Terima kasih kerana melawat Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan CSS yang terhad.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau lumpuhkan Mod Keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan menjadikan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Keluli tahan karat yang digunakan secara meluas dan versi tempanya adalah tahan terhadap kakisan dalam keadaan ambien disebabkan oleh lapisan pempasifan yang terdiri daripada kromium oksida.Hakisan dan hakisan keluli secara tradisinya dikaitkan dengan pemusnahan lapisan ini, tetapi jarang pada tahap mikroskopik, bergantung pada asal ketidakhomogenan permukaan.Dalam kerja ini, heterogeniti kimia permukaan berskala nano yang dikesan oleh mikroskop spektroskopi dan analisis kemometrik secara tidak dijangka menguasai penguraian dan kakisan keluli tahan karat super dupleks 2507 (SDSS) yang diubah suai serium gelek sejuk semasa tingkah laku ubah bentuk panasnya.sisi lain.Walaupun mikroskop fotoelektron sinar-X menunjukkan liputan yang agak seragam bagi lapisan Cr2O3 semula jadi, SDSS gelek sejuk menunjukkan hasil pempasifan yang lemah disebabkan oleh pengedaran setempat bagi pulau-pulau nano Fe3+ pada lapisan oksida Fe/Cr.Pengetahuan di peringkat atom ini memberikan pemahaman mendalam tentang kakisan keluli tahan karat dan dijangka membantu memerangi kakisan logam aloi tinggi yang serupa.
Sejak penciptaan keluli tahan karat, rintangan kakisan aloi ferrochromium telah dikaitkan dengan kromium, yang membentuk oksida/oksihidroksida kuat yang mempamerkan tingkah laku pasif dalam kebanyakan persekitaran.Berbanding dengan keluli tahan karat konvensional (austenit dan feritik), keluli tahan karat super dupleks (SDSS) dengan rintangan kakisan yang lebih baik mempunyai sifat mekanikal yang unggul1,2,3.Kekuatan mekanikal yang lebih tinggi membolehkan reka bentuk yang lebih ringan dan lebih padat.Sebaliknya, SDSS yang menjimatkan mempunyai rintangan yang tinggi terhadap kakisan pitting dan celah, menghasilkan hayat perkhidmatan yang lebih lama dan aplikasi yang lebih luas dalam kawalan pencemaran, bekas kimia, dan industri minyak dan gas luar pesisir4.Walau bagaimanapun, julat sempit suhu rawatan haba dan kebolehbentukan yang lemah menghalang penggunaan praktikalnya yang luas.Oleh itu, SDSS telah diubah suai untuk menambah baik sifat di atas.Sebagai contoh, pengubahsuaian Ce dan penambahan tinggi N 6, 7, 8 telah diperkenalkan pada 2507 SDSS (Ce-2507).Kepekatan yang sesuai bagi unsur nadir bumi (Ce) 0.08 wt.% mempunyai kesan yang baik terhadap sifat mekanikal DSS, kerana ia meningkatkan penghalusan bijirin dan kekuatan sempadan bijian.Rintangan haus dan kakisan, kekuatan tegangan dan kekuatan hasil, dan kebolehkerjaan panas juga telah dipertingkatkan9.Jumlah nitrogen yang besar boleh menggantikan kandungan nikel yang mahal, menjadikan SDSS lebih kos efektif10.
Baru-baru ini, SDSS telah diubah bentuk secara plastik pada pelbagai suhu (suhu rendah, sejuk dan panas) untuk mencapai sifat mekanikal yang sangat baik6,7,8.Walau bagaimanapun, rintangan kakisan SDSS yang sangat baik adalah disebabkan oleh kehadiran filem oksida nipis di permukaan, yang dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti kehadiran banyak fasa dengan sempadan butiran yang berbeza, mendakan yang tidak diingini dan tindak balas yang berbeza.struktur mikro tak homogen dalaman pelbagai fasa austenit dan feritik adalah cacat 7 .Oleh itu, kajian sifat mikrodomain filem tersebut pada tahap struktur elektronik adalah amat penting untuk memahami kakisan SDSS dan memerlukan teknik eksperimen yang kompleks.Sehingga kini, kaedah sensitif permukaan seperti spektroskopi elektron Auger11 dan spektroskopi fotoelektron sinar-X12,13,14,15 serta sistem fotoelektron fotoelektron sinar-X yang keras membezakan, tetapi sering gagal untuk memisahkan, keadaan kimia unsur yang sama dalam titik berbeza dalam ruang pada skala nano.Beberapa kajian baru-baru ini telah mengaitkan pengoksidaan tempatan kromium kepada tingkah laku kakisan yang diperhatikan bagi 17 keluli tahan karat austenit, 18 keluli tahan karat martensit, dan SDSS 19, 20. Walau bagaimanapun, kajian ini tertumpu terutamanya pada kesan heterogeniti Cr (cth, keadaan pengoksidaan Cr3+) terhadap rintangan kakisan.Heterogenitas sisi dalam keadaan pengoksidaan unsur boleh disebabkan oleh sebatian yang berbeza dengan unsur juzuk yang sama, seperti oksida besi.Sebatian ini mewarisi saiz kecil yang diproses secara termomekanik yang berdekatan antara satu sama lain, tetapi berbeza dari segi komposisi dan keadaan pengoksidaan16,21.Oleh itu, mendedahkan pemusnahan filem oksida dan kemudian pitting memerlukan pemahaman tentang ketidakhomogenan permukaan pada tahap mikroskopik.Walaupun keperluan ini, penilaian kuantitatif seperti heterogeniti pengoksidaan sisi, terutamanya besi pada skala nano/atom, masih kurang dan kepentingannya untuk rintangan kakisan masih belum diterokai.Sehingga baru-baru ini, keadaan kimia pelbagai unsur, seperti Fe dan Ca, telah diterangkan secara kuantitatif pada sampel keluli menggunakan mikroskop fotoelektron sinar-X lembut (X-PEEM) dalam kemudahan sinaran sinkrotron skala nano.Digabungkan dengan teknik spektroskopi serapan sinar-X (XAS) sensitif kimia, X-PEEM membolehkan pengukuran XAS dengan resolusi spatial dan spektrum yang tinggi, memberikan maklumat kimia tentang komposisi unsur dan keadaan kimianya dengan resolusi spatial hingga ke skala nanometer 23 .Pemerhatian spektroskopi ke atas tapak permulaan di bawah mikroskop memudahkan eksperimen kimia tempatan dan secara spatial boleh menunjukkan perubahan kimia yang belum diterokai sebelum ini dalam lapisan Fe.
Kajian ini memanjangkan kelebihan PEEM dalam mengesan perbezaan kimia pada skala nano dan membentangkan kaedah analisis permukaan tahap atom yang berwawasan untuk memahami tingkah laku kakisan Ce-2507.Ia menggunakan K-means cluster chemometric data24 untuk memetakan komposisi kimia global (heterogeneity) unsur-unsur yang terlibat, dengan keadaan kimia mereka dibentangkan dalam perwakilan statistik.Tidak seperti kakisan konvensional yang disebabkan oleh pecahan filem kromium oksida, pempasifan yang lemah semasa dan rintangan kakisan yang lemah adalah disebabkan oleh pulau-pulau kecil Fe3+ yang kaya setempat berhampiran lapisan oksida Fe/Cr, yang mungkin merupakan serangan oleh oksida pelindung.Ia membentuk filem di tempat dan menyebabkan kakisan.
