Waad ku mahadsan tahay booqashada Nature.com. Waxaad isticmaaleysaa nooc biraawsar ah oo leh taageero CSS oo xaddidan. Waayo-aragnimada ugu fiican, waxaan kugula talineynaa inaad isticmaasho biraawsar la cusbooneysiiyay (ama aad joojiso Habka La-qabsiga ee Internet Explorer). Intaa waxaa dheer, si loo hubiyo taageerada socota, waxaan tusineynaa goobta iyada oo aan lahayn qaabab iyo JavaScript.
Waxay soo bandhigaysaa sawir-qaadis saddex sawir-qaadis ah isku mar. Isticmaal badhamada Hore iyo kuwa Xiga si aad ugu dhex marto saddex sawir-qaadis markiiba, ama isticmaal badhamada sawir-qaadis ee dhammaadka si aad ugu dhex marto saddex sawir-qaadis markiiba.
Birta aan miridhku lahayn ee si weyn loo isticmaalo iyo noocyada ay samaysay waxay u adkaystaa daxalka xaaladaha deegaanka sababtoo ah lakabka passivation-ka oo ka kooban chromium oxide. Daxalka iyo nabaad-guurka birta badanaa waxay la xiriiraan burburka lakabyadan, laakiin dhif ayay la kulmaan muuqaalka aan isku-dhafanayn dusha sare, iyadoo ku xiran heerka mikroskoobka. Shaqadan, kala duwanaanshaha dusha sare ee kiimikada nanoscale, oo lagu ogaado mikroskoobka spectroscopic iyo falanqaynta kiimikada, ayaa si lama filaan ah u maamusha jabka iyo daxalka birta cerium-ka ee qabow ee la beddelay ee super duplex stainless steel 2507 (SDSS) inta lagu jiro isbeddelka kulul. Inkasta oo mikroskoobka sawir-qaadista X-ray uu muujiyay dabool isku mid ah oo lakabka dabiiciga ah ee Cr2O3, waxqabadka passivation-ka ee SDSS-ka qabow ee la duubay ayaa liitay sababtoo ah qaybinta maxalliga ah ee jasiiradaha nano ee Fe3+ ee ku yaal lakabka oksaydhka Fe/Cr. Aqoontan miisaanka atomiga waxay bixisaa faham qoto dheer oo ku saabsan daxalka birta aan miridhku lahayn waxaana la filayaa inay gacan ka geysato la dagaallanka daxalka biraha isku-dhafan ee la midka ah.
Tan iyo markii la ikhtiraacay birta aan miridhku lahayn, sifooyinka ka-hortagga daxalka ee ferrochrome waxaa loo aaneeyay chromium, kaas oo sameeya oksaydhyo/oxyhydroxides xooggan isla markaana muujiya dhaqan aan firfircoonayn oo ku baahsan deegaanno badan. Marka la barbardhigo birta aan miridhku lahayn ee caadiga ah (austenitic iyo ferritic) 1, 2, 3, birta aan miridhku lahayn ee super duplex (SDSS) waxay leeyihiin iska caabin daxaleed oo wanaagsan iyo sifooyin farsamo oo aad u fiican. Xoogga farsamada oo kordhay wuxuu u oggolaanayaa naqshado fudud oo isku dhafan. Taas bedelkeeda, SDSS dhaqaaleed wuxuu leeyahay iska caabin sare oo ku wajahan daxalka godka iyo daloolka, taasoo keenta cimri adeeg oo dheer, taasoo ballaarinaysa codsigeeda xakamaynta wasakhowga, weelasha kiimikada, iyo warshadaha saliidda iyo gaaska ee badda4. Si kastaba ha ahaatee, kala duwanaanshaha cidhiidhiga ah ee heerkulka daaweynta kulaylka iyo qaab-dhismeedka liita ayaa caqabad ku ah codsigooda ballaaran ee wax ku oolka ah. Sidaa darteed, SDSS waxaa loo beddelay si loo hagaajiyo waxqabadka kor ku xusan. Tusaale ahaan, wax-ka-beddelka Ce waxaa lagu soo bandhigay SDSS 2507 (Ce-2507) oo leh maaddo nitrogen sare leh6,7,8. Curiyaha dhulka naadirka ah (Ce) oo leh isku-darka ku habboon ee 0.08 wt.% wuxuu saameyn wanaagsan ku leeyahay sifooyinka farsamada ee DSS, maadaama uu hagaajiyo sifeynta hadhuudhka iyo xoogga xadka hadhuudhka. Sidoo kale waa la hagaajiyaa iska caabbinta xirashada iyo daxalka, xoogga jiidista iyo xoogga wax-soo-saarka, iyo shaqada kulul. Xaddi badan oo nitrogen ah ayaa beddeli kara maaddada nikkel ee qaali ah, taasoo ka dhigaysa SDSS mid kharash-ool ah10.
Dhawaan, SDSS waxaa si balaastig ah loogu sameeyay heerkul kala duwan (cryogenic, qabow iyo kulayl) si loo gaaro sifooyin farsamo oo heer sare ah6,7,8. Si kastaba ha ahaatee, iska caabbinta daxalka ee SDSS oo aad u fiican sababtoo ah joogitaanka filim oksaydh khafiif ah oo dusha sare ah waxaa saameeya arrimo badan sida kala duwanaanshaha dabiiciga ah sababtoo ah joogitaanka marxaladaha kala duwan ee leh xuduudaha hadhuudhka kala duwan, soo-baxa aan loo baahnayn iyo jawaab celin kala duwan. isbeddellada marxaladaha austenitic iyo ferritic7. Sidaa darteed, daraasadda sifooyinka domainka yar yar ee filimada noocaas ah ilaa heerka qaab-dhismeedka elektaroonigga ah ayaa muhiim u ah fahamka daxalka SDSS waxayna u baahan tahay farsamooyin tijaabo ah oo adag. Ilaa hadda, hababka xasaasiga ah ee dusha sare sida Auger electron spectroscopy11 iyo X-ray photoelectron spectroscopy12,13,14,15 iyo hard X-ray photoemission microscopy (HAX-PEEM)16 guud ahaan way ku guuldareysteen inay ogaadaan kala duwanaanshaha kiimikada ee lakabka dusha sare. xaaladaha kiimikada ee isku midka ah ee meelo kala duwan oo ka mid ah booska nanoscale. Dhowr daraasadood oo dhowaan la sameeyay ayaa isku xiray oksaydhaynta deegaanka ee chromium iyo dhaqanka daxalka ee la arkay ee birta aan lahayn ee austenitic17, birta martensitic18 iyo SDSS19,20. Si kastaba ha ahaatee, daraasadahani waxay inta badan diiradda saareen saamaynta isku-dhafka Cr (tusaale ahaan, xaaladda oksaydhka Cr3+) ee iska caabbinta daxalka. Kala-duwanaanshaha dhinaca ee xaaladaha oksaydhka ee walxaha waxaa sababi kara isku-dhafan kala duwan oo leh walxo isku mid ah, sida oksaydhyada birta. Isku-dhafkan, oo dhaxlay cabbir yar oo ka dhashay daaweynta heerkulka, waxay ku dhow yihiin midba midka kale, laakiin way ku kala duwan yihiin halabuurka iyo xaaladda oksaydhka16,21. Sidaa darteed, si loo ogaado dillaaca filimada oksaydhka iyo godadka xiga, waxaa lagama maarmaan ah in la fahmo kala-duwanaanshaha dusha sare ee heerka microscopic. Iyadoo ay jiraan shuruudahan, qiyaasaha tirada sida kala-duwanaanshaha dhinaca ee oksaydhka, gaar ahaan Fe ee cabbirka nano- iyo atomiga, wali way maqan yihiin, xiriirkiisana la leh iska caabbinta daxalka wali lama sahamin. Ilaa dhawaan, xaaladda kiimikada ee walxaha kala duwan, sida Fe iyo Ca22, ee muunadaha birta waxaa si tiro ahaan loo qeexay iyadoo la adeegsanayo mikroskoobka sawir-qaadista ee jilicsan ee X-ray (X-PEEM) ee xarumaha shucaaca nanoscale synchrotron. Marka lagu daro spectroscopy-ga nuugista raajada X-ray ee xasaasiga ah (XAS), X-PEEM waxay awood u siineysaa cabbiraadaha XAS oo leh xallinta booska iyo muuqaalka sare, iyadoo bixineysa macluumaad kiimiko ah oo ku saabsan halabuurka walxaha iyo xaaladdooda kiimikada iyadoo xallinta booska ay hoos ugu dhacday saddex iyo labaatan nanometer. . Kormeerkan spectromicroscopic ee bilowga ah wuxuu fududeeyaa indha-indheynta kiimikada maxalliga ah wuxuuna muujin karaa isbeddellada kiimikada ee booska lakabka birta ee aan hore loo baarin.
