Kea leboha ha u etetse Nature.com. U sebelisa mofuta oa sebali o nang le tšehetso e fokolang ea CSS. Bakeng sa boiphihlelo bo botle ka ho fetesisa, re khothaletsa hore o sebelise sebatli se ntlafalitsoeng (kapa o tima Compatibility Mode ho Internet Explorer). Ho feta moo, ho netefatsa ts'ehetso e tsoelang pele, re bonts'a sebaka sena ntle le mekhoa le JavaScript.
E hlahisa carousel ea li-slide tse tharo ka nako e le 'ngoe. Sebelisa likonopo tse Fetileng le Tse Latelang ho feta har'a li-slide tse tharo ka nako, kapa sebelisa likonopo tsa selaete qetellong ho tsamaea har'a li-slide tse tharo ka nako.
Ts'epe e sa hloekang e sebelisoang haholo le liphetolelo tsa eona tse entsoeng li hanana le kutu maemong a tikoloho ka lebaka la lera la passivation le nang le chromium oxide. Corrosion le khoholeho ea tšepe hangata li amahanngoa le ho timetsoa ha lihlopha tsena, empa hangata ho na le ponahalo ea inhomogeneities ea holim'a metsi, ho itšetlehile ka boemo ba microscopic. Mosebetsing ona, nanoscale chemical surface heterogeneity, e bonoang ke spectroscopic microscopy le chemometric analysis, ka tšohanyetso e laola ho robeha le ho bola ha serame se batang sa cerium se fetotsoeng super duplex stainless steel 2507 (SDSS) nakong ea phetoho ea eona e chesang. Le hoja microscopy ea X-ray photoelectron e bontšitse tšireletso e batlang e tšoana ea lera la tlhaho la Cr2O3, ts'ebetso ea passivation ea SDSS e batang e ne e fokola ka lebaka la kabo ea sebaka sa Fe3+ e ruileng ea li-nanoislands holim'a Fe/Cr oxide layer. Tsebo ena ea sekala sa athomo e fana ka kutloisiso e tebileng ea kutu ea tšepe e sa hloekang 'me e lebelletsoe ho thusa ho loantša ho bola ha litšepe tse tšoanang tsa alloy.
Ho tloha ha ho qaptjoa tšepe e sa hloekang, thepa e thibelang kutu ea ferrochrome e 'nile ea nkoa e le chromium, e etsang li-oxide tse matla / oxyhydroxides' me e bontša boitšoaro bo sa tloaelehang libakeng tse ngata. Ha ho bapisoa le litšepe tse tloaelehileng (austenitic le ferritic) tse sa hloekang 1, 2, 3, super duplex stainless steels (SDSS) li na le khanyetso e ntle ea kutu le thepa e ntle ea mochini. Matla a ntseng a eketseha a mochini a lumella meralo e bobebe le e kopaneng. Ka lehlakoreng le leng, SDSS ea moruo e na le khanyetso e phahameng ea likoti le ho bola ha likoti, e bakang bophelo bo bolelele ba ts'ebeletso, ka hona e eketsa ts'ebeliso ea eona ho taolo ea tšilafalo, lijana tsa lik'hemik'hale, le indasteri ea oli le khase e kantle ho naha4. Leha ho le joalo, mefuta e moqotetsane ea mocheso oa mocheso le sebopeho se fokolang li sitisa ts'ebeliso ea tsona e pharaletseng. Ka hona, SDSS e fetotsoe ho ntlafatsa ts'ebetso e kaholimo. Ka mohlala, phetoho ea Ce e ile ea hlahisoa ho SDSS 2507 (Ce-2507) e nang le naetrojene e ngata6,7,8. Ntho e sa tloaelehang ea lefats'e (Ce) sebakeng se loketseng sa 0.08 wt.% e na le phello e molemo ho thepa ea mochine ea DSS, kaha e ntlafatsa ntlafatso ea lijo-thollo le matla a moeli oa lijo-thollo. Khanyetso ea ho roala le ho roala, matla a ho tsitsa le matla a ho kotula, le ts'ebetso e chesang le eona e ntlafalitsoe9. Bongata bo bongata ba naetrojene bo ka nka sebaka sa nickel e turang, ho etsa hore SDSS e be le litšenyehelo tse ngata ho feta10.
Haufinyane tjena, SDSS e se e holofetse ka polasetiki ka mocheso o fapaneng (cryogenic, batang le ho chesa) ho fihlela thepa e ntle haholo ea mochini6,7,8. Leha ho le joalo, khanyetso e ntle ea kutu ea SDSS ka lebaka la boteng ba filimi e tšesaane ea oxide e holim'a metsi e angoa ke lintlha tse ngata tse kang heterogeneity ea tlhaho ka lebaka la ho ba teng ha mekhahlelo e sa tšoaneng e nang le meeli e fapaneng ea lijo-thollo, lipula tse sa batleheng le karabelo e fapaneng. ho senyeha ha mekhahlelo ea austenitic le ferritic7. Ka hona, boithuto ba thepa ea sebaka sa microscopic ea lifilimi tse joalo ho fihla boemong ba sebopeho sa elektroniki ho ba bohlokoa bakeng sa ho utloisisa kutu ea SDSS mme ho hloka mekhoa e rarahaneng ea liteko. Ho fihlela joale, mekhoa e sebetsang ka holimo e kang Auger electron spectroscopy11 le X-ray photoelectron spectroscopy12,13,14,15 le hard X-ray photoemission microscopy (HAX-PEEM)16 ka kakaretso e hlōlehile ho lemoha phapang ea lik'hemik'hale likarolong tse ka holimo. boemo ba lik'hemik'hale tsa ntho e le 'ngoe libakeng tse fapaneng tsa sebaka sa nanoscale. Liphuputso tse 'maloa tsa morao-rao li hokahane le oxidation ea lehae ea chromium le boits'oaro ba kutu bo bonoang ba litšepe tsa austenitic stainless17, martensitic steels18 le SDSS19,20. Leha ho le joalo, lithuto tsena li tsepamisitse maikutlo haholo phello ea Cr heterogeneity (mohlala, Cr3 + oxidation state) ho hanyetsa kutu. Lateral heterogeneity maemong a oxidation ea likarolo e ka bakoa ke metsoako e fapaneng e nang le likarolo tse tšoanang, joalo ka li-oxide tsa tšepe. Lik'hemik'hale tsena, tse futsitseng boholo bo fokolang ka lebaka la phekolo ea thermomechanical, li haufi haholo, empa li fapane ka ho hlophisoa le boemo ba oxidation16,21. Ka hona, e le ho lemoha ho phunyeha ha lifilimi tsa oxide le pitting e latelang, hoa hlokahala ho utloisisa ho fapana ha holimo boemong ba microscopic. Ho sa tsotellehe litlhoko tsena, likhakanyo tsa bongata tse kang lateral heterogeneity in oxidation, haholo-holo bakeng sa Fe ka nano- le atomic scale, li ntse li haella, 'me kamano ea eona le ho hanyetsa kutu e ntse e sa tsejoe. Ho fihlela morao tjena, boemo ba lik'hemik'hale tsa likarolo tse fapa-fapaneng, tse kang Fe le Ca22, ka lisampole tsa tšepe li ne li khetholloa ka bongata ho sebelisa X-ray photoelectron microscopy (X-PEEM) lisebelisoa tsa mahlaseli a nanoscale synchrotron. E kopantsoe le X-ray absorption spectroscopy (XAS) e nang le lik'hemik'hale tse nang le lik'hemik'hale (XAS), X-PEEM e nolofalletsa litekanyo tsa XAS ka tharollo e phahameng ea sebaka le pono, e fana ka tlhahisoleseding ea lik'hemik'hale mabapi le sebopeho sa likarolo le boemo ba tsona ba lik'hemik'hale tse nang le qeto ea sebaka ho fihlela sekaleng sa nanometer tse mashome a mabeli a metso e meraro. . Tlhokomelo ena ea spectromicroscopic ea ho qala e thusa ho shebella lik'hemik'hale tsa sebakeng seo 'me e ka bontša liphetoho tsa lik'hemik'hale sebakeng sa lera la tšepe tse sa kang tsa etsoa lipatlisiso.