Tingkah laku menghakis SDSS 2507 yang cacat pertama kali dinilai menggunakan pengukuran elektrokimia.Pada rajah.Rajah 1 menunjukkan lengkung Nyquist dan Bode untuk sampel terpilih dalam larutan akueus berasid (pH = 1) FeCl3 pada suhu bilik.Elektrolit terpilih bertindak sebagai agen pengoksidaan yang kuat, mencirikan kecenderungan filem pempasifan untuk rosak.Walaupun bahan tidak mengalami pitting suhu bilik yang stabil, analisis ini memberikan gambaran tentang kemungkinan kejadian kegagalan dan proses pasca-karat.Litar setara (Rajah 1d) digunakan untuk memuatkan spektroskopi impedans elektrokimia (EIS), dan keputusan pemasangan sepadan ditunjukkan dalam Jadual 1. Separuh bulatan yang tidak lengkap muncul semasa menguji sampel yang dirawat dan dikerjakan dengan panas, manakala separuh bulatan termampat yang sepadan digulung sejuk (Rajah 1b).Dalam spektrum EIS, jejari separuh bulatan boleh dianggap sebagai rintangan polarisasi (Rp)25,26.Rp larutan SDSS yang dirawat dalam Jadual 1 adalah kira-kira 135 kΩ cm-2, namun untuk SDSS yang dikerjakan secara panas dan sejuk, kita boleh melihat nilai yang jauh lebih rendah masing-masing iaitu 34.7 dan 2.1 kΩ cm–2.Penurunan ketara dalam Rp ini menunjukkan kesan buruk ubah bentuk plastik terhadap pempasifan dan rintangan kakisan, seperti yang ditunjukkan dalam laporan sebelumnya 27, 28, 29, 30.
a Nyquist, b, c Impedans Bode dan rajah fasa, dan model litar setara untuk d, dengan RS ialah rintangan elektrolit, Rp ialah rintangan polarisasi, dan QCPE ialah oksida unsur fasa malar yang digunakan untuk memodelkan kemuatan bukan ideal (n) .Pengukuran EIS telah dijalankan pada potensi tanpa beban.
Pemalar tertib pertama ditunjukkan dalam rajah Bode dan dataran tinggi frekuensi tinggi mewakili rintangan elektrolit RS26.Apabila frekuensi berkurangan, impedans meningkat dan sudut fasa negatif ditemui, menunjukkan penguasaan kapasitansi.Sudut fasa meningkat, mengekalkan nilai maksimumnya dalam julat frekuensi yang agak luas, dan kemudian berkurangan (Rajah 1c).Walau bagaimanapun, dalam ketiga-tiga kes nilai maksimum ini masih kurang daripada 90°, menunjukkan tingkah laku kapasitif yang tidak ideal disebabkan oleh penyebaran kapasitif.Oleh itu, elemen fasa malar QCPE (CPE) digunakan untuk mewakili taburan kemuatan antara muka yang diperoleh daripada kekasaran permukaan atau ketidakhomogenan, terutamanya dari segi skala atom, geometri fraktal, keliangan elektrod, potensi tidak seragam, dan taburan arus bergantung permukaan.Geometri elektrod31,32.Impedans CPE:
di mana j ialah nombor khayalan dan ω ialah kekerapan sudut.QCPE ialah pemalar bebas frekuensi yang berkadar dengan kawasan terbuka aktif elektrolit.n ialah nombor kuasa tak berdimensi yang menerangkan sisihan daripada kelakuan kapasitif ideal bagi sebuah kapasitor, iaitu semakin hampir n kepada 1, lebih dekat CPE kepada kapasitans tulen, dan jika n hampir kepada sifar, ia adalah rintangan.Sisihan kecil n, hampir kepada 1, menunjukkan kelakuan kapasitif bukan ideal permukaan selepas ujian polarisasi.QCPE SDSS canai sejuk jauh lebih tinggi daripada produk serupa, yang bermaksud kualiti permukaan kurang seragam.
Selaras dengan kebanyakan sifat rintangan kakisan keluli tahan karat, kandungan Cr SDSS yang agak tinggi secara amnya menghasilkan rintangan kakisan unggul SDSS disebabkan kehadiran filem oksida pelindung pasif pada permukaan17.Filem pasif ini biasanya kaya dengan Cr3+ oksida dan/atau hidroksida, terutamanya mengintegrasikan Fe2+, Fe3+ oksida dan/atau (oksi)hidroksida 33 .Walaupun keseragaman permukaan yang sama, lapisan oksida pasif, dan tiada kerosakan yang boleh dilihat pada permukaan, seperti yang ditentukan oleh imej mikroskopik,6,7 kelakuan kakisan SDSS kerja panas dan gelek sejuk adalah berbeza dan oleh itu memerlukan kajian mendalam tentang mikrostruktur ubah bentuk dan ciri struktur keluli.
Struktur mikro keluli tahan karat yang cacat telah disiasat secara kuantitatif menggunakan sinar-X tenaga tinggi dalaman dan sinkrotron (Rajah Tambahan 1, 2).Analisis terperinci disediakan dalam Maklumat Tambahan.Walaupun ia sebahagian besarnya sepadan dengan jenis fasa utama, perbezaan dalam pecahan isipadu fasa ditemui, yang disenaraikan dalam Jadual Tambahan 1. Perbezaan ini boleh dikaitkan dengan pecahan fasa tidak homogen di permukaan, serta pecahan fasa isipadu yang dilakukan pada kedalaman yang berbeza.pengesanan melalui pembelauan sinar-X.(XRD) dengan pelbagai sumber tenaga foton kejadian.Perkadaran austenit yang lebih tinggi dalam spesimen gelek sejuk, yang ditentukan oleh XRD daripada sumber makmal, menunjukkan pempasifan yang lebih baik dan seterusnya rintangan kakisan yang lebih baik35, manakala keputusan yang lebih tepat dan statistik menunjukkan arah aliran yang bertentangan dalam perkadaran fasa.Selain itu, rintangan kakisan keluli juga bergantung kepada tahap penghalusan butiran, pengurangan saiz butiran, peningkatan dalam mikrodeformasi dan ketumpatan kehelan yang berlaku semasa rawatan termomekanikal36,37,38.Spesimen kerja panas mempamerkan sifat yang lebih berbutir, menunjukkan butiran bersaiz mikron, manakala gelang licin yang diperhatikan dalam spesimen gelek sejuk (Tambahan Rajah 3) menunjukkan penghalusan butiran yang ketara kepada skala nano dalam kerja sebelumnya6, yang sepatutnya menyumbang kepada pempasifan filem.pembentukan dan peningkatan rintangan kakisan.Ketumpatan kehelan yang lebih tinggi biasanya dikaitkan dengan rintangan yang lebih rendah terhadap pitting, yang sesuai dengan pengukuran elektrokimia.
