Nature.com-a gireniňiz üçin sag boluň. Çäkli CSS goldawy bilen brauzer wersiýasyny ulanýarsyňyz. Iň oňat tejribe üçin täzelenen brauzeri ulanmagy maslahat berýäris (ýa-da Internet Explorer-de Gabat geliş tertibini öçüriň). Mundan başga-da, dowamly goldawy üpjün etmek üçin sahypany stil we JavaScript-de görkezýäris.
Birbada üç slaýdyň karuselini görkezýär. Bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin Öňki we Indiki düwmelerini ulanyň ýa-da bir gezekde üç slaýddan geçmek üçin slaýder düwmelerini ulanyň.
Giňden ulanylýan poslamaýan polatdan we öndürilen görnüşlerden, hrom oksidinden ybarat passiwasiýa gatlagy sebäpli daşky gurşawda poslama garşy durýarlar. Poladyň poslamagy we eroziýasy, adatça, bu gatlaklaryň ýok edilmegi bilen baglanyşykly, ýöne mikroskopiki derejä baglylykda ýerüsti birmeňzeşlikleriň ýüze çykmagy bilen seýrek bolýar. Bu işde, spektroskopiki mikroskopiýa we himometrik derňew arkaly ýüze çykarylan nanoskale himiki ýerüsti birmeňzeşlik, gyzgyn deformasiýa wagtynda sowuk togalanan seriý üýtgedilen super dupleks poslamaýan polat 2507 (SDSS) döwülmegine we poslamagyna garaşylmadyk ýagdaýda agdyklyk edýär. Rentgen fotoelektron mikroskopiýasy tebigy Cr2O3 gatlagynyň birmeňzeş örtügini görkezse-de, Fe / Cr oksid gatlagynda Fe3 + baý nanoislandlaryň ýerli paýlanyşy sebäpli sowuk togalanan SDSS-iň passiw öndürijiligi pesdi. Bu atom ölçegli bilimler poslamaýan polat poslama çuňňur düşünmegi üpjün edýär we şuňa meňzeş ýokary garyndy metallaryň poslama garşy göreşmegine kömek eder diýlip garaşylýar.
Poslamaýan polat oýlanyp tapylaly bäri, ferrohromyň poslama garşy häsiýetleri güýçli oksidleri / oksidroksidleri emele getirýän we köp gurşawda passiw häsiýeti görkezýän hroma degişlidir. Adaty (austenit we ferrit) poslamaýan polatlar bilen deňeşdirilende 1, 2, 3, super dupleks poslamaýan polatlar (SDSS) has gowy poslama garşylygy we ajaýyp mehaniki aýratynlyklary bar. Mehaniki güýjüň ýokarlanmagy has ýeňil we has ykjam dizaýnlara mümkinçilik berýär. Munuň tersine, tygşytly SDSS çukur we çökýän poslama garşy ýokary garşylyga eýedir, netijede ömrüň uzak dowam etmegi, şeýlelik bilen hapalanmagy gözegçilikde saklamak, himiki gaplar we deňizdäki nebit-gaz pudagy ulanylyşyny giňeltmek4. Şeýle-de bolsa, ýylylygy bejermegiň temperaturasynyň çäkliligi we pes formallygy olaryň giň amaly ulanylmagyna päsgelçilik döredýär. Şonuň üçin SDSS ýokardaky öndürijiligi gowulandyrmak üçin üýtgedildi. Mysal üçin, az modeli 6,7,8 bolan SDSS 2507 (Ce-2507) -de Ce modifikasiýasy girizildi. 0.08 wt% degişli konsentrasiýada seýrek toprak elementi (Ce) DSS-iň mehaniki aýratynlyklaryna peýdaly täsir edýär, sebäbi däne arassalanyşyny we däne araçäk güýjüni ýokarlandyrýar. Geýmek we poslama garşylyk, dartyş güýji we hasyl güýji, gyzgyn işlemek ukyby hem gowulaşýar9. Azot az mukdarda nikeliň düzümini çalşyp, SDSS-ni has tygşytly edip biler10.
Recentlyakynda SDSS ajaýyp mehaniki häsiýetlere ýetmek üçin dürli temperaturalarda (kriogen, sowuk we yssy) plastiki taýdan deformasiýa edildi6,7,8. Şeýle-de bolsa, üstünde inçe oksid plýonkasynyň bolmagy sebäpli SDSS-iň ajaýyp poslama garşylygy, dürli däne araçäkleri, islenmeýän çökgünlikler we dürli jogaplar bilen birmeňzeş fazalaryň bolmagy sebäpli köp dürli faktorlara täsir edýär. Austenit we ferrit fazalarynyň deformasiýalary7. Şonuň üçin şeýle filmleriň mikroskopiki domen aýratynlyklaryny elektron gurluşyň derejesine çenli öwrenmek SDSS poslama düşünmek üçin möhüm ähmiýete eýe bolýar we çylşyrymly synag usullaryny talap edýär. Şu wagta çenli “Auger” elektron spektroskopiýasy11 we rentgen fotoelektron spektroskopiýa12,13,14,15 we gaty rentgen fotoemissiýa mikroskopiýasy (HAX-PEEM) 16 ýaly ýerüsti duýgur usullar ýerüsti gatlaklardaky himiki tapawutlary ýüze çykaryp bilmedi. nanoskale giňişliginiň dürli ýerlerinde şol bir elementiň himiki ýagdaýy. Soňky geçirilen birnäçe gözlegler, hromyň lokallaşdyrylan oksidlenmegini austenit poslamaýan polatlaryň 17, martensit polatlary 18 we SDSS19,20 bilen poslama häsiýeti bilen baglanyşdyrdy. Şeýle-de bolsa, bu gözlegler esasan Cr birmeňzeşliginiň (meselem, Cr3 + okislenme ýagdaýy) poslama garşy täsirine gönükdirildi. Elementleriň okislenme ýagdaýlarynda gapdal birmeňzeşlik, demir oksidleri ýaly birmeňzeş elementleri bolan dürli birleşmeler sebäpli döräp biler. Termo-mehaniki bejerginiň netijesinde kiçi göwrümi miras galdyran bu birleşmeler biri-birine ýakyn, ýöne düzümi we okislenme ýagdaýy bilen tapawutlanýar16,21. Şonuň üçin oksid filmleriniň ýarylmagyny we soňraky çukurlary ýüze çykarmak üçin mikroskopiki derejede ýerüsti birmeňzeşlige düşünmeli. Bu talaplara garamazdan, okislenmegiň gapdal birmeňzeşligi, esasanam Fe üçin nano we atom şkalasy ýaly mukdar çaklamalary henizem ýetmezçilik edýär we onuň poslama garşylyk bilen arabaglanyşygy entek öwrenilmän galýar. Recentlyakynda polat nusgalarynda Fe we Ca22 ýaly dürli elementleriň himiki ýagdaýy nanoskale sinhrotron radiasiýa desgalarynda ýumşak rentgen fotoelektron mikroskopiýasy (X-PEEM) ulanylyp mukdar taýdan häsiýetlendirildi. Himiki taýdan duýgur rentgen siňdiriş spektroskopiýasy (XAS) bilen birleşdirilen X-PEEM, giňişlik we spektral çözgüdi bilen XAS ölçeglerine mümkinçilik berýär, elementleriň düzümi we himiki ýagdaýy barada giňişlik çözgüdi bilen ýigrimi üç nanometr şkalada himiki maglumatlary berýär. . Bu spektromikroskopiki syn, ýerli himiki gözegçilikleri ýeňilleşdirýär we ozal öwrenilmedik demir gatlagynyň giňişliginde himiki üýtgemeleri görkezip biler.
