습니다. 이러한 차이는 표면과 체적에서 불균일한 상 분율 때문일 수 있으며, 이는 입사 광자의 에너지원이 다른 X선 회절(XRD) 검출 깊이의 영향을 받습니다.34. 실험실 광원의 XRD로 측정한 냉간 압연 시편의 비교적 높은 오스테나이트 분율은 더 나은 부동태화와 더 나은 내식성을 나타내지만,35 더 정확하고 통계적인 결과는 상 분율에서 반대 경향을 나타냅니다. 또한 강의 내식성은 열기계적 처리 중에 발생하는 결정립 미세화, 결정립 크기 감소, 미세 변형 증가 및 전위 밀도의 정도에도 따라 달라집니다36,37,38. 열간 가공된 시편은 미크론 크기의 결정립을 나타내는 더욱 거친 입자 특성을 보인 반면, 냉간 압연된 시편에서 관찰된 매끄러운 링(보충 그림 3)은 이전 연구에서 나노 크기로의 상당한 결정립 미세화를 나타냈습니다. 이는 부동태 피막 형성 및 내식성 증가에 유리할 것으로 예상됩니다. 높은 전위 밀도는 일반적으로 공식 저항성 감소와 관련이 있으며, 이는 전기화학적 측정 결과와 잘 일치합니다.
주요 원소의 미세 영역의 화학적 상태 변화를 X-PEEM을 사용하여 체계적으로 연구했습니다. 합금 원소는 더 많지만, Cr, Fe, Ni, Ce39를 선택했습니다. Cr은 부동태 피막 형성에 중요한 원소이고, Fe는 강의 주요 원소이며, Ni는 부동태화를 촉진하고 페라이트-오스테나이트 상의 균형을 맞추기 때문입니다. Ce의 목적은 구조 및 변형입니다. 싱크로트론 빔 에너지를 조정하여 XAS는 표면에서 Cr(L2.3 에지), Fe(L2.3 에지), Ni(L2.3 에지) 및 Ce(M4.5 에지)의 주요 특성을 포착했습니다. -2507 SDSS. 적절한 데이터 분석은 공개된 데이터(예: Fe L2, 3 리브40,41에 대한 XAS)를 사용하여 에너지 보정을 포함하여 수행했습니다.
그림 2는 열간 가공된(그림 2a) 및 냉간 압연된(그림 2d) Ce-2507 SDSS와 이에 대응하는 XAS Cr 및 Fe L2,3 모서리의 개별적으로 표시된 위치에서의 X-PEEM 이미지를 보여줍니다. L2,3 XAS 모서리는 2p3/2(L3 모서리) 및 2p1/2(L2 모서리) 스핀-궤도 분리 준위에서 광여기 후 전자의 비어 있는 3차원 상태를 탐구합니다. Cr의 원자가 상태에 대한 정보는 그림 2b, d의 L2,3 모서리에 대한 X선 회절 분석에서 얻었습니다. 링크 비교. 42, 43은 L3 모서리 근처에서 네 개의 피크 A(578.3 eV), B(579.5 eV), C(580.4 eV), D(582.2 eV)가 관찰되었으며, 이는 팔면체 Cr3+ 이온, 즉 Cr2O3에 해당함을 보여줍니다. 실험 스펙트럼은 패널 b와 e에 나타낸 바와 같이, 2.0 eV의 결정장을 사용하여 Cr L2.3 계면에서 여러 결정장 계산을 통해 얻은 이론 계산 결과와 일치합니다. 열간가공 및 냉간압연 SDSS의 표면 모두 비교적 균일한 Cr2O3 층으로 코팅되어 있습니다.
a. 모서리 b Cr L2.3 및 모서리 c Fe L2.3에 해당하는 X-PEEM 열성형 SDSS의 열 이미지, d. 측면 (e)의 모서리 e Cr L2.3 및 f Fe L2.3에 해당하는 냉간 압연 SDSS의 X-PEEM 열 이미지. (b)와 (e)에서 주황색 점선으로 표시된 열 이미지(a, d)의 다양한 공간 위치에서 나타난 XAS 스펙트럼은 결정장 값이 2.0 eV인 Cr3+의 시뮬레이션된 XAS 스펙트럼을 나타냅니다. X-PEEM 이미지의 경우, 이미지 가독성을 높이기 위해 열 팔레트가 사용되었으며, 파란색에서 빨간색까지의 색상은 X선 흡수 강도(낮음에서 높음)에 비례합니다.
이러한 금속 원소의 화학적 환경에 관계없이 두 샘플 모두에 대한 Ni 및 Ce 합금 원소의 첨가의 화학적 상태는 동일하게 유지되었습니다.추가 도면.그림 5-9는 열간 가공 및 냉간 압연 시편 표면의 다양한 위치에서 Ni 및 Ce에 대한 X-PEEM 이미지와 해당 XAS 스펙트럼을 보여줍니다.Ni XAS는 열간 가공 및 냉간 압연 시편의 측정된 전체 표면에 대한 Ni2+의 산화 상태를 보여줍니다(보충 논의).열간 가공 시편의 경우 Ce의 XAS 신호가 관찰되지 않는 반면 냉간 압연 시편의 Ce3+ 스펙트럼은 한 지점에서 관찰된다는 점이 주목할 만합니다.냉간 압연 샘플에서 Ce 스팟을 관찰한 결과 Ce가 주로 침전물 형태로 존재함을 보여주었습니다.
