א דאנק פארן באזוכן Nature.com. איר ניצט א בראַוזער ווערסיע מיט באגרענעצטע CSS שטיצע. פאר דער בעסטער דערפאַרונג, רעקאָמענדירן מיר אז איר זאָלט ניצן אן אפדעיטירטן בראַוזער (אָדער אויסלעשן קאָמפּאַטיביליטי מאָדע אין אינטערנעט עקספּלאָרער). דערצו, צו זיכער מאַכן אָנגייענדיקע שטיצע, ווייַזן מיר דעם וועבזייטל אָן סטילן און דזשאַוואַסקריפּט.
ווײַזט אַ קאַרוסעל פֿון דרײַ סליידס אויף איין מאָל. ניצט די "פֿריִערדיקע" און "ווײַטער" קנעפּלעך צו גיין דורך דרײַ סליידס אויף איין מאָל, אָדער ניצט די "סליידער" קנעפּלעך אין סוף צו גיין דורך דרײַ סליידס אויף איין מאָל.
דער ברייט גענוצטער נישט-ראסטיקער שטאָל און זיינע געשמידטע ווערסיעס זענען קעגנשטעליק קעגן קעראָוזשאַן אין אַמביאַנט באדינגונגען רעכט צו דער פּאַסיוואַציע שיכט וואָס באַשטייט פון קראָום אָקסייד. קעראָוזשאַן און עראָזיע פון ​​שטאָל איז געוויינטלעך פֿאַרבונדן מיט דער צעשטערונג פון די שיכטן, אָבער זעלטן מיט דער אויסזען פון ייבערפלאַך נישט-האָמאָגעניאַטיז, דיפּענדינג אויף דעם מיקראָסקאָפּישן מדרגה. אין דעם אַרבעט, נאַנאָסקאַלע כעמישע ייבערפלאַך העטעראָגעניטי, דעטעקטעד דורך ספּעקטראָסקאָפּישע מיקראָסקאָפּי און כעמאָמעטרישע אַנאַליז, אומגעריכט דאָמינירט די בראָך און קעראָוזשאַן פון קאַלט-געראָלט צעריום מאָדיפיצירט סופּער דופּלעקס נישט-ראסטיקער שטאָל 2507 (SDSS) בעשאַס זיין הייס דעפאָרמאַציע. כאָטש X-שטראַל פאָטאָעלעקטראָן מיקראָסקאָפּי האט געוויזן אַ לעפיערעך מונדיר קאַווערידזש פון די נאַטירלעך Cr2O3 שיכט, די פּאַסיוואַציע פאָרשטעלונג פון די קאַלט-געראָלט SDSS איז געווען שוואַך רעכט צו דער היגע פאַרשפּרייטונג פון Fe3+ רייַך נאַנאָאינזלען אויף די Fe/Cr אָקסייד שיכט. דעם אַטאָמישן וואָג וויסן גיט אַ טיף פארשטאנד פון נישט-ראסטיקער שטאָל קעראָוזשאַן און איז געריכט צו העלפן קעמפן קעראָוזשאַן פון ענלעך הויך-צומיש מעטאַלן.
זינט די ערפינדונג פון נישט-ראסטיקן שטאל, זענען די אנטי-קעראזיע אייגנשאפטן פון פעראכראם צוגעשריבן געווארן צו כראם, וואס פארמירט שטארקע אקסידן/אקסיהידראקסיידן און ווייזט א פאסיווירנדיקן אויפפירונג אין רוב סביבות. אין פארגלייך מיט קאנווענציאנעלע (אויסטעניטישע און פעריטישע) נישט-ראסטיקע שטאל 1, 2, 3, האבן סופער דופלעקס נישט-ראסטיקע שטאל (SDSS) בעסערע קעראזיע קעגנשטעל און אויסגעצייכנטע מעכאנישע אייגנשאפטן. פארגרעסערטע מעכאנישע שטארקייט ערמעגליכט לייטערע און מער קאמפאקטע דיזיינס. אין קאנטראסט, האט דער עקאנאמישער SDSS הויכע קעגנשטעל צו גרוב און שפאלט קעראזיע, וואס רעזולטירט אין א לענגערן סערוויס לעבן, דערמיט פארברייטערנדיג זיין אנווענדונג צו פארפעסטיקונג קאנטראל, כעמישע קאנטעינערס, און די אפשאר אויל און גאז אינדוסטריע4. אבער, דער שמאלער קייט פון היץ באהאנדלונג טעמפעראטורן און שוואכע פארמאביליטעט שטערן זייער ברייטע פראקטישע אנווענדונג. דעריבער, איז SDSS מאדיפיצירט צו פארבעסערן די אויבנדערמאנטע פערפארמענס. למשל, די Ce מאדיפיקאציע איז איינגעפירט געווארן אין SDSS 2507 (Ce-2507) מיט א הויכן שטיקשטאף אינהאלט6,7,8. דער זעלטענער ערד עלעמענט (Ce) ביי א פאסיגער קאנצענטראציע פון ​​0.08 wt.% האט א גוטע ווירקונג אויף די מעכאנישע אייגנשאפטן פון די DSS, ווייל עס פארבעסערט קערל ראפינירונג און קערל גרענעץ שטארקייט. טראָגן און קעראָוזשאַן קעגנשטעל, טענסאַל שטאַרקייט און ייעלד שטאַרקייט, און הייס ווערקאַביליטי זענען אויך פֿאַרבעסערט. גרויסע אַמאַונץ פון ניטראָגען קענען פאַרבייַטן טייַער ניקאַל אינהאַלט, מאכן SDSS מער קאָסטן-עפעקטיוו.