Daraasaddani waxay ballaarinaysaa faa'iidooyinka PEEM ee lagu ogaanayo kala duwanaanshaha kiimikada ee nanoscale waxayna soo bandhigaysaa hab falanqayn dusha sare oo heer atomi ah oo wax ku ool ah si loo fahmo dhaqanka daxalka ee Ce-2507. Waxay isticmaashaa hab kemometric K-means24 ah oo kooxaysan si loo sawiro isku-dhafka kiimikada caalamiga ah (hetero) ee walxaha ku lug leh, kuwaas oo xaaladdooda kiimikada lagu soo bandhigay matalaad tirakoob. Si ka duwan daxalka uu bilaabay burburka filimka oksaydhka chromium ee kiiska dhaqameed, yaraanta passivation iyo iska caabinta daxalka hoose ayaa hadda loo aaneynayaa jasiiradaha nano ee hodanka ah ee Fe3+ ee ku yaal meel u dhow lakabka oksaydhka Fe/Cr, kuwaas oo laga yaabo inay yihiin sifooyin ilaalin ah. Oksaydhku wuxuu burburiyaa filimka dhibcaha leh wuxuuna sababaa daxalka.
Dhaqanka daxalka ee SDSS 2507 ee qaabaysan ayaa markii ugu horreysay lagu qiimeeyay iyadoo la adeegsanayo cabbiraadaha elektiroonigga ah. Jaantuska 1aad wuxuu muujinayaa qaloocyada Nyquist iyo Bode ee muunado la xushay oo ku jira xal biyood ah oo aashito leh (pH = 1) oo FeCl3 ah heerkulka qolka. Elektrolytka la doortay wuxuu u shaqeeyaa sidii wakiil oksaydh oo xooggan, isagoo tilmaamaya u janjeera filimka passivation inuu burburo. Inkasta oo walaxdu aysan marin god deggan heerkulka qolka, falanqayntu waxay bixisay aragti ku saabsan dhacdooyinka dhici kara ee dhici kara iyo daxalka xiga. Wareegga u dhigma (Jaantuska 1d) ayaa loo isticmaalay in lagu dhejiyo spectroscopy-ga elektiroonigga ah ee impedance spectroscopy (EIS), natiijooyinka ku habboon ee u dhigmana waxaa lagu muujiyay Shaxda 1. Wareegyo aan dhammaystirnayn ayaa ka muuqda muunadaha lagu daweeyay xalka iyo kuwa kulul, halka wareegyo la cadaadiyay ay ka muuqdaan kuwa la midka ah ee qabow lagu duubay (Jaantuska .1b). EIS spectroscopy, radius-ka wareegga badhkiis waxaa loo tixgelin karaa iska caabbinta polarization (Rp)25,26. Rp-ka wadada lagu daweeyay xalka ee Shaxda 1 waa qiyaastii 135 kΩ cm–2, si kastaba ha ahaatee, qiimaha wadada lagu daweeyay ee kulul iyo tan qabow ayaa aad uga hooseeya, 34.7 iyo 2.1 kΩ cm–2, siday u kala horreeyaan. Hoos u dhacan weyn ee Rp wuxuu muujinayaa saameynta xun ee isbeddelka balaastikada ee ku yeelan kara iska caabbinta passivation iyo daxalka, sida lagu muujiyay warbixinnadii hore27,28,29,30.
jaantusyada Nyquist, b, c Bode impedance iyo Jaantusyada wejiga, iyo moodooyinka wareegga u dhigma ee d, halkaas oo RS ay tahay iska caabbinta elektrolytka, Rp waa iska caabbinta polarization, QCPE-na waa oksaydhka walaxda wejiga joogtada ah ee loo isticmaalo in lagu qaabeeyo awoodda aan ku habboonayn (n). Cabbiraadaha EIS waxaa lagu sameeyaa awoodda wareegga furan.
Joogtaynta isku mar ah waxaa lagu muujiyay sawirka Bode, iyadoo leh meel bannaan oo ku taal heerka soo noqnoqoshada sare oo matalaysa iska caabbinta elektiroonigga RS26. Marka soo noqnoqoshadu hoos u dhacdo, is-hortaaggu wuu kordhaa waxaana la helaa xagal weji taban, taasoo muujinaysa awoodda awoodda. Xagasha wejiga ayaa kordha, iyadoo haysata ugu badnaan inta u dhaxaysa baaxadda soo noqnoqoshada oo aad u ballaaran, ka dibna way yaraataa (Jaantuska 1c). Si kastaba ha ahaatee, saddexda xaaladoodba, ugu badnaantani wali way ka yar tahay 90°, taasoo muujinaysa dhaqanka awoodda aan ku habboonayn ee ay sabab u tahay kala firdhinta awoodda. Sidaa darteed, curiyaha wejiga joogtada ah ee QCPE (CPE) waxaa loo isticmaalaa in lagu matalo qaybinta awoodda is-dhexgalka ee ka dhalata qallafsanaanta dusha sare ama isku-midnimada, gaar ahaan miisaanka atomiga, joomatari fractal, daloolka elektiroonigga, awoodda aan isku mid ahayn, iyo joomatari oo leh qaabka elektiroonigga31,32. Impedance CPE:
halkaas oo j uu yahay tirada male-awaalka ah iyo ω uu yahay soo noqnoqoshada xagasha. QCPE waa joogto madax-bannaan oo soo noqnoqota oo u dhiganta aagga furan ee wax ku oolka ah ee elektrolaytka. n waa lambar awood aan cabbir lahayn oo sharraxaya leexashada kaabsoolaha laga bilaabo awoodda ku habboon, tusaale ahaan marka n uu u dhawaado 1, CPE waxay u dhowdahay awoodda kaliya, halka haddii n uu u dhow yahay eber, ay u muuqato mid iska caabin ah. Kala-leexashada yar ee n, oo u dhow 1, waxay muujinaysaa dhaqanka awoodda aan ku habboonayn ee dusha sare ka dib tijaabooyinka kala-goynta. QCPE ee SDSS-ka qabow ee la duubay ayaa si weyn uga sarreeya dhiggiisa, taasoo la macno ah in tayada dusha sare ay ka yar tahay isku mid.
Iyada oo la jaanqaadaysa inta badan sifooyinka iska caabbinta daxalka ee biraha aan miridhku lahayn, heerka sare ee Cr ee SDSS guud ahaan wuxuu keenaa iska caabbinta daxalka ee SDSS sababtoo ah joogitaanka filim oksaydh ilaalin ah oo marin habaabin ah oo saaran dusha sare17. Filimada marin habaabinaya ee noocan oo kale ah badanaa waxay hodan ku yihiin oksaydhyada Cr3+ iyo/ama hydroxides, inta badan marka lagu daro oksaydhyada Fe2+, Fe3+ iyo/ama (oxy) hydroxides33. Iyadoo ay isku mid tahay dusha sare, lakabka oksaydhka marin habaabinaya, iyo dildilaaca dusha sare ee la arkay iyadoo loo eegayo cabbirrada yar yar6,7, dhaqanka daxalka ee SDSS-ka kulul ee shaqada iyo qabowga lagu duubay waa ka duwan yahay, sidaa darteed daraasad qoto dheer oo ku saabsan astaamaha qaab-dhismeedka yar yar ayaa lagama maarmaan u ah isbeddelka birta.
Qaab-dhismeedka yar ee birta aan miridhku lahayn waxaa si tiro ahaan loo darsay iyadoo la adeegsanayo raajooyin X-ray ah oo tamar sare leh oo gudaha iyo synchrotron ah (Jaantusyada Dheeraadka ah 1, 2). Falanqayn faahfaahsan ayaa lagu bixiyay Macluumaadka Dheeraadka ah. Inkasta oo uu jiro is-afgarad guud oo ku saabsan nooca wejiga weyn, haddana waxaa la helay kala duwanaanshaha jajabyada wejiga badan, kuwaas oo lagu taxay Shaxda Dheeraadka ah 1. Kala duwanaanshahan waxaa laga yaabaa inay sabab u yihiin jajabyada wejiga aan isku mid ahayn ee dusha sare iyo mugga, kuwaas oo ay saameeyaan qoto dheer oo lagu ogaanayo kala-soocidda X-ray (XRD) oo kala duwan.) oo leh ilo tamar oo kala duwan oo photons dhacdo ah34. Jajabyada austenite ee aadka u sarreeya ee muunadaha qabow ee la duubay oo ay go'aamisay XRD oo ka timid ilo shaybaar waxay muujinayaan isku-kalsooni wanaagsan ka dibna iska caabinta daxalka oo ka wanaagsan35, halka natiijooyinka saxda ah iyo tirakoobka ay soo jeedinayaan isbeddellada ka soo horjeeda ee jajabyada wejiga. Intaa waxaa dheer, iska caabbinta daxalka ee birta waxay sidoo kale ku xiran tahay heerka sifeynta hadhuudhka, yareynta cabbirka hadhuudhka, kororka isbeddellada yaryar iyo cufnaanta kala-baxa ee dhaca inta lagu jiro daaweynta kuleylka36,37,38. Shaybaarrada kulul ee la shaqeeyay waxay muujiyeen dabeecad hadhuudh ah, taasoo muujinaysa badarka cabbirka micron-ka, halka giraanta siman ee lagu arkay muunadaha qabow ee la duubay (Jaantuska Dheeraadka ah 3) ay muujinayeen hagaajin muhiim ah oo ku saabsan nanosize-ka shaqooyinkii hore. Tani waa inay door bidaysaa filimka aan firfircoonayn. sameynta iyo kororka iska caabbinta daxalka. Cufnaanta kala-baxa oo sareysa badanaa waxay la xiriirtaa iska caabbinta hoose ee godka, taas oo si fiican ula jaanqaadaysa cabbiraadaha elektiroonigga ah.