Thuto ena e atolosa melemo ea PEEM ho lemoha phapang ea lik'hemik'hale ho nanoscale 'me e fana ka mokhoa o nang le temohisiso oa boemo ba atomic bakeng sa ho utloisisa boitšoaro ba ho bola ha Ce-2507. E sebelisa mokhoa o kopaneng oa k'hemik'hale oa K-means24 ho etsa 'mapa oa homogeneity ea lefats'e ea lik'hemik'hale (hetero) ea likarolo tse amehang, tseo maemo a tsona a lik'hemik'hale a hlahisoang ka boemeli ba lipalo. Ho fapana le ho senyeha ho qalileng ka ho timetsoa ha filimi ea chromium oxide tabeng ea setso, ho fokotseha ho fokolang le ho hanyetsa ho fokotseha ho fokolang hona joale ho bakoa ke libaka tsa Fe3 + tse ruileng tsa nanoislands haufi le lera la oxide la Fe / Cr, e ka 'nang ea e-ba thepa ea tšireletso. oxide e senya filimi e matheba 'me e baka kutu.
Boitšoaro bo senyang ba SDSS 2507 bo holofetseng bo ile ba hlahlobjoa pele ho sebelisoa litekanyo tsa electrochemical. Ka feiga. Setšoantšo sa 1 se bontša li-curve tsa Nyquist le Bode bakeng sa lisampole tse khethiloeng ka acidic (pH = 1) tharollo ea metsi a FeCl3 mocheso oa kamore. Electrolyte e khethiloeng e sebetsa e le ntho e matla ea oxidizing, e khethollang tšekamelo ea filimi ea passivation ho senya. Le hoja thepa e sa ka ea e-ba le pitting e tsitsitseng mocheso oa kamore, tlhahlobo e ile ea fana ka temohisiso mabapi le liketsahalo tse ka 'nang tsa hlōleha le ho senyeha ha morao. Potoloho e lekanang (setšoantšo sa 1d) e ne e sebelisetsoa ho lumellana le motlakase oa electrochemical impedance spectroscopy (EIS), 'me liphello tse lumellanang le tsona li bontšoa ho Lethathamo la 1. Li-semicircles tse sa phethoang li hlaha ka mekhoa e entsoeng ka tharollo le e chesang e chesang, ha li-semicircles tse hatelitsoeng li hlaha ka har'a lihlopha tse batang.1b. Ho spectroscopy ea EIS, radius ea semicircle e ka nkoa e le ho hanyetsa polarization (Rp) 25,26. Rp ea seporo sa sefofane se nang le tharollo ho Lethathamo la 1 e ka ba 135 kΩ cm–2, leha ho le joalo, boleng ba seporo sa sefofane se sebetsoang se chesang le se batang se tlase haholo, 34.7 le 2.1 kΩ cm–2, ka ho latellana. Phokotso ena e kholo ea Rp e bonts'a phello e mpe ea deformation ea polasetiki ho passivation le ho hanyetsa ha kutu, joalokaha ho bontšitsoe litlalehong tse fetileng27,28,29,30.
a Nyquist, b, c Bode impedance le diagrams phase, le d e tšoanang ea potoloho mehlala ea, moo RS ke electrolyte resistance, Rp ke polarization resistance, 'me QCPE ke oxide e ea kamehla phase element e sebelisetsoang ho etsa mohlala oa bokhoni bo sa tloaelehang (n). Litekanyo tsa EIS li etsoa ka mokhoa o bulehileng oa potoloho.
Li-constants tsa nako e le 'ngoe li bonts'oa sebakeng sa Bode, se nang le sehlaba sebakeng se phahameng sa maqhubu se emelang ho hanyetsa electrolyte RS26. Ha maqhubu a fokotseha, ho fokotseha hoa eketseha 'me ho fumanoa karolo e mpe ea karolo, e bontšang matla a ho busa. The phase angle eketseha, ho boloka palo e kahodimodimo ho feta palo e batlang e pharaletseng maqhubu a fapaneng, 'me joale fokotseha (sa feiga. 1c). Leha ho le joalo, maemong ohle a mararo, boholo bona bo ntse bo le ka tlase ho 90 °, e bontšang boitšoaro bo sa lokang ba capacitive ka lebaka la ho qhalakanngoa ha capacitive. Ka hona, QCPE constant phase element (CPE) e sebelisetsoa ho emela li-interfacial capacitance distributions tse hlahang ho tloha holimo holimo kapa ho inhomogeneity, haholo-holo ka tekanyo ea atomic, fractal geometry, electrode porosity, non-uniform potential, le geometry e nang le sebōpeho sa electrodes31,32. CPE impedance:
moo j e leng palo e inahaneloang 'me ω e le maqhubu a likhutlo. QCPE ke maqhubu a ikemetseng a ikemetseng a lekanang le sebaka se bulehileng sa electrolyte. n ke nomoro ea matla e se nang tekanyo e hlalosang ho kheloha ha capacitor ho tloha ho matla a loketseng, ke hore, haufi le n ke 1, CPE e haufi le ho ba le bokhoni, ha n e le haufi le zero, e bonahala e hanyetsa. Liphetoho tse nyane tsa n, tse haufi le 1, li bonts'a boits'oaro bo sa nepahaleng ba boleng ba bokaholimo kamora liteko tsa polarization. QCPE ea SDSS e halikiloeng e batang e phahame haholo ho feta balekane ba eona, ho bolelang hore boleng ba bokaholimo ha bo tšoane.
Ho ipapisitsoe le boholo ba thepa ea ho hanyetsa kutu ea litšepe tse sa jeleng paate, boemo bo phahameng ba Cr ba SDSS ka kakaretso bo fella ka khanyetso e ntle ea kutu ea SDSS ka lebaka la ho ba teng ha filimi ea oxide e sireletsang holim'a metsi17. Lifilimi tse joalo tsa passivating hangata li ruile ka Cr3+ oxides le/kapa hydroxides, haholo-holo hammoho le Fe2+, Fe3+ oxides le/kapa (oxy)hydroxides33. Leha ho na le ho ts'oana ho ts'oana ha bokaholimo, "passivating oxide layer", 'me ha ho na ho phatloha ha bokaholimo ho latela litekanyo tse nyane haholo6,7, boits'oaro ba kutu ea SDSS e chesang le e batang e fapane, ka hona, thuto e tebileng ea litšobotsi tsa microstructural ea hlokahala bakeng sa deformation ea tšepe.
Microstructure ea tšepe e sa hloekang e holofetseng e ile ea ithutoa ka bongata ho sebelisoa li-X-ray tse matla le tsa synchrotron tse nang le matla a maholo (Lipalo tse tlatsetso 1, 2). Tshekatsheko e e tseneletseng e neetswe mo Dintlha tsa Tlatsetso. Le hoja ho na le tumellano e akaretsang mabapi le mofuta oa karolo e kholo, ho ile ha fumanoa ho se tšoane ha likaroloana tsa mekhahlelo e mengata, tse thathamisitsoeng ho Supplementary Table 1. Liphapang tsena li ka 'na tsa bakoa ke likaroloana tse sa tšoaneng tsa karolo e holimo le ka molumo, tse anngoeng ke botebo bo fapaneng ba ho lemoha X-ray (XRD). ) ka mehloli e fapaneng ea matla ea liketsahalo photons34. Likarolo tse phahameng haholo tsa austenite mefuteng e batang e entsoeng ke XRD ho tsoa mohloling oa laboratori li bonts'a passivation e betere ebe ho hanyetsa kutu ho betere35, ha liphetho tse nepahetseng le tsa lipalo li fana ka maikutlo a mekhoa e fapaneng ea likaroloana tsa mekhahlelo. Ho phaella moo, ho hanyetsa ha kutu ea tšepe ho boetse ho itšetlehile ka tekanyo ea ntlafatso ea lijo-thollo, ho fokotsa boholo ba lijo-thollo, ho eketseha ha microdeformations le density dislocation e etsahalang nakong ea phekolo ea thermomechanical36,37,38. Mehlala e chesang e chesang e ne e bontša tlhaho ea lijo-thollo, e bontšang lijo-thollo tsa micron, ha mehele e boreleli e hlokometsoeng mefuteng e pholileng e batang (Supplementary Fig. 3) e ne e le pontšo ea ntlafatso ea lijo-thollo tsa bohlokoa ho nanosize mosebetsing o fetileng. Sena se lokela ho lumellana le filimi e sa sebetseng. sebopeho le keketseho ea ho hanyetsa kutu. Boima bo phahameng ba ho kheloha hangata bo amahanngoa le khanyetso e tlase ho pitting, e lumellanang hantle le litekanyo tsa electrochemical.