열적으로 변형된 SDSS에서 Fe L2.3 모서리에서 XAS의 국소적 구조 변화는 관찰되지 않았습니다(그림 2c). 그러나 그림 2f에서 볼 수 있듯이, 냉간 압연 SDSS에서 Fe 기지는 무작위로 선택된 7개 지점에서 미시적으로 화학적 상태가 변합니다. 또한, 그림 2f에서 선택된 위치에서 Fe 상태의 변화에 ​​대한 정확한 아이디어를 얻기 위해 더 작은 원형 영역을 선택하여 국소 표면 연구를 수행했습니다(그림 3 및 보충 그림 10). α-Fe2O3 시스템의 Fe L2,3 모서리와 Fe2+ 팔면체 산화물의 XAS 스펙트럼은 1.0(Fe2+) 및 1.0(Fe3+)44의 결정장을 사용하는 다중항 결정장 계산을 사용하여 모델링되었습니다. α-Fe2O3와 γ-Fe2O3는 서로 다른 국소 대칭성을 가지고 있으며,45,46 Fe3O4는 Fe2+와 Fe3+의 조합을 가지고 있으며,47 FeO45는 공식적으로 2가 Fe2+ 산화물(3d6)임을 알 수 있습니다. α-Fe2O3와 γ-Fe2O3는 서로 다른 국소 대칭성을 가지고 있으며,45,46 Fe3O4는 Fe2+와 Fe3+의 조합을 가지고 있으며,47 FeO45는 공식적으로 2가 Fe2+ 산화물(3d6)입니다.α-Fe2O3와 γ-Fe2O3는 서로 다른 국소 대칭성을 가지고 있으며, Fe3O4는 Fe2+와 Fe3+를 모두 결합하고, FeO45는 공식적으로 2가 산화물 Fe2+ (3d6)의 형태를 가지고 있습니다.α-Fe2O3와 γ-Fe2O3는 서로 다른 국소 대칭성을 가지고,45,46 Fe3O4는 Fe2+와 Fe3+의 조합을 가지고,47 FeO45는 공식적인 2가 Fe2+ 산화물(3d6)로 작용한다는 점에 유의하십시오.α-Fe2O3의 모든 Fe3+ 이온은 Oh 위치만 가지고 있는 반면, γ-Fe2O3는 일반적으로 eg 위치에 공석이 있는 Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 스피넬로 표현됩니다.따라서 γ-Fe2O3의 Fe3+ 이온은 Td와 Oh 위치를 모두 가지고 있습니다.이전 작업에서 언급했듯이 두 가지의 세기 비율은 다르지만 세기 비율 eg/t2g는 ≈1인 반면 이 경우 관찰된 세기 비율 eg/t2g는 약 1입니다.이는 이 경우 Fe3+만 존재할 가능성을 배제합니다. Fe2+와 Fe3+의 조합을 갖는 Fe3O4의 경우를 고려하면, Fe의 L3 모서리에서 첫 번째 특징이 약할수록(강할수록) t2g 상태에서의 빈자리가 더 작음을(더 크게) 나타내는 것으로 알려져 있습니다. 이는 Fe2+(Fe3+)에도 적용되며, 첫 번째 특징의 증가는 Fe2+47 함량의 증가를 나타냅니다. 이러한 결과는 복합재의 냉간 압연 표면에서 Fe2+와 γ-Fe2O3, α-Fe2O3 및/또는 Fe3O4가 우세함을 보여줍니다.
그림 2d의 선택된 영역 2와 E 내의 다양한 공간 위치에서 Fe L2,3 가장자리에 걸쳐 (a, c)와 (b, d) XAS 스펙트럼의 확대된 광전자 열화상.
획득한 실험 데이터(그림 4a 및 보충 그림 11)를 도시하여 순수 화합물 40, 41, 48의 데이터와 비교하였다. 기본적으로, 실험적으로 관찰된 세 가지 유형의 Fe L-edge XAS 스펙트럼(XAS-1, XAS-2 및 XAS-3: 그림 4a)이 공간적으로 다른 위치에서 관찰되었다. 특히, 그림 3b의 2-a(XAS-1로 표시)와 유사한 스펙트럼이 관심 영역 전체에서 관찰되었고, 그 다음에 2-b 스펙트럼(XAS-2로 표시)이 관찰되었으며, 그림 3d의 E-3(XAS-3으로 표시)과 유사한 스펙트럼이 특정 국소 위치에서 관찰되었다. 일반적으로 네 가지 매개변수를 사용하여 프로브 샘플에 존재하는 원자가 상태를 식별한다. (1) L3 및 L2 스펙트럼 특징, (2) L3 및 L2 특징의 에너지 위치, (3) L3-L2 에너지 차이, (4) L2 강도 비율/L3. 육안 관찰 결과(그림 4a)에 따르면, 연구 대상 SDSS 표면에는 Fe0, Fe2+, Fe3+의 세 가지 Fe 성분이 모두 존재합니다. 계산된 강도비 L2/L3 또한 세 가지 성분이 모두 존재함을 나타냅니다.
a 관찰된 서로 다른 세 가지 실험 데이터(실선 XAS-1, XAS-2 및 XAS-3은 그림 2 및 그림 3의 2-a, 2-b 및 E-3에 해당)를 시뮬레이션된 XAS 비교 스펙트럼과 비교, 팔면체 Fe2+, Fe3+, 각각 1.0 eV 및 1.5 eV의 결정장 값, b–d 측정된 실험 데이터(XAS-1, XAS-2, XAS-3) 및 해당 최적화된 LCF 데이터(실선 검은색 선), Fe3O4(Fe의 혼합 상태) 및 Fe2O3(순수한 Fe3+) 표준과 비교한 XAS-3 스펙트럼.