לעצטנס, איז SDSS פּלאַסטיש דעפאָרמירט געוואָרן ביי פֿאַרשידענע טעמפּעראַטורן (קריאָגעניק, קאַלט און הייס) צו דערגרייכן אויסגעצייכנטע מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן6,7,8. אָבער, די אויסגעצייכנטע קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון SDSS רעכט צו דער אנוועזנהייט פון אַ דין אָקסייד פילם אויף דער ייבערפלאַך איז אַפעקטאַד דורך פילע סיבות אַזאַ ווי ינכעראַנט העטעראָגעניטי רעכט צו דער אנוועזנהייט פון העטעראָגענע פאַסעס מיט פאַרשידענע קערל גרענעצן, אַנוואָנטיד פּרעסיפּיטאַטעס און פאַרשידענע רעספּאָנס דעפאָרמאַטיאָנס פון אַוסטעניטיק און פעריטיק פאַסעס7. דעריבער, די לערנען פון די מיקראָסקאָפּיק דאָמעין פּראָפּערטיעס פון אַזאַ פילמס אַראָפּ צו די מדרגה פון די עלעקטראָניש סטרוקטור ווערט קריטיש פֿאַר פֿאַרשטיין SDSS קעראָוזשאַן און ריקווייערז קאָמפּלעקס עקספּערימענטאַל טעקניקס. ביז איצט, ייבערפלאַך-סענסיטיוו מעטהאָדס אַזאַ ווי Auger עלעקטראָן ספּעקטראָסקאָפּי11 און X-שטראַל פאָטאָעלעקטראָן ספּעקטראָסקאָפּי12,13,14,15 און שווער X-שטראַל פאָטאָעמישאַן מיקראָסקאָפּי (HAX-PEEM)16 האָבן בכלל ניט געקענט דעטעקטירן כעמישע דיפעראַנסיז אין ייבערפלאַך לייַערס. כעמישע שטאַטן פון דעם זעלבן עלעמענט אין פאַרשידענע ערטער פון די נאַנאָסקאַלע פּלאַץ. עטלעכע פרישע שטודיעס האבן קארעלירט לאקאליזירטע אקסידאציע פון ​​כראם מיט די באאבאכטעטע קאראזיע אויפפירונג פון אויסטעניטישע נישט-ראסטיקע שטאל17, מארטענסיטישע שטאל18 און SDSS19,20. אבער, די שטודיעס האבן זיך הויפטזעכליך פאקוסירט אויף דעם עפעקט פון Cr העטעראגעניטי (למשל, Cr3+ אקסידאציע צושטאנד) אויף קאראזיע קעגנשטאנד. לאטעראלע העטעראגעניטי אין די אקסידאציע צושטאנדן פון עלעמענטן קען זיין געפארזכט דורך פארשידענע פארבינדונגען מיט די זעלבע באשטאנדטייל עלעמענטן, ווי למשל אייַזן אקסיידן. די פארבינדונגען, וועלכע האבן געירשנט א קליינע גרייס אלס רעזולטאט פון טערמאמעכאנישער באהאנדלונג, זענען אין נאנטקייט צו יעדן אנדערן, אבער אנדערש אין קאמפאזיציע און אקסידאציע צושטאנד16,21. דעריבער, כדי צו דעטעקטירן קראַקינג פון אקסייד פילמען און