Liphetoho tsa boemo ba lik'hemik'hale tsa li-microdomains tsa likarolo tse kholo li ile tsa ithutoa ka mokhoa o hlophisitsoeng ho sebelisoa X-PEEM. Le hoja ho na le likarolo tse ngata tsa alloying, Cr, Fe, Ni le Ce39 li khethiloe mona, kaha Cr ke eona ntho ea bohlokoa bakeng sa ho etsa filimi e sa sebetseng, Fe ke eona ntho e ka sehloohong bakeng sa tšepe, 'me Ni e matlafatsa passivation le ho lekanya karolo ea ferrite-austenitic. Sebopeho le phetoho ke sepheo sa Ce. Ka ho lokisa matla a beam ea synchrotron, XAS e hapile litšobotsi tsa mantlha tsa Cr (L2.3 edge), Fe (L2.3 edge), Ni (L2.3 edge), le Ce (M4.5 edge) ho tloha holimo. -2507 SDSS. Tlhahlobo e nepahetseng ea data e entsoe ka ho kenyelletsa matla a matla le data e phatlalalitsoeng (mohlala, XAS ho Fe L2, 3 ribs40,41).
Ka feiga. Setšoantšo sa 2 se bontša litšoantšo tsa X-PEEM tsa mosebetsi o chesang (setšoantšo sa 2a) le se batang (setšoantšo sa 2d) Ce-2507 SDSS le likarolo tse tšoanang tsa XAS Cr le Fe L2,3 libakeng tse tšoailoeng ka bomong. L2,3 XAS Edge e hlahloba maemo a sa sebetseng a 3d a li-electrone ka mor'a photoexcitation ho 2p3 / 2 (L3 edge) le 2p1 / 2 (L2 edge) maemo a ho arohana ha spin-orbit. Tlhahisoleseding e mabapi le boemo ba valence ea Cr e ile ea fumanoa ho tsoa tlhahlobong ea X-ray diffraction ea L2,3 bohale ho Fig. 2b,d. Link papiso. 42, 43 e bontšitse hore litlhōrō tse 'nè tsa A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV), le D (582.2 eV) li ile tsa bonoa haufi le moeli oa L3, tse bontšang li-ion tsa octahedral Cr3+, tse lumellanang le Cr2O3. Ponahalo ea liteko e lumellana le lipalo tsa theoretical, joalokaha ho bontšitsoe ka liphanele b le e, tse fumanoang ho tsoa lipalong tsa masimo a mangata a kristale ho Cr L2.3 interface ho sebelisa lebala la kristale la 2.0 eV44. Likarolo ka bobeli tsa SDSS e sebetsoang ka ho chesa le e batang e koahetsoe ka sekhahla se batlang se lekana sa Cr2O3.
setšoantšo sa Thermal sa X-PEEM e entsoeng ka SDSS e chesang e lumellanang le bohale b Cr L2.3 le bohale c Fe L2.3, d setšoantšo sa Thermal X-PEEM ea SDSS e nang le serame e lumellanang le bohale e Cr L2.3 le f Fe L2.3 ea lehlakore (e) . Ponahalo ea XAS e reriloeng libakeng tse fapaneng tse tšoailoeng litšoantšong tse futhumetseng (a, d) ka mela e nang le matheba a lamunu ho (b) le (e) e emela ponahalo e etsisitsoeng ea XAS ea Cr3+ e nang le boleng ba lebala la kristale la 2.0 eV. Bakeng sa litšoantšo tsa X-PEEM, phalete ea mocheso e sebelisetsoa ho ntlafatsa ho baloa ha setšoantšo, moo mebala e tsoang ho boputsoa ho ea bofubelu e lekanang le matla a ho monya X-ray (ho tloha tlaase ho ea holimo).
Ho sa tsotelehe tikoloho ea lik'hemik'hale ea likarolo tsena tsa tšepe, boemo ba lik'hemik'hale tsa litlatsetso tsa Ni le Ce alloying element bakeng sa disampole ka bobeli bo ile ba lula bo tšoana. Setšoantšo se eketsehileng. Ka feiga. 5-9 e bonts'a litšoantšo tsa X-PEEM le ponahalo ea XAS e tsamaellanang ea Ni le Ce maemong a fapaneng holim'a mehlala e chesitsoeng le e batang. Ni XAS e bonts'a boemo ba oxidation ea Ni2+ holim'a sebaka sohle se lekantsoeng sa mehlala e chesang le e batang (Puisano ea Tlatsetso). Hoa hlokomeleha hore tabeng ea mehlala e entsoeng ka mocheso o chesang, lets'oao la XAS la Ce ha le hlokomeloe, ha mefuta e mengata ea Ce3 + ea mehlala e pholileng e bonoa ka nako e 'ngoe. Tlhokomelo ea matheba a Ce ka lisampole tse kolobisitsoeng ka serame e bontšitse hore Ce e teng haholo ka mokhoa oa pula.
Ho SDSS e holofetseng ka mocheso, ha ho phetoho ea mohaho oa sebaka sa XAS e ileng ea bonoa moeling oa Fe L2.3 (setšoantšo sa 2c). Leha ho le joalo, joalokaha ho bontšitsoe feiga. 2f, Fe matrix ka microscopically e fetola boemo ba eona ba lik'hemik'hale libakeng tse supileng tse khethiloeng ka mokhoa o sa reroang ho SDSS e batang. Ho phaella moo, e le hore u fumane khopolo e nepahetseng ea liphetoho tsa boemo ba Fe libakeng tse khethiloeng setšoantšong sa 2f, ho ile ha etsoa lithuto tsa sebaka sa sebaka seo (setšoantšo sa 3 le sa Supplementary Fig. 10) moo ho ileng ha khethoa libaka tse nyenyane tse chitja. The XAS spectra ea Fe L2,3 bohale ba litsamaiso tsa α-Fe2O3 le Fe2 + octahedral oxides li ile tsa etsoa mohlala ho sebelisa lipalo tsa masimo a kristale a mangata a sebelisa masimo a kristale a 1.0 (Fe2 +) le 1.0 (Fe3 +)44. Rea hlokomela hore α-Fe2O3 le γ-Fe2O3 li na le li-symmetries tse fapaneng tsa lehae45,46, Fe3O4 e na le motsoako oa Fe2+ & Fe3+,47, le FeO45 e le divalent Fe2+ oxide (3d6). Rea hlokomela hore α-Fe2O3 le γ-Fe2O3 li na le li-symmetries tse fapaneng tsa lehae45,46, Fe3O4 e na le motsoako oa Fe2+ & Fe3+,47, le FeO45 e le divalent Fe2+ oxide (3d6).Hlokomela hore α-Fe2O3 le γ-Fe2O3 li na le li-symmetries tse fapaneng tsa lehae45,46, Fe3O4 li kopanya ka bobeli Fe2+ le Fe3+, 47 le FeO45 ka mokhoa oa divalent oxide Fe2+ (3d6).Hlokomela hore α-Fe2O3 le γ-Fe2O3 li na le li-symmetries tse fapaneng tsa lehae45,46, Fe3O4 e na le metsoako ea Fe2+ le Fe3+,47 le FeO45 e sebetsa e le divalent e tloaelehileng Fe2+ oxide (3d6). Li-ion tsohle tsa Fe3+ ho α-Fe2O3 li na le maemo a Oh feela, athe γ-Fe2O3 hangata e hlalosoa e le Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3] mohlala O4 spinel e nang le likheo mohlala maemo. Ka hona, li-ion tsa Fe3+ ho γ-Fe2O3 li na le maemo a mabeli a Td le Oh. Joalokaha ho boletsoe mosebetsing o fetileng, le hoja litekanyetso tsa matla a tse peli li fapane, karo-karolelano ea matla eg / t2g ke ≈1, ha tabeng ena tekanyo ea matla e hlokometsoeng mohlala / t2g e ka bang 1. Sena se tlosa monyetla oa hore Fe3 + feela e be teng tabeng ena. Ha ho nahanoa ka taba ea Fe3O4 e nang le metsoako ea Fe2 + le Fe3 +, hoa tsebahala hore ntho e fokolang (e matla) ea pele karolong ea L3 ea Fe e bontša ho se be teng ho honyenyane (e kholo) sebakeng sa t2g. Sena se sebetsa ho Fe2 + (Fe3 +), e bontšang keketseho ea letšoao la pele le bontšang keketseho ea litaba tsa Fe2 + 47. Liphetho tsena li bontša hore Fe2+ le γ-Fe2O3, α-Fe2O3 le/kapa Fe3O4 ke tsona tse ka sehloohong holim'a libaka tse batang tsa metsoako.