Bu gözleg, PEEM-iň nanoskale himiki tapawutlary ýüze çykarmakdaky artykmaçlyklaryny giňeldýär we Ce-2507-iň poslama häsiýetine düşünmek üçin atom derejesindäki ýerüsti derňew usulyny hödürleýär. Himiki ýagdaýlary statistik wekilçilikde görkezilen, gatnaşýan elementleriň global himiki (hetero) birmeňzeşligini kartalaşdyrmak üçin toparlaýyn K-means24 himometrik çemeleşmäni ulanýar. Adaty ýagdaýda hrom oksidi filminiň ýok edilmegi bilen başlanan poslamadan tapawutlylykda, gorag häsiýeti bolup biljek Fe / Cr oksid gatlagynyň golaýynda lokallaşdyrylan Fe3 + baý nanoislandlara az passiw we pes poslama garşylyk degişlidir. Oksid punktir filmi ýok edýär we poslama sebäp bolýar.
Deformirlenen SDSS 2507-iň poslaýjy häsiýeti ilki bilen elektrokimiki ölçegler arkaly baha berildi. Injirde. 1-nji suratda FeCl3-iň kislotaly (pH = 1) suw ergininde otag temperaturasynda saýlanan nusgalar üçin Nyquist we Bode egrileri görkezilýär. Saýlanan elektrolit, passiw filmiň dargamak meýlini häsiýetlendirýän güýçli oksidleýji serişde hökmünde çykyş edýär. Material otagyň temperaturasynda durnuksyz çukury başdan geçirmese-de, derňew mümkin bolup biljek näsazlyklar we soňraky poslamalar barada düşünje berdi. Elektrokimiki impedans spektroskopiýa (EIS) spektrine gabat gelmek üçin şoňa meňzeş zynjyr ulanyldy we degişli laýyk netijeler 1-nji tablisada görkezilýär. Doly däl ýarym tegelekler eriş bilen bejerilen we gyzgyn işlenen nusgalarda, gysylan ýarym tegelekler bolsa sowuk tegeleklerde görünýär (1-nji surat). EIS spektroskopiýasynda ýarym tegelegiň radiusyny polýarizasiýa garşylygy (Rp) 25,26 diýip hasaplamak bolar. 1-nji tablisadaky çözgüt bilen bejerilen uçuş-gonuş zolagynyň Rp takmynan 135 kΩ sm - 2, ýöne gyzgyn işleýän we sowuk aýlawly uçuş-gonuş zolagynyň bahalary degişlilikde 34,7 we 2,1 kΩ sm - 2 has pesdir. Rp-iň bu ep-esli azalmagy, öňki hasabatlarda görkezilişi ýaly 27,28,29,30 plastiki deformasiýanyň passiwlige we poslama garşylygy üçin zyýanly täsirini görkezýär.
a Nyquist, b, c Bode impedansy we faza diagrammalary we d degişli ekwiwalent zynjyr modelleri, bu ýerde RS elektrolit garşylygy, Rp polýarizasiýa garşylygy, QCPE ideal däl kuwwatlylygy (n) modellemek üçin ulanylýan hemişelik faza elementiniň oksidi. EIS ölçegleri açyk zynjyr potensialynda amala aşyrylýar.
Bir wagtyň özünde yzygiderlilik Bode sýu plotetinde görkezilýär, ýokary ýygylyk diapazonyndaky plato elektrolit garşylygy RS26-ny görkezýär. Encyygylygyň peselmegi bilen impedans ýokarlanýar we sygymlylygyň agdyklyk edýändigini görkezýän otrisatel faza burçy tapylýar. Fazanyň burçy ýokarlanýar, has giň ýygylyk diapazonynda maksimum saklanýar we soňra azalýar (1-nji surat). Şeýle-de bolsa, üç hadysanyň hemmesinde bu maksimum 90 ° -dan pes bolup, kuwwatly dispersiýa sebäpli ideal däl geçirijilik häsiýetini görkezýär. Şeýlelik bilen, QCPE hemişelik faza elementi (CPE) ýerüsti gödeklikden ýa-da birmeňzeş dällikden, esasanam atom şkalasynda, fraktal geometriýada, elektrod gözenekliliginde, birmeňzeş däl potensialda we elektrod şekilli geometriýada ýüze çykýan interfeýsara kuwwat paýlanyşyny görkezmek üçin ulanylýar. CPE impedansy:
bu ýerde j hyýaly san we ω burç ýygylygydyr. QCPE, elektrolitiň açyk meýdanyna proporsional ýygylykly garaşsyz hemişelikdir. n - kondensatoryň ideal sygymlylykdan gyşarmagyny suratlandyrýan ölçegsiz güýç belgisi, ýagny n 1-e ýakyn bolsa, CPE arassa kuwwatlylyga ýakynlaşýar, n nula ýakyn bolsa, garşylykly görünýär. N-iň kiçi gyşarmalary, polýarizasiýa synaglaryndan soň ýeriň ideal däl kuwwatly häsiýetini görkezýär. Sowuk togalanan SDSS-iň QCPE kärdeşlerinden ep-esli ýokary, bu ýerüsti hiliň birmeňzeş däldigini aňladýar.
Poslamaýan polatlaryň poslama garşylyk häsiýetleriniň köpüsine laýyk gelýän, SDSS-iň has ýokary Cr düzümi, adatça, üstünde passiw goraýjy oksid filminiň bolmagy sebäpli SDSS-iň ajaýyp poslama garşylygyny döredýär17. Şeýle passiw filmler, adatça, Fe2 +, Fe3 + oksidler we / ýa-da (oksi) gidroksidler bilen bilelikde Cr3 + oksidlere we / ýa-da gidroksidlere baýdyr. Surfaceerüsti birmeňzeşlige, passiw okis gatlagyna we mikroskopiki ölçeglere görä synlanan ýeriň ýarylmagyna garamazdan 6,7, gyzgyn işleýän we sowuk görnüşli SDSS-iň poslama häsiýeti başga, şonuň üçin polat deformasiýasy üçin mikrostruktura aýratynlyklaryny çuňňur öwrenmek zerurdyr.
Deformirlenen poslamaýan poladyň mikrostrukturasy içerki we sinhrotron ýokary energiýa rentgen şöhlelerini ulanyp mukdar taýdan öwrenildi (Goşmaça suratlar 1, 2). Goşmaça maglumatda jikme-jik derňew berilýär. Esasy fazanyň görnüşi barada umumy bir pikir bar bolsa-da, 1-nji goşmaça tablisada görkezilen köp fazaly fraksiýalarda tapawutlar tapyldy.Bu tapawutlar dürli rentgen difraksiýasynyň (XRD) ýüze çykaryş çuňlugyna täsir edýän ýerdäki we göwrümdäki birmeňzeş faza fraksiýalary sebäpli bolup biler. ) hadysanyň fotonlarynyň dürli energiýa çeşmeleri bilen34. Laboratoriýa çeşmesinden XRD tarapyndan kesgitlenen sowuk togalanan nusgalarda deňeşdirilende ýokary austenit fraksiýalary has gowy passiwligi, soň bolsa poslama garşylygy35 görkezýär, has takyk we statistiki netijeler faza fraksiýalarynyň ters tendensiýalaryny görkezýär. Mundan başga-da, poladyň poslama garşylygy dänäni arassalamak derejesine, däne ululygynyň peselmegine, termo-mehaniki bejergide ýüze çykýan mikrodeformasiýalaryň we ýerleşiş dykyzlygynyň ýokarlanmagyna baglydyr36,37,38. Gyzgyn işlenip taýýarlanan nusgalar mikron ululykdaky däneleri görkezýän has däneli tebigaty görkezdi, sowuk görnüşli nusgalarda (3-nji goşmaça surat) synalan halkalar öňki işlerde nanosizlemek üçin gallanyň ep-esli arassalanandygyny görkezýärdi. Bu passiw filmi goldamaly. poslama garşylygy emele getirmek we ýokarlandyrmak. Has ýokary ýerleşiş dykyzlygy, adatça elektrokimiki ölçegler bilen oňat ylalaşýan çukura pes garşylyk bilen baglanyşyklydyr.