Perubahan dalam keadaan kimia mikrodomain unsur asas telah dikaji secara sistematik menggunakan X-PEEM.Walaupun terdapat banyak unsur pengaloian, Cr, Fe, Ni dan Ce39 telah dipilih di sini, memandangkan Cr ialah elemen utama untuk pembentukan filem pempasifan, Fe ialah elemen utama dalam keluli, dan Ni meningkatkan pempasifan dan mengimbangi struktur fasa ferit-austenit dan tujuan pengubahsuaian Ce.Dengan melaraskan tenaga sinaran synchrotron, RAS disalut dari permukaan dengan ciri utama Cr (tepi L2.3), Fe (tepi L2.3), Ni (tepi L2.3) dan Ce (tepi M4.5).pembentukan panas dan gelek sejuk Ce-2507 SDSS.Analisis data yang sesuai dilakukan dengan memasukkan penentukuran tenaga dengan data yang diterbitkan (cth XAS 40, 41 pada Fe L2, 3 tepi).
Pada rajah.Rajah 2 menunjukkan imej X-PEEM bagi kerja panas (Rajah 2a) dan gulung sejuk (Rajah 2d) Ce-2507 SDSS dan tepi XAS yang sepadan bagi Cr dan Fe L2,3 pada lokasi yang ditanda secara individu.Tepi L2,3 XAS menyiasat keadaan 3d yang tidak berpenghuni selepas pengujaan foto elektron pada tahap pemisahan orbit putaran 2p3/2 (tepi L3) dan 2p1/2 (tepi L2).Maklumat tentang keadaan valens Cr diperoleh daripada XAS di tepi L2,3 dalam Rajah 2b, e.Perbandingan dengan hakim.42,43 menunjukkan bahawa empat puncak diperhatikan berhampiran tepi L3, dinamakan A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) dan D (582.2 eV), mencerminkan oktahedral Cr3+, sepadan dengan ion Cr2O3.Spektrum eksperimen bersetuju dengan pengiraan teori yang ditunjukkan dalam panel b dan e, diperoleh daripada pelbagai pengiraan medan kristal pada antara muka Cr L2.3 menggunakan medan kristal 2.0 eV44.Kedua-dua permukaan SDSS kerja panas dan gelek sejuk disalut dengan lapisan Cr2O3 yang agak seragam.
a imej terma X-PEEM bagi SDSS ubah bentuk terma sepadan dengan b tepi Cr L2.3 dan c tepi Fe L2.3, d imej terma X-PEEM bagi SDSS gelek sejuk sepadan dengan e tepi Cr L2.3 dan f Fe L2 .3 tepi tepi ( f).Spektrum XAS diplot pada kedudukan spatial berbeza yang ditandakan pada imej terma (a, d), garis putus-putus oren dalam (b) dan (e) mewakili spektrum XAS simulasi Cr3+ dengan nilai medan kristal 2.0 eV.Untuk imej X-PEEM, gunakan palet terma untuk meningkatkan kebolehbacaan imej, dengan warna dari biru ke merah adalah berkadar dengan keamatan penyerapan sinar-X (dari rendah ke tinggi).
Tanpa mengira persekitaran kimia unsur logam ini, keadaan kimia penambahan unsur pengaloian Ni dan Ce untuk kedua-dua sampel kekal tidak berubah.Lukisan tambahan.Rajah 5-9 menunjukkan imej X-PEEM dan spektrum XAS yang sepadan untuk Ni dan Ce pada pelbagai kedudukan pada permukaan spesimen kerja panas dan gelek sejuk.Ni XAS menunjukkan keadaan pengoksidaan Ni2+ ke atas keseluruhan permukaan terukur spesimen yang dikerjakan dengan panas dan gelek sejuk (Perbincangan Tambahan).Perlu diingatkan bahawa, dalam kes sampel kerja panas, isyarat XAS Ce tidak diperhatikan, manakala dalam kes sampel gulung sejuk, spektrum Ce3+ diperhatikan.Pemerhatian bintik Ce dalam sampel gulung sejuk menunjukkan bahawa Ce terutamanya muncul dalam bentuk mendakan.
Dalam SDSS yang cacat terma, tiada perubahan struktur tempatan dalam XAS pada tepi Fe L2,3 diperhatikan (Rajah 2c).Walau bagaimanapun, matriks Fe mikro-serantau menukar keadaan kimianya pada tujuh titik yang dipilih secara rawak SDSS gelek sejuk, seperti ditunjukkan dalam Rajah 2f.Di samping itu, untuk mendapatkan idea yang tepat tentang perubahan dalam keadaan Fe di lokasi terpilih dalam Rajah 2f, kajian permukaan tempatan telah dilakukan (Rajah 3 dan Rajah Tambahan 10) di mana kawasan bulat yang lebih kecil telah dipilih.Spektrum XAS bagi tepi Fe L2,3 sistem α-Fe2O3 dan oksida oktahedral Fe2+ telah dimodelkan dengan pelbagai pengiraan medan kristal menggunakan medan kristal 1.0 (Fe2+) dan 1.0 (Fe3+)44. Kami ambil perhatian bahawa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 mempunyai simetri tempatan yang berbeza45,46, Fe3O4 mempunyai gabungan kedua-dua Fe2+ & Fe3+,47, dan FeO45 sebagai Fe2+ oksida secara formal divalen (3d6). Kami ambil perhatian bahawa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 mempunyai simetri tempatan yang berbeza45,46, Fe3O4 mempunyai gabungan kedua-dua Fe2+ & Fe3+,47, dan FeO45 sebagai Fe2+ oksida secara formal divalen (3d6).Ambil perhatian bahawa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 mempunyai simetri tempatan yang berbeza45,46, Fe3O4 menggabungkan kedua-dua Fe2+ dan Fe3+,47 dan FeO45 dalam bentuk oksida divalen secara formal Fe2+ (3d6).Ambil perhatian bahawa α-Fe2O3 dan γ-Fe2O3 mempunyai simetri tempatan yang berbeza45,46, Fe3O4 mempunyai gabungan Fe2+ dan Fe3+,47 dan FeO45 bertindak sebagai divalen formal Fe2+ oksida (3d6).Semua ion Fe3+ dalam α-Fe2O3 hanya mempunyai kedudukan Oh, manakala γ-Fe2O3 biasanya diwakili oleh Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] cth O4 spinel dengan kekosongan dalam kedudukan cth.Oleh itu, ion Fe3+ dalam γ-Fe2O3 mempunyai kedua-dua kedudukan Td dan Oh.Seperti yang dinyatakan dalam kertas sebelum ini,45 walaupun nisbah keamatan kedua-duanya berbeza, nisbah keamatannya eg/t2g ialah ≈1, manakala dalam kes ini nisbah keamatan yang diperhatikan eg/t2g ialah kira-kira 1. Ini tidak termasuk kemungkinan bahawa dalam keadaan semasa hanya Fe3+ sahaja yang ada.Memandangkan kes Fe3O4 dengan kedua-dua Fe2+ dan Fe3+, ciri pertama yang diketahui mempunyai kelebihan L3 yang lebih lemah (lebih kuat) untuk Fe menunjukkan keadaan tidak berpenghuni yang lebih kecil (lebih besar) t2g.Ini terpakai kepada Fe2+ (Fe3+), yang menunjukkan bahawa ciri pertama peningkatan menunjukkan peningkatan dalam kandungan Fe2+47.Keputusan ini menunjukkan bahawa kewujudan bersama Fe2+ dan γ-Fe2O3, α-Fe2O3 dan/atau Fe3O4 mendominasi pada permukaan gelek sejuk komposit.