Lits'oants'o tse atolositsoeng tsa "photoemission electron thermal" tsa (a, c) le (b, d) XAS spectra ho pholletsa le Fe L2,3 moeling oa libaka tse fapaneng ka har'a libaka tse khethiloeng 2 le E ho Feiga. 2d.
Lintlha tsa liteko tse fumanoeng (setšoantšo sa 4a le sa Supplementary Fig. 11) li ne li reriloe 'me li bapisoa le tsa metsoako e hloekileng ea 40, 41, 48. Ha e le hantle, mefuta e meraro e fapaneng ea liteko e ile ea hlokomeloa Fe L-edge XAS spectra (XAS-1, XAS-2 le XAS-3: Setšoantšo sa 4a) se ne se bonoa sebakeng se fapaneng sa sebaka. Haholo-holo, palo e tšoanang le 2-a (e hlalosoang e le XAS-1) setšoantšong sa 3b se ile sa hlokomeloa sebakeng sohle sa thahasello, se lateloa ke 2-b spectrum (e ngotsoeng XAS-2), ha palo e tšoanang le E-3 e ne e hlokomeloa feiga. 3d (e bitsoang XAS-3) e bonoa libakeng tse ling tsa lehae. Hangata, ho sebelisoa li-parameter tse 'nè ho khetholla linaha tsa valence tse teng ka mohlala oa probe: (1) L3 le L2 likarolo tsa spectral, (2) maemo a matla a likarolo tsa L3 le L2, (3) L3-L2 phapang ea matla, (4) L2 intensity ratio / L3. Ho ea ka maikutlo a pono (setšoantšo sa 4a), likarolo tsohle tse tharo tsa Fe, e leng Fe0, Fe2 +, le Fe3 +, li teng holim'a SDSS e ithutoang. Karo-karolelano ea matla e lekantsoeng L2 / L3 e boetse e bontšitse boteng ba likarolo tsohle tse tharo.
a Ho shebiloe lintlha tse tharo tse fapaneng tsa liteko (mela e tiileng XAS-1, XAS-2 le XAS-3 e lumellana le 2-a, 2-b le E-3 setšoantšong sa 2 le sa 3) ha e bapisoa le setšoantšo sa XAS Comparison spectra, octahedron Fe2+, Fe3+, crystal field values ​​​​ea 1.0 V–Ered, 1. lintlha tsa liteko (XAS-1, XAS-2, XAS-3) le data e ntlafalitsoeng ea LCF (mohala o motšo o tiileng), le ho bapisa ponahalo ea XAS-3 le Fe3O4 (boemo bo tsoakiloeng ba Fe) le Fe2O3 (Fe3+ e hloekileng).
Motsoako oa linear (LCF) o lekanang le litekanyetso tse tharo40,41,48 o ile oa sebelisoa ho lekanya sebopeho sa tšepe ea oxide. LCF e ile ea kenngoa ts'ebetsong bakeng sa lipapali tse tharo tse khethiloeng tsa Fe L-edge XAS tse bontšang phapang e phahameng ka ho fetisisa, e leng XAS-1, XAS-2 le XAS-3, joalokaha ho bontšitsoe setšoantšong sa 4b-d. Bakeng sa lisebelisoa tsa LCF, 10% Fe0 e ne e nkoa maemong 'ohle ka lebaka la moeli o monyenyane oo re o boneng boitsebisong bohle le taba ea hore tšepe ea ferrous ke karolo e ka sehloohong ea tšepe. Ka sebele, botebo ba teko ea X-PEEM bakeng sa Fe (~ 6 nm) 49 bo boholo ho feta botenya bo hakantsoeng ba oxidation (hanyenyane> 4 nm), ho lumella ho lemoha pontšo ho tloha matrix ea tšepe (Fe0) ka tlas'a sekhahla sa passivation. Ka sebele, botebo ba teko ea X-PEEM bakeng sa Fe (~ 6 nm) 49 bo boholo ho feta botenya bo hakantsoeng ba oxidation (hanyenyane> 4 nm), ho lumella ho lemoha pontšo ho tloha matrix ea tšepe (Fe0) ka tlas'a sekhahla sa passivation. Действительно, пробная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм)49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окисления (немного > 4 нзбина ) сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. Ka sebele, botebo ba X-PEEM bakeng sa Fe (~ 6 nm) 49 bo boholo ho feta botenya bo nahanoang ba lera la oxidation (hanyenyane> 4 nm), e leng se etsang hore ho khonehe ho lemoha pontšo ho tloha matrix ea tšepe (Fe0) tlas'a lera la passivation.Ha e le hantle, X-PEEM e lemoha Fe (~ 6 nm) 49 e tebileng ho feta tekano e lebeletsoeng ea oxide layer (e fetang 4 nm feela), e lumella ho lemoha matšoao a tsoang matrix a tšepe (Fe0) ka tlas'a sekhahla sa passivation. Metsoako e fapaneng ea Fe2+ le Fe3+ e ile ea etsoa ho fumana tharollo e molemohali bakeng sa data ea liteko e hlokometsoeng. Ka feiga. Setšoantšo sa 4b se bonts'a motsoako oa Fe2+ le Fe3+ sebakeng sa XAS-1, moo likarolo tsa Fe2+ le Fe3+ li leng haufi, hoo e ka bang 45%, e bontšang boemo bo tsoakiloeng ba oxidation ea Fe. Athe bakeng sa sebono sa XAS-2, peresente ea Fe2+ le Fe3+ e ba ~30% le 60% ka ho latellana. Likahare tsa Fe2+ li tlase ho feta tsa Fe3+. Karo-karolelano ea Fe2+ ho Fe3 ea 1: 2 e bolela hore Fe3O4 e ka thehoa ka tekanyo e tšoanang ea Fe ion. Ho phaella moo, bakeng sa spectrum ea XAS-3, liphesente tsa Fe2+ le Fe3+ li fetohile ~ 10% le 80%, e leng se bontšang phetoho e phahameng ea Fe2+ ho Fe3+. Joalokaha ho boletsoe ka holimo, Fe3+ e ka tsoa ho α-Fe2O3, γ-Fe2O3 kapa Fe3O4. Ho utloisisa mohloli o ka bang teng oa Fe3 +, XAS-3 spectra e reriloe hammoho le litekanyetso tse fapaneng tsa Fe3 + setšoantšong sa 4e se bontšang ho tšoana le litekanyetso tsohle tse peli ha ho nkoa Peak B. Leha ho le joalo, matla a lehetla (A: ho tloha Fe2 +) le karo-karolelano ea matla B/A e bontša hore sekhahla sa XAS-3 se haufi empa ha se tšoane le sa γ-Fe2O3. Ha ho bapisoa le bongata γ-Fe2O3, matla a Fe 2p XAS a tlhōrō ea A SDSS e phahame hanyenyane (setšoantšo sa 4e), se bontšang matla a phahameng a Fe2 +. Le hoja palo ea XAS-3 e tšoana le ea γ-Fe2O3, moo Fe3 + e leng teng maemong a mabeli a Oh le Td, ho khetholla libaka tse fapaneng tsa valence le ho hokahanya feela ka L2,3 bohale kapa L2 / L3 intensity ratio e ntse e le bothata. taba e phetoang khafetsa ka lebaka la ho rarahana ha lintlha tse fapaneng tse amehang mocheng oa ho qetela41.