세 가지 표준물질의 선형 조합(LCF) 피팅40,41,48을 사용하여 산화철의 조성을 정량화했습니다. LCF는 그림 4b-d에서 볼 수 있듯이 가장 높은 대비를 보이는 세 가지 Fe L-edge XAS 스펙트럼, 즉 XAS-1, XAS-2, XAS-3에 대해 적용했습니다. LCF 피팅의 경우, 모든 데이터에서 관찰된 작은 돌출부와 철 금속이 강의 주성분이라는 사실 때문에 모든 경우에 10% FeO를 고려했습니다. 실제로, Fe(~6 nm)49에 대한 X-PEEM의 조사 깊이는 추정 산화층 두께(약간 > 4 nm)보다 컸으며, 이를 통해 수동화 층 아래의 철 매트릭스(Fe0)에서 신호를 감지할 수 있었습니다. 실제로, Fe(~6 nm)49에 대한 X-PEEM의 조사 깊이는 추정 산화층 두께(약간 > 4 nm)보다 컸으며, 이를 통해 수동화 층 아래의 철 매트릭스(Fe0)에서 신호를 감지할 수 있었습니다. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6nm)49 больше, чем предполагаемая толчина слоя окисления (немного > 4nm), что позволяет обнаружить сигнал от железной matrицы (Fe0) под пассивирувим слоем. 실제로 Fe(~6 nm)49에 대한 프로브 X-PEEM 깊이는 가정된 산화층 두께(약간 >4 nm)보다 컸으며, 이를 통해 수동화 층 아래의 철 매트릭스(Fe0)에서 신호를 감지할 수 있었습니다.사실, X-PEEM은 예상되는 산화층 두께(4nm 이상)보다 더 깊은 곳에서 Fe(~6nm)49를 감지하여 패시베이션 층 아래의 철 매트릭스(Fe0)에서 신호를 감지할 수 있습니다. 관찰된 실험 데이터에 대한 최상의 솔루션을 찾기 위해 Fe2+와 Fe3+의 다양한 조합이 수행되었습니다. 그림 4b는 XAS-1 스펙트럼에서 Fe2+와 Fe3+의 조합을 보여줍니다. 여기서 Fe2+와 Fe3+의 비율은 약 45%로 가까워 Fe의 혼합 산화 상태를 나타냅니다. 반면 XAS-2 스펙트럼의 경우 Fe2+와 Fe3+의 백분율은 각각 ~30%와 60%가 됩니다. Fe2+의 함량은 Fe3+의 함량보다 낮습니다. Fe2+ 대 Fe3 비율이 1:2이므로 Fe3O4가 동일한 Fe 이온 비율로 형성될 수 있습니다. 또한 XAS-3 스펙트럼의 경우 Fe2+와 Fe3+의 백분율이 각각 ~10%와 80%로 바뀌어 Fe2+에서 Fe3+로의 전환율이 더 높음을 나타냅니다. 위에서 언급했듯이 Fe3+는 α-Fe2O3, γ-Fe2O3 또는 Fe3O4에서 나올 수 있습니다. Fe3+의 가장 가능성 있는 출처를 이해하기 위해 XAS-3 스펙트럼을 다양한 Fe3+ 표준과 함께 그림 4e에 표시하여 피크 B를 고려할 때 두 표준 모두와 유사함을 보여줍니다. 그러나 숄더의 강도(A: Fe2+에서)와 강도 비율 B/A는 XAS-3의 스펙트럼이 γ-Fe2O3의 스펙트럼과 비슷하지만 같지는 않음을 나타냅니다. 벌크 γ-Fe2O3와 비교했을 때 A SDSS 피크의 Fe 2p XAS 강도는 약간 더 높습니다(그림 4e). 이는 더 높은 Fe2+ 강도를 나타냅니다. XAS-3의 스펙트럼은 Fe3+가 Oh와 Td 위치 모두에 존재하는 γ-Fe2O3의 스펙트럼과 유사하지만, L2,3 모서리나 L2/L3 강도 비율만으로 다른 원자가 상태와 배위를 식별하는 것은 여전히 ​​문제입니다. 최종 스펙트럼에 관련된 다양한 요소의 복잡성으로 인해 이는 계속해서 논의되는 주제입니다.