Imej pengimejan terma fotoelektron yang diperbesarkan bagi spektrum XAS (a, c) dan (b, d) melintasi tepi Fe L2,3 pada pelbagai kedudukan spatial dalam kawasan terpilih 2 dan E dalam Rajah.2h.
Data eksperimen yang diperolehi (Rajah 4a dan Rajah Tambahan 11) diplot dan dibandingkan dengan data untuk sebatian tulen 40, 41, 48. Tiga jenis spektrum Fe L-edge XAS yang diperhatikan secara eksperimen (XAS- 1, XAS-2 dan XAS-3: Rajah 4a).Khususnya, spektrum 2-a (ditandakan sebagai XAS-1) dalam Rajah 3b diikuti dengan spektrum 2-b (berlabel XAS-2) diperhatikan di seluruh kawasan pengesanan, manakala spektrum seperti E-3 diperhatikan dalam rajah 3d (berlabel XAS-3) diperhatikan di lokasi tertentu.Sebagai peraturan, empat parameter digunakan untuk mengenal pasti keadaan valens sedia ada dalam sampel yang dikaji: (1) ciri spektrum L3 dan L2, (2) kedudukan tenaga bagi ciri L3 dan L2, (3) perbezaan tenaga L3-L2., ( 4) nisbah keamatan L2/L3.Menurut pemerhatian visual (Rajah 4a), ketiga-tiga komponen Fe, iaitu, Fe0, Fe2+, dan Fe3+, terdapat pada permukaan SDSS yang sedang dikaji.Nisbah keamatan yang dikira L2/L3 juga menunjukkan kehadiran ketiga-tiga komponen.
a Simulasi spektrum XAS Fe dengan tiga data eksperimen berbeza yang diperhatikan (garisan pepejal XAS-1, XAS-2 dan XAS-3 sepadan dengan 2-a, 2-b dan E-3 dalam Rajah 2 dan 3) Perbandingan , Octahedrons Fe2+, Fe3+ dengan nilai medan kristal masing-masing 1.0 eV, X-1.5 b, data eksperimen XAS, X-1.5 eV. AS-3) dan data LCF yang dioptimumkan yang sepadan (garis hitam pepejal), dan juga dalam bentuk spektrum XAS-3 dengan piawaian Fe3O4 (keadaan campuran Fe) dan Fe2O3 (Fe3+ tulen).
Padanan kombinasi linear (LCF) daripada tiga piawai 40, 41, 48 digunakan untuk mengukur komposisi oksida besi.LCF telah dilaksanakan untuk tiga spektrum Fe L-edge XAS terpilih yang menunjukkan kontras tertinggi, iaitu XAS-1, XAS-2 dan XAS-3, seperti ditunjukkan dalam Rajah 4b–d.Untuk kelengkapan LCF, 10% Fe0 telah diambil kira dalam semua kes disebabkan oleh fakta bahawa kami memerhatikan langkan kecil dalam semua data, dan juga disebabkan oleh fakta bahawa besi logam adalah komponen utama keluli. Sesungguhnya, kedalaman percubaan X-PEEM untuk Fe (~6 nm)49 adalah lebih besar daripada anggaran ketebalan lapisan pengoksidaan (sedikit > 4 nm), membenarkan pengesanan isyarat daripada matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pempasifan. Sesungguhnya, kedalaman percubaan X-PEEM untuk Fe (~6 nm)49 adalah lebih besar daripada anggaran ketebalan lapisan pengoksidaan (sedikit > 4 nm), membenarkan pengesanan isyarat daripada matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pempasifan. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окислениго (> 4 tahun bulan) ужить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Sesungguhnya, kedalaman X-PEEM probe untuk Fe (~6 nm)49 adalah lebih besar daripada ketebalan lapisan pengoksidaan yang diandaikan (sedikit >4 nm), yang memungkinkan untuk mengesan isyarat daripada matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pempasifan.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），允许来杀杀铁基体（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） 允记层 下方 铁基体 （fe0） 的。 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号 信号Фактически, глубина обнаружения Fe (~ 6 нм) 49 с помощью X-PEEM больше, чем предполагаемая толщина оксидного ( понзного > сидного > оляет обнаруживать сигнал от железной матрицы (Fe0) ниже пассивирующего слоя. Malah, kedalaman pengesanan Fe (~6 nm) 49 oleh X-PEEM adalah lebih besar daripada ketebalan lapisan oksida yang dijangkakan (sedikit > 4 nm), yang membolehkan pengesanan isyarat daripada matriks besi (Fe0) di bawah lapisan pempasifan. .Pelbagai kombinasi Fe2+ dan Fe3+ telah dilakukan untuk mencari penyelesaian terbaik bagi data eksperimen yang diperhatikan.Pada rajah.4b menunjukkan spektrum XAS-1 untuk gabungan Fe2+ dan Fe3+, di mana perkadaran Fe2+ dan Fe3+ adalah serupa kira-kira 45%, menunjukkan keadaan pengoksidaan campuran Fe.Manakala bagi spektrum XAS-2, peratusan Fe2+ dan Fe3+ masing-masing menjadi ~30% dan 60%.Fe2+ ​​​​kurang daripada Fe3+.Nisbah Fe2+ kepada Fe3, sama dengan 1:2, bermakna Fe3O4 boleh dibentuk pada nisbah yang sama antara ion Fe.Di samping itu, untuk spektrum XAS-3, peratusan Fe2+ dan Fe3+ menjadi ~10% dan 80%, yang menunjukkan penukaran Fe2+ kepada Fe3+ yang lebih tinggi.Seperti yang dinyatakan di atas, Fe3+ boleh datang daripada α-Fe2O3, γ-Fe2O3 atau Fe3O4.Untuk memahami sumber Fe3+ yang paling berkemungkinan, spektrum XAS-3 telah diplot dengan piawaian Fe3+ yang berbeza dalam Rajah 4e, menunjukkan persamaan dengan kedua-dua piawai apabila mempertimbangkan puncak B.Walau bagaimanapun, keamatan puncak bahu (A: dari Fe2+) dan nisbah keamatan B/A menunjukkan bahawa spektrum XAS-3 adalah hampir, tetapi tidak bertepatan dengan spektrum γ-Fe2O3.Berbanding dengan pukal γ-Fe2O3, puncak Fe 2p XAS A SDSS mempunyai keamatan lebih tinggi sedikit (Rajah 4e), yang menunjukkan keamatan Fe2+ yang lebih tinggi.Walaupun spektrum XAS-3 adalah serupa dengan γ-Fe2O3, di mana Fe3+ hadir pada kedudukan Oh dan Td, pengenalpastian keadaan valens yang berbeza dan koordinasi hanya di sepanjang tepi L2,3 atau nisbah keamatan L2/L3 kekal sebagai subjek penyelidikan yang berterusan.perbincangan disebabkan oleh kerumitan pelbagai faktor yang mempengaruhi spektrum akhir41.