נאכפאלגנדיקע פּיטינג, איז עס נויטיק צו פארשטיין אויבערפלאך העטעראגעניטי אויף דעם מיקראסקאפישן שטאפל. טראץ די באדערפענישן, קוואנטיטאטיווע אפשאצונגען ווי לאטעראלע העטעראגעניטי אין אקסידאציע, ספעציעל פאר Fe אויף דער נאנא- און אטאמישער וואָג, פעלן נאך אלץ, און איר קארעלאציע מיט קאראזיע קעגנשטאנד בלייבט אומאויסגעפארשט. ביז לעצטנס, איז דער כעמישער צושטאנד פון פארשידענע עלעמענטן, ווי Fe און Ca22, אויף שטאָל מוסטערן קוואַנטיטאַטיוו כאַראַקטעריזירט געוואָרן מיט ווייכע X-שטראַל פאָטאָעלעקטראָן מיקראָסקאָפּיע (X-PEEM) אין נאַנאָסקאַלע סינטשראָטראָן ראַדיאַציע פאַסילאַטיז. צוזאַמען מיט כעמיש סענסיטיוו X-שטראַל אַבזאָרפּשאַן ספּעקטראָסקאָפּיע (XAS), ערמעגליכט X-PEEM XAS מעסטונגען מיט הויך ספּיישאַל און ספּעקטראַל רעזאָלוציע, צושטעלנדיק כעמישע אינפֿאָרמאַציע וועגן דער זאַץ פון עלעמענטן און זייער כעמישער צושטאנד מיט ספּיישאַל רעזאָלוציע אַראָפּ צו דריי און צוואַנציק נאַנאָמעטער וואָג. . די ספּעקטראָמיקראָסקאָפּישע אָבסערוואַציע פון ​​דעם אָנהייב ערלייכטערט לאָקאַלע כעמישע אָבסערוואַציעס און קען דעמאָנסטרירן כעמישע ענדערונגען אין דעם פּלאַץ פון דער אייַזן שיכט וואָס זענען פריער נישט אויסגעפאָרשט געוואָרן.
די שטודיע פארברייטערט די מעלות פון PEEM אין דעטעקטירן כעמישע אונטערשיידן אויף דער נאַנאָסקאַלע און פּרעזענטירט אַן איינזיכטספולע אַטאָמישע-לעוועל ייבערפלאַך אַנאַליז מעטאָד פֿאַר פֿאַרשטיין די קעראָוזשאַן נאַטור פון Ce-2507. עס ניצט אַ קלאַסטערד K-means24 כעמאָמעטרישע צוגאַנג צו מאַפּירן די גלאָבאַלע כעמישע (העטעראָ) כאָומאַדזשענעיטי פון די עלעמענטן ינוואַלווד, וועמענס כעמישע שטאַטן ווערן פּרעזענטירט אין אַ סטאַטיסטישער רעפּרעזענטאַציע. אין קאַנטראַסט צו קעראָוזשאַן איניציאירט דורך די צעשטערונג פון די קראָום אָקסייד פילם אין דעם טראדיציאנעלן פאַל, ווייניקער פּאַסיוואַציע און נידעריקער קעראָוזשאַן קעגנשטעל זענען דערווייַל אַטריביאַטאַד צו לאָקאַליזעד Fe3+ רייַך נאַנאָאינזלען לעבן די Fe/Cr אָקסייד שיכטע, וואָס קען זיין פּראַטעקטיוו פּראָפּערטיעס. די אָקסייד צעשטערט די דאַטיד פילם און ז קעראָוזשאַן.