Esasy elementleriň mikrodomainleriniň himiki ýagdaýynyň üýtgemegi X-PEEM ulanyp yzygiderli öwrenildi. Has köp garyndy elementleri bar bolsa-da, bu ýerde Cr, Fe, Ni we Ce39 saýlanýar, sebäbi passiw filmi emele getirmegiň esasy elementi, Fe polat üçin esasy element, Ni bolsa passiwligi güýçlendirýär we ferrit-austenit fazasyny deňleşdirýär. Gurluşy we üýtgemegi Ce-iň maksady. Sinhrotron şöhle energiýasyny sazlamak bilen, XAS Cr (L2.3 gyrasy), Fe (L2.3 gyrasy), Ni (L2.3 gyrasy) we Ce (M4.5 gyrasy) esasy aýratynlyklaryny ele aldy. -2507 SDSS. Degişli maglumat derňewi neşir edilen maglumatlar bilen energiýa kalibrlemesini goşmak bilen geçirildi (mysal üçin Fe L2-de XAS, 3 gapyrga 40,41).
Injirde. 2-nji suratda gyzgyn işleýän (2a surat) we sowuk görnüşli (2-nji surat) Ce-2507 SDSS we aýratyn bellenen ýerlerde degişli XAS Cr we Fe L2,3 gyralary görkezilýär. L2,3 XAS gyrasy, 2p3 / 2 (L3 gyrasy) we 2p1 / 2 (L2 gyrasy) aýlaw-orbitanyň bölüniş derejelerinde fotoseksiýadan soň elektronlaryň işlenmedik 3d ýagdaýyny öwrenýär. Cr-iň walent ýagdaýy barada maglumat 2b, d suratdaky L2,3 gyrasynyň rentgen şöhlelendiriş derňewinden alyndy. Baglanyşyk deňeşdirmesi. 42, 43 L3 gyrasynyň golaýynda dört sany A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV) we D (582.2 eV) syn edilendigini görkezdi, oktaedral Cr3 + ionlaryny görkezýär, degişli Cr2O3. Synag spektri, 2.0 eV44 kristal meýdany ulanyp, Cr L2.3 interfeýsinde birnäçe kristal meýdan hasaplamalaryndan alnan b we e panellerde görkezilişi ýaly teoretiki hasaplamalara laýyk gelýär. Gyzgyn işleýän we sowuk görnüşli SDSS-iň iki ýüzü hem birmeňzeş birmeňzeş Cr2O3 gatlagy bilen örtülendir.
gyrasy b Cr L2.3 we gyrasy Fe L2.3 gyrasyna laýyk gelýän X-PEEM gyzgyn emele gelen SDSS-iň ýylylyk şekili, e Cr L2.3 we f Fe L2.3 gyrasyna laýyk gelýän sowuk rulonly SDSS-iň ýylylyk şekili. Termiki şekillerde (a, d) (b) we (e) mämişi punktir çyzyklar bilen bellenen dürli giňişlikde ýerleşdirilen XAS spektri, kristal meýdan bahasy 2,0 eV bolan Cr3 + simulirlenen XAS spektrini görkezýär. X-PEEM şekilleri üçin termal palitrada şekiliň okalmagyny gowulandyrmak üçin ulanylýar, bu ýerde gökden gyzyl reňkler rentgen siňdirişiniň intensiwligine proporsionaldyr (pesden ýokary).
Bu metal elementleriň himiki gurşawyna garamazdan, iki nusga üçin Ni we Ce garyndy elementleriniň goşulmagynyň himiki ýagdaýy öňküligine galdy. Goşmaça çyzgy. Injirde. 5-9, gyzgyn we sowuk görnüşli nusgalaryň üstünde dürli ýerlerde Ni we Ce üçin X-PEEM şekillerini we degişli XAS spektrlerini görkezýär. Ni XAS, gyzgyn işleýän we sowuk görnüşli nusgalaryň ähli ölçenen üstünde Ni2 + okislenme ýagdaýyny görkezýär (Goşmaça çekişme). Gyzgyn işlenen nusgalar bolan ýagdaýynda, Ce-iň XAS signalyna gözegçilik edilmeýändigi, sowuk togalanan nusgalaryň Ce3 + spektri bir nokatda syn edilýändigi bellärliklidir. Sowuk görnüşli nusgalarda Ce tegmilleriniň syn edilmegi, esasan, çökündiler görnüşinde bardygyny görkezdi.
Termiki deformasiýa edilen SDSS-de Fe L2.3 gyrasynda XAS-da ýerli gurluş üýtgemesi bolmady (2-nji surat). Şeýle-de bolsa, injirde görkezilişi ýaly. 2f, Fe matrisa sowuk togalanan SDSS-de tötänleýin saýlanan ýedi nokatda himiki ýagdaýyny mikroskopiki taýdan üýtgedýär. Mundan başga-da, 2f-nji suratda saýlanan ýerlerde Fe ýagdaýynyň üýtgemegi barada takyk düşünje almak üçin kiçi tegelek sebitler saýlanan ýerli ýerüsti gözlegler geçirildi (3-nji surat we goşmaça 10-njy surat). Fe-Fe2O3 ulgamlarynyň Fe L2,3 gyrasynyň XAS spektri we Fe2 + oktaedral oksidleri 1.0 (Fe2 +) we 1.0 (Fe3 +) 44 kristal meýdanlaryny ulanyp, köp kristal meýdan hasaplamalary arkaly modellendi. --Fe2O3 we γ-Fe2O3 dürli ýerli simmetriýalaryň bardygyny belläris, 45,46, Fe3O4-de resmi taýdan bölünýän Fe2 + oksidi (3d6) hökmünde Fe2 + & Fe3 +, 47 we FeO45 birleşýär. --Fe2O3 we γ-Fe2O3 dürli ýerli simmetriýalaryň 45,46, Fe3O4-de resmi taýdan bölünýän Fe2 + oksidi (3d6) hökmünde Fe2 + & Fe3 +, 47 we FeO45 kombinasiýasynyň bardygyny belläris.--Fe2O3 we γ-Fe2O3 dürli ýerli simmetriýalaryň bardygyny belläň, 45,46, Fe3O4 Fe2 + we Fe3 +, 47 we FeO45 resmi taýdan bölünýän oksid Fe2 + (3d6) görnüşinde birleşdirýär.--Fe2O3 we γ-Fe2O3 dürli ýerli simmetriýalaryň bardygyny belläň, 45,46, Fe3O4-de Fe2 + we Fe3 +, 47 kombinasiýalary bar we FeO45 resmi bölünen Fe2 + oksidi (3d6) bolup durýar. --Fe2O3-de ähli Fe3 + ionlarynyň diňe Oh pozisiýalary bar, γ-Fe2O3 bolsa adatça Fe3 + t2g [Fe3 + 5 / 3V1 / 3] görnüşinde görkezilýär, meselem, boş ýerlerde O4 spinel. Şonuň üçin γ-Fe2O3-de Fe3 + ionlarynyň Td we Oh pozisiýalary bar. Öňki işde aýdylyşy ýaly, ikisiniň intensiwlik derejesi dürli-dürli bolsa-da, intensiwlik derejesi eg / t2g ≈1, bu ýagdaýda syn edilen intensiwlik gatnaşygy meselem / t2g 1 töweregi. Bu ýagdaýda diňe Fe3 + bolmagy mümkinçiligini aradan aýyrýar. Fe3O4 ýagdaýyny Fe2 + we Fe3 + kombinasiýalary bilen göz öňünde tutsak, Fe-nyň L3 gyrasyndaky has gowşak (güýçli) aýratynlygyň t2g ýagdaýynda has kiçi (has uly) işsizligi görkezýändigi mälimdir. Bu, Fe2 + 47 mazmunynyň köpelendigini görkezýän ilkinji alamatyň köpelendigini görkezýän Fe2 + (Fe3 +) degişlidir. Bu netijeler, kompozitleriň sowuk aýlawly ýerlerinde Fe2 + we γ-Fe2O3, α-Fe2O3 we / ýa-da Fe3O4 agdyklyk edýändigini görkezýär.