Sebagai tambahan kepada perbezaan spektrum dalam keadaan kimia kawasan terpilih yang diterangkan di atas, heterogeniti kimia global unsur-unsur utama Cr dan Fe juga dinilai dengan mengelaskan semua spektrum XAS yang diperoleh pada permukaan sampel menggunakan kaedah pengelompokan K-means.Profil tepi Cr L membentuk dua kelompok optimum teragih ruang dalam spesimen kerja panas dan gelek sejuk yang ditunjukkan dalam Rajah.5. Adalah jelas bahawa tiada perubahan struktur tempatan dianggap sama, kerana kedua-dua centroid spektrum XAS Cr adalah setanding.Bentuk spektrum kedua-dua kluster ini hampir sama dengan yang sepadan dengan Cr2O342, yang bermaksud bahawa lapisan Cr2O3 mempunyai jarak yang agak sama pada SDSS.
Cr L K-bermaksud gugusan rantau tepi, dan b ialah pusat XAS yang sepadan.Keputusan perbandingan K-means X-PEEM bagi SDSS gelek sejuk: c kawasan tepi Cr L2.3 bagi gugusan K-means dan d XAS centroid yang sepadan.
Untuk menggambarkan peta tepi FeL yang lebih kompleks, empat dan lima kluster yang dioptimumkan dan centroid yang berkaitan (profil spektrum) digunakan untuk spesimen kerja panas dan gelek sejuk, masing-masing.Oleh itu, peratusan (%) Fe2+ dan Fe3+ boleh diperolehi dengan memasangkan LCF yang ditunjukkan dalam Rajah.4.Potensi pseudoelektrod Epseudo sebagai fungsi Fe0 digunakan untuk mendedahkan ketidakhomogenan mikrokimia filem oksida permukaan.Epseudo dianggarkan secara kasar mengikut peraturan pencampuran,
di mana \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) bersamaan dengan \(\rm{Fe} + 2e^ – \ kepada \rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), 0.440 dan 0.036 V, masing-masing.Kawasan dengan potensi yang lebih rendah mempunyai kandungan sebatian Fe3+ yang lebih tinggi.Taburan potensi dalam sampel cacat haba mempunyai watak berlapis dengan perubahan maksimum kira-kira 0.119 V (Rajah 6a, b).Taburan potensi ini berkait rapat dengan topografi permukaan (Rajah 6a).Tiada perubahan lain yang bergantung kepada kedudukan dalam bahagian dalam lamina asas diperhatikan (Rajah 6b).Sebaliknya, untuk penyambungan oksida yang tidak serupa dengan kandungan Fe2+ dan Fe3+ yang berbeza dalam SDSS gelek sejuk, seseorang boleh memerhatikan sifat pseudopotential yang tidak seragam (Rajah 6c, d).Fe3+ oksida dan/atau (oksi)hidroksida ialah juzuk utama karat dalam keluli dan telap kepada oksigen dan air50.Dalam kes ini, pulau yang kaya dengan Fe3+ dianggap sebagai taburan tempatan dan boleh dianggap sebagai kawasan berkarat.Pada masa yang sama, kecerunan dalam medan potensi, dan bukannya nilai mutlak potensi, boleh digunakan sebagai penunjuk untuk penyetempatan tapak kakisan aktif.Taburan Fe2+ dan Fe3+ yang tidak sekata pada permukaan SDSS canai sejuk boleh mengubah kimia tempatan dan menyediakan kawasan permukaan aktif yang lebih praktikal semasa pecahan filem oksida dan tindak balas kakisan, membolehkan matriks logam asas terus terhakis, mengakibatkan heterogeniti dalaman.sifat dan mengurangkan sifat perlindungan lapisan pasif.
K-means clusters dan XAS centroids yang sepadan dalam kawasan pinggir Fe L2.3 ac X-PEEM yang cacat panas dan df SDSS gulung sejuk.a, d K-means plot kelompok yang ditindih pada imej X-PEEM.Potensi pseudoelektrod yang dikira (Epseudo) disebut bersama-sama dengan plot kluster K-means.Kecerahan imej X-PEEM, seperti warna dalam Rajah 2 adalah berkadar dengan keamatan penyerapan sinar-X.
Cr yang agak seragam tetapi keadaan kimia Fe yang berbeza membawa kepada kerosakan filem oksida yang berbeza dan corak kakisan dalam Ce-2507 yang dikerjakan secara panas dan sejuk.Sifat ce-2507 canai sejuk ini telah dikaji dengan baik.Berkenaan dengan pembentukan oksida dan hidroksida Fe dalam udara ambien dalam kerja yang hampir neutral ini, tindak balas adalah seperti berikut:
Tindak balas di atas berlaku dalam senario berikut berdasarkan analisis X-PEEM.Bahu kecil yang sepadan dengan Fe0 dikaitkan dengan besi logam asas.Tindak balas Fe logam dengan persekitaran menghasilkan pembentukan lapisan Fe(OH)2 (persamaan (5)), yang meningkatkan isyarat Fe2+ dalam Fe L-edge XAS.Pendedahan berpanjangan kepada udara boleh mengakibatkan pembentukan Fe3O4 dan/atau Fe2O3 oksida selepas Fe(OH)252,53.Dua bentuk Fe yang stabil, Fe3O4 dan Fe2O3, juga boleh terbentuk dalam lapisan pelindung kaya Cr3+, yang mana Fe3O4 lebih suka struktur yang seragam dan melekit.Kehadiran kedua-duanya menghasilkan keadaan pengoksidaan bercampur (spektrum XAS-1).Spektrum XAS-2 terutamanya sepadan dengan Fe3O4.Manakala pemerhatian spektrum XAS-3 di beberapa tempat menunjukkan penukaran lengkap kepada γ-Fe2O3.Oleh kerana kedalaman penembusan sinar-X yang tidak dilipat adalah kira-kira 50 nm, isyarat dari lapisan bawah menghasilkan keamatan puncak A yang lebih tinggi.
