Spas ji bo serdana Nature.com. Guhertoya geroka ku hûn bikar tînin piştgiriya CSS-ê bi sînor e. Ji bo ezmûna çêtirîn, em pêşniyar dikin ku hûn gerokek nûvekirî bikar bînin (an jî Moda Lihevhatinê di Internet Explorer-ê de neçalak bikin). Di vê navberê de, ji bo ku piştgiriya domdar misoger bikin, em ê malperê bêyî şêwaz û JavaScript-ê nîşan bidin.
Pola zengarnegir a ku bi berfirehî tê bikar anîn û guhertoyên wê yên çêkirî di şert û mercên hawîrdorê de ji ber qata pasîvasyonê ya ji oksîda kromê pêk tê, li hember korozyonê berxwedêr in. Korozyon û erozyona pola bi kevneşopî bi hilweşîna van qatan ve girêdayî ye, lê kêm caran di asta mîkroskopîk de, li gorî çavkaniya nehomojeniya rûyê. Di vê xebatê de, nehevsengiya kîmyewî ya rûyê nanopî ku bi mîkroskopiya spektroskopîk û analîza kîmometrîk ve hatî tespît kirin, bi awayekî nediyar li ser hilweşîn û korozyona pola zengarnegir a super dupleks a guherandî ya seryûmê 2507 (SDSS) di dema tevgera wê ya deformasyona germ de serdest e. Aliyê din. Her çend mîkroskopiya fotoelektronê ya tîrêjên X vegirtinek nisbeten yekreng a qata Cr2O3 ya xwezayî nîşan da jî, SDSS-ya sar-gerandî ji ber belavbûna herêmî ya nanogiravên dewlemend bi Fe3+ li ser qata oksîda Fe/Cr encamên pasîvasyonê yên xirab nîşan da. Ev zanîn di asta atomî de têgihîştinek kûr a korozyona pola zengarnegir peyda dike û tê payîn ku di şerê li dijî korozyona metalên wekhev ên bilind-alloy de bibe alîkar.
Ji dema dahênana pola zengarnegir ve, berxwedana korozyonê ya alavên ferrochromiumê bi kromê ve girêdayî ye, ku oksîdek/oksîhîdroksîdek bihêz çêdike ku di piraniya jîngehan de tevgera pasîvasyonê nîşan dide. Li gorî pola zengarnegir ên kevneşopî (austenîtîk û ferîtîk), pola zengarnegir ên super duplex (SDSS) bi berxwedana korozyonê ya çêtir xwedî taybetmendiyên mekanîkî yên bilindtir in1,2,3. Hêza mekanîkî ya zêde rê dide sêwiranên siviktir û kompakttir. Berevajî vê, SDSS-ya aborî xwedî berxwedanek bilind li hember korozyona çal û qulikan e, ku di encamê de temenê karûbarê dirêjtir û serîlêdanên berfirehtir di kontrola qirêjiyê, konteynerên kîmyewî û pîşesaziya petrol û gazê ya deryayî de çêdike4. Lêbelê, rêza teng a germahiyên dermankirina germê û şikilbûna xirab astengiya serîlêdana wê ya pratîkî ya berfireh dike. Ji ber vê yekê, SDSS ji bo baştirkirina taybetmendiyên jorîn hatiye guhertin. Mînakî, guhertina Ce û lêzêdekirina bilind a N6, 7, 8 di 2507 SDSS (Ce-2507) de hatin destnîşan kirin. Têkeliyeke guncaw a 0.08 wt.% elementa erdê ya nadir (Ce) bandorek sûdmend li ser taybetmendiyên mekanîkî yên DSS-ê dike, ji ber ku ew paqijkirina dendikê û berxwedana sînorê dendikê baştir dike. Berxwedana li hember aşandin û korozyonê, berxwedana kişandinê û berxwedana berdestbûnê, û xebata germ jî baştir bûne9. Mîqdarên mezin ên nîtrojenê dikarin şûna naveroka nîkelê ya biha bigirin, û SDSS-ê ji hêla lêçûnê ve bikêrtir dikin10.
Di demên dawî de, SDSS di germahiyên cûda de (germahiya nizm, sar û germ) ji hêla plastîk ve hatiye deformkirin da ku taybetmendiyên mekanîkî yên hêja bi dest bixe6,7,8. Lêbelê, berxwedana korozyonê ya hêja ya SDSS ji ber hebûna fîlimek oksîdê ya zirav li ser rûyê ye, ku ji hêla gelek faktoran ve bandor dibe, wekî hebûna gelek qonaxan bi sînorên genim ên cûda, bermayiyên nexwestî û reaksiyonên cûda. Mîkroavahîya nehomojen a navxweyî ya qonaxên cûda yên austenîtîk û ferîtîk deform dibe7. Ji ber vê yekê, lêkolîna taybetmendiyên mîkrodomainê yên fîlimên weha di asta avahiya elektronîkî de ji bo têgihîştina korozyona SDSS girîngiyek girîng heye û teknîkên ceribandinê yên tevlihev hewce dike. Heta niha, rêbazên hesas ên rûyê wekî spektroskopiya elektrona Auger11 û spektroskopiya fotoelektronê ya tîrêjên X12,13,14,15 û her weha pergala fotoelektronê ya fotoelektronê ya tîrêjên X ya hişk rewşên kîmyewî yên heman elementê di xalên cûda yên fezayê de li ser pîvana nanoyê ji hev vediqetînin, lê pir caran nikarin ji hev veqetînin. Çend lêkolînên dawî oksîdasyona herêmî ya kromê bi tevgera korozyonê ya çavdêrîkirî ya 17 pola zengarnegir ên austenîtîk, 18 pola zengarnegir ên martensîtîk, û SDSS 19, 20 ve girê dane. Lêbelê, van lêkolînan bi giranî li ser bandora nehevsengiya Cr (mînak, rewşa oksîdasyona Cr3+) li ser berxwedana korozyonê sekinîne. Nehevsengiya alî di rewşên oksîdasyonê yên elementan de dikare ji hêla pêkhateyên cûda yên bi heman hêmanên pêkhatî, wekî oksîdên hesin ve çêbibe. Ev pêkhate mezinahiyek piçûk a ku bi termomekanîkî ve hatî pêvajokirin û nêzîkî hev in mîrat digirin, lê di pêkhate û rewşa oksîdasyonê de ji hev cûda dibin16,21. Ji ber vê yekê, eşkerekirina hilweşandina fîlmên oksîdê û dûv re jî çalkirin têgihîştina nehevsengiya rûvî di asta mîkroskopîk de hewce dike. Tevî van hewcedariyan, nirxandinên hejmarî yên wekî nehevsengiya oksîdasyona alî, nemaze ya hesin di asta nano/atomî de, hîn jî kêm in û girîngiya wan ji bo berxwedana korozyonê nehatiye vekolandin. Heta demek berê, rewşa kîmyewî ya hêmanên cûrbecûr, wek Fe û Ca, bi karanîna mîkroskopiya fotoelektronê ya nerm a tîrêjên X (X-PEEM) di tesîsên tîrêjê yên sînkrotronê yên di asta nano de bi awayekî hejmarî li ser nimûneyên pola dihat vegotin. Bi teknîkên spektroskopiya vegirtina tîrêjên X (XAS) ên hesas ên kîmyewî re, X-PEEM pîvandina XAS bi çareseriya fezayî û spektral a bilind gengaz dike, û agahdariya kîmyewî li ser pêkhateya hêmanan û rewşa wê ya kîmyewî bi çareseriya fezayî heta pîvana nanometre peyda dike 23. Ev çavdêriya spektroskopîk a cîhê destpêkirinê di bin mîkroskopê de ceribandinên kîmyewî yên herêmî hêsan dike û dikare guhertinên kîmyewî yên berê nehatine keşifkirin di qata Fe de bi awayekî fezayî nîşan bide.