위에서 설명한 선택된 관심 영역의 화학적 상태에 대한 스펙트럼 구별 외에도, K-평균 클러스터링 방법을 사용하여 샘플 표면에서 얻은 모든 XAS 스펙트럼을 분류하여 주요 원소 Cr 및 Fe의 전반적인 화학적 이질성을 평가했습니다.그림 5에 표시된 열간 가공 및 냉간 압연 시편에 공간적으로 분포된 두 개의 최적 클러스터를 형성하도록 가장자리 프로파일 Cr L을 설정했습니다.XAS Cr 스펙트럼의 두 중심이 매우 유사하기 때문에 국소적인 구조적 변화가 관찰되지 않았음이 분명합니다.두 클러스터의 이러한 스펙트럼 모양은 Cr2O342에 해당하는 것과 거의 동일하며, 이는 Cr2O3 층이 SDSS에 비교적 균일하게 분포되어 있음을 의미합니다.
a는 K-평균 L-에지 Cr 영역 클러스터, b는 해당 XAS 중심점. 냉간 압연 SDSS의 K-평균 X-PEEM 비교 결과: c는 Cr L2,3의 K-평균 에지 영역 클러스터, d는 해당 XAS 중심점.
더 복잡한 FeL 에지 맵을 설명하기 위해, 열간 가공 시편과 냉간 압연 시편에 대해 각각 4개와 5개의 최적화된 클러스터와 그에 연관된 중심(스펙트럼 분포)을 사용했습니다. 따라서 그림 4에 표시된 LCF를 조정하여 Fe2+와 Fe3+의 비율(%)을 구할 수 있습니다. 표면 산화막의 미세화학적 불균일성을 밝히기 위해 Fe0에 대한 의사전극 전위 엡세우도(Epseudo)를 사용했습니다. 엡세우도는 혼합 법칙에 의해 대략적으로 추정됩니다.
여기서 \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\)는 \(\rm{Fe} + 2e^ – \to\rm { Fe}^{2 + (3 + )}\)와 같으며, 각각 0.440 및 0.036V입니다. 전위가 낮은 영역은 Fe3+ 화합물의 함량이 더 높습니다. 열적으로 변형된 샘플의 전위 분포는 약 0.119V의 최대 변화를 갖는 층상 특성을 갖습니다(그림 6a, b). 이 전위 분포는 표면 지형과 밀접한 관련이 있습니다(그림 6a). 하부 층상 내부에서 다른 위치 관련 변화는 관찰되지 않았습니다(그림 6b). 반대로, 냉간 압연 SDSS에서 Fe2+ 및 Fe3+의 함량이 다른 다양한 산화물의 조합에 대해 유사 전위의 불균일한 특성을 관찰할 수 있습니다(그림 6c, d). Fe3+ 산화물 및/또는 (옥시)수산화물은 강철 부식의 주요 성분이며 산소와 수분을 투과합니다50. 이 경우, Fe3+가 풍부한 섬(island)이 국부적으로 분포되어 부식 영역으로 간주될 수 있음을 알 수 있습니다. 이 경우, 전위의 절대값이 아닌 전위장의 기울기를 활성 부식 영역의 국부화 지표로 볼 수 있습니다51. 냉간 압연 SDSS 표면의 Fe2+와 Fe3+의 이러한 불균일한 분포는 국부적인 화학적 특성을 변화시키고 산화막 균열 및 부식 반응에서 더욱 효과적인 표면적을 제공하여 하부 금속 기지가 지속적으로 부식되도록 하여 내부 불균일성을 초래하고 부동태화층의 보호 특성을 저하시킵니다.
a–c 열간 가공된 X-PEEM과 d–f 냉간 압연 SDSS에 대한 Fe L2,3 경계 영역의 K-평균 클러스터와 해당 XAS 중심. a, d는 X-PEEM 이미지 위에 중첩된 K-평균 클러스터 플롯입니다. 추정된 유사전극 전위(epseudo)는 K-평균 클러스터 다이어그램과 함께 제공됩니다. 그림 2의 색상과 같은 X-PEEM 이미지의 밝기는 X선 흡수 강도에 정비례합니다.
Cr은 비교적 균일하지만 Fe의 화학적 상태는 서로 다르기 때문에 열간압연 및 냉간압연 Ce-2507에서 산화막 균열의 발생 원인과 부식 양상이 서로 다릅니다. 냉간압연 Ce-2507의 이러한 특성은 잘 알려져 있습니다. 대기 중 Fe의 산화물 및 수산화물의 생성과 관련하여, 본 연구에서는 다음 반응들을 중성 반응으로 정의합니다.
X-PEEM 측정에 따르면 위 반응은 다음과 같은 경우에 발생했습니다. Fe0에 해당하는 작은 숄더는 하부 금속 철과 관련이 있습니다. 금속 Fe가 환경과 반응하면 Fe(OH)2 층이 형성되고(식 (5)), 이는 Fe의 L 가장자리의 XAS에서 Fe2+ 신호를 증폭시킵니다. 공기에 장시간 노출되면 Fe(OH)252,53 다음에 Fe3O4 및/또는 Fe2O3 산화물이 형성됩니다. 두 가지 유형의 안정한 Fe인 Fe3O4와 Fe2O3도 Cr3+가 풍부한 보호층에서 형성될 수 있으며, 여기서 Fe3O4는 균일하고 응집력 있는 구조를 선호합니다. 둘 다 존재하면 혼합 산화 상태(XAS-1 스펙트럼)가 발생합니다. XAS-2 스펙트럼은 주로 Fe3O4에 해당합니다. 반면 여러 위치에서 관찰된 XAS-3 스펙트럼은 γ-Fe2O3로의 완전한 전환을 나타냈습니다. 포장되지 않은 X선은 침투 깊이가 약 50nm이므로, 아래층에서 나오는 신호로 인해 A 피크의 강도가 더 높아집니다.