Spektrum XPA menunjukkan bahawa komponen Fe dalam filem oksida mempunyai struktur berlapis yang digabungkan dengan lapisan Cr oksida.Berbeza dengan tanda-tanda pempasifan akibat ketidakhomogenan tempatan Cr2O3 semasa kakisan, walaupun lapisan seragam Cr2O3 dalam kerja ini, rintangan kakisan yang rendah diperhatikan dalam kes ini, terutamanya untuk spesimen gelek sejuk.Tingkah laku yang diperhatikan boleh difahami sebagai kepelbagaian keadaan pengoksidaan kimia di lapisan atas (Fe), yang menjejaskan prestasi kakisan.Oleh kerana stoikiometri yang sama lapisan atas (oksida besi) dan lapisan bawah (kromium oksida)52,53 interaksi yang lebih baik (lekatan) di antara mereka membawa kepada pengangkutan perlahan ion logam atau oksigen dalam kekisi, yang seterusnya, membawa kepada peningkatan rintangan kakisan.Oleh itu, nisbah stoikiometrik berterusan, iaitu satu keadaan pengoksidaan Fe, adalah lebih baik daripada perubahan stoikiometri yang mendadak.SDSS yang cacat haba mempunyai permukaan yang lebih seragam, lapisan pelindung yang lebih padat, dan rintangan kakisan yang lebih baik.Manakala untuk SDSS canai sejuk, kehadiran pulau kaya Fe3+ di bawah lapisan pelindung melanggar integriti permukaan dan menyebabkan kakisan galvanik dengan substrat berdekatan, yang membawa kepada penurunan mendadak dalam Rp (Jadual 1).Spektrum EIS dan rintangan kakisannya dikurangkan.Dapat dilihat bahawa taburan tempatan pulau kaya Fe3+ disebabkan oleh ubah bentuk plastik terutamanya mempengaruhi rintangan kakisan, yang merupakan satu kejayaan dalam kerja ini.Oleh itu, kajian ini membentangkan imej mikroskopik spektroskopi pengurangan rintangan kakisan sampel SDSS yang dikaji dengan kaedah ubah bentuk plastik.
Selain itu, walaupun pengaloian nadir bumi dalam keluli dwi fasa menunjukkan prestasi yang lebih baik, interaksi unsur tambahan ini dengan matriks keluli individu dari segi kelakuan kakisan mengikut mikroskop spektroskopi masih sukar difahami.Kemunculan isyarat Ce (melalui XAS M-edges) hanya muncul di beberapa tempat semasa penggulungan sejuk, tetapi hilang semasa ubah bentuk panas SDSS, menunjukkan pemendakan tempatan Ce dalam matriks keluli, dan bukannya pengaloian homogen.Walaupun tidak meningkatkan sifat mekanikal SDSS6,7 dengan ketara, kehadiran unsur nadir bumi mengurangkan saiz kemasukan dan dianggap menghalang pitting di kawasan awal54.
Kesimpulannya, kerja ini mendedahkan kesan heterogeniti permukaan terhadap kakisan 2507 SDSS yang diubah suai dengan serium dengan mengukur kandungan kimia komponen skala nano.Kami menjawab soalan mengapa keluli tahan karat menghakis walaupun di bawah lapisan oksida pelindung dengan mengukur struktur mikro, kimia permukaan dan pemprosesan isyaratnya menggunakan pengelompokan K-means.Telah ditetapkan bahawa pulau-pulau yang kaya dengan Fe3+, termasuk koordinasi oktahedral dan tetrahedral di sepanjang keseluruhan ciri campuran Fe2+/Fe3+, adalah punca kerosakan dan kakisan filem oksida gelek sejuk SDSS.Nanoislands yang dikuasai oleh Fe3+ membawa kepada rintangan kakisan yang lemah walaupun dengan kehadiran lapisan pasif Cr2O3 stoikiometrik yang mencukupi.Sebagai tambahan kepada kemajuan metodologi dalam menentukan kesan heterogeniti kimia skala nano terhadap kakisan, kerja berterusan dijangka memberi inspirasi kepada proses kejuruteraan untuk meningkatkan rintangan kakisan keluli tahan karat semasa pembuatan keluli.
Untuk menyediakan jongkong Ce-2507 SDSS yang digunakan dalam kajian ini, komposisi campuran termasuk aloi induk Fe-Ce yang dimeterai dengan tiub besi tulen telah dicairkan dalam relau aruhan frekuensi sederhana 150 kg untuk menghasilkan keluli cair dan dituangkan ke dalam acuan.Komposisi kimia yang diukur (berat%) disenaraikan dalam Jadual Tambahan 2. Jongkong mula-mula panas ditempa menjadi bongkah.Kemudian ia disepuhlindapkan pada 1050°C selama 60 minit untuk mendapatkan keluli dalam keadaan larutan pepejal, dan kemudian dipadamkan dalam air pada suhu bilik.Sampel yang dikaji dikaji secara terperinci menggunakan TEM dan DOE untuk mengkaji fasa, saiz butiran dan morfologi.Maklumat yang lebih terperinci tentang sampel dan proses pengeluaran boleh didapati di sumber lain6,7.
Sampel silinder (φ10 mm×15 mm) untuk mampatan panas telah diproses supaya paksi silinder selari dengan arah ubah bentuk blok.Mampatan suhu tinggi telah dijalankan pada pelbagai suhu dalam julat 1000-1150°C menggunakan simulator terma Gleeble-3800 pada kadar terikan malar dalam julat 0.01-10 s-1.Sebelum ubah bentuk, sampel dipanaskan pada kadar 10 °C s-1 selama 2 minit pada suhu terpilih untuk menghapuskan kecerunan suhu.Selepas mencapai keseragaman suhu, sampel telah diubah bentuk kepada nilai terikan sebenar 0.7.Selepas ubah bentuk, sampel segera dipadamkan dengan air untuk mengekalkan struktur yang cacat.Spesimen yang dikeraskan kemudiannya dipotong selari dengan arah mampatan.Untuk kajian khusus ini, kami memilih spesimen dengan keadaan terikan panas 1050°C, 10 s-1 kerana kekerasan mikro yang diperhatikan adalah lebih tinggi daripada spesimen lain7.
Sampel besar (80 × 10 × 17 mm3) bagi larutan pepejal Ce-2507 digunakan dalam kilang dua gulung tak segerak tiga fasa LG-300 dengan sifat mekanikal terbaik antara semua tahap ubah bentuk yang lain6.Kadar terikan dan pengurangan ketebalan bagi setiap laluan ialah 0.2 m·s-1 dan 5%, masing-masing.
Stesen kerja elektrokimia PGSTAT128N Autolab telah digunakan untuk pengukuran elektrokimia SDSS selepas gelek sejuk kepada pengurangan ketebalan 90% (tekanan sebenar bersamaan 1.0) dan selepas tekanan panas pada 1050°C selama 10 s-1 kepada terikan sebenar 0.7.Stesen kerja mempunyai sel tiga elektrod dengan elektrod calomel tepu sebagai elektrod rujukan, elektrod pembilang grafit dan sampel SDSS sebagai elektrod kerja.Sampel dipotong menjadi silinder dengan diameter 11.3 mm, ke sisi yang mana wayar tembaga dipateri.Sampel kemudian dibetulkan dengan epoksi, meninggalkan kawasan kerja terbuka 1 cm2 sebagai elektrod kerja (sebelah bawah sampel silinder).Berhati-hati semasa pengawetan epoksi dan pengamplasan dan penggilap seterusnya untuk mengelakkan keretakan.Permukaan kerja dikisar dan digilap dengan ampaian penggilap berlian dengan saiz zarah 1 μm, dibasuh dengan air suling dan etanol, dan dikeringkan dalam udara sejuk.Sebelum pengukuran elektrokimia, sampel yang digilap didedahkan kepada udara selama beberapa hari untuk membentuk filem oksida semula jadi.Larutan akueus FeCl3 (6.0 wt%), distabilkan kepada pH = 1.0 ± 0.01 dengan HCl mengikut cadangan ASTM, digunakan untuk mempercepatkan kakisan keluli tahan karat55 kerana ia mengakis dengan kehadiran ion klorida dengan kapasiti pengoksidaan yang kuat dan pH rendah Piawaian alam sekitar G38 dan A92Rendam sampel dalam larutan ujian selama 1 jam untuk mencapai hampir keadaan mantap sebelum membuat sebarang ukuran.Untuk sampel larutan pepejal, bentuk panas dan gelek sejuk, pengukuran impedans telah dijalankan pada potensi litar terbuka (OPC) masing-masing 0.39, 0.33, dan 0.25 V, dalam julat frekuensi dari 1 105 hingga 0.1 Hz dengan amplitud 5 mV.Semua ujian kimia diulang sekurang-kurangnya 3 kali di bawah keadaan yang sama untuk memastikan kebolehulangan data.