Fe a L2,3 gyrasy boýunça (a, c) we (b, d) XAS spektriniň ulaldylan fotoemissiýa elektron termiki şekilleri, 2-nji we E saýlanan sebitleriň dürli giňişliklerinde dürli giňişliklerde. 2d.
Alnan synag synaglary (4a surat we goşmaça 11-nji surat) 40, 41, 48 arassa birleşmeler bilen deňeşdirildi we esasan dürli ýerlerde synag edilýän Fe L-edge XAS spektriniň (XAS-1, XAS-2 we XAS-3: 4a surat) üç dürli görnüşi synlandy. Hususan-da, 3b suratda 2-a (XAS-1 diýlip atlandyrylýar) spektr tutuş gyzyklanma sebitinde syn edildi, ondan soň 2 b spektr (XAS-2 diýilýär), injirde E-3 meňzeş spektr syn edildi. 3d (XAS-3 diýilýär) käbir lokal ýerlerde syn edildi. Adatça, synag nusgasynda bar bolan walent ýagdaýlaryny kesgitlemek üçin dört parametr ulanylýar: (1) L3 we L2 spektral aýratynlyklar, (2) L3 we L2 aýratynlyklarynyň energiýa ýagdaýy, (3) L3-L2 energiýa tapawudy, (4) L2 intensiwlik gatnaşygy / L3. Wizual gözegçiliklere görä (4a surat), Fe0, Fe2 + we Fe3 + ýaly üç Fe komponentiniň hemmesi öwrenilen SDSS-iň üstünde bar. Hasaplanan intensiwlik gatnaşygy L2 / L3 hem üç komponentiň bardygyny görkezdi.
Syn edilen dürli üç synag synag maglumatlary (XAS-1, XAS-2 we XAS-3 2-nji we 3-nji suratda 2-a, 2-b we E-3 gabat gelýär) simulirlenen XAS Deňeşdiriş spektri, oktaedronlar Fe2 +, Fe3 +, kristal meýdan bahalary degişlilikde 1,0 eV we 1.5 eV, ölçegli XAS-XAS (gaty gara çyzyk) we XAS-3 spektrini Fe3O4 (garyşyk ýagdaý) we Fe2O3 (arassa Fe3 +) standartlary bilen deňeşdiriň.
Demir oksidiniň düzümini kesgitlemek üçin üç ülňülere laýyk çyzykly kombinasiýa (LCF) 40,41,48 ulanyldy. LCF, iň ýokary kontrasty görkezýän üç sany Fe L-edge XAS spektri üçin, 4b - d suratda görkezilişi ýaly XAS-1, XAS-2 we XAS-3 üçin ýerine ýetirildi. LCF armaturlary üçin, ähli maglumatlarda syn eden kiçijik gerşimiz we gara metalyň poladyň esasy düzüm bölegi bolmagy sebäpli, ähli ýagdaýlarda 10% Fe0 göz öňünde tutulypdyr. Hakykatdanam, Fe (~ 6 nm) 49 üçin X-PEEM synag synag çuňlugy, passiwasiýa gatlagynyň aşagyndaky demir matrisadan (Fe0) signal tapmaga mümkinçilik berýän okislenme gatlagynyň galyňlygyndan (birneme> 4 nm) has uludyr. Hakykatdanam, Fe (~ 6 nm) 49 üçin X-PEEM synag synag çuňlugy, passiwasiýa gatlagynyň aşagyndaky demir matrisadan (Fe0) signal tapmaga mümkinçilik berýän okislenme gatlagynyň galyňlygyndan (birneme> 4 nm) has uludyr. Действительно, гарная глубина X-PEEM для Fe (~ 6 нм) 49 больше, чем предполагаемая толщина слоя окисления (немного> 4 нм), что позволяет обнаружить про от железной матрицы (Фе0) Hakykatdanam, Fe (~ 6 nm) 49 üçin gözleg X-PEEM çuňlugy, passiwasiýa gatlagynyň aşagyndaky demir matrisadan (Fe0) signal tapmaga mümkinçilik berýän okislenme gatlagynyň çak edilýän galyňlygyndan (birneme> 4 nm) has uludyr.Aslynda, X-PEEM Fe (~ 6 nm) 49 oksid gatlagynyň garaşylýan galyňlygyndan (bary-ýogy 4 nm) kesgitleýär, bu passiw gatlagyň aşagyndaky demir matrisadan (Fe0) signallary tapmaga mümkinçilik berýär. Syn edilen synag maglumatlary üçin iň oňat çözgüt tapmak üçin Fe2 + we Fe3 + dürli kombinasiýalary ýerine ýetirildi. Injirde. 4b suratda, Fe2 + we Fe3 + nisbatlarynyň ýakyn bolan FeAS + we Fe3 + XAS-1 spektrinde birleşmegi görkezilýär, bu Fe-iň garyşyk okislenme ýagdaýyny görkezýär. XAS-2 spektri üçin Fe2 + we Fe3 + göterimi degişlilikde ~ 30% we 60% bolýar. Fe2 + -iň mazmuny Fe3 + -den pesdir. Fe2 + bilen Fe3 gatnaşygy 1: 2, Fe3O4 Fe ionlarynyň deň gatnaşygynda emele gelip biljekdigini aňladýar. Mundan başga-da, XAS-3 spektri üçin Fe2 + we Fe3 + göterimleri ~ 10% we 80% -e üýtgedi, bu bolsa Fe2 + -iň Fe3 + -e has ýokary öwrülendigini görkezýär. Aboveokarda belläp geçişimiz ýaly, Fe3 + α-Fe2O3, γ-Fe2O3 ýa-da Fe3O4-den gelip biler. Fe3 + -niň iň ähtimal çeşmesine düşünmek üçin XAS-3 spektrleri, 4-nji suratda dürli Fe3 + standartlary bilen bilelikde meýilleşdirilýär, Peak B göz öňünde tutulanda iki standartyň hem meňzeşligini görkezýär. Şeýle-de bolsa, egniň intensiwligi (A: Fe2 + -dan) we B / A intensiwlik gatnaşygy XAS-3 spektriniň γ-Fe2O3 bilen ýakyndygyny, ýöne birmeňzeş däldigini görkezýär. Köp mukdarda γ-Fe2O3 bilen deňeşdirilende, SDSS pikiniň Fe 2p XAS intensiwligi birneme ýokarydyr (4e surat), bu has ýokary Fe2 + intensiwligini görkezýär. XAS-3 spektri, Oh we Td pozisiýalarynda Fe3 + bar bolan γ-Fe2O3 bilen meňzeş bolsa-da, dürli walent ýagdaýlaryny kesgitlemek we diňe L2,3 gyrasy ýa-da L2 / L3 intensiwlik gatnaşygy bilen utgaşdyrmak henizem mesele bolup durýar. soňky spektr bilen baglanyşykly dürli faktorlaryň çylşyrymlylygy sebäpli gaýtalanýan çekişme mowzugy41.