XRD 스펙트럼은 산화막의 Fe 성분이 층상 구조를 가지고 있으며, 이는 Cr 산화물 층과 결합되어 있음을 보여줍니다. Cr2O317의 국부적 불균일성으로 인한 부식의 부동태화 특성과 대조적으로, 이 연구에서 Cr2O3의 균일한 층에도 불구하고, 특히 냉간 압연 샘플의 경우 이 경우 낮은 내식성이 관찰되었습니다. 관찰된 거동은 부식 성능에 영향을 미치는 최상층(Fe)의 화학적 산화 상태의 불균일성으로 이해될 수 있습니다. 상층(Fe 산화물)과 하층(Cr 산화물)52,53의 동일한 화학양론으로 인해 격자 내 금속 또는 산소 이온의 느린 이동은 이들 사이의 더 나은 상호 작용(접착)으로 이어집니다. 이는 차례로 내식성을 향상시킵니다. 따라서 Fe의 한 가지 산화 상태, 즉 연속적인 화학양론이 급격한 화학양론적 변화보다 바람직합니다. 열적으로 변형된 SDSS는 더 균일한 표면과 더 조밀한 보호층을 가지므로 더 나은 내식성을 제공합니다. 그러나 냉간 압연 SDSS의 경우, 보호층 아래에 ​​Fe3+가 풍부한 섬(island)이 존재하여 표면의 무결성을 손상시키고 주변 기판의 갈바닉 부식을 유발하여 EIS 스펙트럼의 Rp(표 1) 및 내식성을 감소시킵니다. 따라서 소성 변형으로 인해 국부적으로 분포하는 Fe3+가 풍부한 섬은 내식성 성능에 주로 영향을 미치며, 이는 본 연구의 획기적인 성과입니다. 따라서 본 연구에서는 연구 대상 SDSS 샘플의 소성 변형으로 인한 내식성 감소를 보여주는 분광 사진을 제시합니다.
더욱이, 이중상강에서 희토류 합금의 성능은 더 우수하지만, 분광 현미경 관찰 결과 부식 거동 측면에서 이 첨가된 원소와 개별 강 기지의 상호작용은 여전히 ​​파악하기 어렵습니다. Ce 신호(XAS M-edge를 따라)는 냉간 압연 중 몇몇 위치에서만 나타나지만 SDSS의 열간 변형 중에는 사라집니다. 이는 균질한 합금화 대신 강 기지 내 Ce의 국부적인 증착을 시사합니다. SDSS의 기계적 성질은 향상되지 않지만,6,7 희토류 원소의 존재는 개재물의 크기를 줄이고 원점에서의 공식 발생을 억제하는 것으로 여겨집니다54.
결론적으로, 본 연구는 나노스케일 성분의 화학적 함량을 정량화함으로써 세륨으로 개질된 2507 SDSS의 부식에 대한 표면 불균일성의 영향을 밝힙니다. 본 연구는 보호 산화막으로 코팅된 경우에도 스테인리스강이 부식되는 이유에 대한 의문을 K-평균 클러스터링을 이용한 미세구조, 표면 특징의 화학적 상태, 그리고 신호 처리를 정량적으로 연구함으로써 해결했습니다. 혼합 Fe2+/Fe3+ 구조 전반에 걸쳐 팔면체 및 사면체 배위를 포함하는 Fe3+가 풍부한 섬(island)은 산화막 파괴의 원인이자 냉연 SDSS의 부식 원인임이 확인되었습니다. Fe3+가 우세한 나노섬은 충분한 화학양론적 Cr2O3 부동태층이 존재하더라도 내식성이 저하됩니다. 나노스케일 화학적 불균일성이 부식에 미치는 영향을 결정하는 데 있어 이루어진 방법론적 발전 외에도, 본 연구는 제강 중 스테인리스강의 내식성을 개선하는 엔지니어링 공정에 영감을 줄 것으로 기대됩니다.
본 연구에 사용된 Ce-2507 SDSS 잉곳을 제조하기 위해, 순수 철관으로 밀봉된 Fe-Ce 모합금을 포함한 혼합 성분을 150 kg 중주파 유도로에서 용해하여 용강을 제조하고 주형에 주입했습니다. 측정된 화학 조성(중량%)은 보충 표 2에 제시되어 있습니다. 잉곳은 먼저 블록 형태로 열간 성형합니다. 그런 다음 강을 1050°C에서 60분 동안 어닐링하여 고용체로 만든 후, 물에 담가 실온으로 냉각합니다. 연구 대상 샘플은 TEM과 DOE를 사용하여 상, 결정립 크기 및 형태를 자세히 분석했습니다. 샘플 및 생산 공정에 대한 자세한 정보는 다른 자료에서 확인할 수 있습니다6,7.