Untuk pengukuran HE-SXRD, blok keluli dupleks segi empat tepat berukuran 1 × 1 × 1.5 mm3 diukur untuk mengukur komposisi fasa rasuk penggoyang bertenaga tinggi Brockhouse di CLS, Canada56.Pengumpulan data telah dijalankan dalam geometri Debye-Scherrer atau geometri penghantaran pada suhu bilik.Panjang gelombang sinar-X yang ditentukur dengan penentukur LaB6 ialah 0.212561 Å, yang sepadan dengan 58 keV, yang jauh lebih tinggi daripada Cu Kα (8 keV) yang biasa digunakan sebagai sumber sinar-X makmal.Sampel terletak pada jarak 740 mm dari pengesan.Isipadu pengesanan setiap sampel ialah 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, yang ditentukan oleh saiz rasuk dan ketebalan sampel.Semua data dikumpul menggunakan pengesan kawasan Perkin Elmer, pengesan sinar-X panel rata, 200 µm piksel, 40 × 40 cm2 menggunakan masa pendedahan 0.3 s dan 120 bingkai.
Pengukuran X-PEEM bagi dua sistem model terpilih telah dijalankan di stesen akhir Beamline MAXPEEM PEEM di makmal MAX IV (Lund, Sweden).Sampel disediakan dengan cara yang sama seperti untuk pengukuran elektrokimia.Sampel yang disediakan disimpan di udara selama beberapa hari dan dinyahgas dalam ruang vakum ultratinggi sebelum disinari dengan foton synchrotron.Resolusi tenaga garis pancaran diperoleh dengan mengukur spektrum hasil ion di kawasan pengujaan dari N 1 s hingga 1\(\pi _g^ \ast\) berhampiran hv = 401 eV dalam N2 dengan pergantungan tenaga foton pada E3/2 , 57. Spektrum anggaran memberikan kira-kira Δ0. ukuran lebar garis3) tenaga dalam julat Δ0.V. Oleh itu, resolusi tenaga beamline dianggarkan sebagai E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 ph/s dengan menggunakan monokromator SX-700 yang diubah suai dengan grating Si 1200-line mm−1 untuk Fe 2p, L32 edge, L2,32 edge. , dan Ce M4,5 tepi. Oleh itu, resolusi tenaga beamline dianggarkan sebagai E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 ph/s dengan menggunakan monokromator SX-700 diubah suai dengan grating Si 1200-line mm−1 untuk Fe 2p. L3 edge edge, Cr32 edge. , dan tepi Ce M4.5. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 и 10ля 2 модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, 2 кромка кромка, Ni. Oleh itu, resolusi tenaga saluran pancaran dianggarkan sebagai E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 dan fluks ≈1012 f/s menggunakan monokromator SX-700 yang diubah suai dengan parut Si sebanyak 1200 garis/mm untuk tepi Fe 2p L2 ,3, tepi Cr L2 ,3, tepi Cr 2 dan tepi Cr. 4.5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s，通过使甉 1mm 1mm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 M4,5 。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 ， 使福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 边缘、Ni边缘。Oleh itu, apabila menggunakan monokromator SX-700 yang diubah suai dengan parut Si 1200 baris.3, Tepi Cr 2p L2.3, Tepi Ni 2p L2.3 dan Tepi Ce M4.5.Imbas tenaga foton dalam 0.2 langkah eV.Pada setiap tenaga, imej PEEM dirakam menggunakan pengesan CMOS berganding gentian TVIPS F-216 dengan 2 x 2 tong, yang memberikan resolusi 1024 × 1024 piksel dalam medan pandangan 20 µm.Masa pendedahan imej ialah 0.2 saat, dengan purata 16 bingkai.Tenaga imej fotoelektron dipilih sedemikian rupa untuk memberikan isyarat elektron sekunder maksimum.Semua pengukuran dilakukan pada kejadian biasa menggunakan pancaran foton terpolarisasi linear.Maklumat lanjut tentang ukuran boleh didapati dalam kajian lepas.Selepas mengkaji mod pengesanan jumlah hasil elektron (TEY) dan aplikasinya dalam X-PEEM49, kedalaman percubaan kaedah ini dianggarkan kira-kira 4-5 nm untuk isyarat Cr dan kira-kira 6 nm untuk Fe.Kedalaman Cr adalah sangat hampir dengan ketebalan filem oksida (~4 nm)60,61 manakala kedalaman Fe lebih besar daripada ketebalan.XRD yang dikumpul di pinggir Fe L ialah campuran XRD oksida besi dan Fe0 daripada matriks.Dalam kes pertama, keamatan elektron yang dipancarkan datang daripada semua jenis elektron yang mungkin menyumbang kepada TEY.Walau bagaimanapun, isyarat besi tulen memerlukan tenaga kinetik yang lebih tinggi untuk elektron melalui lapisan oksida ke permukaan dan dikumpulkan oleh penganalisis.Dalam kes ini, isyarat Fe0 terutamanya disebabkan oleh elektron LVV Auger, serta elektron sekunder yang dipancarkan oleh mereka.Di samping itu, keamatan TEY yang disumbangkan oleh elektron ini mereput semasa laluan melarikan diri elektron, seterusnya mengurangkan tindak balas spektrum Fe0 dalam peta besi XAS.