Ev lêkolîn avantajên PEEM di tespîtkirina cûdahiyên kîmyewî de di asta nanoyê de berfireh dike û rêbazek analîza rûyê asta atomî ya têgihîştî pêşkêş dike ji bo têgihîştina tevgera korozyonê ya Ce-2507. Ew daneyên kîmometrîk ên koma K-means24 bikar tîne da ku pêkhateya kîmyewî ya gerdûnî (nehevsengiya) hêmanên têkildar nexşe bike, digel ku rewşên wan ên kîmyewî di temsîlek statîstîkî de têne pêşkêş kirin. Berevajî korozyona kevneşopî ya ku ji ber hilweşîna fîlima oksîda kromê çêdibe, pasîvasyona xirab a heyî û berxwedana korozyonê ya xirab bi nanogiravên dewlemend ên Fe3+ yên herêmî yên nêzîkî qata oksîda Fe/Cr ve girêdayî ne, ku dibe ku êrîşek ji hêla oksîda parastinê ve be. Ew di cîh de fîlimek çêdike û dibe sedema korozyonê.
Reftara korozîv a SDSS 2507 a deformekirî pêşî bi karanîna pîvandinên elektroşîmyayî hate nirxandin. Di şekil 1 de, Şekil 1 xêzên Nyquist û Bode ji bo nimûneyên bijartî di çareseriyên avî yên asîdî (pH = 1) ên FeCl3 de di germahiya odeyê de nîşan dide. Elektrolîta bijartî wekî ajanek oksîdasyonê ya bihêz tevdigere, ku meyla fîlima pasîfîzasyonê ya ji bo hilweşandinê diyar dike. Her çend materyal di germahiya odeyê de qulika stabîl derbas nekiribe jî, van analîzan têgihîştinek li ser bûyerên têkçûna potansiyel û pêvajoyên piştî-korozyonê peyda kirin. Çerxa wekhev (Şekil 1d) ji bo lihevhatina spektroskopiya împedansa elektroşîmyayî (EIS) hate bikar anîn, û encamên lihevhatina têkildar di Tabloya 1 de têne nîşandan. Dema ku nimûneyên bi çareseriyê hatine dermankirin û germ hatine xebitandin, nîv-çemberên netemam xuya bûn, dema ku nîv-çemberên pêçayî yên têkildar bi sar hatin gerandin (Şekil 1b). Di spektruma EIS de, nîv-çember dikare wekî berxwedana polarîzasyonê (Rp)25,26 were hesibandin. Rp ya SDSS-ya bi çareseriyê hatî dermankirin di Tabloya 1-ê de nêzîkî 135 kΩ cm-2 ye, lêbelê ji bo SDSS-ya bi germî hatî çêkirin û sar-gêrkirin em dikarin nirxên pir kêmtir ên 34.7 û 2.1 kΩ cm-2 bi rêzê ve bibînin. Ev kêmbûna girîng a Rp bandorek neyînî ya deformasyona plastîk li ser berxwedana pasîfîzasyon û korozyonê nîşan dide, wekî ku di raporên berê 27, 28, 29, 30 de hatî nîşandan.
a Nyquist, b, c Diyagramên împedans û qonaxa Bode, û modelek çerxeya wekhev ji bo d, ku RS berxwedana elektrolîtê ye, Rp berxwedana polarîzasyonê ye, û QCPE oksîda elementa qonaxa sabît e ku ji bo modelkirina kapasîta ne-îdeal (n) tê bikar anîn. Pîvandinên EIS di potansiyela bê bar de hatin kirin.
Sabîtên rêza yekem di diyagrama Bode de têne nîşandan û platoya frekansa bilind berxwedana elektrolîtê RS26 temsîl dike. Her ku frekans kêm dibe, împedans zêde dibe û goşeyek qonaxa neyînî tê dîtin, ku serdestiya kapasîtansê nîşan dide. Goşeya qonaxê zêde dibe, nirxa xwe ya herî zêde di rêzek frekansê ya nisbeten fireh de diparêze, û dûv re kêm dibe (Wêne 1c). Lêbelê, di her sê rewşan de ev nirxa herî zêde hîn jî ji 90° kêmtir e, ku ji ber belavbûna kapasîtan tevgerînek kapasîtatîk a ne-îdeal nîşan dide. Bi vî rengî, hêmana qonaxa sabît a QCPE (CPE) ji bo temsîlkirina belavkirina kapasîta navrûyê ya ku ji nehevsengiya rûvî an nehomojenîtiyê tê wergirtin tê bikar anîn, nemaze di warê pîvana atomî, geometriya fraktal, porozîteya elektrodê, potansiyela ne-yekreng, û belavkirina herikê ya girêdayî rûvî. Geometriya elektrodê31,32. Împedansa CPE:
ku j hejmareke xeyalî ye û ω frekansa goşeyî ye. QCPE sabîteke serbixwe ya frekansê ye ku bi qada vekirî ya çalak a elektrolîtê re rêjeyî ye. n hejmareke hêzê ya bêpîvan e ku jihevqetîna ji tevgera kapasîteyî ya îdeal a kondansatorekê vedibêje, ango her ku n nêzîkî 1 be, CPE jî nêzîkî kapasîteyîya paqij e, û heke n nêzîkî sifirê be, ew berxwedan e. Jihevqetînek piçûk a n, nêzîkî 1, tevgera kapasîteyî ya ne-îdeal a rûberê piştî ceribandina polarîzasyonê nîşan dide. QCPE ya SDSS-ya sar-gêrkirî ji hilberên wekhev pir bilindtir e, ku tê vê wateyê ku kalîteya rûberê kêmtir yekreng e.
Li gorî piraniya taybetmendiyên berxwedana korozyonê yên pola zengarnegir, rêjeya Cr ya nisbeten bilind a SDSS bi gelemperî dibe sedema berxwedana korozyonê ya bilind a SDSS ji ber hebûna fîlimek oksîdê ya parastinê ya pasîf li ser rûyê17. Ev fîlima pasîfkirinê bi gelemperî dewlemend bi oksîd û/an hîdroksîdên Cr3+ ye, bi giranî oksîdên Fe2+, Fe3+ û/an (oksî)hîdroksîd entegre dike33. Tevî heman yekrengiya rûyê, çîna oksîdê ya pasîfkirinê, û bê zirara xuya li ser rûyê, wekî ku bi wêneyên mîkroskopîk ve hatî destnîşankirin,6,7 tevgera korozyonê ya SDSS-ya germ-xebitî û sar-gêrkirî cûda ye û ji ber vê yekê lêkolînek kûr a mîkroavahîya deformasyonê û taybetmendiya avahîsaziyê ya pola hewce dike.
Mîkroavahîya pola zengarnegir a deformkirî bi karanîna tîrêjên X yên enerjiya bilind ên navxweyî û senkrotronê bi awayekî hejmarî hate lêkolîn kirin (Wêneyên Pêvek 1, 2). Analîzek berfireh di Agahiyên Pêvek de tê peyda kirin. Her çend ew bi piranî bi celebê qonaxa sereke re têkildar in jî, cûdahiyên di fraksiyonên qebareya qonaxê de têne dîtin, ku di Tabloya Pêvek 1 de hatine navnîş kirin. Ev cûdahî dikarin bi fraksiyonên qonaxa nehomojen li ser rûyê erdê, û her weha fraksiyonên qonaxa volûmetrîk ên ku di kûrahiyên cûda de têne kirin ve girêdayî bin. tespîtkirin bi difraksiyona tîrêjên X. (XRD) bi çavkaniyên enerjiyê yên cûda yên fotonên qewimî. Rêjeya nisbeten bilindtir a austenîtê di nimûneyên sar-gêrkirî de, ku ji hêla XRD ve ji çavkaniyek laboratîfê ve hatî destnîşankirin, pasîvasyonek çêtir û paşê berxwedana korozyonê ya çêtir nîşan dide35, di heman demê de encamên rasttir û statîstîkî meylên berevajî di rêjeyên qonaxê de nîşan didin. Wekî din, berxwedana korozyonê ya pola di heman demê de bi pileya rafinerkirina dendikê, kêmkirina mezinahiya dendikê, zêdebûna mîkrodeformasyonan û dendika dislokasyonê ya ku di dema dermankirina termomekanîkî de çêdibin ve girêdayî ye36,37,38. Nimûneyên bi germî hatine çêkirin xwezaya dendiktir nîşan didin, ku nîşana dendikên bi mezinahiya mîkron e, di heman demê de xelekên nerm ên ku di nimûneyên bi sar hatine çêkirin de hatine dîtin (Wêneya Pêvek 3) di xebatên berê de rafîneriyek girîng a dendikê ber bi nanopîvanê nîşan didin6, ku divê beşdarî pasîfîzasyona fîlmê bibe, çêbûna wê û zêdebûna berxwedana korozyonê bibe. Densiya dislokasyona bilindtir bi gelemperî bi berxwedana kêmtir a li hember qulikan ve girêdayî ye, ku bi pîvandinên elektroşîmyayî re baş li hev dike.