열간 프레스를 위해 원통형 시편(φ10 mm × 15 mm)을 가공합니다. 원통 축이 블록의 변형 방향과 평행하도록 합니다. 고온 압축은 Gleeble-3800 열 시뮬레이터를 사용하여 1000~1150°C 범위의 다양한 온도에서 0.01~10 s-1 범위의 일정한 변형률 속도로 수행되었습니다. 변형 전에 시편을 선택한 온도에서 2분 동안 10°C s-1의 속도로 가열하여 온도 구배를 제거했습니다. 온도 균일성을 달성한 후 시편을 진변형률 값 0.7로 변형했습니다. 변형 후 변형된 구조를 유지하기 위해 즉시 물로 급냉했습니다. 그런 다음 경화된 시편을 압축 방향과 평행하게 절단했습니다. 이 특정 연구에서는 다른 시편보다 관찰된 미세경도가 더 높기 때문에 1050°C, 10 s-1에서 열 변형된 시편을 선택했습니다.
Ce-2507 고용체의 벌크(80 × 10 × 17 mm3) 샘플을 3상 비동기식 2롤 변형기 LG-300에서 시험하였는데, 이 기계는 다른 모든 변형 유형 중 가장 우수한 기계적 물성을 나타냈다6. 각 경로에 대한 변형률 속도와 두께 감소율은 각각 0.2 m·s-1과 5%였다.
Autolab PGSTAT128N 전기화학 워크스테이션을 사용하여 90% 두께 감소(1.0 등가 진변형률)로 냉간 압연하고 1050 oC, 10 s-1에서 0.7 진변형률로 열간 압연을 한 후 SDSS를 전기화학적으로 측정했습니다. 워크스테이션에는 기준 전극으로 포화 칼로멜 전극, 흑연 상대 전극, 작업 전극으로 SDSS 샘플이 있는 3전극 셀이 있습니다. 샘플은 직경 11.3 mm의 원통형으로 절단하고 측면에 구리선을 납땜했습니다. 그런 다음 샘플에 에폭시 수지를 붓고 작업 전극으로 1 cm2의 작업 공간을 남겨 두었습니다(원통형 샘플의 아랫면). 에폭시 경화 및 후속 샌딩 및 연마 중에는 균열을 방지하기 위해 주의하십시오. 작업 표면은 입자 크기가 1마이크론인 다이아몬드 연마 현탁액으로 랩핑 및 연마하고 증류수와 에탄올로 세척한 다음 찬 공기에서 건조합니다. 전기화학적 측정 전에 연마된 샘플을 며칠 동안 공기에 노출시켜 자연 산화막을 형성했습니다. pH = 1.0 ± 0.01로 HCl로 안정화한 FeCl3(6.0 wt.%) 수용액은 ASTM에서 지정한 대로 강한 산화력과 낮은 pH를 가진 염화물 이온이 존재하는 공격적인 환경에서 발견되므로 스테인리스 강의 부식을 가속화하는 데 사용되었습니다. 제안된 표준은 G48 및 A923입니다. 정지 상태에 가까운 상태에 도달하기 위해 측정을 하기 전에 샘플을 1시간 동안 시험 용액에 담갔습니다. 고용체, 열간 가공 및 냉간 압연 시편의 경우 임피던스 측정 주파수 범위는 1 × 105 ~ 0.1 Hz였고 개방 회로 전위(OPS)는 5 mV로 각각 0.39, 0.33 및 0.25 VSCE였습니다. 데이터 재현성을 보장하기 위해 모든 샘플의 각 전기화학적 테스트는 동일한 조건에서 최소 3번 반복했습니다.
HE-SXRD 측정을 위해, 캐나다 CLS의 고에너지 Brockhouse Wiggler 라인에서 1 × 1 × 1.5 mm3 직사각형 듀플렉스 강철 블록을 측정하여 상 조성을 정량화했습니다56. 데이터 수집은 실온에서 Debye-Scherrer 기하 구조 또는 수송 기하 구조에서 수행되었습니다. LaB6 교정제로 교정된 X선의 파장은 0.212561 Å로, 58 keV에 해당하며, 실험실 X선원으로 일반적으로 사용되는 Cu Kα(8 keV)보다 훨씬 높습니다. 샘플은 검출기로부터 740 mm 떨어진 곳에 배치했습니다. 각 샘플의 검출 부피는 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3이며, 이는 빔 크기와 샘플 두께에 따라 결정됩니다. 이들 데이터는 각각 퍼킨 엘머 면적 검출기, 평판 X선 검출기, 200µm 픽셀, 40 × 40cm2, 노출 시간 0.3초, 프레임 120개를 사용하여 수집되었습니다.