Aboveokarda beýan edilen gyzyklanýan sebitleriň himiki ýagdaýlarynyň spektral diskriminasiýasyna goşmaça, Cr we Fe esasy elementleriniň global himiki birmeňzeşligi, K-toplaýyş usuly bilen nusga üstünde alnan ähli XAS spektrleri toparlara bölmek arkaly bahalandyryldy. Gyradaky profiller Cr L, injirde görkezilen gyzgyn we sowuk görnüşli nusgalarda giňişleýin paýlanan iki sany optimal topary emele getirmek üçin düzüldi. 5. XAS Cr spektriniň iki merkezi meňzeşligi sebäpli ýerli gurluş üýtgemeleriniň bolmandygy düşnüklidir. Iki toparyň bu spektral şekilleri Cr2O342 gabat gelýänlere meňzeýär, bu bolsa Cr2O3 gatlaklarynyň SDSS-de birmeňzeş paýlanýandygyny aňladýar.
K-topar, L-edge Cr sebitlerini aňladýar, b degişli XAS merkezleri. K-manylary, sowuk togalanan SDSS-ni X-PEEM deňeşdirmegiň netijeleri: K L2,3-iň gyrasy sebitleriniň k toparlary we degişli XAS merkezleri.
Has çylşyrymly FeL gyrasy kartasyny görkezmek üçin, degişlilikde gyzgyn we sowuk görnüşli nusgalar üçin dört we bäş sany optimallaşdyrylan klaster we olara bagly sentroidler (spektral paýlamalar) ulanylýar. Şonuň üçin Fe2 + we Fe3 + göterimini (%) 4-nji suratda görkezilen LCF-ni sazlamak arkaly alyp bolýar. Pseudoelektrod potensialy Epseudo Fe0 funksiýasy hökmünde ýerüsti oksid filminiň mikrohimiki birmeňzeşligini ýüze çykarmak üçin ulanyldy. Epseudo garyşyk düzgüni bilen takmynan çak edilýär,
bu ýerde \ (\ rm {E} _ {\ rm {Fe} / \ rm {Fe} ^ {2 + (3 +)}} \) deňdir \ (\ rm {Fe} + 2e ^ - \ to \ rm {Fe} ^ {2 + (3 +)} \), degişlilikde 0.440 we 0.036 V. Potensialy pes bolan ýerlerde Fe3 + birleşmeleriniň has köp mukdary bar. Termiki deformasiýa nusgasynda bolup biläýjek paýlanyş, iň ýokary üýtgemegi takmynan 0.119 V bolan gatlakly häsiýete eýe (6a surat, b). Bu potensial paýlanyş ýerüsti topografiýa bilen ýakyndan baglanyşyklydyr (6a surat). Esasy lamellar interýerinde pozisiýa bilen baglanyşykly başga üýtgeşmeler bolmady (6b-nji surat). Munuň tersine, sowuk okly SDSS-de dürli oksidleriň Fe2 + we Fe3 + dürli mazmuny bilen birleşmegi üçin psevdopotensiýanyň birmeňzeş däl tebigatyny synlamak bolýar (6c-nji surat, d). Fe3 + oksidler we / ýa-da (oksi) gidroksidler polatdaky poslamanyň esasy düzüm bölekleridir we kislorod we suwa geçirijidir50. Bu ýagdaýda Fe3 + baý adalaryň ýerli paýlanýandygyny we poslama meýdanlary hökmünde kabul edilip bilinjekdigini görmek bolýar. Bu ýagdaýda potensialyň mutlak bahasyna däl-de, potensial meýdandaky gradient, işjeň poslama sebitleriň lokalizasiýasy hökmünde görkezilip bilner51. Sowuk togalanan SDSS-iň üstünde Fe2 + we Fe3 + -iň birmeňzeş paýlanyşy ýerli himiki häsiýetleri üýtgedip biler we oksid filminiň döwülmeginde we poslama reaksiýalarynda has täsirli ýer meýdanyny üpjün edip biler, şeýlelik bilen esasy metal matrisanyň yzygiderli poslamagyna mümkinçilik döreder we içerki birmeňzeşlige sebäp bolar. we passiw gatlagyň gorag aýratynlyklaryny azaltmak.
Fe-L2,3 gyradaky sebitleriň K-toparlary we gyzgyn işleýän X-PEEM we sowuk sowuk SDSS üçin degişli XAS merkezleri. a, d K-X-PEEM şekilinde örtülen klaster sýu plotetini aňladýar. Takmynan pseudoelektrod potensialy (epseudo) K-klaster diagrammalary bilen birlikde agzalýar. 2-nji suratdaky reňk ýaly X-PEEM şekiliniň ýagtylygy rentgen siňdiriş intensiwligine göni proporsionaldyr.
Deňeşdirilen birmeňzeş Cr, ýöne Fe-nyň dürli himiki ýagdaýy, gyzgyn we sowuk Ce-2507-de oksid filminiň döwülmegine we poslama nagyşlarynyň dürli döremegine sebäp bolýar. Sowuk togalanan Ce-2507-iň bu häsiýeti belli. Atmosfera howasynda Fe-nyň oksidleriniň we gidroksidleriniň emele gelmegi bilen baglanyşykly bu işde bitarap reaksiýalar hökmünde aşakdaky reaksiýalar ýapylýar:
X-PEEM ölçeglerine esaslanyp, ýokardaky reaksiýa aşakdaky ýagdaýlarda ýüze çykdy. Fe0-a gabat gelýän kiçijik egin, demir demir bilen baglanyşykly. Metal Fe-nyň daşky gurşawa bolan reaksiýasy Fe (OH) 2 gatlagyň (deňleme (5)) emele gelmegine getirýär, bu Fe-iň L gyrasynyň XAS-da Fe2 + signalyny güýçlendirýär. Howa uzak wagtlap täsir etmek Fe (OH) 252,53-den soň Fe3O4 we / ýa-da Fe2O3 oksidleriniň döremegine getirer. Iki görnüşli durnukly Fe, Fe3O4 we Fe2O3, Cr3 + baý gorag gatlagynda hem emele gelip biler, bu ýerde Fe3O4 birmeňzeş we bitewi gurluşy halaýar. Iki netijäniň hem garyşyk okislenme ýagdaýyna (XAS-1 spektri) sebäp bolýar. XAS-2 spektri esasan Fe3O4 gabat gelýär. Birnäçe pozisiýada syn edilen XAS-3 spektrleri γ-Fe2O3-e doly öwrülişigi görkezýär. Örtülmedik rentgen şöhleleriniň çuňlugy takmynan 50 nm bolany üçin, aşaky gatlakdan gelýän signal A pikiniň has ýokary intensiwligine getirýär.
XRD spektri, oksid filmindäki Fe komponentiniň Cr oksid gatlagy bilen birleşdirilen gatlakly gurluşynyň bardygyny görkezýär. Cr2O317-iň ýerli birmeňzeşligi sebäpli poslama häsiýetli passiw häsiýetinden tapawutlylykda, bu gözlegde Cr2O3-iň birmeňzeş gatlagyna garamazdan, bu ýagdaýda esasanam sowuk görnüşli nusgalarda pes poslama garşylyk görkezildi. Syn edilen gylyk-häsiýet, poslama täsir edýän ýokarky gatlagyň (Fe) himiki okislenme ýagdaýynyň birmeňzeşligi hökmünde düşünilip bilner. Upperokarky (Fe oksidi) we aşaky gatlaklaryň (Cr oksidi) 52,53 birmeňzeş stohiometriýa sebäpli paneldäki metal ýa-da kislorod ionlarynyň haýal geçirilmegi olaryň arasynda has gowy täsirleşmäge (ýelmeşmäge) sebäp bolýar. Bu bolsa öz gezeginde poslama garşylygy gowulandyrýar. Şonuň üçin üznüksiz stohiometriýa, ýagny Fe-nyň bir okislenme ýagdaýy, stoiometrik üýtgemeleri duýdansyz saýlamak has gowudyr. Termiki taýdan deformasiýa edilen SDSS has birmeňzeş poslama garşylygy üpjün edýän has birmeňzeş üst we has dykyz gorag gatlagyna eýe. Şeýle-de bolsa, sowuk görnüşli SDSS üçin gorag gatlagynyň aşagynda Fe3 + baý adalaryň bolmagy ýeriň bitewiligini bozýar we ýakyn substratyň galvaniki poslamagyna sebäp bolýar, bu bolsa EIS spektrinde Rp (1-nji tablisa) peselmegine we poslamagyna sebäp bolýar. garşylyk. Şonuň üçin, plastiki deformasiýa sebäpli Fe3 + baý ýerli paýlanan adalar, esasan, poslama garşylyk görkezijisine täsir edýär, bu bu işde üstünlik. Şonuň üçin bu gözleg, öwrenilen SDSS nusgalarynyň plastiki deformasiýasy sebäpli poslama garşylygyň peselmeginiň spektromikrograflaryny görkezýär.