Ntle le khethollo e hlakileng ea libaka tsa lik'hemik'hale tsa libaka tse khethiloeng tse thahasellisang tse hlalositsoeng ka holimo, ho fapana ha lik'hemik'hale tsa lefats'e tsa likarolo tsa bohlokoa tsa Cr le Fe ho ile ha lekoa ka ho arola likarolo tsohle tsa XAS tse fumanoeng holim'a sampuli ho sebelisoa mokhoa oa ho kopanya oa K-means. Li-profiles tsa Cr L li ne li behiloe ka tsela ea hore li thehe lihlopha tse peli tse nepahetseng ka ho fetisisa tse ajoang ka har'a mefuta e chesang le e batang e bontšitsoeng ho Feiga. 5. Ho hlakile hore ha ho liphetoho tsa sebopeho sa lehae tse ileng tsa bonoa, kaha li-centroids tse peli tsa XAS Cr spectra li tšoana haholo. Libopeho tsena tsa spectral tsa lihlopha tse peli li batla li tšoana le tse tsamaellanang le Cr2O342, ho bolelang hore likarolo tsa Cr2O3 li abuoa ka mokhoa o ts'oanang holim'a SDSS.
sehlopha sa libaka tsa K-ho bolela L-edge Cr, b tse tsamaisanang le li-centroids tsa XAS. Liphetho tsa K-ho bolela X-PEEM papiso ea SDSS e kentsoeng ka serame: lihlopha tsa lihlopha tsa libaka tse ka thōko tsa K-means tsa Cr L2,3 le d tse tsamaisanang le XAS centroids.
Ho hlahisa 'mapa o thata haholoanyane oa FeL, lihlopha tse' nè le tse hlano tse ntlafalitsoeng le li-centroids tse amanang le tsona (li-spectral distributions) li sebelisoa bakeng sa mehlala e chesang le e batang, ka ho latellana. Ka hona, peresente (%) ea Fe2 + le Fe3 + e ka fumanoa ka ho lokisa LCF e bontšitsoeng ho Fig.4. The pseudoelectrode potential Epseudo e le mosebetsi oa Fe0 e ne e sebelisetsoa ho senola microchemical inhomogeneity ea filimi ea oxide e holim'a metsi. Epseudo e hakanngoa ka molao oa ho kopanya,
moo \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) e lekanang \(\rm{Fe} + 2e^ – \to\rm { Fe}^{2 + (3 + )}\), e leng 0.440 le 0.036 V, ka ho latellana. Libaka tse nang le bokhoni bo fokolang li na le litaba tse phahameng tsa metsoako ea Fe3 +. Kabo e ka bang teng ka har'a sampole e holofetseng ka mocheso o na le sebopeho sa layered se nang le phetoho e kholo ea hoo e ka bang 0.119 V (Setšoantšo sa 6a,b). Kabo ena e ka bang teng e amana haufi-ufi le topography ea holim'a metsi (setšoantšo sa 6a). Ha ho liphetoho tse ling tse amanang le boemo tse ileng tsa hlokomeloa karolong e ka tlaase ea lamellar (setšoantšo sa 6b). Ho fapana le hoo, bakeng sa motsoako oa li-oxide tse fapaneng tse nang le litaba tse fapaneng tsa Fe2 + le Fe3 + ka SDSS e nang le serame, ho ka bonoa mofuta o sa tšoaneng oa pseudopotential (setšoantšo sa 6c, d). Fe3+ oxides le/kapa (oxy)hydroxides ke likarolo tse ka sehloohong tsa ho bola ka tšepe 'me li khona ho kenella oksijene le metsi50. Tabeng ena, ho ka bonoa hore lihlekehleke tse ruileng ka Fe3 + li ajoa sebakeng sa heno 'me li ka nkoa e le libaka tse nang le kutu. Tabeng ena, gradient sebakeng se ka bang teng, ho fapana le boleng bo felletseng ba bokhoni, bo ka nkuoa e le sesupo sa sebaka sa libaka tse sebetsang tsa kutu51. Kabo ena e sa lekanyetsoang ea Fe2+ le Fe3+ holim'a SDSS e batang e kolobisitsoeng e ka fetola thepa ea lik'hemik'hale ea sebakeng seo 'me ea fana ka sebaka se sebetsang haholoanyane sa ho phunyeha ha filimi ea oxide le karabelo ea kutu, kahoo e lumella matrix a tšepe hore a tsoele pele ho senya, ho fella ka ho inhomogeneity ka hare. le ho fokotsa litšobotsi tse sireletsang tsa lera passivating.
Lihlopha tsa K-mean tsa libaka tse bohale tsa Fe L2,3 le li-centroids tsa XAS tse tsamaisanang le X-PEEM ea X-PEEM e chesang e-c le d–f e kolobisitsoeng ka serame SDSS. a, d K-e bolela morero oa sehlopha o koahetsoeng setšoantšong sa X-PEEM. Likhakanyo tse hakanyetsoang tsa pseudoelectrode (epseudo) li boleloa hammoho le litšoantšo tsa lihlopha tsa K-means. Khanya ea setšoantšo sa X-PEEM joalo ka 'mala oa setšoantšo sa 2 o lekana ka ho toba le matla a ho monya X-ray.
Ka mokhoa o batlang o tšoana Cr empa boemo ba lik'hemik'hale bo fapaneng ba Fe bo lebisa mohloling o fapaneng oa ho phatloha ha filimi ea oxide le mekhoa ea kutu ho Ce-2507 e chesang le e batang. Thepa ena ea Ce-2507 e kentsoeng ka serame e tsebahala haholo. Mabapi le sebopeho sa li-oxide le hydroxides tsa Fe moeeng oa sepakapaka, karabelo e latelang e koetsoe mosebetsing ona e le karabelo e sa nke lehlakore:
Ho ipapisitsoe le tekanyo ea X-PEEM, karabelo e kaholimo e etsahetse maemong a latelang. Lehetla le lenyenyane le lumellanang le Fe0 le amahanngoa le tšepe ea tšepe e ka tlaase. Boitšoaro ba metallic Fe le tikoloho bo lebisa ho thehoeng ha Fe(OH)2 layer (equation (5)), e holisang lets'oao la Fe2+ ho XAS ea L edge ea Fe. Ho pepesehela moea ka nako e telele ho tla etsa hore ho thehoe Fe3O4 le / kapa Fe2O3 oxides ka mor'a Fe (OH) 252,53. Mefuta e 'meli ea Fe e tsitsitseng, Fe3O4 le Fe2O3, e ka boela ea theha Cr3 + lera le sireletsang le ruileng, moo Fe3O4 e khethang seaparo sa junifomo le se kopantsoeng. Ho ba teng ha tsona ka bobeli ho fella ka maemo a kopaneng a oxidation (XAS-1 spectrum). The XAS-2 spectrum haholo-holo e lumellana le Fe3O4. Athe ponahalo ea XAS-3 e bonoang maemong a 'maloa e bonts'itse phetoho e felletseng ho γ-Fe2O3. Kaha li-X-ray tse sa phuthoang li na le botebo ba ho kenella bo ka bang 50 nm, lets'oao le tsoang lera le ka tlase le fella ka matla a holimo a tlhoro ea A.
Sebopeho sa XRD se bontša hore karolo ea Fe e filiming ea oxide e na le sebopeho sa layered, se kopantsoeng le Cr oxide layer. Ho fapana le tšobotsi ea passivation ea corrosion ka lebaka la inhomogeneity ea sebakeng sa Cr2O317, ho sa tsotellehe lera le ts'oanang la Cr2O3 thutong ena, ho hanyetsa kutu ho tlaase ho ile ha hlokomeloa tabeng ena, haholo-holo bakeng sa lisampole tse batang. Boitšoaro bo hlokometsoeng bo ka utloisisoa e le ho fapana ha boemo ba lik'hemik'hale tsa oxidation tsa lera le ka holimo (Fe) le amang ts'ebetso ea ho senya. Ho fetisoa butle-butle ha li-ion tsa tšepe kapa tsa oksijene ka letlapeng ka lebaka la stoichiometry e tšoanang ea holimo (Fe oxide) le likarolo tse tlaase (Cr oxide) 52,53 e lebisa ho sebelisana hantle (ho khomarela) pakeng tsa bona. Sena, ka lehlakoreng le leng, se ntlafatsa khanyetso ea kutu. Ka hona, stoichiometry e tsoelang pele, ke hore, boemo bo le bong ba oxidation ea Fe, e molemo ho feta liphetoho tse potlakileng tsa stoichiometric. SDSS e holofetseng ka mocheso e na le bokaholimo bo ts'oanang le lera le ts'ireletso le ts'ireletso, le fanang ka ts'ireletso e ntle ea kutu. Leha ho le joalo, bakeng sa SDSS e nang le serame, ho ba teng ha lihlekehleke tse ruileng tsa Fe3 + tlas'a lera le sireletsang ho senya botšepehi ba holim'a metsi 'me ho baka kutu ea galvanic ea substrate e haufi, e lebisang ho fokotseha ha Rp (Letlapa la 1) ho EIS spectra le ho senyeha ha eona. khanyetso. Ka hona, lihlekehleke tse ajoang sebakeng sa heno tse ruileng ka Fe3+ ka lebaka la deformation ea polasetiki li susumetsa haholo ts'ebetso ea ho hanyetsa kutu, e leng katleho mosebetsing ona. Ka hona, thuto ena e fana ka li-spectromicrographs tsa phokotso ea ho hanyetsa kutu ka lebaka la deformation ea polasetiki ea lisampole tsa SDSS tse ithutoang.