Isbeddellada xaaladda kiimikada ee qaybaha yaryar ee walxaha ugu muhiimsan ayaa si nidaamsan loo darsay iyadoo la adeegsanayo X-PEEM. In kasta oo ay jiraan walxo badan oo isku-dhafan, haddana Cr, Fe, Ni iyo Ce39 ayaa halkan lagu doortay, maadaama Cr uu yahay curiyaha ugu muhiimsan ee sameynta filimka aan firfircoonayn, Fe waa curiyaha ugu muhiimsan ee birta, Ni-na wuxuu xoojiyaa isku-dhafka wuxuuna dheellitiraa marxaladda ferrite-austenitic. Qaab-dhismeedka iyo wax-ka-beddelka ayaa ah ujeeddada Ce. Iyadoo la hagaajinayo tamarta fallaadhaha synchrotron, XAS waxay qabatay astaamaha ugu muhiimsan ee Cr (geeska L2.3), Fe (geeska L2.3), Ni (geeska L2.3), iyo Ce (geeska M4.5) dusha sare. -2507 SDSS. Falanqaynta xogta ku habboon waxaa lagu sameeyay iyadoo lagu daray hagaajinta tamarta xogta la daabacay (tusaale ahaan XAS oo ku taal Fe L2, 3 feeraha 40,41).
Jaantuska 2aad wuxuu muujinayaa sawirada X-PEEM ee kulul-shaqaynta (Jaantuska 2a) iyo qabow-rogidda (Jaantuska 2d) Ce-2507 SDSS iyo geesaha XAS Cr iyo Fe L2,3 ee u dhigma meelaha si gaar ah loo calaamadeeyay. Geeska L2,3 XAS wuxuu sahamiyaa xaaladaha 3d ee aan la hayn ee elektaroonada ka dib kicinta sawir-qaadista heerarka kala-goynta wareegga-wareegga 2p3/2 (geeska L3) iyo 2p1/2 (geeska L2). Macluumaadka ku saabsan xaaladda qiimaha ee Cr waxaa laga helay falanqaynta kala-goynta X-ray ee geeska L2,3 ee Jaantuska 2b,d. Isbarbardhigga xiriirka. 42, 43 wuxuu muujiyay in afar meelood oo A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV), iyo D (582.2 eV) lagu arkay meel u dhow geeska L3, iyagoo ka tarjumaya ions-ka Cr3+ octahedral, oo u dhigma Cr2O3. Muuqaallada tijaabada ah waxay la jaan qaadayaan xisaabinta aragtiyeed, sida lagu muujiyey guddiyada b iyo e, oo laga helay xisaabinno badan oo goobta kiristaalka ah oo ku yaal is-dhexgalka Cr L2.3 iyadoo la adeegsanayo goob kiristaal ah oo 2.0 eV44 ah. Labada dusha sare ee SDSS-ka kulul ee la shaqeeyo iyo kuwa qabow ee la duubo waxaa lagu dahaadhay lakab isku mid ah oo Cr2O3 ah.
Sawirka kulaylka ee X-PEEM SDSS-ka kulul ee u dhigma geeska b Cr L2.3 iyo geeska c Fe L2.3, d Sawirka kulaylka X-PEEM ee SDSS-ka qabow ee la duubay oo u dhigma geeska e Cr L2.3 iyo f Fe L2.3 ee dhinaca (e). Muuqaalka XAS wuxuu ku sawiran yahay boosas kala duwan oo ku yaal sawirrada kulaylka (a, d) iyadoo la adeegsanayo xariiqyada dhibcaha oranji ee ku jira (b) iyo (e) waxay matalaan muuqaal XAS ah oo la sawiray oo Cr3+ ah oo leh qiime goob kiristaalo ah oo ah 2.0 eV. Sawirrada X-PEEM, sawir kuleyl ah ayaa loo isticmaalaa in lagu hagaajiyo akhrinta sawirka, halkaas oo midabada buluugga ilaa casaanka ay u dhigmaan xoogga nuugista raajada X (laga bilaabo hoose ilaa sare).
Iyadoo aan loo eegin deegaanka kiimikada ee walxahan birta ah, xaaladda kiimikada ee lagu daray walxaha isku-darka Ni iyo Ce ee labada muunadoodba way isku mid ahaayeen. Sawir dheeraad ah. Jaantuska 5-9 wuxuu muujinayaa sawirrada X-PEEM iyo muuqaallada XAS ee u dhigma ee Ni iyo Ce meelo kala duwan oo dusha sare ee muunadaha kulul-shaqeysan iyo kuwa qabow-duuban. Ni XAS wuxuu muujinayaa xaaladda oksaydhka ee Ni2+ dusha sare ee la cabbiray oo dhan ee muunadaha kulul-shaqeysan iyo kuwa qabow-duuban (Dood Dheeraad ah). Waxaa xusid mudan in marka la eego muunadaha kulul-shaqeysan, calaamadda XAS ee Ce lama arko, halka muuqaalka Ce3+ ee muunadaha qabow-duuban lagu arkay hal mar. Daawashada dhibcooyinka Ce ee muunadaha qabow-duuban waxay muujisay in Ce ay inta badan ku jirto qaab daadad.
SDSS-ka kuleylka ee qaabaysan, wax isbeddel qaab-dhismeed maxalli ah oo XAS ah laguma arag geeska Fe L2.3 (Jaantuska 2c). Si kastaba ha ahaatee, sida ku cad jaantuska 2f, matrix-ka Fe wuxuu si mikroskoob ah u beddelaa xaaladdiisa kiimikada toddobo dhibcood oo si aan kala sooc lahayn loogu soo xulay SDSS-ka qabow ee la duubay. Intaa waxaa dheer, si loo helo fikrad sax ah oo ku saabsan isbeddellada xaaladda Fe ee goobaha la doortay ee Jaantuska 2f, daraasadaha dusha sare ee maxalliga ah ayaa la sameeyay (Jaantuska 3 iyo Jaantuska Dheeraadka ah 10) kaas oo lagu doortay gobollada wareegsan ee yaryar. Jaantuska XAS ee geeska Fe L2,3 ee nidaamyada α-Fe2O3 iyo oksaydhyada Fe2+ octahedral waxaa lagu qaabeeyey iyadoo la adeegsanayo xisaabinta goobta kiristaalka badan iyadoo la adeegsanayo goobaha kiristaalka ee 1.0 (Fe2+) iyo 1.0 (Fe3+)44. Waxaan ognahay in α-Fe2O3 iyo γ-Fe2O3 ay leeyihiin isku-dheelitir maxalli ah oo kala duwan45,46, Fe3O4 waxay leedahay isku-darka labadaba Fe2+ & Fe3+,47, iyo FeO45 oo ah oksaydh Fe2+ oo si rasmi ah u kala qaybsan (3d6). Waxaan ognahay in α-Fe2O3 iyo γ-Fe2O3 ay leeyihiin isku-dheelitir maxalli ah oo kala duwan45,46, Fe3O4 waxay leedahay isku-darka labadaba Fe2+ & Fe3+,47, iyo FeO45 oo ah oksaydh Fe2+ oo si rasmi ah u kala qaybsan (3d6).Ogsoonow in α-Fe2O3 iyo γ-Fe2O3 ay leeyihiin isku-dheelitir maxalli ah oo kala duwan45,46, Fe3O4 waxay isku daraysaa labadaba Fe2+ iyo Fe3+,47 iyo FeO45 qaab oksaydh rasmi ah oo divalent ah Fe2+ (3d6).Ogsoonow in α-Fe2O3 iyo γ-Fe2O3 ay leeyihiin isku-dheelitir maxalli ah oo kala duwan45,46, Fe3O4 waxay leedahay isku-darka Fe2+ iyo Fe3+,47 iyo FeO45 waxay u dhaqantaa sidii oksidiye rasmi ah oo Fe2+ ah (3d6). Dhammaan ayoonada Fe3+ ee ku jira α-Fe2O3 waxay leeyihiin boosas Oh oo keliya, halka γ-Fe2O3 badanaa lagu muujiyo boosas Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] eg O4 spinel oo leh boosas banaan tusaale ahaan boosas. Sidaa darteed, ayoonada Fe3+ ee ku jira γ-Fe2O3 waxay leeyihiin boosas Td iyo Oh labadaba. Sida ku xusan shaqada hore, inkastoo saamiga xoojinta ee labadoodu ay kala duwan yihiin, saamiga xoojinta ee tusaale ahaan/t2g waa ≈1, halka kiiskan saamiga xoogga la arkay tusaale ahaan/t2g uu yahay qiyaastii 1. Tani waxay meesha ka saaraysaa suurtagalnimada in Fe3+ oo keliya uu joogo kiiskan. Marka la eego kiiska Fe3O4 oo ay weheliso isku-darka Fe2+ iyo Fe3+, waxaa la ogyahay in astaamaha koowaad ee daciifka ah (xooggan) ee geeska L3 ee Fe ay tilmaamayaan joogitaan yar (weyn) oo ka jira xaaladda t2g. Tani waxay khuseysaa Fe2+ (Fe3+), taasoo muujinaysa koror ku yimid calaamadda koowaad oo muujinaysa koror ku yimid waxa ku jira Fe2+47. Natiijooyinkani waxay muujinayaan in Fe2+ iyo γ-Fe2O3, α-Fe2O3 iyo/ama Fe3O4 ay ku badan yihiin dusha sare ee qabow ee isku-dhafka ah.