Mundan başga-da, goşa fazaly polatlarda seýrek gabat gelýän toprak has gowy ýerine ýetirilse-de, spektroskopiki mikroskopiýa gözegçilikleriniň esasynda bu goşulan elementiň aýry-aýry polat matrisa bilen poslama häsiýeti boýunça täsiri düşnüksiz bolup galýar. Ce signaly (XAS M-gyrasy boýunça) diňe sowuk togalananda birnäçe ýerde ýüze çykýar, ýöne SDSS-iň gyzgyn deformasiýasy wagtynda ýitýär, bu Ce-leriň birmeňzeş garyndysynyň ýerine polat matrisada ýerli çökgünligini görkezýär. SDSS-iň mehaniki aýratynlyklary gowulaşmasa-da, 6,7, REE-iň bolmagy goşulmalaryň göwrümini azaldar we gelip çykyşyndaky çukury basyp ýatyrar öýdülýär54.
Sözümiň ahyrynda, bu iş nanoskale komponentleriniň himiki düzümini kesgitlemek arkaly kerium bilen üýtgedilen 2507 SDSS-iň poslamagyna ýerüsti birmeňzeşligiň täsirini açýar. Poslamaýan polatdan goraýjy oksid gatlagy bilen örtülen halatynda-da mikrostrukturany, ýerüsti aýratynlyklaryň himiki ýagdaýyny we K-many toparlaryny ulanyp signal işleýşini mukdar taýdan öwrenip, näme üçin poslaýar diýen soraga jogap berdik. Fe3 + baý adalaryň, şol sanda garyşyk Fe2 + / Fe3 + gurluşynyň hemme ýerinde oktaedral we tetraedral utgaşdyrylyşynyň, oksid filminiň ýok edilmeginiň çeşmesi we sowuk aýlawly SDSS-iň poslamagynyň çeşmesi bolandygy kesgitlenildi. Fe3 + agdyklyk edýän nanoislendler, ýeterlik stoiometrik Cr2O3 passiw gatlagynyň barlygynda-da poslama garşylygy peseldýär. Nanoskale himiki gelşikliligiň poslama täsirini kesgitlemekde gazanylan usulyýet üstünliklerinden başga-da, häzirki iş polat öndürmekde poslamaýan polatlaryň poslama garşylygyny gowulandyrmak üçin in engineeringenerçilik proseslerine ylham berer diýlip garaşylýar.
Bu gözlegde ulanylýan Ce-2507 SDSS ingotlaryny taýýarlamak üçin, arassa demir turbalar bilen möhürlenen Fe-Ce ussat garyndysyny goşmak bilen, garylan komponentler, eredilen polat öndürmek üçin 150 kg orta ýygylykly induksiýa peçinde eredilip, guýma galyplaryna guýuldy. Ölçelenen himiki kompozisiýalar (wt%) 2-nji goşmaça tablisada görkezilýär. Ingot ilki bilen bloklara bölünýär. Soňra polat 1050 ° C-de 60 minutlap gaty ergin bilen örtüldi we suwda otag temperaturasyna çenli söndürildi. Öwrenilen nusgalar fazalary, däne ululygyny we morfologiýany öwrenmek üçin TEM we DOE ulanyp jikme-jik öwrenildi. Nusgalar we önümçilik prosesi barada has jikme-jik maglumatlary beýleki çeşmelerden tapyp bilersiňiz6,7.
Blokyň deformasiýa ugruna paralel silindriň oky bilen gyzgyn basmak üçin silindr nusgalaryny (φ10 mm × 15 mm) işlediň. Temperatureokary temperaturaly gysyş, Gleeble-3800 termiki simulýatoryny ulanyp, dürli temperaturalarda 1000-1150 ° C aralygynda 0.01-10 s-1 aralygynda yzygiderli dartyş tizliginde ýerine ýetirildi. Deformasiýa başlamazdan ozal, temperatura gradiýentini ýok etmek üçin nusgalar saýlanan temperaturada 10 ° C s-1 derejesinde 2 minutda gyzdyryldy. Temperaturanyň birmeňzeşligini gazanylandan soň, nusgalar hakyky ştam bahasyna 0,7 deformasiýa edildi. Deformasiýadan soň, deformirlenen gurluşy saklamak üçin derrew suw bilen söndürilýär. Soňra gatylaşdyrylan nusgalar gysyş ugruna parallel kesildi. Bu aýratyn gözleg üçin, beýleki nusgalara garanyňda has ýokary gözegçilik edilýän mikrohardness sebäpli 1050 ° C, 10 s-1 termiki taýdan deformasiýa edilen bir nusgany saýladyk.
Ce-2507 gaty ergininiň köp (80 × 10 × 17 mm3) nusgalary, beýleki deformasiýa synplarynyň arasynda iň oňat mehaniki aýratynlyklary üpjün edýän LG-300 üç fazaly asynkron iki rulonly deformasiýa maşynynda synag edildi6. Dartyş derejesi we galyňlygyň peselmegi degişlilikde 0,2 m · s-1 we her ýol üçin 5% boldy.
“Autolab PGSTAT128N” elektrokimiki iş stansiýasy, sowuk togalanandan soň 90% galyňlygy peselmegine (1,0 ekwiwalent hakyky ştama) we 1050 oC we 10 s-1-de gyzgyn basylandan soň SDSS-ni elektrohimiki ölçemek üçin ulanyldy. Iş stansiýasynda salgylanma elektrody hökmünde doýgun kalomel elektrodly üç elektrodly öýjük, grafit hasaplaýjy elektrod we işleýän elektrod hökmünde SDSS nusgasy bar. Nusgalar mis simleri lehimlenen, diametri 11,3 mm bolan silindrlere kesildi. Soňra nusga epoksi rezin bilen guýuldy we işleýän elektrod (silindr nusgasynyň aşaky ýüzü) 1 sm2 açyk meýdany galdyrdy. Epoksi bejergisinde we soňraky çägelenende we döwülmezlikde seresap boluň. Işleýän ýeri 1 mikron bölejikli göwher göwher asma bilen örtülendir we distillendirilen suw we etanol bilen arassalanýar we sowuk howada guradylýar. Elektrokimiki ölçeglerden ozal, ýalpyldawuk nusgalar tebigy oksid filmini emele getirmek üçin birnäçe günläp howa bilen täsir edýärdi. HCl bilen pH = 1,0 ± 0.01 çenli durnuklaşdyrylan FeCl3 (6.0 wt.%) Suwly ergin, poslamaýan poladyň poslamagyny çaltlaşdyrmak üçin ulanylýar, sebäbi ASTM tarapyndan görkezilişi ýaly hlorid ionlarynyň güýçli oksidleýji güýji we pes pH bolan agressiw şertlerde bolýar. Teklip edilýän standartlar G48 we A923. Nusgalar, stasionar ýakyn ýagdaýa gelmek üçin hiç hili ölçeg alynmazdan 1 sagat synag erginine çümdürildi. Gaty ergin, gyzgyn we sowuk görnüşli nusgalar üçin impedans ölçeg ýygylygy diapazony 1 × 105 ~ 0,1 Hz, açyk zynjyr potensialy (OPS) degişlilikde 0,39, 0.33 we 0,25 VSCE bolan 5 mV boldy. Islendik nusganyň her bir elektrokimiki synagy, maglumatlaryň köpelmegini üpjün etmek üçin şol şertlerde azyndan üç gezek gaýtalandy.