Guhertinên di rewşên kîmyewî yên mîkrodomênên hêmanên bingehîn de bi karanîna X-PEEM bi awayekî sîstematîk hatine lêkolîn kirin. Tevî pirbûna hêmanên alloykirinê, Cr, Fe, Ni û Ce39 li vir hatin hilbijartin, ji ber ku Cr hêmanek sereke ye ji bo avakirina fîlimek pasîvasyonê, Fe hêmana sereke di pola de ye, û Ni pasîvasyonê zêde dike û avahiya qonaxa ferrît-austenîtîk û armanca guhertina Ce hevseng dike. Bi verastkirina enerjiya tîrêjên synchrotron, RAS ji rûyê bi taybetmendiyên sereke yên Cr (qiraxa L2.3), Fe (qiraxa L2.3), Ni (qiraxa L2.3) û Ce (qiraxa M4.5) hate pêçandin. Avakirina germ û gerandina sar Ce-2507 SDSS. Analîza daneyên guncaw bi tevlêkirina kalibrasyona enerjiyê bi daneyên weşandî (mînak XAS 40, 41 li ser Fe L2, 3 qirax) hate kirin.
Di şekil 2 de wêneyên X-PEEM ên Ce-2507 SDSS-ya germ-xebitî (Şekil 2a) û sar-gêrkirî (Şekil 2d) û qiraxên XAS-ê yên Cr û Fe L2,3-ê yên têkildar li cihên bi awayekî ferdî hatine nîşankirin nîşan dide. Kenara L2,3 ya XAS-ê piştî foto-teşwîqkirina elektronan li astên dabeşkirina orbîta spin-ê 2p3/2 (qiraxa L3) û 2p1/2 (qiraxa L2) rewşên 3d-yên vala diceribîne. Agahdariya li ser rewşa valansê ya Cr ji XAS-ê li qiraxa L2,3-ê di Şekil 2b de, e. Berawirdkirin bi judges. 42,43 re nîşan da ku çar lûtke li nêzî qiraxa L3-ê hatine dîtin, bi navên A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) û D (582.2 eV), ku Cr3+-ya oktahedral nîşan didin, ku bi îyona Cr2O3 re têkildar in. Spektrên ceribandinê bi hesabên teorîk ên ku di panelên b û e de hatine nîşandan re li hev dikin, ku ji gelek hesabên zeviya krîstal li ser rûbera Cr L2.3 bi karanîna zeviyek krîstal a 2.0 eV44 hatine bidestxistin. Her du rûyên SDSS-ya germ-xebitî û sar-xebitî bi qatek nisbeten yekreng a Cr2O3 hatine pêçandin.
Wêneyekî germî yê X-PEEM ê SDSS-ya bi deformasyona germî re têkildar e ku bi qiraxa b Cr L2.3 û qiraxa c Fe L2.3 re têkildar e, wêneya germî ya X-PEEM a SDSS-ya sar-kelandî ya ku bi qiraxa e Cr L2.3 û aliyê qiraxa f Fe L2.3 re têkildar e (f). Spektrên XAS li pozîsyonên fezayî yên cûda yên ku li ser wêneyên germî hatine nîşankirin (a, d) têne xêzkirin, xetên xalxalî yên porteqalî yên di (b) û (e) de spektrên XAS-ê yên simulasyonkirî yên Cr3+ bi nirxek zeviya krîstal a 2.0 eV temsîl dikin. Ji bo wêneyên X-PEEM, paletek germî bikar bînin da ku xwendina wêneyê baştir bikin, ku rengên ji şîn heta sor bi şîdeta vegirtina tîrêjên X re rêjeyî ne (ji nizm heta bilind).
Bêyî ku hawîrdora kîmyayî ya van elementên metalîk çi be, rewşa kîmyayî ya lêzêdekirina elementên alloykirina Ni û Ce ji bo her du nimûneyan bêguher ma. Nexşeya zêde. Wêneyên 5-9 wêneyên X-PEEM û spektrumên XAS yên têkildar ji bo Ni û Ce li cîhên cûda yên li ser rûyê nimûneyên germ-xebitî û sar-gêrkirî nîşan didin. Ni XAS rewşên oksîdasyonê yên Ni2+ li ser tevahiya rûyê pîvandî yê nimûneyên germ-xebitî û sar-gêrkirî nîşan dide (Nîqaşa Pêvek). Divê were zanîn ku, di rewşa nimûneyên germ-xebitî de, sînyala XAS ya Ce nehat dîtin, lê di rewşa nimûneyên sar-gêrkirî de, spektruma Ce3+ hate dîtin. Çavdêriya xalên Ce di nimûneyên sar-gêrkirî de nîşan da ku Ce bi piranî di forma bermayiyan de xuya dike.
Di SDSS-ya bi deformasyona germî de, di XAS-ê de li qiraxa Fe L2,3-ê tu guhertineke avahîsaziyê ya herêmî nehat dîtin (Wêne 2c). Lêbelê, matrîksa Fe bi awayekî mîkro-herêmî rewşa xwe ya kîmyewî li heft xalên bi awayekî rasthatî yên SDSS-ya sar-gêrkirî diguherîne, wekî ku di Wêne 2f-ê de tê xuyang kirin. Wekî din, ji bo ku ramanek rast li ser guhertinên di rewşa Fe de li cihên bijartî yên di Wêne 2f-ê de were bidestxistin, lêkolînên rûbera herêmî hatin kirin (Wêne 3 û Wêne 10-a Pêvek) ku tê de herêmên dorhêl ên piçûktir hatin hilbijartin. Spektrên XAS-ê yên qiraxa Fe L2,3 ya pergalên α-Fe2O3 û oksîtên oktaedral ên Fe2+ bi karanîna gelek hesabên qada krîstal bi karanîna qadên krîstal ên 1.0 (Fe2+) û 1.0 (Fe3+)44 hatin model kirin. Em dibînin ku α-Fe2O3 û γ-Fe2O3 xwedî sîmetrîyên herêmî yên cuda ne45,46, Fe3O4 wekî oksîdeke Fe2+ a fermî ya duvalent (3d6) têkeliya hem Fe2+ û hem jî Fe3+,47, û FeO45 heye. Em dibînin ku α-Fe2O3 û γ-Fe2O3 xwedî sîmetrîyên herêmî yên cuda ne45,46, Fe3O4 wekî oksîdeke Fe2+ a fermî ya duvalent (3d6) têkeliyek ji hem Fe2+ û hem jî Fe3+,47, û FeO45 heye.Ji bîr mekin ku α-Fe2O3 û γ-Fe2O3 xwedî sîmetrîyên herêmî yên cuda ne45,46, Fe3O4 hem Fe2+ û hem jî Fe3+,47 û FeO45 di forma oksîda duvalent a fermî Fe2+ (3d6) de bi hev re dike yek.Bala xwe bidinê ku α-Fe2O3 û γ-Fe2O3 xwedî sîmetrîyên herêmî yên cuda ne45,46, Fe3O4 tevlîheviyek ji Fe2+ û Fe3+ heye,47 û FeO45 wekî oksîdek Fe2+ ya duvalent a fermî tevdigere (3d6). Hemî îyonên Fe3+ di α-Fe2O3 de tenê pozîsyonên Oh hene, lê γ-Fe2O3 bi ​​gelemperî bi Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 spinel bi valahiyên di pozîsyonên eg de tê temsîl kirin. Ji ber vê yekê, îyonên Fe3+ di γ-Fe2O3 de hem pozîsyonên Td û hem jî Oh hene. Wekî ku di gotarek berê de hate behs kirin,45 her çend rêjeya şîddeta herduyan cûda be jî, rêjeya şîddeta wan eg/t2g ≈1 e, lê di vê rewşê de rêjeya şîddeta çavdêrîkirî eg/t2g nêzîkî 1 e. Ev îhtîmala ku di rewşa heyî de tenê Fe3+ hebe ji holê radike. Dema ku rewşa Fe3O4 bi hem Fe2+ û hem jî Fe3+ re tê hesibandin, taybetmendiya yekem a ku tê zanîn ku ji bo Fe qiraxa L3 ya qelstir (xurttir) heye, rewşek piçûktir (mezintir) a bêdagir t2g nîşan dide. Ev ji bo Fe2+ (Fe3+) derbas dibe, ku nîşan dide ku taybetmendiya yekem a zêdebûnê zêdebûna naveroka Fe2+47 nîşan dide. Ev encam nîşan didin ku hevjiyana Fe2+ û γ-Fe2O3, α-Fe2O3 û/an Fe3O4 li ser rûyê sar-gêrkirî yê kompozîtan serdest e.