Sawirada kuleylka elektarooniga ah ee sii deynta sawirka ee (a, c) iyo (b, d) ee ku wareegsan geeska Fe L2,3 ee boosas kala duwan oo ku yaal gobollada la xushay 2 iyo E ee Jaantusyada 2d.
Xogta tijaabada ah ee la helay (Jaantuska 4a iyo Sawirka Dheeraadka ah ee 11) ayaa la sawiray oo la barbar dhigay kuwa isku-dhafka saafiga ah 40, 41, 48. Asal ahaan, saddex nooc oo kala duwan oo ah spectra Fe L-geeska XAS ee si tijaabo ah loo arkay (XAS-1, XAS-2 iyo XAS-3: Sawirka 4a) ayaa lagu arkay meelo kala duwan oo meel bannaan ah. Gaar ahaan, spectra la mid ah 2-a (oo loo yaqaan XAS-1) ee Sawirka 3b ayaa lagu arkay gobolka oo dhan ee xiisaha leh, waxaana ku xigay spectra 2-b (oo loo yaqaan XAS-2), halka spectra la mid ah E-3 lagu arkay Jaantuska 3d (oo loo yaqaan XAS-3) lagu arkay meelo gaar ah oo deegaanka ah. Caadi ahaan, afar xuduudood ayaa loo isticmaalaa in lagu aqoonsado xaaladaha qiimaha leh ee ku jira muunad baaritaan: (1) Astaamaha spectral-ka L3 iyo L2, (2) boosaska tamarta ee sifooyinka L3 iyo L2, (3) Farqiga tamarta L3-L2, (4) saamiga xoogga L2 /L3. Sida laga soo xigtay indha-indheynta muuqaalka (Jaantuska 4a), dhammaan saddexda qaybood ee Fe, kuwaas oo kala ah Fe0, Fe2+, iyo Fe3+, waxay ku yaalliin dusha sare ee SDSS-ka la bartay. Saamiga xoogga la xisaabiyay ee L2/L3 ayaa sidoo kale tilmaamay jiritaanka dhammaan saddexda qaybood.
a Saddex xog oo tijaabo ah oo kala duwan oo la arkay (khadadka adag XAS-1, XAS-2 iyo XAS-3 waxay u dhigmaan 2-a, 2-b iyo E-3 ee Jaantuska 2 iyo Jaantuska 3) marka la barbar dhigo isbarbardhigga XAS ee la sawiray, octahedrons Fe2+, Fe3+, qiimayaasha goobta kiristaalka ee 1.0 eV iyo 1.5 eV, siday u kala horreeyaan, b–d Xogta tijaabada ee la cabbiray (XAS-1, XAS-2, XAS-3) iyo xogta LCF ee la hagaajiyay ee u dhiganta (khadadka madow ee adag), iyo isbarbardhigga spectra XAS-3 oo leh heerarka Fe3O4 (xaaladda isku dhafan ee Fe) iyo Fe2O3 (fasalka Fe3+).
Isku-darka toosan (LCF) ee saddexda heer40,41,48 ayaa loo isticmaalay in lagu cabbiro halabuurka birta oksaydhka. LCF waxaa loo hirgeliyay saddex cabbir oo Fe L-gees ah oo XAS ah oo la xushay oo muujinaya isbarbardhigga ugu sarreeya, kuwaas oo kala ah XAS-1, XAS-2 iyo XAS-3, sida ku cad Jaantuska 4b-d. Qalabka LCF, 10% Fe0 ayaa la tixgeliyey dhammaan kiisaska sababtoo ah geeska yar ee aan ku aragnay dhammaan xogta iyo xaqiiqda ah in birta ferrous ay tahay qaybta ugu weyn ee birta. Runtii, qoto dheer ee tijaabada X-PEEM ee Fe (~6 nm)49 ayaa ka weyn dhumucda lakabka oksaydhka ee la qiyaasay (wax yar > 4 nm), taasoo u oggolaanaysa ogaanshaha calaamadda ka timaadda matrix-ka birta (Fe0) ee ka hooseeya lakabka passivation-ka. Runtii, qoto dheer ee tijaabada X-PEEM ee Fe (~6 nm)49 ayaa ka weyn dhumucda lakabka oksaydhka ee la qiyaasay (wax yar > 4 nm), taasoo u oggolaanaysa ogaanshaha calaamadda ka timaadda matrix-ka birta (Fe0) ee ka hooseeya lakabka passivation-ka. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм) 49 больше. позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Runtii, qoto dheer ee baaritaanka X-PEEM ee Fe (~6 nm)49 ayaa ka weyn dhumucda la qiyaasay ee lakabka oksaydhka (wax yar ka badan 4 nm), taas oo suurtogal ka dhigaysa in la ogaado calaamadda ka timid matrix-ka birta (Fe0) ee hoos timaada lakabka passivation.Xaqiiqdii, X-PEEM waxay ogaataa Fe (~6 nm)49 ka qoto dheer dhumucda la filayay ee lakabka oksaydhka (wax ka badan 4 nm), taasoo u oggolaanaysa ogaanshaha calaamadaha ka imanaya matrix-ka birta (Fe0) ee ka hooseeya lakabka passivation. Isku-darka kala duwan ee Fe2+ iyo Fe3+ ayaa la sameeyay si loo helo xalka ugu fiican ee suurtogalka ah ee xogta tijaabada ah ee la arkay. Jaantuska 4b wuxuu muujinayaa isku-darka Fe2+ iyo Fe3+ ee XAS-1 spectrum, halkaas oo saamiga Fe2+ iyo Fe3+ ay isku dhow yihiin, qiyaastii 45%, taas oo tilmaamaysa xaalad oksaydh isku dhafan oo Fe ah. Halka spectrum-ka XAS-2, boqolkiiba Fe2+ iyo Fe3+ ay noqdaan ~30% iyo 60%, siday u kala horreeyaan. Waxyaabaha ku jira Fe2+ way ka hooseeyaan kan Fe3+. Saamiga Fe2+ ilaa Fe3 ee 1:2 waxay la macno tahay in Fe3O4 lagu samayn karo isla saamiga ions-ka Fe. Intaa waxaa dheer, spectrum-ka XAS-3, boqolleyda Fe2+ iyo Fe3+ waxay isu beddeshay ~10% iyo 80%, taasoo muujinaysa isbeddel sare oo Fe2+ ah una beddelaya Fe3+. Sida kor ku xusan, Fe3+ waxay ka imaan kartaa α-Fe2O3, γ-Fe2O3 ama Fe3O4. Si loo fahmo isha ugu macquulsan ee Fe3+, spectrum-ka XAS-3 waxaa lagu sawiray heerarka kala duwan ee Fe3+ ee Jaantuska 4e oo muujinaya isku mid ahaanshaha labada heer marka la tixgeliyo Peak B. Si kastaba ha ahaatee, xoojinta garabka (A: laga bilaabo Fe2+) iyo saamiga xoogga B/A waxay muujinayaan in spectrum-ka XAS-3 uu u dhow yahay laakiin uusan la mid ahayn kan γ-Fe2O3. Marka la barbardhigo γ-Fe2O3 badan, xoogga Fe 2p XAS ee ugu sarreeya A SDSS ayaa xoogaa ka sarreeya (Jaantuska 4e), taas oo muujinaysa xoog sare oo Fe2+ ah. In kasta oo kala duwanaanshaha XAS-3 uu la mid yahay kan γ-Fe2O3, halkaas oo Fe3+ uu ku jiro labada boos ee Oh iyo Td, aqoonsiga xaaladaha kala duwan ee qiimaha iyo isku-dubaridka oo keliya geeska L2,3 ama saamiga xoogga L2/L3 wali waa dhibaato. mowduuc soo noqnoqda oo laga wada hadlo sababtoo ah kakanaanta arrimaha kala duwan ee ku lug leh kala duwanaanshaha ugu dambeeya41.