HE-SXRD ölçegleri üçin, 1 × 1 × 1,5 mm3 gönüburçly iki taraplaýyn polat bloklar, fazanyň düzümini kesgitlemek üçin Kanadanyň CLS-de ýokary energiýaly Brockhouse wigler setirinde ölçenildi56. Maglumat ýygnamak “Debye-Scherrer” geometriýasynda ýa-da transport geometriýasynda otag temperaturasynda geçirildi. LaB6 kalibrlenen kalibrlenen rentgen şöhleleriniň tolkun uzynlygy 0,212561 Å bolup, 58 kW-a gabat gelýär, bu laboratoriýa rentgen çeşmesi hökmünde ulanylýan Cu Kα (8 keV) -den has ýokary. Nusga detektordan 740 mm uzaklykda ýerleşýär. Her nusganyň tapyş mukdary 0,2 × 0,3 × 1,5 mm3 bolup, şöhläniň ululygy we nusganyň galyňlygy bilen kesgitlenýär. Bu maglumatlaryň her biri, Perkin Elmer sebit detektory, tekiz panelli rentgen detektory, 200 µm piksel, 40 × 40 sm2, ekspozisiýa wagtyny 0,3 sekunt we 120 kadr ulanyp ýygnandy.
Saýlanan iki model ulgamynyň X-PEEM ölçegleri, MAX IV barlaghanasynda (Lund, Şwesiýa) Beamline MAXPEEM çyzygynyň PEEM ahyrky stansiýasynda geçirildi. Nusgalar elektrokimiki ölçegler ýaly taýýarlandy. Taýýarlanan nusgalar birnäçe gün howada saklandy we sinhrotron fotonlar bilen şöhlelenmezden ozal ultra wakuum kamerasynda zaýalandy. Şöhläniň energiýa çözgüdi, N2-de hv = 401 eV bolan tolgundyryjy sebitiň ion çykaryş spektrini N 1 s-den 1 \ (\ pi _g ^ \ ast \) ölçemek arkaly alynýar we foton energiýasynyň E3 / 2.57-e baglylygy. Spektral laýyklyk, ölçenen energiýa diapazonyndan ΔE (spektral çyzyk giňligi) ~ 0,3 eV berdi. Şol sebäpden, Fe 2p L2,3 gyrasy, Cr 2p L2,3 gyrasy, Ni 2p L2,3 gyrasy we Ce M4,5 gyrasy üçin Si 1200 setir mm - 1 üýtgedilen SX-700 monohromatoryny ulanyp, şöhläniň energiýa çözgüdi E / ∆E = 700 eV / 0.3 eV> 2000 we akym ≈1012 ph / s diýlip çaklanyldy. Şonuň üçin, şöhle energiýasynyň çözgüdi Fe 2p L2.3 gyrasy, Cr 2p L2.3 gyrasy, Ni 2p L2.3 gyrasy we Ce M4.5 gyrasy üçin Si 1200 setir mm - 1 üýtgedilen SX-700 monohromatoryny ulanyp, E / ∆E = 700 eV / 0.3 eV> 2000 we akym ≈1012 ph / s diýlip çaklanyldy. Таким обромом, адгетическое разрешение канала пучка было оценено как E / ∆E = 700 эВ / 0,3 эВ> 2000 и поток ≈1012 ф / с при использовании модифицированного монохро ворора SX-700 с ретлчов Си 1200 кромка Cr 2p L2,3, кромка Ni 2p L2,3 и кромка Ce M4,5. Şeýlelik bilen, şöhle kanalynyň energiýa çözgüdi E / ∆E = 700 eV / 0.3 eV> 2000 we üýtgedilen SX-700 monohromatoryny ulanyp, Fe gyrasy 2p L2, 3, Cr edge 2p L2.3, Ni edge 2p L2.3 we Ce edge M4.5 diýip baha berildi.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 通过使用改进的 SX-700 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 Ce M4,5 边缘。因此 ， 光束线 能量 δ = = 700 EV / 0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH / S 通过 的 的 SX-700 和 和 SI 1200 线 mm-1 于 于 Fe 2P 2P 2P L2.3 边缘、 Cr 2p L2.3 边缘、 Ni 2p L2.3 边缘和 Ce M4.5Şeýlelik bilen, üýtgedilen SX-700 monohromator we 1200 setir Si örtük ulanylanda. 3, Cr gyrasy 2p L2.3, Ni gyrasy 2p L2.3 we Ce gyrasy M4.5.Foton energiýasyny 0,2 eV ädimde giňeltmek. Her bir energiýada, PEEM şekilleri 20 µm meýdanda 1024 × 1024 piksel üpjün edýän 2 x 2 süýümli optiki birikme bolan TVIPS F-216 CMOS detektory arkaly ýazga alyndy. Suratlaryň täsir ediş wagty ortaça 16 kadr, 0,2 sekunt. Fotoelektron şekil energiýasy iň ýokary ikinji derejeli elektron signalyny üpjün etmek üçin saýlanýar. Meashli ölçegler çyzykly polýarlaşdyrylan foton şöhlesiniň adaty ýagdaýynda amala aşyrylýar. Ölçegler barada has giňişleýin maglumat üçin öňki gözleg 58-e serediň. Jemi elektron öndürijiligi (TEY) 59 kesgitleme tertibi we X-PEEM-de ulanylyşy öwrenilenden soň, bu usulyň kesgitleme çuňlugy Cr signaly üçin ~ 4–5 nm, Fe signaly üçin ~ 6 nm hasaplanýar. Cr çuňlugy oksid filminiň galyňlygyna (~ 4 nm) 60,61, Fe çuňlugy bolsa oksid filminiň galyňlygyndan has uludyr. Fe L gyrasynyň golaýynda ýygnanan XAS, matrisadan demir oksidi XAS we FeO garyndysydyr. Birinji ýagdaýda, çykýan elektronlaryň intensiwligi TEY-e goşant goşýan elektronlaryň ähli görnüşleri bilen baglanyşyklydyr. Şeýle-de bolsa, arassa demir signaly elektronlaryň oksid gatlagyndan geçmegi, ýer ýüzüne çykmagy we analizator tarapyndan ýygnalmagy üçin has ýokary kinetiki energiýa talap edýär. Bu ýagdaýda Fe0 signaly esasan LVV Auger elektronlary we olar tarapyndan çykýan ikinji derejeli elektronlar bilen baglanyşyklydyr. Mundan başga-da, bu elektronlaryň goşant goşan TEY intensiwligi, elektron gaçmagyň ýoly 49-da demir XAS kartasyndaky Fe0-nyň spektral goluny hasam azaldar.