Wêneyên wênekirina germî ya fotoelektronî yên mezinbûyî yên spektrumên XAS (a, c) û (b, d) ku ji qiraxa Fe L2,3 di pozîsyonên fezayî yên cûrbecûr de di nav herêmên bijartî 2 û E de di Şekil 2d de ne.
Daneyên ceribandinî yên bidestxistî (Wêne 4a û Wêneya Pêvek 11) têne nexşekirin û bi daneyên ji bo pêkhateyên paqij 40, 41, 48 têne berhev kirin. Sê celebên cûda yên spektrumên Fe L-qiraxa XAS-ê yên ku bi ceribandinê hatine çavdêrîkirin (XAS-1, XAS-2 û XAS-3: Wêne 4a). Bi taybetî, spektruma 2-a (wekî XAS-1 tê destnîşankirin) di Wêne 3b de û dûv re spektruma 2-b (bi XAS-2 tê nîşankirin) li seranserê qada tespîtkirinê hate çavdêrîkirin, di heman demê de spektrumên mîna E-3 di wêneya 3d de (bi XAS-3 tê nîşankirin) li deverên taybetî hatin çavdêrîkirin. Wekî qaîdeyek, çar parametre ji bo destnîşankirina rewşên valansê yên heyî di nimûneya di bin lêkolînê de hatin bikar anîn: (1) taybetmendiyên spektral L3 û L2, (2) pozîsyonên enerjiyê yên taybetmendiyên L3 û L2, (3) cûdahiya enerjiyê L3-L2., (4) rêjeya şîdeta L2/L3. Li gorî çavdêriyên dîtbarî (Wêne 4a), her sê pêkhateyên Fe, ango Fe0, Fe2+, û Fe3+, li ser rûyê SDSS-ê yê di bin lêkolînê de hene. Rêjeya şîddeta hesabkirî L2/L3 jî hebûna her sê pêkhateyan nîşan da.
Spektrumên XAS yên simulasyonkirî yên Fe bi sê daneyên ceribandinî yên cuda yên çavdêrîkirî (xetên zexm XAS-1, XAS-2 û XAS-3 bi 2-a, 2-b û E-3 di Şekil 2 û 3 de re têkildar in) Berawirdkirin, Oktahedronên Fe2+, Fe3+ bi nirxên qada krîstal ên 1.0 eV û 1.5 eV, bi rêzê ve, daneyên ceribandinî yên bi bd (XAS-1, XAS-2, XAS-3) hatine pîvandin û daneyên LCF yên çêtirkirî yên têkildar (xeta reş a zexm), û her weha di forma spektrumên XAS-3 de bi standardên Fe3O4 (rewşa tevlihev a Fe) û Fe2O3 (Fe3+ saf).
Ji bo pîvandina pêkhateya oksîda hesin, lihevhatineke xêzikî (LCF) ya sê standardên 40, 41, 48 hat bikaranîn. LCF ji bo sê spektrumên Fe L-qiraxa XAS yên bijartî yên ku berevajîya herî bilind nîşan didin, ango XAS-1, XAS-2 û XAS-3, wekî ku di Şekil 4b-d de tê xuyang kirin, hat bicîhanîn. Ji bo pêvekên LCF, di hemî rewşan de %10 Fe0 hat hesibandin ji ber ku me di hemî daneyan de qulikek piçûk dît, û her weha ji ber ku hesinê metalîk pêkhateya sereke ya pola ye. Bi rastî, kûrahiya ceribandinê ya X-PEEM ji bo Fe (~6 nm)49 ji qalindahiya tebeqeya oksîdasyonê ya texmînkirî (hinekî > 4 nm) mezintir e, ku dihêle ku sînyala ji matrîksa hesin (Fe0) di bin tebeqeya pasîvasyonê de were tespîtkirin. Bi rastî, kûrahiya ceribandinê ya X-PEEM ji bo Fe (~6 nm)49 ji qalindahiya tebeqeya oksîdasyonê ya texmînkirî (hinekî > 4 nm) mezintir e, ku dihêle ku sînyala ji matrîksa hesin (Fe0) di bin tebeqeya pasîvasyonê de were tespîtkirin. Ji bo X-PEEM ji bo Fe (~ 6 nm) 49 zêdetir, ji bo ku ev yek ji 4 nm zêde bibe, ji bo X-PEEM zêde bibe, ji bo ku ev yek ji 4 nm zêde bibe. слоем. Bi rastî, kûrahiya sonda X-PEEM ji bo Fe (~6 nm)49 ji qalindahiya qata oksîdasyonê ya texmînkirî (hinekî >4 nm) mezintir e, ku ev yek dihêle ku sînyala ji matrîksa hesin (Fe0) di bin qata pasîvasyonê de were tespîtkirin.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来自 钝化层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号信号 信号 信号Factîkî, glubina obnaruzheniya Fe (~ 6 nm) 49 ji hêla X-PEEM-ê ve zêde dibe, ji ber vê yekê tê pêşniyar kirin ku peyva oxidnogo (nimnogo > 4 nm), ku ew dikare ji nişka veguhêzbar (teknîkîF0) nîşan bide. пассивирующего слоя. Bi rastî, kûrahiya tespîtkirina Fe (~6 nm) 49 ji hêla X-PEEM ve ji qalindahiya çaverêkirî ya qata oksîdê (hinekî > 4 nm) mezintir e, ku dihêle ku sînyala ji matrîksa hesin (Fe0) li jêr qata pasîfkirinê were tespîtkirin. .Ji bo dîtina çareseriya çêtirîn ji bo daneyên ceribandinî yên çavdêrîkirî, gelek kombînasyonên Fe2+ û Fe3+ hatin kirin. Li ser wêneya 4b, spektruma XAS-1 ji bo kombînasyona Fe2+ û Fe3+ nîşan dide, ku rêjeyên Fe2+ û Fe3+ bi qasî %45 dişibin hev, ku rewşên oksîdasyonê yên tevlihev ên Fe nîşan dide. Di heman demê de, ji bo spektruma XAS-2, rêjeya Fe2+ û Fe3+ bi rêzê ve dibe %30 û %60. Fe2+ ji Fe3+ kêmtir e. Rêjeya Fe2+ bi Fe3 re, ku wekhevî 1:2 ye, tê vê wateyê ku Fe3O4 dikare di heman rêjeyê de di navbera îyonên Fe de were çêkirin. Wekî din, ji bo spektruma XAS-3, rêjeya Fe2+ û Fe3+ dibe %10 û %80, ku veguherînek bilindtir a Fe2+ bo Fe3+ nîşan dide. Wekî ku li jor hate behs kirin, Fe3+ dikare ji α-Fe2O3, γ-Fe2O3 an Fe3O4 were. Ji bo têgihîştina çavkaniya herî muhtemel a Fe3+, spektruma XAS-3 bi standardên cuda yên Fe3+ di Wêne 4e de hat xêzkirin, ku dema ku lûtkeya B tê hesibandin, dişibihiya her du standardan nîşan dide. Lêbelê, şîdeta lûtkeyên milê (A: ji Fe2+) û rêjeya şîdeta B/A nîşan didin ku spektruma XAS-3 nêzîk e, lê bi spektruma γ-Fe2O3 re li hev nake. Li gorî γ-Fe2O3 ya girseyî, lûtkeya Fe2p XAS ya SDSS-ya A xwedî şîdeta hinekî bilindtir e (Wêne 4e), ku şîdeta Fe2+ bilindtir nîşan dide. Her çend spektruma XAS-3 dişibihe ya γ-Fe2O3, ku Fe3+ li pozîsyonên Oh û Td heye jî, destnîşankirina rewşên valansê yên cûda û hevrêzkirin tenê li ser qiraxa L2,3 an rêjeya şîdeta L2/L3 mijara lêkolîna berdewam dimîne. Ji ber tevliheviya faktorên cûrbecûr ên ku bandorê li spektruma dawîn dikin41, nîqaşek berdewam heye.