Marka laga soo tago kala soocidda muuqaalka ee xaaladaha kiimikada ee gobollada la xushay ee xiisaha leh ee kor lagu sharraxay, kala duwanaanshaha kiimikada adduunka ee walxaha muhiimka ah ee Cr iyo Fe ayaa la qiimeeyay iyadoo la kala saarayo dhammaan muuqaallada XAS ee laga helay dusha sare ee muunadda iyadoo la adeegsanayo habka isku-darka K-macnaheedu. Astaamaha geeska Cr L waxaa loo dejiyay si ay u sameeyaan laba kooxood oo ugu fiican oo ku baahsan muunadaha kulul ee la shaqeeyay iyo kuwa qabow ee lagu muujiyay Jaantusyada 5. Waa iska cad in aan la arkin isbeddello qaab-dhismeed oo maxalli ah, maadaama labada centroids ee muuqaallada XAS Cr ay aad isugu eg yihiin. Qaababkan muuqaalka ee labada kooxood waxay ku dhawaad ​​​​isku mid yihiin kuwa u dhigma Cr2O342, taasoo la macno ah in lakabka Cr2O3 ay si isku mid ah ugu qaybsamaan SDSS.
koox ka kooban gobollada Cr-ka ee L-geeska ah, b oo u dhiganta XAS. Natiijooyinka isbarbardhigga K-macnaheedu yahay X-PEEM ee SDSS-ka qabow-rogmada leh: c koox ka kooban gobollada K-macnaheedu yahay Cr L2,3 iyo d oo u dhiganta XAS.
Si loo muujiyo khariidad gees FeL oo aad u adag, afar iyo shan kooxood oo la hagaajiyay iyo centroids-kooda la xiriira (qaybinta muuqaalka) ayaa loo isticmaalaa muunadaha kulul ee la shaqeeyay iyo kuwa qabow ee la duubay, siday u kala horreeyaan. Sidaa darteed, boqolleyda (%) ee Fe2+ iyo Fe3+ waxaa lagu heli karaa iyadoo la hagaajinayo LCF-ga lagu muujiyay Jaantuska 4. Epseudo-ka suurtagalka ah ee pseudoelectrode oo ah shaqo Fe0 ayaa loo isticmaalay in lagu muujiyo isku-dhafka kiimikada ee filimka oksaydhka dusha sare. Epseudo waxaa si qiyaas ah loogu qiyaasaa xeerka isku-darka,
halkaas oo \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) ay la mid tahay \(\rm{Fe} + 2e^ – \to\rm {Fe}^{2 + (3 + )}\), taas oo ah 0.440 iyo 0.036 V, siday u kala horreeyaan. Meelaha leh awood hoose waxay leeyihiin maaddo sare oo isku-dhafan oo Fe3+ ah. Qaybinta suurtagalka ah ee muunad heerkulbeeg ah waxay leedahay dabeecad lakab leh oo leh isbeddel ugu badan oo ah qiyaastii 0.119 V (Jaantuska 6a,b). Qaybintan suurtagalka ah waxay si dhow ula xiriirtaa muuqaalka dusha sare (Jaantuska 6a). Isbeddello kale oo la xiriira booska laguma arag gudaha hoose ee lamellar (Jaantuska 6b). Taas beddelkeeda, isku-darka oksaydhyada kala duwan ee leh maaddo kala duwan oo Fe2+ iyo Fe3+ ah oo ku jira SDSS qabow-rog ah, dabeecad aan isku mid ahayn oo ah awoodda beenta ah ayaa la arki karaa (Jaantuska 6c, d). Oksijiinta Fe3+ iyo/ama (oxy) hydroxides waa qaybaha ugu muhiimsan ee daxalka birta waxayna u gudbi karaan oksijiinta iyo biyaha50. Xaaladdan, waxaa la arki karaa in jasiiradaha hodanka ku ah Fe3+ ay ku baahsan yihiin maxalli ahaan waxaana loo tixgelin karaa inay yihiin meelaha daxalka. Xaaladdan, kala-goynta goobta suurtagalka ah, halkii ay ka ahaan lahayd qiimaha buuxa ee kartida, waxaa loo tixgelin karaa tilmaame loogu talagalay meelaynta gobollada daxalka firfircoon51. Qaybinta aan sinnayn ee Fe2+ iyo Fe3+ ee dusha sare ee SDSS-ka qabow ee la duubay waxay beddeli kartaa sifooyinka kiimikada maxalliga ah waxayna bixin kartaa aag dusha sare oo waxtar leh oo ku jira dildilaaca filimka oksaydhka iyo falcelinta daxalka, taasoo u oggolaanaysa matrix-ka birta ee hoose inuu si joogto ah u mirqo, taasoo keenta is-dhexgalka gudaha. iyo yaraynta sifooyinka ilaalinta ee lakabka marin-habaabinta.
Kooxaha celceliska K ee gobollada Fe L2,3 iyo xarumaha XAS ee u dhigma ee loogu talagalay a–c X-PEEM kulul oo shaqeynaya iyo d–f SDSS qabow oo la duubay. a, d K-macnaheedu waa sawir kooxeed oo lagu dul saaray sawirka X-PEEM. Awoodda pseudoelectrode ee la qiyaasay (epseudo) ayaa lagu xusay jaantusyada kooxda ee K-macnaheedu yahay. Iftiinka sawirka X-PEEM sida midabka ku jira Jaantuska 2aad wuxuu si toos ah ugu dhigmaa xoogga nuugista raajada X.
Xaaladda kiimikada ee kala duwan ee Fe ee Cr waxay horseeddaa asal kala duwan oo dildilaaca filimka oksaydhka iyo qaababka daxalka ee Ce-2507 kulul-rogmay iyo qabow-rogmay. Sifadan Ce-2507 ee qabow-rogmay si fiican ayaa loo yaqaan. Marka la eego sameynta oksaydhka iyo hydroxides-ka Fe ee hawada jawiga, falgallada soo socda ayaa lagu xiray shaqadan iyagoo ah falcelin dhexdhexaad ah:
Iyada oo lagu saleynayo cabbirka X-PEEM, falgalka kor ku xusan wuxuu ka dhacay kiisaska soo socda. Garabka yar ee u dhigma Fe0 wuxuu la xiriiraa birta birta ah ee hoose. Falcelinta birta Fe ee deegaanka waxay horseedaa sameynta lakab Fe(OH)2 ah (isle'egta (5)), kaas oo xoojiya calaamadda Fe2+ ee XAS ee geeska L ee Fe. Soo-gaadhista hawada oo dheer waxay keeni doontaa sameynta oksaydhyada Fe3O4 iyo/ama Fe2O3 ka dib Fe(OH)252,53. Laba nooc oo Fe deggan, Fe3O4 iyo Fe2O3, ayaa sidoo kale ku samaysmi kara lakab ilaalin ah oo hodan ku ah Cr3+, halkaas oo Fe3O4 uu doorbidayo qaab-dhismeed isku mid ah oo isku xiran. Joogitaanka labadaas waxay keentaa xaalado oksaydheyn isku dhafan (XAS-1 spectrum). XAS-2 spectrum wuxuu inta badan u dhigmaa Fe3O4. Halka XAS-3 spectrum lagu arkay meelo badan ay muujisay beddelka dhammaystiran ee γ-Fe2O3. Maadaama raajooyinka X-ray ee aan la duubin ay leeyihiin qoto dheer oo gelinta ah oo qiyaastii ah 50 nm, calaamadda ka timaadda lakabka hoose waxay keentaa xoog sare oo ah meesha ugu sarreysa A.