두 개의 선택된 모델 시스템에 대한 X-PEEM 측정은 스웨덴 룬드에 위치한 MAX IV 연구소의 Beamline MAXPEEM 라인 PEEM 종단에서 수행되었습니다. 시료는 전기화학 측정과 동일한 방식으로 준비되었습니다. 준비된 시료는 며칠 동안 공기 중에 방치한 후 초고진공 챔버에서 탈기한 후 싱크로트론 광자로 조사했습니다. 빔의 에너지 분해능은 N2에서 hv = 401 eV인 여기 영역의 N 1 s에서 1\(\pi _g^ \ast\)까지의 이온 출력 스펙트럼과 E3/2.57에 대한 광자 에너지의 의존성을 측정하여 얻었습니다. 스펙트럼 적합도(spectrum fit)는 측정된 에너지 범위에서 ~0.3 eV의 ΔE(스펙트럼 선폭)를 나타냈습니다. 따라서 Fe 2p L2,3 에지, Cr 2p L2,3 에지, Ni 2p L2,3 에지 및 Ce M4,5 에지에 대해 Si 1200-라인 mm−1 회절격자를 사용하는 변형된 SX-700 단색기를 활용하여 빔라인 에너지 분해능을 E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 및 플럭스 ≈1012 ph/s로 추산했습니다. 따라서 Fe 2p L2.3 에지, Cr 2p L2.3 에지, Ni 2p L2.3 에지 및 Ce M4.5 에지에 대해 Si 1200-라인 mm−1 회절격자를 사용하는 변형된 SX-700 단색기를 활용하여 빔라인 에너지 분해능을 E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 및 플럭스 ≈1012 ph/s로 추산했습니다. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/ΔE = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 и поток 1012 ф/с при использовании модифицированного монохромаtorа SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/mm для Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 및 кромка Ce M4,5. 따라서 빔 채널의 에너지 분해능은 Fe 에지 2p L2,3, Cr 에지 2p L2.3, Ni 에지 2p L2.3 및 Ce 에지 M4.5에 대해 1200라인/mm의 Si 회절격자를 갖는 수정된 SX-700 단색기를 사용하여 E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 및 플럭스 ≈1012 f/s로 추산되었습니다.因此,光束线能weight分辨率估计为E/ΔE = 700eV/0.3eV > 2000 和计为E/ΔE = 700eV/0.3eV > 2000 和计为E/ΔE = 1012ph/s 통신용 SX-700 单color器와Si 1200线mm−1 광발전용으로는 Fe 2p L2,3 边缘, Cr 2p L2,3 边缘, Ni 2p L2,3 边缘 및 Ce M4,5 边缘.因此 , 光束线 能덩어리 分辨率 为 为 为 为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 및 ≒ 1012 PH/S 통신 改进 적 SX-700 单color器 및 SI 1200线 mm-1 광전 于 Fe 2P 2P 2P L2.3 边缘, Cr 2p L2.3 边缘, Ni 2p L2.3 边缘 및 Ce M4.5 边缘.따라서, 수정된 SX-700 단색기와 1200라인 Si 회절격자를 사용할 때, 3, Cr 에지 2p L2.3, Ni 에지 2p L2.3 및 Ce 에지 M4.5가 됩니다.광자 에너지를 0.2 eV 단위로 확장합니다. 각 에너지에서 PEEM 이미지는 2 x 2 비닝 광섬유 연결이 있는 TVIPS F-216 CMOS 검출기를 사용하여 20 µm 시야에서 1024 x 1024 픽셀을 제공하여 기록되었습니다. 이미지의 노출 시간은 0.2초이며 평균 16프레임입니다. 광전자 이미지 에너지는 최대 2차 전자 신호를 제공하도록 선택됩니다. 모든 측정은 선형 편광 광자 빔의 수직 입사에서 수행됩니다. 측정에 대한 자세한 내용은 이전 연구58를 참조하십시오. 총 전자 수율(TEY)59 검출 모드와 X-PEEM에서의 적용을 연구한 후, 이 방법의 검출 깊이는 Cr 신호의 경우 약 4~5nm, Fe 신호의 경우 약 6nm로 추산됩니다. Cr 깊이는 산화막 두께(~4nm)60,61에 매우 가깝고 Fe 깊이는 산화막 두께보다 큽니다. Fe L 모서리 근처에서 수집된 XAS는 매트릭스에서 나온 산화철 XAS와 FeO의 혼합물입니다. 첫 번째 경우, 방출된 전자의 세기는 TEY에 기여하는 모든 유형의 전자에 기인합니다. 그러나 순수한 철 신호는 전자가 산화층을 통과하여 표면에 도달하고 분석기에 수집되기 위해 더 높은 운동 에너지를 필요로 합니다. 이 경우, FeO 신호는 주로 LVV 오제 전자와 이 전자에서 방출되는 2차 전자에 기인합니다. 또한, 이러한 전자에 의한 TEY 세기는 전자 탈출 경로49에서 감소하여 철 XAS 맵에서 FeO의 스펙트럼 특성을 더욱 감소시킵니다.
데이터 마이닝을 데이터 큐브(X-PEEM 데이터)에 통합하는 것은 다차원 방식으로 관련 정보(화학적 또는 물리적 특성)를 추출하는 핵심 단계입니다. K-평균 클러스터링은 머신 비전, 이미지 처리, 비지도 패턴 인식, 인공지능, 분류 분석 등 여러 분야에서 널리 사용됩니다.24 예를 들어, K-평균 클러스터링은 초분광 이미지 데이터의 클러스터링에 잘 적용됩니다.62 원칙적으로 다중 객체 데이터의 경우 K-평균 알고리즘은 속성(광자 에너지 특성)에 대한 정보에 따라 데이터를 쉽게 그룹화할 수 있습니다. K-평균 클러스터링은 데이터를 K개의 비중첩 그룹(클러스터)으로 분할하는 반복 알고리즘으로, 각 픽셀은 강철 미세 구조 조성의 화학적 불균일성의 공간 분포에 따라 특정 클러스터에 속합니다. K-평균 알고리즘은 두 단계로 구성됩니다. 첫 번째 단계는 K개의 중심점을 계산하고, 두 번째 단계는 각 점을 이웃 중심점을 가진 클러스터에 할당합니다. 클러스터의 중심은 해당 클러스터의 데이터 포인트(XAS 스펙트럼)의 산술 평균으로 정의됩니다. 유클리드 거리로 이웃하는 중심을 정의하는 데에는 여러 가지 거리가 있습니다. 픽셀, y(x와 y는 픽셀 단위의 해상도)의 입력 이미지에 대해, CK는 클러스터의 중심입니다. 이 이미지는 K-평균63을 사용하여 K개의 클러스터로 분할(클러스터링)될 수 있습니다. K-평균 클러스터링 알고리즘의 마지막 단계는 다음과 같습니다.