Ji bilî cudahîyên spektral ên di rewşa kîmyewî ya herêmên bijartî yên balkêş ên ku li jor hatine vegotin, nehevsengiya kîmyewî ya gerdûnî ya hêmanên sereke Cr û Fe jî bi dabeşkirina hemî spektrumên XAS-ê yên ku li ser rûyê nimûneyê bi karanîna rêbaza komkirina K-means hatine bidestxistin, hate nirxandin. Profîlên qiraxa Cr L du komên çêtirîn ên bi fezayî belavbûyî di nimûneyên germ-xebitî û sar-gêrkirî yên ku di Şekil 5-an de têne nîşandan de pêk tînin. Eşkere ye ku tu guhertinên avahîsaziyê yên herêmî wekî wekhev nayên dîtin, ji ber ku her du navendên spektrumên XAS Cr berawirdî ne. Ev şeklên spektral ên her du koman hema hema bi yên ku bi Cr2O342 re têkildar in re yek in, ku tê vê wateyê ku qatên Cr2O3 li ser SDSS-ê bi nisbetî wekhev têne veqetandin.
Cr L K tê wateya komên herêma qiraxê, û b jî navendên XAS yên têkildar e. Encamên berawirdkirina K-means X-PEEM ya SDSS-ya sar-gêrkirî: c Herêma qiraxê Cr L2.3 ya K-means komên û d navendên XAS yên têkildar.
Ji bo nîşandana nexşeyên qiraxên FeL yên tevlihevtir, çar û pênc komên çêtirkirî û navendên wan ên têkildar (profîlên spektral) ji bo nimûneyên germ-xebitandî û sar-gêrkirî, bi rêzê ve hatin bikar anîn. Ji ber vê yekê, rêjeya (%) ya Fe2+ û Fe3+ dikare bi guncandina LCF-ya ku di Şekil 4-an de tê nîşandan were bidestxistin. Potansiyela pseudoelektrodê Epseudo wekî fonksiyonek Fe0 hate bikar anîn da ku nehomojeniya mîkrokîmyayî ya fîlima oksîdê ya rûyê eşkere bike. Epseudo bi qaîdeya tevlihevkirinê bi awayekî texmînkirî tê texmîn kirin,
li ku derê \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) bi rêzê ve wekhevî \(\rm{Fe} + 2e^ – \ bo \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 û 0.036 V ye. Herêmên bi potansiyeleke kêmtir xwedî naverokeke bilindtir a pêkhateya Fe3+ ne. Belavbûna potansiyelê di nimûneyên bi germî deformebûyî de xwedî karakterekî qatqatî ye ku guherîna herî zêde ya nêzîkî 0.119 V ye (Wêne 6a, b). Ev belavbûna potansiyelê bi topografiya rûyê ve girêdayî ye (Wêne 6a). Guhertinên din ên girêdayî pozîsyonê di hundirê lamînar ê bingehîn de nehatin dîtin (Wêne 6b). Berevajî vê, ji bo girêdana oksîdên ne wekhev bi naverokên cuda yên Fe2+ û Fe3+ di SDSS-ya sar-gêrkirî de, meriv dikare xwezaya ne-yekreng a potansiyela pseudo bibîne (Wêne 6c, d). Oksîd û/an (oksî)hîdroksîdên Fe3+ pêkhateyên sereke yên zengarê di pola de ne û ji bo oksîjen û avê derbas dibin50. Di vê rewşê de, giravên dewlemend bi Fe3+ wekî ku li herêmê belav bûne têne hesibandin û dikarin wekî deverên korozyonkirî werin hesibandin. Di heman demê de, gradyana di zeviya potansiyelê de, li şûna nirxa mutleq a potansiyelê, dikare wekî nîşaneyek ji bo cihê cihên korozyonê yên çalak were bikar anîn. Ev belavbûna neyeksan a Fe2+ û Fe3+ li ser rûyê SDSS-ya sar-gêrkirî dikare kîmyaya herêmî biguherîne û di dema hilweşandina fîlma oksîdê û reaksiyonên korozyonê de rûberek rûbera çalak a pratîktir peyda bike, dihêle ku matrîksa metalê ya bingehîn korozyonê berdewam bike, ku di encamê de nehevsengiya navxweyî çêdibe. taybetmendî û taybetmendiyên parastinê yên çîna pasîvkirinê kêm dike.
Komên K-means û navendên XAS yên têkildar di herêma qiraxa Fe L2.3 ya X-PEEM ac ya deformasyona germ û df ya SDSS ya sar-gêrkirî de. Nexşeyên koma K-means ên a, d li ser wêneyên X-PEEM hatine danîn. Potansiyela pseudoelektrodê ya hesabkirî (Epseudo) ligel nexşeya koma K-means tê behs kirin. Ronahiya wêneya X-PEEM, mîna rengê di Şekil 2 de, bi şîdeta vegirtina tîrêjên X re rêjeyî ye.
Cr nisbeten yekreng lê rewşa kîmyayî ya cuda ya Fe dibe sedema zirara fîlma oksîdê û şêweyên korozyonê yên cuda di Ce-2507-a bi germî û sar-gêrkirî de. Ev taybetmendiya Ce-2507-a bi sar-gêrkirî baş hatiye lêkolîn kirin. Di derbarê çêbûna oksîd û hîdroksîdên Fe di hewaya derdorê de di vê xebata hema hema bêalî de, reaksiyon wiha ne:
Reaksiyonên jorîn di senaryoyên jêrîn de li gorî analîza X-PEEM çêdibin. Milekî piçûk ku bi Fe0 re têkildar e bi hesinê metalîk ê bingehîn ve girêdayî ye. Reaksiyona Fe ya metalîk bi jîngehê re dibe sedema çêbûna tebeqeyek Fe(OH)2 (hevkêşeya (5)), ku sînyala Fe2+ di XAS ya qiraxa Fe L de zêde dike. Têkiliya dirêj bi hewayê re dibe sedema çêbûna oksîdên Fe3O4 û/an Fe2O3 piştî Fe(OH)252,53. Du formên stabîl ên Fe, Fe3O4 û Fe2O3, dikarin di tebeqeya parastinê ya dewlemend a Cr3+ de jî çêbibin, ku Fe3O4 ji wan avahiyek yekreng û zeliqok tercîh dike. Hebûna herduyan dibe sedema rewşên oksîdasyonê yên tevlihev (spektruma XAS-1). Spekruma XAS-2 bi giranî bi Fe3O4 re têkildar e. Her çend çavdêriya spektrumên XAS-3 li çend cihan veguherîna tevahî ya γ-Fe2O3 nîşan da. Ji ber ku kûrahiya penetrasyonê ya tîrêjên X yên vekirî bi qasî 50 nm e, sînyala ji tebeqeya jêrîn dibe sedema şiddetek bilindtir a lûtkeya A.