XRD spectrum wuxuu muujinayaa in qaybta Fe ee filimka oksaydhka ay leedahay qaab-dhismeed lakabaysan, kaas oo lagu daray lakabka oksaydhka Cr. Marka la barbardhigo astaamaha isku-dhafka ah ee daxalka oo ay ugu wacan tahay isku-dhafka deegaanka ee Cr2O317, inkastoo lakabka isku midka ah ee Cr2O3 ee daraasaddan, iska caabinta daxalka oo hooseysa ayaa lagu arkay kiiskan, gaar ahaan muunadaha qabow-rogmada leh. Dhaqanka la arkay waxaa loo fahmi karaa kala duwanaanshaha xaaladda oksaydhka kiimikada ee lakabka sare (Fe) oo saameeya waxqabadka daxalka. Wareejinta gaabiska ah ee ion-yada birta ama oksijiinta ee shabagga sababtoo ah stoichiometry-ga isku midka ah ee lakabka sare (Fe oxide) iyo kuwa hoose (Cr oxide)52,53 waxay horseedaa is-dhexgal wanaagsan (dhejin) oo u dhexeeya. Tani, markeeda, waxay hagaajisaa iska caabinta daxalka. Sidaa darteed, stoichiometry-ga joogtada ah, tusaale ahaan hal xaalad oksaydh oo Fe ah, ayaa ka doorbidan isbeddellada stoichiometric ee degdega ah. SDSS-ka kuleylka qalloocan wuxuu leeyahay dusha sare oo isku mid ah iyo lakab ilaalin cufan leh, kaas oo bixiya iska caabin daxalka oo ka wanaagsan. Si kastaba ha ahaatee, SDSS-ka qabow-rogmada leh, joogitaanka jasiiradaha hodanka ah ee Fe3+ ee ku jira lakabka ilaalinta ayaa baabi'inaya sharafta dusha sare waxayna sababtaa daxalka galvanic ee substrate-ka u dhow, taas oo horseedaysa hoos u dhac ku yimaada Rp (Jadwalka 1) ee EIS spectra iyo iska caabintiisa daxalka. Sidaa darteed, jasiiradaha maxalliga ah ee hodanka ku ah Fe3+ sababtoo ah isbeddelka balaastikada ayaa inta badan saameeya waxqabadka iska caabbinta daxalka, taas oo ah horumar ku yimid shaqadan. Sidaa darteed, daraasaddani waxay soo bandhigaysaa spectromicrographs ee hoos u dhaca iska caabbinta daxalka sababtoo ah isbeddelka balaastikada ee muunadaha SDSS ee la bartay.
Intaa waxaa dheer, in kasta oo dahaarka dhulka ee dhifka ah ee biraha laba-geesoodka ah uu si fiican u shaqeeyo, isdhexgalka walaxdan lagu daray iyo matrix-ka birta ee shaqsiga ah marka loo eego dhaqanka daxalka ayaa weli ah mid aan la fahmi karin iyadoo lagu saleynayo indha-indheynta mikroskoobka muuqaalka. Calaamadda Ce (oo ku teedsan XAS M-geel) waxay ka muuqataa oo keliya dhowr boos inta lagu jiro rogrogidda qabow, laakiin waxay baaba'daa inta lagu jiro isbeddelka kulul ee SDSS, taasoo muujinaysa dhigista deegaanka ee Ce ee matrix-ka birta halkii laga samayn lahaa dahaarka isku midka ah. In kasta oo sifooyinka farsamada ee SDSS aan la hagaajin6,7, joogitaanka REE wuxuu yareeyaa cabbirka ku darista waxaana loo maleynayaa inuu xakameynayo godadka asalka ah54.
Gunaanadkii, shaqadani waxay shaaca ka qaadaysaa saameynta kala duwanaanshaha dusha sare ee daxalka 2507 SDSS oo lagu beddelay cerium iyadoo la cabbirayo waxa ku jira kiimikada qaybaha nanoscale. Waxaan ka jawaabnay su'aasha ah sababta birta aan miridhku lahayn ay u qudhunto xitaa marka lagu dahaadho lakab oksaydh oo ilaalin ah annagoo si tiro leh u baranayna qaab-dhismeedka yar, xaaladda kiimikada ee sifooyinka dusha sare iyo habaynta calaamadaha iyadoo la adeegsanayo isku-darka K-macnaheedu. Waxaa la xaqiijiyay in jasiiradaha hodanka ah ee Fe3+, oo ay ku jiraan isku-dubaridkooda octahedral iyo tetrahedral ee qaab-dhismeedka isku dhafan ee Fe2+/Fe3+, ay yihiin isha burburka filimka oksaydhka iyo isha daxalka SDSS ee qabow-rogmada leh. Jasiiradaha Nano ee ay ku badan tahay Fe3+ waxay horseedaan iska caabin daxalka oo liita xitaa iyadoo ay jirto lakab ku filan oo stoichiometric Cr2O3 ah. Marka lagu daro horumarka habka loo sameeyay ee lagu go'aaminayo saameynta kala duwanaanshaha kiimikada nanoscale ee daxalka, shaqada hadda jirta waxaa la filayaa inay dhiirrigeliso hababka injineernimada si loo hagaajiyo iska caabinta daxalka ee birta aan miridhku lahayn inta lagu jiro sameynta birta.
Si loo diyaariyo unugyada isku dhafan ee Ce-2507 SDSS ee loo isticmaalay daraasaddan, qaybaha isku dhafan, oo ay ku jiraan birta Fe-Ce ee lagu shaabadeeyay tuubooyin bir saafi ah, ayaa lagu dhalaaliyay foorno soo-saarid dhexdhexaad ah oo 150 kg ah si loo soo saaro bir dhalaalaysa oo lagu shubay qaabab shubid ah. Halabuurka kiimikada ee la cabbiray (wt%) waxaa lagu taxay Jadwalka Dheeraadka ah ee 2. Marka hore waxaa loo kululeeyaa baloogyo. Kadib birta waxaa lagu kululeeyay 1050°C muddo 60 daqiiqo ah si loo helo xal adag, ka dibna lagu damiyay biyo heerkulka qolka. Shaybaarada la bartay waxaa si faahfaahsan loogu bartay iyadoo la adeegsanayo TEM iyo DOE si loo barto marxaladaha, cabbirka hadhuudhka iyo qaab-dhismeedka. Macluumaad faahfaahsan oo ku saabsan muunadaha iyo habka wax soo saarka waxaa laga heli karaa ilo kale6,7.
Shaybaarada qaab-dhismeedka (φ10 mm × 15 mm) si loo cadaadiyo kulul iyadoo dhidibka dhululubada uu barbar socdo jihada qaab-dhismeedka ee baloogga. Cadaadiska heerkulka sare waxaa lagu sameeyay heer cadaadis joogto ah oo u dhexeeya 0.01-10 s-1 heerkul kala duwan oo u dhexeeya 1000-1150°C iyadoo la adeegsanayo qalabka lagu cabbiro heerkulka Gleeble-3800. Kahor qaab-dhismeedka, shaybaarada waxaa lagu kululeeyay heerkulka la doortay heer ah 10 °C s-1 muddo 2 daqiiqo ah si loo baabi'iyo heerka heerkulka. Ka dib markii la gaaro isku mid ahaanshaha heerkulka, shaybaarada waxaa loo beddelay qiime cadaadis dhab ah oo ah 0.7. Ka dib qaab-dhismeedka, isla markiiba waxaa lagu damiyay biyo si loo ilaaliyo qaab-dhismeedka ...
Shaybaarada waaweyn (80 × 10 × 17 mm3) ee xalka adag ee Ce-2507 ayaa lagu tijaabiyay mashiinka laba-rogidda laba-rogidda ah ee saddex-waji ah ee aan isku mid ahayn LG-300, kaas oo bixiyay sifooyinka farsamada ugu fiican dhammaan fasallada kale ee isbeddelka6. Heerka cadaadiska iyo yareynta dhumucda waxay ahaayeen 0.2 m·s-1 iyo 5% waddo kasta, siday u kala horreeyaan.
Xarunta shaqada ee korontada ku shaqeysa ee Autolab PGSTAT128N ayaa loo isticmaalay in lagu cabbiro SDSS si elektaroonik ah ka dib markii qabowgu uu hoos u dhacay dhumucda 90% (1.0 oo u dhiganta nooca dhabta ah) iyo cadaadiska kulul ee 0.7 nooca dhabta ah ee 1050 oC iyo 10 s-1. Xarunta shaqadu waxay leedahay unug saddex-elektaroodh ah oo leh elektaroodh calomel buuxa oo ah elektaroodh tixraac ah, elektaroodh graphite counter ah, iyo muunad SDSS ah oo ah elektaroodh shaqeynaya. Shaybaarrada waxaa loo jaray dhululubo dhexroorkoodu yahay 11.3 mm, dhinacyadaas oo fiilooyinka naxaasta lagu alxamay. Kadib muunadda waxaa lagu shubay resin epoxy, taasoo ka tagtay meel furan oo 1 cm2 ah oo ah elektaroodh shaqeynaya (dusha hoose ee muunadda dhululubada). Si taxaddar leh u isticmaal inta lagu jiro daaweynta epoxy-ga iyo inta lagu jiro xoqidda iyo nadiifinta xiga si looga fogaado dildilaaca. Dusha shaqada waxaa lagu dhejiyaa oo lagu safeeyaa suun dheeman ah oo cabbirkiisu yahay 1 micron, lagu nadiifiyaa biyo la safeeyey iyo ethanol oo lagu qalajiyaa hawo qabow. Kahor cabbiraadda korantada, muunadaha la safeeyey waxaa hawada la geliyay dhowr maalmood si loo sameeyo filim oksaydh dabiici ah. Xal biyood ah oo FeCl3 ah (6.0 wt.%), oo lagu dejiyay HCl ilaa pH = 1.0 ± 0.01, ayaa loo isticmaalay in lagu dedejiyo daxalka birta aan miridhku lahayn55, maadaama laga helo deegaanno dagaal badan oo ay ku jiraan ion-yada koloriinta oo leh awood oksaydh oo xooggan iyo pH hooseeya sida ku cad ASTM. Heerarka la soo jeediyay waa G48 iyo A923. Muunadaha waxaa lagu dhex geliyay xalka tijaabada 1 saac ka hor inta aan la qaadin cabbir kasta si loo gaaro xaalad u dhow mid taagan. Wixii xal adag, muunadaha kulul ee la shaqeeyo iyo kuwa qabow ee la duubo, heerka soo noqnoqda ee cabbirka impedance wuxuu ahaa 1 × 105 ~ 0.1 Hz, awoodda wareegga furan (OPS)na waxay ahayd 5 mV, taasoo ahayd 0.39, 0.33, iyo 0.25 VSCE, siday u kala horreeyaan. Tijaabo kasta oo koronto kiimikaal ah oo muunad kasta ah waxaa lagu celceliyay ugu yaraan saddex jeer xaalado isku mid ah si loo hubiyo in xogta la soo saaro.