Mengintegrasikan perlombongan data ke dalam kiub data (data X-PEEM) ialah langkah utama dalam mengekstrak maklumat yang berkaitan (sifat kimia atau fizikal) dalam pendekatan multidimensi.K-means clustering digunakan secara meluas dalam beberapa bidang, termasuk penglihatan mesin, pemprosesan imej, pengecaman corak tanpa pengawasan, kecerdasan buatan dan analisis klasifikasi.Sebagai contoh, pengelompokan K-means telah menunjukkan prestasi yang baik dalam mengelompokkan data imej hiperspektral.Pada dasarnya, untuk data berbilang ciri, algoritma K-means boleh mengumpulkannya dengan mudah berdasarkan maklumat tentang atributnya (sifat tenaga foton).K-means clustering ialah algoritma lelaran untuk membahagikan data kepada kumpulan K tidak bertindih (cluster), di mana setiap piksel tergolong dalam kelompok tertentu bergantung pada taburan ruang ketidakhomogenan kimia dalam komposisi mikrostruktur keluli.Algoritma K-means merangkumi dua peringkat: pada peringkat pertama, K centroid dikira, dan pada peringkat kedua, setiap titik diberikan gugusan dengan centroid jiran.Pusat graviti gugusan ditakrifkan sebagai min aritmetik bagi titik data (spektrum XAS) untuk gugusan tersebut.Terdapat pelbagai jarak untuk mentakrifkan centroid jiran sebagai jarak Euclidean.Untuk imej input px,y (di mana x dan y ialah resolusi dalam piksel), CK ialah pusat graviti gugusan;imej ini kemudiannya boleh dibahagikan (berkelompok) kepada kelompok K menggunakan K-means63.Langkah terakhir algoritma pengelompokan K-means ialah:
Langkah 2. Kira keahlian semua piksel mengikut centroid semasa.Sebagai contoh, ia dikira daripada jarak Euclidean d antara pusat dan setiap piksel:
Langkah 3 Berikan setiap piksel kepada centroid terdekat.Kemudian kira semula kedudukan K centroid seperti berikut:
Langkah 4. Ulangi proses (persamaan (7) dan (8)) sehingga sentroid bertumpu.Keputusan kualiti pengelompokan akhir sangat berkorelasi dengan pilihan centroid awal yang terbaik.Untuk struktur data PEEM imej keluli, biasanya X (x × y × λ) ialah kiub data tatasusunan 3D, manakala paksi x dan y mewakili maklumat spatial (resolusi piksel) dan paksi λ sepadan dengan foton.gambar spektrum tenaga.Algoritma K-means digunakan untuk meneroka kawasan yang menarik dalam data X-PEEM dengan mengasingkan piksel (kelompok atau sub-blok) mengikut ciri spektrumnya dan mengekstrak centroid terbaik (profil spektrum XAS) untuk setiap analit.kelompok).Ia digunakan untuk mengkaji taburan spatial, perubahan spektrum tempatan, tingkah laku pengoksidaan dan keadaan kimia.Sebagai contoh, algoritma pengelompokan K-means telah digunakan untuk kawasan Fe L-edge dan Cr L-edge dalam X-PEEM yang dikerjakan secara panas dan sejuk.Pelbagai bilangan gugusan K (kawasan struktur mikro) telah diuji untuk mencari gugusan dan pusat yang optimum.Apabila nombor ini dipaparkan, piksel ditugaskan semula kepada centroid gugusan yang sepadan.Setiap taburan warna sepadan dengan pusat gugusan, menunjukkan susunan ruang objek kimia atau fizikal.Centroid yang diekstrak adalah gabungan linear spektrum tulen.
Data yang menyokong hasil kajian ini tersedia atas permintaan yang munasabah daripada pengarang WC masing-masing.
Sieurin, H. & Sandström, R. Keliatan patah bagi keluli tahan karat dupleks yang dikimpal. Sieurin, H. & Sandström, R. Keliatan patah bagi keluli tahan karat dupleks yang dikimpal. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Keliatan patah keluli tahan karat dupleks yang dikimpal. 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. Keliatan patah bagi keluli tahan karat dupleks yang dikimpal.Britannia.Bahagian pecahan.bulu.73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Rintangan kakisan keluli tahan karat dupleks dalam asid organik terpilih dan persekitaran asid/klorida organik. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Rintangan kakisan keluli tahan karat dupleks dalam asid organik terpilih dan persekitaran asid/klorida organik.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.dan Van Der Merwe, J. Rintangan kakisan keluli tahan karat dupleks dalam persekitaran dengan beberapa asid organik dan asid/klorida organik. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相 keluli tahan karat在特定的organic酸和organic酸/persekitaran berklorin的耐过性性。Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh.dan Van Der Merwe, J. Rintangan kakisan keluli tahan karat dupleks dalam persekitaran terpilih bagi asid organik dan asid/klorida organik.bahan pengawet.Kaedah Bahan 57, 107–117 (2010).
Barrera, S. et al.Tingkah laku kakisan-oksidatif aloi dupleks Fe-Al-Mn-C.Bahan 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Generasi baharu keluli super dupleks untuk pengeluaran gas dan minyak peralatan. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Generasi baharu keluli super dupleks untuk pengeluaran gas dan minyak peralatan.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Generasi baharu keluli super dupleks untuk peralatan pengeluaran minyak dan gas.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Generasi baharu keluli super dupleks untuk peralatan pengeluaran gas dan minyak.Webinar E3S 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Penyiasatan kelakuan ubah bentuk panas gred keluli tahan karat dupleks 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Penyiasatan kelakuan ubah bentuk panas gred keluli tahan karat dupleks 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Kajian Kelakuan Ubah Bentuk Panas Keluli Tahan Karat Dupleks Jenis 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. and Utaisansuk, V. Penyiasatan Kelakuan Ubah Bentuk Panas Keluli Tahan Karat Dupleks Jenis 2507.logam.almamater.berkhayal.48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al.Kesan guling sejuk terkawal pada struktur mikro dan sifat mekanikal keluli tahan karat SAF 2507 super dupleks diubah suai serium.almamater.Sains.Britannia.A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al.Sifat struktur dan mekanikal yang disebabkan oleh ubah bentuk haba keluli tahan karat SAF 2507 super dupleks diubah suai serium.J. Alma mater.tangki simpanan.teknologi.9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Kesan unsur nadir bumi pada tingkah laku pengoksidaan suhu tinggi keluli austenit. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Kesan unsur nadir bumi pada tingkah laku pengoksidaan suhu tinggi keluli austenit.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. dan Zheng K. Pengaruh unsur nadir bumi terhadap tingkah laku keluli austenit di bawah pengoksidaan suhu tinggi. 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. dan Zheng K. Pengaruh unsur nadir bumi terhadap tingkah laku keluli austenit pada pengoksidaan suhu tinggi.koros.Sains.164, 108359 (2020).
Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Kesan Ce pada struktur mikro dan sifat keluli tahan karat super-feritik 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Kesan Ce pada struktur mikro dan sifat keluli tahan karat super-feritik 27Cr-3.8Mo-2Ni.Li Y., Yang G., Jiang Z., Chen K. dan Sun S. Pengaruh Se terhadap struktur mikro dan sifat keluli tahan karat superferitik 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的影响。 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Kesan Ce pada struktur mikro dan sifat keluli tahan karat super 27Cr-3.8Mo-2Ni. Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Влияние Ce на микроструктуру и свойства суперферритной нержавеющей стали 27Cr-3.8Mo-2Ni.8 Li, Y., Yang, G., Jiang, Z., Chen, C. & Sun, S. Kesan Ce pada struktur mikro dan sifat keluli tahan karat superferitik 27Cr-3,8Mo-2Ni.Tanda besi.Steelmak 47, 67–76 (2020).