Spektûreya XPA nîşan dide ku pêkhateya Fe di fîlma oksîdê de xwedî avahiyek qatqatî ye ku bi qatek oksîda Cr re têkel e. Berevajî nîşanên pasîfîzasyonê ji ber nehomojenîteya herêmî ya Cr2O3 di dema korozyonê de, tevî qata yekreng a Cr2O3 di vê xebatê de, di vê rewşê de berxwedana korozyonê ya kêm tê dîtin, nemaze ji bo nimûneyên sar-gêrkirî. Reftara çavdêrîkirî dikare wekî nehevsengiya rewşa oksîdasyona kîmyewî di qata jorîn (Fe) de were fêm kirin, ku bandorê li performansa korozyonê dike. Ji ber heman stoikyometrîya qata jorîn (oksîda hesin) û qata jêrîn (oksîda krom)52,53 têkiliyek (zeliqandin) çêtir di navbera wan de dibe sedema veguhestina hêdî ya îyonên metal an oksîjenê di tora torê de, ku, di encamê de, dibe sedema zêdebûna berxwedana korozyonê. Ji ber vê yekê, rêjeyek stoikyometrîk a domdar, ango yek rewşa oksîdasyonê ya Fe, ji guhertinên stoikyometrîk ên ji nişka ve çêtir e. SDSS-ya ku bi germê deforme bûye xwedî rûyek yekrengtir, qatek parastinê ya ziravtir, û berxwedana korozyonê ya çêtir e. Lê belê, ji bo SDSS-ya sar-gêrkirî, hebûna giravên dewlemend bi Fe3+ di bin qata parastinê de yekparebûna rûyê binpê dike û dibe sedema korozyona galvanîk bi substrata nêzîk re, ku dibe sedema daketinek tûj a Rp (Tabloya 1). Spektrum EIS û berxwedana wê ya li hember korozyonê kêm dibe. Diyar e ku belavbûna herêmî ya giravên dewlemend bi Fe3+ ji ber deformasyona plastîk bi giranî bandorê li berxwedana korozyonê dike, ku ev di vê xebatê de pêşketinek e. Bi vî rengî, ev lêkolîn wêneyên mîkroskopîk ên spektroskopîk ên kêmkirina berxwedana korozyonê ya nimûneyên SDSS-ê yên ku bi rêbaza deformasyona plastîk hatine lêkolîn kirin pêşkêş dike.
Herwiha, her çend hevbendiya erdên nadir di pola du-qonaxî de performansek çêtir nîşan dide jî, têkiliya vê hêmana lêzêdekirinê bi matrîksa pola ya takekesî re ji hêla tevgera korozyonê ve li gorî mîkroskopa spektroskopîk hîn jî ne diyar e. Xuyabûna sînyalên Ce (bi rêya qiraxên XAS M) tenê li çend deveran di dema gêrkirina sar de xuya dibe, lê di dema deformasyona germ a SDSS de winda dibe, ku nîşan dide ku barîna herêmî ya Ce di matrîksa pola de ye, ne hevbendiya homojen. Her çend taybetmendiyên mekanîkî yên SDSS6,7 bi girîngî baştir neke jî, hebûna hêmanên erdên nadir mezinahiya têketinan kêm dike û tê texmîn kirin ku astengiya çalan di herêma destpêkê de dike54.
Di encamê de, ev xebat bandora nehevsengiya rûvî li ser korozyona SDSS-ya 2507-ê ya bi seryûmê hatî guhertin bi pîvandina naveroka kîmyewî ya pêkhateyên nanopîvanê eşkere dike. Em bi pîvandina mîkroavahiyê, kîmyaya rûvî, û pêvajoya sînyalê bi karanîna komkirina K-means bersiva pirsa çima pola zengarnegir tewra di bin tebeqeyek oksîdê ya parastinê de jî korozyonê dike didin. Hatiye destnîşankirin ku giravên dewlemend bi Fe3+, tevî hevrêziya wan a oktahedral û tetrahedral li seranserê taybetmendiya Fe2+/Fe3+ ya tevlihev, çavkaniya zirar û korozyona fîlma oksîdê ya sar-gêrkirî SDSS ne. Nangiravên ku ji hêla Fe3+ ve serdest in, tewra di hebûna tebeqeyek pasîvkirina stoîkyometrîk a Cr2O3 ya têr de jî dibin sedema berxwedana korozyonê ya xirab. Ji bilî pêşkeftinên metodolojîk di destnîşankirina bandora nehevsengiya kîmyewî ya nanopîvanê li ser korozyonê de, tê payîn ku xebata berdewam pêvajoyên endezyariyê îlham bike da ku berxwedana korozyonê ya pola zengarnegir di dema çêkirina pola de baştir bike.
Ji bo amadekirina îngota Ce-2507 SDSS ya ku di vê lêkolînê de hatiye bikaranîn, pêkhateyeke tevlihev a ku tê de hevbendiya sereke ya Fe-Ce ya bi lûleyeke hesinê paqij hatiye mohrkirin, di firineke enduksîyonê ya frekansa navîn a 150 kg de hatiye helandin da ku pola heliyayî çêbibe û hatiye rijandin nav qalibekê. Pêkhateyên kîmyewî yên pîvandî (wt%) di Tabloya Pêvek 2 de hatine rêzkirin. Îngot pêşî bi germî têne çêkirin û dibin blokan. Dûv re ew di 1050°C de ji bo 60 hûrdeman hatine germkirin da ku pola di rewşa çareseriyeke hişk de were bidestxistin, û dûv re di avê de heta germahiya odeyê hatine sarkirin. Nimûneyên lêkolînkirî bi karanîna TEM û DOE bi berfirehî hatine lêkolînkirin da ku qonaxan, mezinahiya dan û morfolojiyê lêkolîn bikin. Agahiyên berfirehtir ên li ser nimûne û pêvajoya hilberînê dikarin di çavkaniyên din de werin dîtin6,7.
Nimûneyên silindirî (φ10 mm×15 mm) ji bo zexta germ hatin pêvajokirin da ku eksena silindirê paralel bi rêça deformasyonê ya blokê re be. Zêdekirina germahiya bilind di germahiyên cûda yên di navbera 1000-1150°C de bi karanîna simulatorek germî ya Gleeble-3800 bi rêjeya zorê ya sabît di navbera 0.01-10 s-1 de hate kirin. Berî deformasyonê, nimûne bi rêjeya 10°C s-1 ji bo 2 hûrdeman li germahiyek bijartî hatin germ kirin da ku gradyana germahiyê ji holê were rakirin. Piştî ku yekrengiya germahiyê pêk hat, nimûne heya nirxa zorê ya rastîn a 0.7 hate deform kirin. Piştî deformasyonê, nimûne tavilê bi avê hatin şil kirin da ku avahiya deformkirî were parastin. Nimûneya hişkkirî dûv re paralel bi rêça zextê ve tê birîn. Ji bo vê lêkolîna taybetî, me nimûneyek bi şertek zorê ya germ a 1050°C, 10 s-1 hilbijart ji ber ku mîkrohişkiya çavdêrîkirî ji nimûneyên din bilindtir bû7.
Nimûneyên mezin (80 × 10 × 17 mm3) yên çareseriya hişk a Ce-2507 di aşê du-rollî yê sê-qonaxî yê asenkron LG-300 de hatin bikar anîn ku di nav hemî astên deformasyonê yên din de xwedî taybetmendiyên mekanîkî yên çêtirîn e6. Rêjeya zorê û kêmkirina qalindahiyê ji bo her rêyê bi rêzê ve 0.2 m·s-1 û 5% in.
Ji bo pîvandinên elektrokimyayî yên SDSS piştî gêrkirina sar heta kêmkirina 90% di qalindahiyê de (1.0 wekhevê zorê rastîn) û piştî pêlkirina germ di 1050°C de ji bo 10 s-1 heta zorê rastîn a 0.7, stasyoneke kar a elektrokimyayî ya Autolab PGSTAT128N hate bikar anîn. Stasyona kar xwedan şaneyek sê-elektrodê ye ku elektrodeke kalomel a têrbûyî wekî elektroda referansê, elektrodeke grafît a dijber, û nimûneyek SDSS wekî elektroda xebatê heye. Nimûne wekî silindirên bi qûtra 11.3 mm hatin birîn, ku li kêlekên wan têlên sifir hatin lehimkirin. Piştre nimûne bi epoksî hatin sabît kirin, û wekî elektroda xebatê qadeke vekirî ya xebatê ya 1 cm2 (aliyê jêrîn ê nimûneya silindirî) hiştin. Di dema saxkirina epoksî û paşê şûştin û cilkirinê de baldar bin da ku ji şikestinê dûr bikevin. Rûyên xebatê bi suspensiyoneke cilkirina elmasê bi mezinahiya perçeyan a 1 μm hatin rijandin û cilkirin, bi ava distilkirî û etanolê hatin şuştin, û di hewaya sar de hatin hişkkirin. Berî pîvandinên elektrokimyayî, nimûneyên cilkirî çend rojan li hewayê hatin danîn da ku fîlmek oksîda xwezayî çêbibe. Çareseriyeke avî ya FeCl3 (%6.0 wt), ku li gorî pêşniyarên ASTM bi HCl re heta pH = 1.0 ± 0.01 stabîl bûye, ji bo lezandina korozyona pola zengarnegir55 tê bikar anîn ji ber ku ew di hebûna îyonên klorîdê de bi kapasîteya oksîdasyonê ya bihêz û pH-ya nizm korozîf e. Standardên jîngehê G48 û A923. Nimûneyê 1 saetê di çareseriya ceribandinê de bihêlin da ku bigihîje rewşa aram berî ku hûn her pîvandinê bikin. Ji bo nimûneyên çareseriya hişk, germ-şekilkirî û sar-gêrkirî, pîvandinên împedansê li potansiyelên çerxa vekirî (OPC) yên bi rêzê ve 0.39, 0.33 û 0.25 V, di rêza frekansê de ji 1 105 heta 0.1 Hz bi amplîtuda 5 mV hatin kirin. Hemî ceribandinên kîmyewî di bin heman mercan de herî kêm 3 caran hatin dubarekirin da ku dubarekirina daneyan were misoger kirin.