Ho feta moo, le hoja motsoako oa lefats'e o sa tloaelehang ka har'a litšepe tse peli o sebetsa betere, tšebelisano ea ntho ena e ekelitsoeng le matrix ea tšepe e le 'ngoe ho latela boitšoaro ba ho bola e ntse e le thata ho ipapisitse le litebello tsa microscope. Letšoao la Ce (hammoho le XAS M-edge) le hlaha feela maemong a 'maloa nakong ea ho koloha ha serame, empa le nyamela nakong ea deformation e chesang ea SDSS, e bonts'ang deposition ea lehae ea Ce ka matrix a tšepe ho fapana le ho kopanya homogeneous. Le hoja thepa ea mechine ea SDSS e sa ntlafatsoe6,7, boteng ba REE bo fokotsa boholo ba li-inclusions 'me ho nahanoa hore bo ka hatella pitting qalong54.
Qetellong, mosebetsi ona o senola phello ea "heterogeneity" holim'a kutu ea 2507 SDSS e fetotsoeng ka cerium ka ho lekanya lik'hemik'hale tsa likarolo tsa nanoscale. Re arabile potso ea hore na ke hobane'ng ha tšepe e sa hloekang e senya esita le ha e koahetsoe ka lesela le sireletsang oxide ka ho ithuta ka bongata sebopeho sa lik'hemik'hale, boemo ba lik'hemik'hale tsa likarolo tsa bokaholimo le ts'ebetso ea matšoao a sebelisa K-means clustering. Ho thehiloe hore lihlekehleke tse ruileng tsa Fe3 +, ho kenyelletsa le tšebelisano ea tsona ea octahedral le tetrahedral ho pholletsa le sebopeho sa motsoako oa Fe2 +/Fe3 +, ke mohloli oa timetso ea filimi ea oxide le mohloli oa ho bola ha SDSS e kentsoeng ka serame. Lihlekehleke tsa Nanoislands tse laoloang ke Fe3 + li lebisa tlhokomelong e mpe ea kutu esita le ka pel'a sebaka se lekaneng sa stoichiometric Cr2O3 passivating layer. Ntle le tsoelo-pele ea mekhoa e entsoeng ho khetholla phello ea nanoscale chemical heterogeneity holim'a kutu, mosebetsi oa hona joale o lebeletsoe ho susumetsa mekhoa ea boenjiniere ho ntlafatsa ho hanyetsa ho bola ha litšepe tse se nang tšepe nakong ea ho etsoa ha tšepe.
Ho lokisa li-ingots tsa Ce-2507 SDSS tse sebelisitsoeng thutong ena, likarolo tse tsoakiloeng, ho kenyeletsoa le alloy ea Fe-Ce master e tiisitsoeng ka li-tubes tse hloekileng tsa tšepe, li ile tsa qhibilihisoa ka sebōping sa 150 kg sa maqhubu a mahareng ho hlahisa tšepe e qhibilihisitsoeng ebe e tšeloa ka har'a hlobo. Liqapi tsa lik'hemik'hale tse lekantsoeng (wt %) li thathamisitsoe ho Tlatsetso Lethathamo la 2. Ingot e qala ho chesa e etsoa li-blocks. Joale tšepe e ne e kenngoa ka 1050 ° C ka metsotso e 60 ho ea ho tharollo e tiileng, ebe e tima ka metsi ho mocheso oa kamore. Mehlala e ithutoang e ile ea ithutoa ka botlalo ho sebelisoa TEM le DOE ho ithuta mekhahlelo, boholo ba lijo-thollo le morphology. Lintlha tse qaqileng haholoanyane mabapi le lisampole le mokhoa oa tlhahiso li ka fumanoa mehloling e meng6,7.
Ts'ebetso ea li-cylindrical samples (φ10 mm × 15 mm) bakeng sa ho hatella ho chesang ka axis ea silinda e bapileng le tataiso ea deformation ea block. Khatello e phahameng ea mocheso e ne e etsoa ka sekhahla se tsitsitseng sa 0.01-10 s-1 ka mocheso o fapaneng oa 1000-1150 ° C ho sebelisa mochine oa mocheso oa Gleeble-3800. Pele ho deformation, lisampole li ne li futhumatsoa ka mocheso o khethiloeng ka tekanyo ea 10 ° C s-1 bakeng sa 2 min ho felisa mocheso oa mocheso. Ka mor'a ho finyella ho tšoana ha mocheso, lisampole li ile tsa holofala ho boleng ba 'nete ba 0.7. Kamora deformation, hang-hang e tingoa ka metsi ho boloka sebopeho se holofetseng. Ka mor'a moo, li-samples tse thata li ile tsa khaoloa ka tsela e bapisang le moo ho hatelloang teng. Bakeng sa boithuto bona, re khethile mohlala o holofetseng ka mocheso ho 1050°C, 10 s-1 ka lebaka la bokhopo bo bonyenyane bo hlokometsoeng ho feta mehlala e meng7.
Bongata (80 × 10 × 17 mm3) lisampole tsa tharollo e tiileng ea Ce-2507 li ile tsa lekoa mochining oa deformation oa mekhahlelo e meraro oa LG-300, o faneng ka thepa e ntle ka ho fetisisa ea mochini har'a lihlopha tse ling tsohle tsa deformation6. Sekhahla sa khatello le phokotso ea botenya e ne e le 0.2 m·s-1 le 5% bakeng sa tsela ka 'ngoe, ka ho latellana.
Autolab PGSTAT128N electrochemical workstation e ile ea sebelisoa ho lekanya electrochemical SDSS kamora ho bata ho isa ho phokotso ea botenya ba 90% (1.0 e lekanang le mofuta oa 'nete) le ho hatella ho 0.7 khatello ea 'nete ho 1050 oC le 10 s-1. Setsi sa mosebetsi se na le sele ea li-electrode tse tharo tse nang le electrode e tletseng calomel e le electrode ea referense, electrode ea graphite counter, le sampole ea SDSS e le electrode e sebetsang. Mehlala e ile ea khaoloa ka li-cylinders tse bophara ba 11.3 mm, ho ea ka mahlakoreng a tsona lithapo tsa koporo li ne li rekisoa. Ebe sampole e tšeloa ka epoxy resin, e siea sebaka se bulehileng se sebetsang sa 1 cm2 e le electrode e sebetsang (karolo e tlase ea sampole ea cylindrical). Sebelisa tlhokomelo nakong ea ho folisa epoxy le nakong ea sanding e latelang le polishing ho qoba ho peperana. Sebaka sa ho sebetsa se koaheloa le ho belisoa ka ho emisoa ha daemane e nang le karoloana ea 1 micron, e hloekisitsoeng ka metsi a silafetseng le ethanol le ho omisoa moeeng o batang. Pele ho litekanyo tsa electrochemical, lisampole tse bentšitsoeng li ile tsa pepeseha moeeng ka matsatsi a 'maloa ho etsa filimi ea tlhaho ea oxide. Tharollo ea metsi ea FeCl3 (6.0 wt.%), e tsitsitseng ka HCl ho pH = 1.0 ± 0.01, e sebelisitsoe ho potlakisa ho bola ha tšepe e sa hloekang55, kaha e fumanoa libakeng tse mabifi moo li-ion tsa chloride li leng teng ka matla a matla a oxidizing le pH e tlaase joalokaha e hlalositsoe ke ASTM. Litekanyetso tse sisintsoeng ke G48 le A923. Mehlala e ile ea qoelisoa ka har'a tharollo ea teko bakeng sa hora e le 'ngoe pele litekanyo leha e le life li nkoa e le hore li fihle sebakeng se haufi le ho ema. Bakeng sa tharollo e tiileng, mehlala e chesang le e batang, lebelo la tekanyo ea ho lekanya ho thibela e ne e le 1 × 105 ~ 0.1 Hz, 'me monyetla o bulehileng oa potoloho (OPS) e ne e le 5 mV, e neng e le 0.39, 0.33, le 0.25 VSCE, ka ho latellana. Teko e 'ngoe le e' ngoe ea electrochemical ea sampuli leha e le efe e ile ea phetoa bonyane ka makhetlo a mararo tlas'a maemo a tšoanang ho etsa bonnete ba ho hlahisa lintlha.