דאס קאראזיווע אויפפירונג פון דעפארמירטן SDSS 2507 איז ערשט געווארן עוואלוירט מיט עלעקטראכעמישע מעסטונגען. אויף פיגור 1 ווייזט פיגור 1 די נייקוויסט און באָדע קורוועס פאר אויסגעקליבענע מוסטערן אין א זויערער (pH = 1) וואסעריגער לייזונג פון FeCl3 ביי צימער טעמפעראטור. דער אויסגעקליבענער עלעקטראליט אקטירט ווי א שטארקער אקסידירנדיקער אגענט, וואס כאראקטעריזירט די טענדענץ פון דעם פאסיוואציע פילם צו צעברעכן. כאטש דאס מאטעריאל האט נישט דורכגעמאכט סטאבילן גראבן ביי צימער טעמפעראטור, האט די אנאליז געגעבן אן איינבליק אין מעגליכע דורכפאל געשעענישן און דערנאך קאראזיע. די עקוויוואלענטע קרייז (פיגור 1ד) איז גענוצט געווארן צו פאסן דעם עלעקטראכעמישן אימפעדאנץ ספעקטראסקאפיע (EIS) ספעקטרום, און די קארעספאנדירנדע פאסונג רעזולטאטן ווערן געוויזן אין טאבעלע 1. אומפארענדיגטע האלב-קרייזן דערשיינען אין לייזונג-באהאנדלטע און הייס-געארבעטע מוסטערן, בשעת קאמפרעסטע האלב-קרייזן דערשיינען אין קאלט-געוואלצטע קאלעגן (פיגור .1ב). אין EIS ספעקטראסקאפיע, קען דער ראדיוס פון דעם האלב-קרייז באטראכט ווערן ווי דער פאלאריזאציע קעגנשטאנד (Rp)25,26. די Rp פון לייזונג-באהאנדלטע ראַנוויי אין טאַבעלע 1 איז בערך 135 kΩ cm–2, אָבער, די ווערטן פון הייס-געארבעטע און קאַלט-געוואַלגערטע ראַנוויי זענען פיל נידעריקער, 34.7 און 2.1 kΩ cm–2, ריספּעקטיוולי. די באַדייטנדיקע רעדוקציע אין Rp ווייזט די שעדלעכע ווירקונג פון פּלאַסטישע דעפאָרמאַציע אויף פּאַסיוואַציע און קעראָוזשאַן קעגנשטעל, ווי געוויזן אין פריערדיקע באַריכטן27,28,29,30.
א נייקוויסט, ב, ג באָדע אימפּעדאַנס און פאַזע דיאַגראַמען, און ד קאָרעספּאָנדירנדיק עקוויוואַלענטע קרייז מאָדעלן, וואו RS איז די עלעקטראָליט קעגנשטעל, Rp איז די פּאָלאַריזאַציע קעגנשטעל, און QCPE איז די אָקסייד פון די קאָנסטאַנטע פאַזע עלעמענט געניצט צו מאָדעל די ניט-ידעאַלע קאַפּאַסיטאַנס (n). EIS מעסטונגען ווערן געמאַכט ביי אָפֿן קרייז פּאָטענציעל.
די גלייכצייטיגע קאנסטאנטן ווערן געוויזן אין דעם באָדע פּלאָט, מיט אַ פּלאַטאָ אין דער הויך-פרעקווענץ קייט וואָס רעפּרעזענטירט דעם עלעקטראָליט קעגנשטעל RS26. ווי די פרעקווענץ פאַרקלענערט זיך, פאַרגרעסערט זיך די אימפּעדאַנס און אַ נעגאַטיווער פאַזע ווינקל ווערט געפֿונען, וואָס ווײַזט אויף קאַפּאַסיטאַנס דאָמינאַנס. דער פאַזע ווינקל פאַרגרעסערט זיך, האַלטנדיק אַ מאַקסימום איבער אַ רעלאַטיוו ברייטן פרעקווענץ קייט, און דאַן פאַרקלענערט זיך (פיגור 1c). אָבער, אין אַלע דריי פאַלן, איז דאָס מאַקסימום נאָך ווייניקער ווי 90°, וואָס ווײַזט אויף נישט-ידעאַל קאַפּאַסיטיוו נאַטור רעכט צו קאַפּאַסיטיוו דיספּערסיע. אַזוי, ווערט דער QCPE קאָנסטאַנטער פאַזע עלעמענט (CPE) גענוצט צו רעפּרעזענטירן אינטערפאַסיאַל קאַפּאַסיטאַנס פאַרשפּרייטונגען וואָס שטאַמען פון ייבערפלאַך ראַפנאַס אָדער נישט-האָמאָגענעיטי, ספּעציעל אויף דער אַטאָמישער וואָג, פראַקטאַל דזשיאַמעטרי, עלעקטראָד פּאָראָסיטי, נישט-איינהייטלעך פּאָטענציעל, און דזשיאַמעטרי מיט דער פאָרעם פון עלעקטראָדן31,32. CPE אימפּעדאַנס:
וואו j איז די אימאַגינערע נומער און ω איז די ווינקל-פרעקווענץ. QCPE איז אַ פרעקווענץ-אומאָפּהענגיקע קאָנסטאַנטע וואָס איז פּראָפּאָרציאָנעל צו דער עפעקטיווער אָפֿענער שטח פֿון דעם עלעקטראָליט. n איז אַן אומדימענסיאָנעלע מאַכט-נומער וואָס באַשרײַבט די אָפּנייגונג פֿון אַ קאַפּאַסיטאַנס פֿון אידעאַלער קאַפּאַסיטאַנס, ד.ה. ווי נעענטער n איז צו 1, אַלץ נעענטער איז דער CPE צו ריין קאַפּאַסיטיוו, בשעת אויב n איז נאָענט צו נול, דערשיינט עס ווי רעזיסטיוו. קליינע אָפּנייגונגען פֿון n, נאָענט צו 1, ווײַזן אויף דעם נישט-אידעאַלן קאַפּאַסיטיוון נאַטור פֿון דער ייבערפֿלאַך נאָך פּאָלאַריזאַציע-טעסטן. די QCPE פֿון קאַלט-געוואַלגערטע SDSS איז באַדײַטנד העכער ווי זיינע קאַונערפּאַרץ, וואָס מיינט אַז די ייבערפֿלאַך-קוואַליטעט איז ווייניקער מונדיר.