Cabbiraadaha HE-SXRD, baloogyo bir ah oo laba jibbaaran oo 1 × 1 × 1.5 mm3 ah ayaa lagu cabiray xariiq Brockhouse wiggler oo tamar sare leh oo ku taal CLS, Kanada si loo qiyaaso halabuurka wejiga56. Ururinta xogta waxaa lagu sameeyay heerkulka qolka ee joomatari Debye-Scherrer ama joomatari gaadiid. Mowjadaha raajo ee loo hagaajiyay cabbirka LaB6 waa 0.212561 Å, taas oo u dhiganta 58 keV, taas oo aad uga sarreysa kan Cu Kα (8 keV) oo si caadi ah loogu isticmaalo isha raajada shaybaarka. Muunadda waxaa la dhigayaa masaafo dhan 740 mm laga bilaabo qalabka ogaanshaha. Mugga ogaanshaha muunad kasta waa 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, kaas oo lagu go'aamiyo cabbirka alwaaxda iyo dhumucda muunadda. Mid kasta oo ka mid ah xogtan waxaa la ururiyay iyadoo la adeegsanayo qalabka lagu ogaado aagga Perkin Elmer, qalabka lagu ogaado raajada ee loo yaqaan 'fidsan panel X-ray detector', 200 µm pixels, 40 × 40 cm2, iyadoo la isticmaalayo waqti soo-gaadhis ah oo ah 0.3 ilbiriqsi iyo 120 firam.
Cabbiraadaha X-PEEM ee laba nidaam oo moodel ah oo la soo xulay ayaa lagu sameeyay saldhigga dhammaadka PEEM ee khadka Beamline MAXPEEM ee shaybaarka MAX IV (Lund, Sweden). Muunado ayaa loo diyaariyey si la mid ah cabbiraadaha elektiroonigga. Muunado la diyaariyey waxaa lagu hayey hawada dhowr maalmood waxaana lagu nadiifiyey qol faakiyuum ah oo aad u sarreeya ka hor inta aan lagu shubin photons synchrotron. Xallinta tamarta ee iftiinka waxaa lagu helaa iyadoo la cabbirayo spectrum-ka wax soo saarka ion laga bilaabo N 1 s ilaa 1\(\pi _g^ \ast\) ee gobolka kicinta iyadoo leh hv = 401 eV ee N2 iyo ku tiirsanaanta tamarta photon ee E3/2.57. Ku habboonaanta spectral waxay siisay ΔE (ballaca xariiqda muuqaalka) ~0.3 eV marka loo eego baaxadda tamarta la cabbiray. Sidaa darteed, xallinta tamarta beamline-ka waxaa lagu qiyaasay inay tahay E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 iyo qulqulka ≈1012 ph/s iyadoo la adeegsanayo monochromator SX-700 oo wax laga beddelay oo leh shabag Si 1200-line mm−1 ah oo loogu talagalay geeska Fe 2p L2,3, geeska Cr 2p L2,3, geeska Ni 2p L2,3, iyo geeska Ce M4,5. Sidaa darteed, xallinta tamarta beamline-ka waxaa lagu qiyaasay inay tahay E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 iyo qulqulka ≈1012 ph/s iyadoo la adeegsanayo monochromator SX-700 oo wax laga beddelay oo leh shabag Si 1200-line mm−1 ah oo loogu talagalay geeska Fe 2p L2.3, geeska Cr 2p L2.3, geeska Ni 2p L2.3, iyo geeska Ce M4.5. Таkym obrazom, эnergétycheskoe raszrешение knala puchka bыlo otseneno kak E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ> 2000 и 2000 и 2000 при использовании модифицированного монохроматора SX-700 L2,3, кромка Ni 2p L2,3 iyo кромка Ce M4,5. Sidaas darteed, xallinta tamarta ee kanaalka iftiinka waxaa lagu qiyaasay E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 iyo qulqulka ≈1012 f/s iyadoo la adeegsanayo monochromator SX-700 oo wax laga beddelay oo leh shabag Si oo ah 1200 xariiq/mm loogu talagalay Fe cidhif 2p L2,3, Cr cidhif 2p L2.3, Ni cidhif 2p L2.3, iyo Ce cidhif M4.5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s 通过使用0单色器和Si 1200 线mm−1 光栅用于 Fe 2p L2,3 边缘、Cr 2p L2,3 边缘、Ni 2p L2,3 边缘和和。因为单色器 和 SI 1200 线 mm-1 光栅 于 Fe 2P 2P 2P L2.3 边缘、Cr 2p L2.3Sidaas darteed, marka la isticmaalayo monochromator SX-700 oo wax laga beddelay iyo shabag Si oo ah 1200 line. 3, Cr gees 2p L2.3, Ni gees 2p L2.3 iyo Ce gees M4.5.Ku fidi tamarta sawirka 0.2 tallaabo eV. Tamar kasta, sawirrada PEEM waxaa lagu duubay iyadoo la adeegsanayo qalabka TVIPS F-216 CMOS oo leh xiriir fiber optic ah oo 2 x 2 ah oo bixiya 1024 × 1024 pixels oo ku jira goob muuqaal ah oo 20 µm ah. Waqtiga soo-gaadhista sawirradu waa 0.2 ilbiriqsi, celcelis ahaan 16 qaab. Tamarta sawirka sawir-qaadaha waxaa loo doortaa si ay u bixiso calaamadda elektaroonigga labaad ee ugu badan. Dhammaan cabbiraadaha waxaa lagu sameeyaa dhacdooyinka caadiga ah ee iftiinka sawir-qaadaha ee toosan ee kala qaybsan. Wixii macluumaad dheeraad ah oo ku saabsan cabbiraadaha, eeg daraasad hore58. Ka dib markii la bartay wadarta guud ee wax-soo-saarka elektaroonigga (TEY)59 qaabka ogaanshaha iyo codsigeeda X-PEEM, qoto-dheeraanta ogaanshaha ee habkan waxaa lagu qiyaasaa ~4–5 nm calaamadda Cr iyo ~6 nm calaamadda Fe. Qoto-dheerida Cr aad bay ugu dhowdahay dhumucda filimka oksaydhka (~4 nm)60,61 halka qoto-dheerida Fe ay ka weyn tahay dhumucda filimka oksaydhka. XAS-ka laga soo ururiyey meel u dhow geeska Fe L waa isku-darka oksaydhka birta XAS iyo FeO ee ka imanaya matrix-ka. Xaaladda koowaad, xoojinta elektaroonada la sii daayo waxay sabab u tahay dhammaan noocyada suurtagalka ah ee elektaroonada ka qayb qaata TEY. Si kastaba ha ahaatee, calaamadda birta saafiga ah waxay u baahan tahay tamar firfircoon oo sare si elektaroonada ay uga gudbaan lakabka oksaydhka, u gaaraan dusha sare, oo ay u ururiyaan falanqeeyaha. Xaaladdan, calaamadda Fe0 waxay inta badan sabab u tahay elektaroonada LVV Auger iyo elektaroonada labaad ee ay soo saaraan. Intaa waxaa dheer, xoojinta TEY ee ay ka qayb qaateen elektaroonadani waxay burburtaa inta lagu jiro waddada baxsashada elektaroonigga49 oo sii yaraynaysa saxiixa muuqaalka ee Fe0 ee khariidadda birta XAS.