Bakeng sa litekanyo tsa HE-SXRD, 1 × 1 × 1.5 mm3 li-blocks tsa tšepe tse nang le li-rectangular duplex li ne li lekantsoe ka matla a matla a matla a Brockhouse wiggler line CLS, Canada ho lekanya karolo ea motsoako56. Pokello ea data e ne e etsoa ka mocheso oa kamore ho Debye-Scherrer geometry kapa geometry ea lipalangoang. Bolelele ba maqhubu a mahlaseli a X-ray a lekantsoeng ho laB6 calibrant ke 0.212561 Å, e tsamaellanang le 58 keV, e phahameng haholo ho feta Cu Kα (8 keV) e sebelisoang hangata e le mohloli oa X-ray oa laboratori. Mohlala o behiloe bohole ba limilimithara tse 740 ho tloha sebui. Bophahamo ba ho lemoha ha sampole e 'ngoe le e 'ngoe ke 0.2 × 0.3 × 1.5 mm3, e lekantsoeng ke boholo ba sefate le botenya ba sampuli. E 'ngoe le e' ngoe ea lintlha tsena e ile ea bokelloa ho sebelisoa mochine oa sebaka sa Perkin Elmer, mochine oa X-ray o bataletseng, lipikselse tse 200 µm, 40 × 40 cm2, ho sebelisoa nako ea ho pepeseha ea metsotsoana e 0.3 le liforeimi tse 120.
Litekanyo tsa X-PEEM tsa mekhoa e 'meli e khethiloeng ea mekhoa e ile ea etsoa seteisheneng sa ho qetela sa PEEM sa Beamline MAXPEEM line ho laboratori ea MAX IV (Lund, Sweden). Mehlala e lokiselitsoe ka mokhoa o ts'oanang le oa litekanyo tsa electrochemical. Mehlala e lokiselitsoeng e ile ea bolokoa moeeng ka matsatsi a 'maloa' me ea tlosoa ka kamoreng ea vacuum ea ultrahigh pele e khabisoa ka li-photon tsa synchrotron. Qeto ea matla ea borokho e fumanoa ka ho lekanya palo ea ion output spectrum ho tloha N 1 s ho 1 \ (\ pi _g ^ \st\) ea sebaka sa ts'oaetso e nang le hv = 401 eV ho N2 le ho itšetleha ha matla a photon ho E3 / 2.57. Spectral fit fa ΔE (spectral linewidth) ~ 0.3 eV holim'a mefuta e lekantsoeng ea matla. Ka hona, ho hakanngoa hore tharollo ea matla a beamline ke E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 le flux ≈1012 ph/s ka ho sebelisa SX-700 monochromator e fetotsoeng e nang le Si 1200-line mm−1 grating bakeng sa Fe 2p, L2, Cr32 edge L2, Cr32 edge. L2,3 bohale, le Ce M4,5 bohale. Ka hona, ho hakanngoa hore tharollo ea matla a beamline ke E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 le flux ≈1012 ph/s ka ho sebelisa SX-700 monochromator e fetotsoeng e nang le Si 1200-line mm−1 grating bakeng sa Fe 2p, L2.32 edge L2. L2.3 bohale, le Ce M4.5 bohale. Таким образом, энергетическое разрешение канала пучка было оценено как E/∆E = 700 эВ/0,3 эВ > 2000 и поток ≈1012 ф/∆E модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кромка 2p L2,3, кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2, 3, кромка Ni 2p L2, 3 Ka hona, tharollo ea matla ea mochine oa marang-rang e hakanngoa e le E / ∆E = 700 eV / 0.3 eV> 2000 le flux ≈1012 f / s ho sebelisa SX-700 monochromator e fetotsoeng e nang le Si grating ea 1200 lines / mm bakeng sa Fe edge 2p L2 ,3, 3p Cr2 edge. le Ce edge M4.5.因此，光束线能量分辨率估计為E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s 通过用改进00 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Ce M4,5 边缘.因此 , 光束线 能量 分辨率 為 為 為 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH/S 通过 和改进0 的 SX-70 . 1200 线 mm-1 光栅 ka Fe 2P 2P 2P L2.3 边缘、Cr 2p L2.3 边缘、Ni 2p L2.3 边缘和Ce M4.5 边缘.Kahoo, ha u sebelisa SX-700 monochromator e fetotsoeng le 1200 line Si grating. 3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 le Ce edge M4.5.Atolosa matla a photon ka mehato ea 0.2 eV. Ka matla a mang le a mang, litšoantšo tsa PEEM li ne li rekotoa ho sebelisoa sesebelisoa sa TVIPS F-216 CMOS se nang le khokahanyo ea 2 x 2 binning fiber optic e fanang ka lipikselse tse 1024 × 1024 sebakeng sa pono sa 20 µm. Nako ea ho pepeseha ha litšoantšo ke metsotsoana e 0.2, ka karolelano liforeimi tse 16. Matla a setšoantšo sa photoelectron a khethoa ka tsela ea ho fana ka pontšo e phahameng ea elektronike ea bobeli. Litekanyo tsohle li etsoa ka mokhoa o tloaelehileng oa beam ea photon ea linearly polarized. Bakeng sa lintlha tse ling ka litekanyo, sheba thuto e fetileng58. Ka mor'a ho ithuta kakaretso ea tlhahiso ea elektronike (TEY) 59 mokhoa oa ho lemoha le ts'ebeliso ea eona ho X-PEEM, botebo ba ho lemoha mokhoa ona bo hakanyetsoa ho ~ 4-5 nm bakeng sa letšoao la Cr le ~ 6 nm bakeng sa pontšo ea Fe. Botebo ba Cr bo haufi haholo le botenya ba filimi ea oxide (~ 4 nm) 60,61 ha botebo ba Fe bo le boholo ho feta botenya ba filimi ea oxide. XAS e bokelletsoeng haufi le Fe L edge ke motsoako oa iron oxide XAS le FeO ho tloha matrix. Tabeng ea pele, matla a li-elektronike tse hlahisoang ke ka lebaka la mefuta eohle ea li-electrone tse tlatsetsang ho TEY. Leha ho le joalo, lets'oao le hloekileng la tšepe le hloka matla a phahameng a kinetic hore lielektrone li fete ka har'a oxide layer, li fihle holimo, 'me li bokelloe ke analyzer. Tabeng ena, letšoao la Fe0 le bakoa haholo-holo ke li-electrone tsa LVV Auger le li-electrone tsa bobeli tse hlahisoang ke tsona. Ho feta moo, matla a TEY a kentsoeng ke lielektrone tsena a senyeha nakong ea tsela ea ho phonyoha ha elektrone49 ho fokotsa ho saena ha spectral ea Fe0 'mapeng oa tšepe oa XAS.