2단계. 현재 중심점을 기준으로 모든 픽셀의 소속도를 계산합니다. 예를 들어, 중심점과 각 픽셀 사이의 유클리드 거리 d를 사용하여 다음과 같이 계산합니다.
3단계 각 픽셀을 가장 가까운 중심에 할당합니다. 그런 다음 K개의 중심 위치를 다음과 같이 다시 계산합니다.
4단계. 중심이 수렴할 때까지 프로세스(방정식 (7) 및 (8))를 반복합니다. 최종 클러스터 품질 결과는 초기 중심의 최적 선택과 높은 상관 관계가 있습니다63. 강철 이미지의 PEEM 데이터 구조의 경우 일반적으로 X(x × y × λ)는 3D 배열 데이터의 큐브이고 x 및 y 축은 공간 정보(픽셀 해상도)를 나타내고 λ 축은 광자의 에너지 스펙트럼 모드에 해당합니다. K-평균 알고리즘은 스펙트럼 특성에 따라 픽셀(클러스터 또는 하위 블록)을 분리하고 각 분석물(클러스터)에 대한 최상의 중심(XAS 스펙트럼 곡선)을 추출하여 X-PEEM 데이터에서 관심 영역을 탐색하는 데 사용되었습니다. 공간 분포, 국소 스펙트럼 변화, 산화 거동 및 화학적 상태를 연구하는 데 사용됩니다. 예를 들어, K-평균 클러스터링 알고리즘은 열간 가공 및 냉간 압연 X-PEEM에서 Fe L-edge 및 Cr L-edge 영역에 사용되었습니다. 최적의 클러스터와 중심점을 찾기 위해 다양한 개수의 K-클러스터(미세 구조 영역)를 테스트했습니다. 그래프가 표시되면 픽셀이 올바른 클러스터 중심점에 재할당됩니다. 각 색상 분포는 클러스터의 중심에 해당하며, 화학적 또는 물리적 물체의 공간적 배열을 나타냅니다. 추출된 중심점은 순수 스펙트럼의 선형 조합입니다.
이 연구 결과를 뒷받침하는 데이터는 합리적인 요청이 있을 경우 해당 WC 저자에게서 제공받을 수 있습니다.
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Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 특정 유기산 및 유기산/염화물 환경에서의 이중 스테인리스 강의 내식성. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 특정 유기산 및 유기산/염화물 환경에서의 이중 스테인리스 강의 내식성.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. 및 Van Der Merwe, J. 일부 유기산 및 유기산/염화물이 있는 환경에서의 이중 스테인리스 강의 내식성. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双는 스테인레스 스틸이 특정 유기물과 유기물/염소화 환경의 특성을 나타냅니다.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. 및 Van Der Merwe, J. 일부 유기산 및 유기산/염화물이 있는 환경에서의 이중 스테인리스 강의 내식성.부식 방지제. Method Mater 57, 107–117 (2010).
Barella S. 외. Fe-Al-Mn-C 이중 합금의 부식-산화 특성. Materials 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. 장비 가스 및 석유 생산을 위한 차세대 슈퍼 듀플렉스 강철. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. 장비 가스 및 석유 생산을 위한 차세대 슈퍼 듀플렉스 강철.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. 석유 및 가스 생산 장비용 차세대 슈퍼 듀플렉스 강철.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. 가스 및 석유 생산 장비용 차세대 슈퍼 듀플렉스 강. E3S 웨비나. 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 이중 스테인리스강 2507의 고온 변형 거동에 대한 연구. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 이중 스테인리스강 2507의 고온 변형 거동에 대한 연구. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деformatl. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 듀플렉스 스테인리스 강의 고온 변형 거동에 관한 연구. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级双相不锈钢的热变shape行为研究. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507Kingklang, S. 및 Utaisansuk, V. 2507형 듀플렉스 스테인리스 강의 고온 변형 거동에 대한 연구. 금속.모교. 트랜스. A 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. 외. 제어된 냉간 압연이 세륨 개질된 슈퍼듀플렉스 SAF 2507 스테인리스 강의 미세조직 및 기계적 성질에 미치는 영향. 모교. 과학. 프로젝트. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. 외. 세륨 개질된 초이중 SAF 2507 스테인리스 강의 열간 변형 유도 구조 및 기계적 특성. J. Alma mater. 저장 탱크 기술. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 희토류 원소가 오스테나이트 강의 고온 산화 거동에 미치는 영향. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 희토류 원소가 오스테나이트 강의 고온 산화 거동에 미치는 영향.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. 및 Zheng K. 고온 산화 하에서 오스테나이트 강의 거동에 미치는 희토류 원소의 영향. Zheng, Z., Wang, S., Long, 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., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. 및 Zheng K. 고온 산화에서 오스테나이트 강의 거동에 미치는 희토류 원소의 영향.부식. 과학. 164, 108359(2020).