Maglumatlaryň gazylmagyny maglumat kublaryna (X-PEEM maglumatlary) birleşdirmek, köp ölçegli usul bilen degişli maglumatlary (himiki ýa-da fiziki aýratynlyklary) çykarmakda möhüm ädimdir. K-toparlaýyn topar, maşyn görmek, şekili gaýtadan işlemek, gözegçilik edilmedik nagşy tanamak, emeli intellekt we klassifikasiýa derňewi ýaly birnäçe ugurda giňden ulanylýar24. Mysal üçin, K-toparlaýyn giperspektral şekil maglumatlary toplamak üçin gowy ulanylýar62. Köp obýektli maglumatlar üçin K-many algoritmi, häsiýetleri (foton energiýa aýratynlyklary) baradaky maglumatlara görä olary aňsatlyk bilen toparlap bilýär. K diýmek, toparlanyşyk, polat mikrostruktura düzümindäki himiki birmeňzeşligiň giňişlikdäki paýlanyşyna baglylykda her piksel belli bir topara degişli bolan maglumatlary K-yň bir-birine gabat gelmeýän toparlara (toparlara) bölmek üçin iteratiw algoritmdir. K-many algoritmi iki basgançakdan durýar: birinji ädim K sentroidleri hasaplaýar, ikinji ädim her nokady goňşy sentroidler bilen bir topara belleýär. Bir toparyň agyrlyk merkezi, şol toparyň maglumat nokatlarynyň (XAS spektri) arifmetiki ortaça kesgitlenilýär. Goňşy sentroidleri ucewklid aralygy diýip kesgitlemek üçin dürli aralyklar bar. Px, y (x we y piksel ölçegli) giriş şekili üçin, CK toparyň agyrlyk merkezidir; bu surat, soň K-serişdeleri ulanyp, K toparlara bölünip bilner. K-toparlaýyn algoritmiň soňky ädimleri:
2-nji ädim. Häzirki sentroda görä ähli pikselleriň agzalyk derejesini hasaplaň. Mysal üçin, merkez bilen her pikseliň arasyndaky ucewklid aralygyndan hasaplanýar:
3-nji ädim Her pikseli iň ýakyn sentroda belläň. Soňra K sentroid pozisiýalaryny aşakdaky ýaly hasaplaň:
4-nji ädim. Centroids birleşýänçä prosesi (7) we (8) deňlemeli. Toparyň hiliniň soňky netijeleri başlangyç sentroidleriň iň amatly görnüşi bilen ýokary baglanyşykdadyr63. Polat şekilleriniň PEEM maglumat gurluşy üçin adatça X (x × y × λ) 3D massiw maglumatlarynyň kubudyr, x we ​​y oklary giňişlik maglumatyny (piksel ölçegi) we λ oky fotonlaryň energiýa spektral re modeimine laýyk gelýär. K-many algoritmi, spektral aýratynlyklaryna görä pikselleri (klasterleri ýa-da kiçi bloklary) bölmek we her analitik (klaster) üçin iň oňat sentroid (XAS spektral egrini) çykarmak arkaly X-PEEM maglumatlary gyzyklandyrýan sebitleri öwrenmek üçin ulanyldy. Giňişlik paýlanyşyny, ýerli spektral üýtgemeleri, okislenme häsiýetini we himiki ýagdaýyny öwrenmek üçin ulanylýar. Mysal üçin, K-manyly toparlanyş algoritmi Fe L-edge we Cr L-edge sebitlerinde gyzgyn işleýän we sowuk görnüşli X-PEEM-de ulanyldy. Iň oňat toparlary we merkezleri tapmak üçin dürli mukdarda K-klasterler (mikrostruktura sebitleri) synag edildi. Graf görkezilende pikseller dogry klaster merkezlerine gaýtadan berilýär. Her reňk paýlanyşy, himiki ýa-da fiziki zatlaryň giňişlikde ýerleşişini görkezip, toparyň merkezine gabat gelýär. Çykarylan sentroidler arassa spektriň çyzykly kombinasiýalarydyr.
Bu gözlegiň netijelerini goldaýan maglumatlar, degişli isleg boýunça degişli WC awtoryndan elýeterlidir.
Sieurin, H. & Sandström, R. Kebşirlenen dupleks poslamaýan poladyň döwülmegi. Sieurin, H. & Sandström, R. Kebşirlenen dupleks poslamaýan poladyň döwülmegi. Sieurin, H. & Sandström, R. Вязкость разрушения сварной дуплексной нержавеющей стали. Sieurin, H. & Sandström, R. Kebşirlenen dupleks poslamaýan poladyň döwülmegi. 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 сварныхуплексных нержавеющих сталей. Sieurin, H. & Sandström, R. Kebşirlenen dupleks poslamaýan polatlaryň döwülmegi.taslama. fraktal. sütük. 73, 377–390 (2006).
Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Saýlanan organiki kislotalarda we organiki kislota / hlorid şertlerinde iki gezek poslamaýan polatlaryň poslama garşylygy. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J. Saýlanan organiki kislotalarda we organiki kislota / hlorid şertlerinde iki gezek poslamaýan polatlaryň poslama garşylygy.Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. we Van Der Merwe, J. Käbir organiki kislotalar we organiki kislotalar / hloridler bilen gurşawda iki gezek poslamaýan polatlaryň poslama garşylygy. 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 poslamaýan polat 在特定 organiki 酸和 Organiki 酸 / hlorlanan gurşaw 的耐而性性。Adams, FW, Olubambi, PA, Potgieter, J. Kh. we Van Der Merwe, J. Käbir organiki kislotalar we organiki kislotalar / hloridler bilen gurşawda iki gezek poslamaýan polatlaryň poslama garşylygy.antikorroziw. Usul materi 57, 107–117 (2010).
Barella S. we başgalar. Fe-Al-Mn-C dupleks erginleriniň poslama-oksidleýji aýratynlyklary. 2572 (2019) 12-nji materiallar.
Lewkow, L., Şurygin, D., Dub, V., Kosyrew, K. & Balikoýew, A. Enjam gaz we nebit öndürmek üçin super dupleks polatlaryň täze nesli. Lewkow, L., Şurygin, D., Dub, V., Kosyrew, K. & Balikoýew, A. Enjam gaz we nebit öndürmek üçin super dupleks polatlaryň täze nesli.Lewkow L., Şurygin D., Dub V., Kosyrew K., Balikow A. Nebit we gaz öndürýän enjamlar üçin super dupleks polatlaryň täze nesli.Lewkow L., Şurygin D., Dub V., Kosyrew K., Balikow A. Gaz we nebit öndürýän enjamlar üçin super dupleks polatlaryň täze nesli. E3S webinar. 121, 04007 (2019).
Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Dupleks poslamaýan polatdan 2507 gyzgyn deformasiýa häsiýetini derňemek. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Dupleks poslamaýan polatdan 2507 gyzgyn deformasiýa häsiýetini derňemek. Metall. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 görnüşli poslamaýan polatdan 2507 görnüşli gyzgyn deformasiýa häsiýetini öwrenmek. Metall. 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. we Utaisansuk, V. 2507 görnüşli poslamaýan polatdan 2507 görnüşli gyzgyn deformasiýa häsiýetini derňemek. Metal.alma mater. trans. 48, 95-108 (2017).
Zhou, T. we ş.m. Dolandyrylan sowuk togalanmanyň, kerium üýtgedilen super dupleks SAF 2507 poslamaýan poladyň mikrostrukturasyna we mehaniki aýratynlyklaryna täsiri. alma mater. Ylym. taslama. 766, 138352 (2019).
Zhou, T. we ş.m. Serium üýtgedilen super-dupleks SAF 2507 poslamaýan poladyň gyzgyn deformasiýa bilen örtülen gurluşy we mehaniki aýratynlyklary. J. Alma mater. ammar. tehnologiýasy. 9, 8379–8390 (2020).
Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Seýrek ýer elementleriniň austenit poladyň ýokary temperaturaly okislenme häsiýetine täsiri. Zheng, Z., Wang, S., Long, J., Wang, J. & Zheng, K. Seýrek ýer elementleriniň austenit poladyň ýokary temperaturaly okislenme häsiýetine täsiri.Zheng Z., Wang S., Long J., Wang J. we Zheng K. Seýrek toprak elementleriniň ýokary temperaturanyň okislenmegi astynda austenit poladyň hereketine täsiri. 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. we Zheng K. Seýrek toprak elementleriniň ýokary temperaturanyň okislenmeginde austenit polatlaryň hereketine täsiri.poslama. Ylym. 164, 108359 (2020).