Ho kopanya merafo ea data ho li-cubes tsa data (data ea X-PEEM) ke mohato o ka sehloohong oa ho ntša boitsebiso bo nepahetseng (lintho tsa lik'hemik'hale kapa tsa 'mele) ka mokhoa o fapaneng. K-ho bolela clustering e sebelisoa haholo libakeng tse 'maloa, ho kenyeletsoa pono ea mochini, ts'ebetso ea litšoantšo, temoho e sa laoloeng ea mohlala, bohlale ba maiketsetso, le tlhahlobo ea likarolo24. Ka mohlala, K-means clustering e sebelisoa hantle ho kopanya data ea setšoantšo sa hyperspectral62. Ha e le hantle, bakeng sa lintlha tsa lintho tse ngata, algorithm ea K-means e ka li arola habonolo ho ea ka tlhahisoleseding e mabapi le litšobotsi tsa tsona (litšoaneleho tsa matla a photon). K-means clustering ke algorithm e pheta-phetoang bakeng sa ho arola lintlha ka lihlopha tsa K tse sa fetellang (lihlopha), moo pixel e 'ngoe le e 'ngoe e leng ea sehlopha se itseng ho itšetlehile ka kabo ea sebaka sa inhomogeneity ea lik'hemik'hale mofuteng oa microstructural oa tšepe. K-ho bolela algorithm e na le mehato e 'meli: mohato oa pele o bala li-centroids tsa K,' me mohato oa bobeli o beha ntlha ka 'ngoe sehlopheng se nang le li-centroids tsa boahelani. Bohareng ba matla a khoheli a sehlopha se hlalosoa e le moelelo oa lipalo oa lintlha tsa data (XAS spectra) ea sehlopha seo. Ho na le libaka tse fapaneng tsa ho hlalosa li-centroids tsa boahelani e le libaka tsa Euclidean. Bakeng sa setšoantšo se kentsoeng sa px,y (x le y ke qeto ka lipikselse), CK ke setsi sa matla a khoheli a sehlopha; sets'oants'o sena se ka aroloa (sa kopanngoa) ka lihlopha tsa K ho sebelisa K-means63. Mehato ea ho qetela ea K-means clustering algorithm ke:
Mohato oa 2. Bala tekanyo ea litho tsa lipikselse tsohle ho latela centroid ea hona joale. Mohlala, e baloa ho tloha bohole ba Euclidean d lipakeng tsa bohareng le pixel ka 'ngoe:
Mohato oa 3 Abela pixel ka 'ngoe ho centroid e haufi. Ebe u bala hape maemo a K centroid ka tsela e latelang:
Mohato oa 4. Pheta ts'ebetso (equations (7) le (8)) ho fihlela li-centroids li kopana. Liphetho tsa boleng ba sehlopha sa ho qetela li amana haholo le khetho e nepahetseng ea li-centroids63 tsa pele. Bakeng sa sebopeho sa data sa PEEM sa litšoantšo tsa tšepe, hangata X (x × y × λ) ke cube ea 3D array data, athe x le y axes li emela tlhahisoleseling ea sebaka (pixel resolution) mme λ axis e tsamaellana le matla a pono ea matla a lifoto . K-means algorithm e ne e sebelisetsoa ho hlahloba libaka tse thahasellisang ho data ea X-PEEM ka ho arola lipikselse (lihlopha kapa li-sub-blocks) ho ea ka litšobotsi tsa tsona tsa spectral le ho ntša centroid e ntle ka ho fetisisa (XAS spectral curve) bakeng sa mohlahlobi ka mong (sehlopha). E sebelisoa ho ithuta kabo ea sebaka, liphetoho tsa pono ea lehae, boitšoaro ba oxidation le boemo ba lik'hemik'hale. Ka mohlala, K-means clustering algorithm e ne e sebelisoa bakeng sa libaka tsa Fe L-edge le Cr L-edge sebakeng se chesang le se batang sa X-PEEM. Linomoro tse fapaneng tsa lihlopha tsa K (libaka tse nyenyane) li ile tsa lekoa ho fumana lihlopha tse ntle ka ho fetisisa le li-centroids. Ha graph e bonts'oa, lipikselse li abeloa hape ho li-centroids tse nepahetseng tsa cluster. Kabo e 'ngoe le e' ngoe ea mebala e lumellana le bohareng ba sehlopha, e bontšang tlhophiso ea sebaka sa lik'hemik'hale kapa lintho tse bonahalang. Li-centroids tse ntšitsoeng ke motsoako oa linear spectra tse hloekileng.
Lintlha tse tšehetsang liphetho tsa phuputso ena li fumaneha ho tsoa ho sengoli sa WC ka kopo e utloahalang.
Sieurin, H. & Sandström, R. Ho robeha ho thata ha tšepe e sa hloekang e cheselitsoeng ka duplex. Sieurin, H. & Sandström, R. Ho robeha ho thata ha tšepe e sa hloekang e cheselitsoeng ka duplex. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Ho robeha ho thata ha tšepe e sa hloekang ea welded duplex. 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. Ho robeha ho thata ha litšepe tse sa jeleng tse cheselitsoeng tse duplex.morero. fractal. boea. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Corrosion resistance of duplex stainless steels in select organic acids and organic acid/chloride environments. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Corrosion resistance of duplex stainless steels in select organic acids and organic acid/chloride environments.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. le Van Der Merwe, J. Corrosion resistance of duplex stainless steels ditikolohong tse nang le organic acids le organic acid/chloride. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相不锈钢在选定有机酸和有机酸/氯化物环境中的耐腐蚀性. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. 双相stainless steel在特定organic酸和Organic酸/chlorinated environment的耐而性性.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. le Van Der Merwe, J. Corrosion resistance of duplex stainless steels ditikolohong tse nang le organic acids le organic acid/chloride.anticorrosive. Mokhoa oa Mater 57, 107-117 (2010).
Barella S. et al. Corrosion-oxidizing thepa ea Fe-Al-Mn-C duplex alloys. Lisebelisoa 12, 2572 (2019).
Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Moloko o mocha oa litšepe tsa super duplex bakeng sa thepa ea khase le tlhahiso ea oli. Levkov, L., Shurygin, D., Dub, V., Kosyrev, K. & Balikoev, A. Moloko o mocha oa litšepe tsa super duplex bakeng sa thepa ea khase le tlhahiso ea oli.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Moloko o mocha oa litšepe tsa super duplex bakeng sa lisebelisoa tsa tlhahiso ea oli le khase.Levkov L., Shurygin D., Dub V., Kosyrev K., Balikoev A. Moloko o mocha oa litšepe tsa super duplex bakeng sa lisebelisoa tsa tlhahiso ea khase le oli. Webinar ea E3S. 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Patlisiso ea boitšoaro bo chesang ba deformation ea duplex stainless steel grade 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Patlisiso ea boitšoaro bo chesang ba deformation ea duplex stainless steel grade 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Исследование поведения горячей деформации дуплексной нержавеющей стали марки 2507. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Thuto ea Boitšoaro ba Hot Deformation ea Mofuta oa 2507 Duplex Stainless Steel. Tšepe. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级双相不锈钢的热变形行為研究。 Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507Kingklang, S. le Utaisansuk, V. Patlisiso ea Boitšoaro ba Hot Deformation ea Mofuta oa 2507 Duplex Stainless Steel. Tšepe.alma mater. tebelo. A 48, 95–108 (2017).
Zhou, T. et al. Phello ea serame se laoloang ho microstructure le thepa ea mochine ea cerium-modified super-duplex SAF 2507 steel stainless steel. alma mater. saense. morero. A 766, 138352 (2019).
Zhou, T. et al. Sebopeho se entsoeng ka mocheso o chesang le thepa ea mechine ea cerium-modified super-duplex SAF 2507 tšepe e sa hloekang. J. Alma mater. tanka ea polokelo. thekenoloji. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Phello ea likarolo tse sa tloaelehang tsa lefats'e ho boitšoaro bo phahameng ba oxidation ea tšepe ea austenitic. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Phello ea likarolo tse sa tloaelehang tsa lefats'e ho boitšoaro bo phahameng ba oxidation ea tšepe ea austenitic.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. le Zheng K. Tšusumetso ea likarolo tse sa tloaelehang tsa lefats'e boitšoarong ba tšepe ea austenitic tlas'a oxidation e phahameng ea mocheso. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. 稀土元素对奥氏体钢高温氧化行為的影响. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. le Zheng K. Tšusumetso ea likarolo tse sa tloaelehang tsa lefats'e boitšoarong ba litšepe tsa austenitic mochesong o phahameng oa oxidation.bofokoli. saense. 164, 108359 (2020).