Ji bo pîvandinên HE-SXRD, blokên pola yên dupleks ên çargoşeyî yên bi pîvana 1 × 1 × 1.5 mm3 hatin pîvandin da ku pêkhateya qonaxa tîrêjê ya lerizkerek enerjiya bilind a Brockhouse li CLS, Kanada56 were pîvandin. Berhevkirina daneyan bi geometrîya Debye-Scherrer an jî geometrîya veguhastinê di germahiya odeyê de hate kirin. Dirêjahiya pêlê ya tîrêjên X-ê ya ku bi kalibratorê LaB6 ve hatî kalibrkirin 0.212561 Å ye, ku bi 58 keV re têkildar e, ku ji ya Cu Kα (8 keV) ku bi gelemperî wekî çavkaniyek tîrêjên X-ê ya laboratîfê tê bikar anîn pir bilindtir e. Nimûne li dûrahiya 740 mm ji detektorê hate danîn. Qebareya tespîtkirinê ya her nimûneyê 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3 ye, ku ji hêla mezinahiya tîrêjê û stûriya nimûneyê ve tê destnîşankirin. Hemî daneyan bi karanîna detektorek deverê ya Perkin Elmer, detektora tîrêjên X-ê ya panela daîre, 200 µm pîksel, 40×40 cm2 bi karanîna dema eşkerekirinê ya 0.3 s û 120 çarçoveyan hatin berhevkirin.
Pîvandinên X-PEEM ên du pergalên modela bijartî li stasyona dawî ya Beamline MAXPEEM PEEM di laboratuwara MAX IV (Lund, Swêd) de hatin kirin. Nimûne bi heman awayî wekî pîvandinên elektrokimyayî hatin amadekirin. Nimûneyên amadekirî çend rojan di hewayê de hatin hiştin û berî ku bi fotonên senkrotronê werin tîrêjkirin, di odeyek valahiyek ultrabilind de hatin paqijkirin. Çareseriya enerjiyê ya xeta tîrêjê bi pîvandina spektruma berdestiya îyonê di herêma hejandinê de ji N 1 s heta 1\(\pi _g^ \ast\) nêzîkî hv = 401 eV di N2 de bi girêdayîbûna enerjiya fotonê li ser E3/2, 57 hate bidestxistin. Spektrên texmînkirinê ΔE (firehiya xeta spektrumê) bi qasî 0.3 eV di rêza enerjiya pîvandî de dan. Ji ber vê yekê, bi karanîna monokromatorek SX-700 ya guhertî bi gratingek Si 1200-xetên mm−1 ji bo qiraxa Fe 2p L2,3, qiraxa Cr 2p L2,3, qiraxa Ni 2p L2,3, û qiraxa Ce M4,5, çareseriya enerjiya xeta tîrêjê wekî E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 û herikîn ≈1012 ph/s hate texmîn kirin. Ji ber vê yekê, bi karanîna monokromatorek SX-700 ya guhertî bi gratingek Si 1200-xetên mm−1 ji bo qiraxa Fe 2p L2.3, qiraxa Cr 2p L2.3, qiraxa Ni 2p L2.3, û qiraxa Ce M4.5, çareseriya enerjiya xeta tîrêjê wekî E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 û flux ≈1012 ph/s hate texmîn kirin. 2000 û 2000 ≈1012 f/s ji bo bikaranîna modîfîcirovannogo monoxromatora SX-700 SX-700 SX-700 для Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 и кромка Ce M4,5. Ji ber vê yekê, çareseriya enerjiyê ya kanala tîrêjê wekî E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 û flux ≈1012 f/s bi karanîna monokromatorek SX-700 ya guhertî bi gratingek Si ya 1200 xet/mm ji bo qiraxa Fe 2p L2,3, qiraxa Cr 2p L2.3, qiraxa Ni 2p L2.3, û qiraxa Ce M4.5 hate texmîn kirin.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，1 过0 为线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 Ｘ 为 为 为1200 线 mm-1 光栅 改进 的 SX-700 单色器 于 于 于 用 用 用Fe 2p L2.3 辁缘、Cr 2p.2p.边缘和Ce M4.5 边缘.Ji ber vê yekê, dema ku monokromatorek SX-700 a guhertî bi gratingek Si ya 1200 rêzî tê bikar anîn. 3, qiraxa Cr 2p L2.3, qiraxa Ni 2p L2.3 û qiraxa Ce M4.5.Enerjiya fotonê bi gavên 0.2 eV bişopînin. Li ser her enerjiyê, wêneyên PEEM bi karanîna detektorek CMOS-ê ya bi fîber-girêdayî ya TVIPS F-216-ê bi 2 x 2 qutiyan hatin tomar kirin, ku çareseriyek 1024 × 1024 pîksel di qadeke dîtinê ya 20 µm de peyda dike. Dema eşkerekirina wêneyan 0.2 s bû, bi navînî 16 çarçove. Enerjiya wêneya fotoelektronê bi awayekî tê hilbijartin ku sînyala elektrona duyemîn a herî zêde peyda bike. Hemî pîvandin di bûyera normal de bi karanîna tîrêjek fotonê ya bi polarîzasyona xêzikî hatin kirin. Agahiyên bêtir li ser pîvandinan dikarin di lêkolînek berê de werin dîtin. Piştî lêkolîna moda tespîtkirina hilberîna elektrona tevahî (TEY) û sepandina wê di X-PEEM49 de, kûrahiya ceribandina vê rêbazê ji bo sînyala Cr bi qasî 4-5 nm û ji bo Fe bi qasî 6 nm tê texmîn kirin. Kûrahiya Cr pir nêzîkî qalindahiya fîlma oksîdê ye (~4 nm)60,61 dema ku kûrahiya Fe ji qalindahiyê mezintir e. XRD ya li qiraxa Fe L hatî berhevkirin, tevlîheviyek ji XRD ya oksîdên hesin û Fe0 ji matrîksê ye. Di rewşa yekem de, şîdeta elektronên ku têne derxistin ji hemî celebên gengaz ên elektronan tê ku beşdarî TEY dibin. Lêbelê, sînyalek hesinê saf ji bo ku elektron ji qata oksîdê derbasî rûyê bibin û ji hêla analîzker ve werin berhevkirin, enerjiya kînetîk a bilindtir hewce dike. Di vê rewşê de, sînyala Fe0 bi giranî ji ber elektronên LVV Auger, û her weha elektronên duyemîn ên ku ji hêla wan ve têne derxistin e. Wekî din, şîdeta TEY ya ku ji hêla van elektronan ve tê dayîn di dema rêça revîna elektronan de kêm dibe, û bersiva spektral a Fe0 di nexşeya XAS ya hesin de bêtir kêm dike.