Isku-darka macdan qodista xogta ee xabadaha xogta (xogta X-PEEM) waa tallaabo muhiim ah oo lagu soo saarayo macluumaadka khuseeya (sifooyinka kiimikada ama kuwa jireed) si dhinacyo badan leh. K-macnaheedu waa isku-ururinta waxaa si weyn loogu isticmaalaa dhowr meelood, oo ay ku jiraan aragtida mashiinka, farsamaynta sawirka, aqoonsiga qaabka aan la kormeerin, sirdoonka macmalka ah, iyo falanqaynta kala-soocidda24. Tusaale ahaan, isku-ururinta K-macnaheedu si fiican ayaa loogu dabaqay isku-ururinta xogta sawirka sare62. Mabda' ahaan, xogta walxaha badan leh, algorithm-ka K-macnaheedu si fudud ayuu ugu kala saari karaa iyadoo loo eegayo macluumaadka ku saabsan sifooyinkooda (sifooyinka tamarta sawirka). Isku-ururinta K-macnaheedu waa algorithm soo noqnoqda oo loogu talagalay qaybinta xogta kooxaha aan is dulsaarnayn ee K (kooxaha), halkaas oo pixel kasta uu ka tirsan yahay koox gaar ah iyadoo ku xiran qaybinta booska ee isku-dhafka kiimikada ee halabuurka qaab-dhismeedka birta. Algorithm-ka K-macnaheedu wuxuu ka kooban yahay laba tallaabo: tallaabada koowaad waxay xisaabisaa centroids-ka K, tallaabada labaadna waxay u qoondaysaa dhibic kasta koox leh centroids deriska ah. Xarunta cufisjiidadka ee koox waxaa lagu qeexaa celceliska xisaabta ee dhibcaha xogta (XAS spectra) ee kooxdaas. Waxaa jira masaafooyin kala duwan oo lagu qeexayo centroids-ka deriska ah sida masaafada Euclidean. Sawirka gelinta ee px,y (x iyo y waa xallinta pixels), CK waa xarunta cufisjiidadka ee kooxda; sawirkan waxaa markaa loo qaybin karaa (ururin) kooxo K iyadoo la adeegsanayo K-means63. Tallaabooyinka ugu dambeeya ee algorithm-ka isku-dhafka ah ee K-means waa:
Tallaabada 2. Xisaabi heerka xubinnimada dhammaan pixels-ka iyadoo loo eegayo xarunta hadda jirta. Tusaale ahaan, waxaa laga xisaabiyaa masaafada Euclidean ee u dhaxaysa bartamaha iyo pixel kasta:
Tallaabada 3 U qoondee pixel kasta xarunta ugu dhow. Kadib dib u xisaabi boosaska xarunta dhexe ee K sida soo socota:
Tallaabada 4. Ku celi habka (isleegyada (7) iyo (8)) ilaa ay isku yimaadaan xarumaha dhexe. Natiijooyinka tayada kooxda ugu dambeysa waxay si aad ah isugu xiran yihiin doorashada ugu habboon ee xarumaha hore ee 63. Qaab-dhismeedka xogta PEEM ee sawirrada birta ah, caadi ahaan X (x × y × λ) waa saddex jibbaaran oo xog ururin 3D ah, halka dhidibyada x iyo y ay matalaan macluumaadka booska (xalka pixel) dhidibka λna wuxuu u dhigmaa qaabka tamarta spectral ee fotons-ka. Algorithmka K-da waxaa loo isticmaalay in lagu sahamiyo gobollada xiisaha leh ee xogta X-PEEM iyadoo la kala saarayo pixels (kooxo ama baloogyo hoose) iyadoo loo eegayo astaamaha spectral-ka iyo soo saarista centroid-ka ugu fiican (XAS spectral qalooca) falanqeeye kasta (koox). Waxaa loo isticmaalaa in lagu barto qaybinta booska, isbeddellada spectral-ka maxalliga ah, dhaqanka oksaydhka iyo xaaladda kiimikada. Tusaale ahaan, algorithmka isku-dhafka K-da waxaa loo isticmaalay gobollada Fe-geel iyo Cr-geel ee X-PEEM-ka kulul ee shaqada iyo qabowga lagu duubay. Tiro kala duwan oo ah kooxaha K (gobollada qaab-dhismeedka yar yar) ayaa la tijaabiyay si loo helo kooxaha ugu fiican iyo kuwa dhexe. Marka garaafka la soo bandhigo, pixels-ka waxaa dib loogu qoondeeyaa xarumaha saxda ah ee kooxda. Qaybinta midabka kasta waxay u dhigantaa bartamaha kooxda, taasoo muujinaysa habaynta booska ee walxaha kiimikada ama kuwa jireed. Xarumaha dhexe ee la soo saaray waa isku-darka toosan ee muuqaallada saafiga ah.
Xogta taageeraysa natiijooyinka daraasaddan waxaa laga heli karaa qoraaga WC marka la codsado macquul.
Sieurin, H. & Sandström, R. Adkaanta jab ee birta aan miridhku lahayn ee laba-laaban. Sieurin, H. & Sandström, R. Adkaanta jab ee birta aan miridhku lahayn ee laba-laaban. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплеks Sieurin, H. & Sandström, R. Adkaanta jab ee birta aan miridhku lahayn ee laba-laaban. 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 Sieurin, H. & Sandström, R. Adkaanta jab ee birta aan miridhku lahayn ee laba-laaban.mashruuc. fractal. dhogor. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Iska caabbinta daxalka ee birta aan daxalka lahayn ee duplex ee asiidhyada dabiiciga ah ee la xushay iyo deegaannada asiidh/koloriid ee dabiiciga ah. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Iska caabbinta daxalka ee birta aan daxalka lahayn ee duplex ee asiidhyada dabiiciga ah ee la xushay iyo deegaannada asiidh/koloriid ee dabiiciga ah.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. iyo Van Der Merwe, J. Iska caabbinta daxalka ee biraha aan daxalka lahayn ee duplex ee ku jira deegaanno leh asiidhyo dabiici ah iyo asiidhyo/koloriid dabiici ah. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相不锈钢在选定有有酸和有有酸 Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相stainless steel在特定organic酸和Organic酸/ deegaanka chlorinatedAdams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. iyo Van Der Merwe, J. Iska caabbinta daxalka ee biraha aan daxalka lahayn ee duplex ee ku jira deegaanno leh asiidhyo dabiici ah iyo asiidhyo/koloriid dabiici ah.ka hortagga daxalka. Habka Mater 57, 107–117 (2010).
Barella S. et al. Sifooyinka oksaydhaynta daxalka ee aluminiinta duplex-ka ee Fe-Al-Mn-C. Qalabka 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Jiil cusub oo bir ah oo aad u duplex ah oo loogu talagalay soo saarista gaaska qalabka iyo saliidda. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Jiil cusub oo bir ah oo aad u duplex ah oo loogu talagalay soo saarista gaaska qalabka iyo saliidda.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Jiil cusub oo bir ah oo duplex ah oo loogu talagalay qalabka wax soo saarka saliidda iyo gaaska.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Jiil cusub oo bir ah oo aad u duplex ah oo loogu talagalay qalabka wax soo saarka gaaska iyo saliidda. Webinar E3S. 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Baaritaan ku saabsan dhaqanka isbeddelka kulul ee birta aan daxalka lahayn ee laba-jibbaaran 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Baaritaan ku saabsan dhaqanka isbeddelka kulul ee birta aan daxalka lahayn ee laba-jibbaaran 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Daraasad ku saabsan Dhaqanka Isbeddelka Kulul ee Birta Duplex ee Nooca 2507. Birta. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级双相不锈钢的热变形行为研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507Kingklang, S. iyo Utaisansuk, V. Baaritaanka Dhaqanka Isbeddelka Kulul ee Birta Duplex ee Nooca 2507. Birta.Jaamacadda Alma. Tran. A 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al. Saamaynta duubista qabow ee la xakameeyey ee ku saabsan qaab-dhismeedka yar yar iyo sifooyinka farsamada ee birta aan miridhku lahayn ee SAF 2507 ee cerium-ka wax laga beddelay. alma mater. sayniska. mashruuca. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al. Qaab-dhismeedka iyo sifooyinka farsamada ee ay keento isbeddelka kulul ee birta aan miridhku lahayn ee SAF 2507 ee cerium-ka wax laga beddelay. J. Alma mater. haanta kaydinta. tiknoolajiyada. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Saamaynta walxaha dhulka naadirka ah ku leeyihiin dhaqanka oksaydheynta heerkulka sare ee birta austenitic. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Saamaynta walxaha dhulka naadirka ah ee ku saabsan dhaqanka oksaydheynta heerkulka sare ee birta austenitic.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. iyo Zheng K. Saamaynta walxaha dhulka naadirka ah ku leeyihiin dhaqanka birta austenitic marka ay ku jiraan oksaydh heerkul sare. 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. iyo Zheng K. Saamaynta walxaha dhulka naadirka ah ku leeyihiin dhaqanka biraha austenitic marka oksaydhku heerkul sare jiro.daxalka. sayniska. 164, 108359 (2020).