Yekkirina lêkolîna daneyan di nav kubeke daneyan de (daneyên X-PEEM) gaveke sereke ye di derxistina agahiyên têkildar (taybetmendiyên kîmyewî an fîzîkî) de bi rêbazeke piralî. Komkirina K-means bi berfirehî di gelek waran de tê bikar anîn, di nav de dîtina makîneyê, pêvajoya wêneyê, naskirina qalibên bêçavdêrî, aqilê sûnî, û analîza dabeşkirinê. Mînakî, komkirina K-means di komkirina daneyên wêneyên hîperspektral de baş performans kiriye. Di prensîbê de, ji bo daneyên pir-taybetmendî, algorîtmaya K-means dikare bi hêsanî wan li gorî agahiyên li ser taybetmendiyên wan (taybetmendiyên enerjiya fotonê) kom bike. Komkirina K-means algorîtmayek dubarekirî ye ji bo dabeşkirina daneyan di K komên ne-hevgirtî (kom) de, ku her pîksel aîdî komeke taybetî ye li gorî belavbûna fezayî ya nehomojenîteya kîmyewî di pêkhateya mîkrostruktura pola de. Algorîtmaya K-means du qonaxan dihewîne: di qonaxa yekem de, K navend têne hesibandin, û di qonaxa duyemîn de, ji her xalekê re komek bi navendroidên cîran tê destnîşankirin. Navenda giraniyê ya komekê wekî navîniya aritmetîkî ya xalên daneyê (spektruma XAS) ji bo wê komê tê pênasekirin. Ji bo pênasekirina navendroidên cîran wekî dûrahiya Euclidean dûrbûnên cûrbecûr hene. Ji bo wêneyek têketinê ya px,y (ku x û y çareseriya bi pîkselan in), CK navenda giraniyê ya komê ye; ev wêne dûv re dikare bi karanîna K-means63 were dabeş kirin (kom kirin) di K koman de. Gavên dawîn ên algorîtmaya komkirina K-means ev in:
Gav 2. Endametiya hemû pîkselan li gorî navendê niha hesab bike. Bo nimûne, ew ji dûrahiya Euklîdî d di navbera navend û her pîkselê de tê hesibandin:
Gava 3. Her pîkselê li navenda herî nêzîk bicîh bikin. Piştre pozîsyonên K navendên navendî wiha ji nû ve hesab bikin:
Gava 4. Pêvajoyê dubare bikin (hevkêşeyên (7) û (8)) heta ku navend li hev bicivin. Encamên kalîteya komkirina dawîn bi hilbijartina çêtirîn a navendeyên destpêkê re bi xurtî têkildar in. Ji bo avahiya daneyên PEEM ên wêneyên pola, bi gelemperî X (x × y × λ) kubek daneyên rêza 3D ye, di heman demê de eksên x û y agahdariya fezayî (çareseriya pîkselê) temsîl dikin û eksên λ bi wêneyek spektral a enerjiya fotonê re têkildar in. Algorîtmaya K-means ji bo lêkolîna herêmên balkêş di daneyên X-PEEM de bi veqetandina pîkselan (kom an jî bin-blokan) li gorî taybetmendiyên wan ên spektral û derxistina navendeyên çêtirîn (profîlên spektral ên XAS) ji bo her analît tê bikar anîn. Ew ji bo lêkolîna belavkirina fezayî, guhertinên spektral ên herêmî, tevgera oksîdasyonê û rewşên kîmyewî tê bikar anîn. Mînakî, algorîtmaya komkirina K-means ji bo herêmên qiraxa Fe L û qiraxa Cr di X-PEEM-a germ-xebitî û sar-gêrkirî de hate bikar anîn. Ji bo dîtina kom û navendên çêtirîn, hejmareke cuda ji K koman (herêmên mîkroavahîyê) hatin ceribandin. Dema ku ev hejmar têne nîşandan, pîksel ji nû ve li navendên komê yên têkildar têne veqetandin. Her belavkirina rengan li gorî navenda komê ye, ku rêzkirina fezayî ya tiştên kîmyewî an fîzîkî nîşan dide. Navendîyên hatine derxistin tevliheviyên xêzikî yên spektrumên paqij in.
Agahiyên ku piştgiriyê didin encamên vê lêkolînê li ser daxwazek maqûl ji nivîskarê WC-yê yê têkildar peyda dibin.
Sieurin, H. & Sandström, R. Berxwedana şikestinê ya pola dupleks a zengarnegir a qelandî. Sieurin, H. & Sandström, R. Berxwedana şikestinê ya pola dupleks a zengarnegir a qelandî. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Berxwedana şikestinê ya pola zengarnegir a dupleks a weldkirî. 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. Berxwedana şikestinê ya pola zengarnegir ên dupleks ên qelandî.Britannia. Beşa perçeyî. fur. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Berxwedana korozyonê ya pola zengarnegir ên dupleks di asîdên organîk û hawîrdorên asîd/klorîd ên organîk ên bijartî de. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Berxwedana korozyonê ya pola zengarnegir ên dupleks di asîdên organîk û hawîrdorên asîd/klorîd ên organîk ên bijartî de.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. û Van Der Merwe, J. Berxwedana korozyonê ya pola zengarnegir ên dupleks di jîngehên bi hin asîdên organîk û asîd/klorîdên organîk de. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. û Van Der Merwe, J. Berxwedana korozyonê ya pola zengarnegir ên dupleks di hawîrdorên bijartî yên asîdên organîk û asîdên organîk/klorîd de.parêzker. Materyalên Rêbaz 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. û yên din. Reftara oksîdasyona korozyonê ya alavên dupleks ên Fe-Al-Mn-C. Materyalên 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Nifşê nû yê pola super dupleks ji bo hilberîna gaz û petrolê ya alavên. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Nifşê nû yê pola super dupleks ji bo hilberîna gaz û petrolê ya alavên.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Nifşê nû yê pola super dupleks ji bo alavên hilberîna petrol û gazê.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Nifşê nû yê pola super dupleks ji bo alavên hilberîna gaz û petrolê. Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Lêkolîna li ser tevgera deformasyona germ a pola zengarnegir a dupleks a pola 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Lêkolîna li ser tevgera deformasyona germ a pola zengarnegir a dupleks a pola 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metal. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Lêkolînek li ser Reftara Deformasyona Germ a Pola Zengarnegir a Dupleks a Tîpa 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 双相不锈钢2507 级热变形行为的研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级热变形行为的研究。Kingklang, S. û Utaisansuk, V. Lêkolîna Reftara Deformasyona Germ a Pola Zengarnegir a Dupleks a Tîpa 2507. Metal.alma mater. trans. 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. û yên din. Bandora gerandina sar a kontrolkirî li ser mîkroavahî û taybetmendiyên mekanîkî yên pola zengarnegir a super-duplex SAF 2507 a bi seryûmê hatî guherandin. alma mater. zanist. Britannia. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. û yên din. Taybetmendiyên avahî û mekanîkî yên ku ji ber deformasyona germî ya pola zengarnegir a super-duplex SAF 2507 a bi seryûmê hatî guherandin çêdibin. J. Alma mater. tanka hilanînê. teknolojî. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Bandora elementên erdên nadir li ser tevgera oksîdasyona germahiya bilind a pola austenîtîk. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Bandora elementên erdên nadir li ser tevgera oksîdasyona germahiya bilind a pola austenîtîk.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. û Zheng K. Bandora elementên erdên nadir li ser tevgera pola austenîtîk di bin oksîdasyona germahiya bilind de. Zheng, Z., Wang, S., Dirêj, 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., Dirêj, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. û Zheng K. Bandora elementên erdên nadir li ser tevgera pola austenîtîk di oksîdasyona germahiya bilind de.koros. zanist. 164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Bandorên Ce li ser mîkroavahî û taybetmendiyên pola zengarnegir ên super-ferrîtîk ên 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Bandorên Ce li ser mîkroavahî û taybetmendiyên pola zengarnegir ên super-ferrîtîk ên 27Cr-3.8Mo-2Ni.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. û Sun S. Bandora Se li ser mîkroavahî û taybetmendiyên pola yên zengarnegir ên superferrîtîk 27Cr-3,8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Ce 对27Cr-3.8Mo-2Ni 超铁素体不锈钢的显微组织和性能瓄录 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Bandora Ce li ser mîkroavahî û taybetmendiyên pola zengarnegir a super-pola 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние C. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Bandora Ce li ser mîkroavahî û taybetmendiyên pola zengarnegir a superferrîtîk 27Cr-3,8Mo-2Ni.Nîşana hesinî. Steelmak 47, 67–76 (2020).