קאָנסיסטענט מיט רובֿ קעראָוזשאַן קעגנשטעל פּראָפּערטיעס פון ומבאַפלעקט שטאָל, די לעפיערעך הויך Cr אינהאַלט פון SDSS בכלל רעזולטאַטן אין ויסגעצייכנט קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון SDSS רעכט צו דער בייַזייַן פון אַ פּאַסיווייטינג פּראַטעקטיוו אָקסייד פילם אויף דער ייבערפלאַך17. אַזאַ פּאַסיווייטינג פילמס זענען יוזשאַוואַלי רייַך אין Cr3+ אָקסיידז און / אָדער כיידראָקסיידז, דער הויפּט אין קאָמבינאַציע מיט Fe2+, Fe3+ אָקסיידז און / אָדער (אָקסי)כיידראָקסיידז33. טראָץ דער זעלביקער ייבערפלאַך יונאַפאָרמאַטי, פּאַסיווייטינג אָקסייד שיכטע, און קיין באמערקט ייבערפלאַך קראַקינג לויט מיקראָסקאָפּיק מעסטונגען6,7, די קעראָוזשאַן נאַטור פון הייס-געארבעט און קאַלט-געוואַלגערט SDSS איז אַנדערש, אַזוי אַ אין-טיפקייַט לערנען פון די מיקראָסטרוקטוראַל קעראַקטעריסטיקס איז נייטיק פֿאַר שטאָל דעפאָרמאַציע.
די מיקראָסטרוקטור פון דעפאָרמירט ומבאַפלעקט שטאָל איז קוואַנטיטאַטיוו געלערנט געוואָרן מיט אינטרינסיק און סינטשראָטראָן הויך-ענערגיע X-שטראַלן (צוגאב פיגורן 1, 2). א דעטאַלירטע אַנאַליז ווערט צוגעשטעלט אין דער צוגאב אינפֿאָרמאַציע. כאָטש עס איז דאָ אַן אַלגעמיינער קאָנסענסוס וועגן דעם טיפּ פון הויפּט פאַזע, זענען געפֿונען געוואָרן אונטערשיידן אין גרויסע פאַזע פראַקציעס, וועלכע זענען ליסטעד אין צוגאב טאַבעלע 1. די אונטערשיידן קענען זיין רעכט צו נישט-האָמאָגענע פאַזע פראַקציעס אויף דער ייבערפלאַך און אין דעם באַנד, וועלכע זענען אַפעקטירט דורך פֿאַרשידענע X-שטראַל דיפראַקציע (XRD) דעטעקציע טיפענישן. ) מיט פֿאַרשידענע ענערגיע קוואלן פון אינצידענט פאָטאָנס34. רעלאַטיוו הויכע אַוסטעניט פראַקציעס אין קאַלט-געוואַלגערטע ספּעסאַמאַנז באַשטימט דורך XRD פון אַ לאַבאָראַטאָריע מקור ווייַזן אויף בעסער פּאַסיוואַציע און דאַן בעסער קעראָוזשאַן קעגנשטעל35, בשעת מער פּינקטלעכע און סטאַטיסטישע רעזולטאַטן פֿאָרשלאָגן פאַרקערטע טרענדס אין פאַזע פראַקציעס. אין דערצו, די קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון שטאָל דעפּענדס אויך אויף דעם גראַד פון קערל ראַפינירונג, קערל גרייס רעדוקציע, פאַרגרעסערן אין מיקראָדעפאָרמאַציעס און דיסלאָקאַציע געדיכטקייט וואָס פּאַסירן בעשאַס טערמאָמעטשאַניקאַל באַהאַנדלונג36,37,38. די הייס-געארבעטע ספּעסאַמאַנען האָבן געוויזן אַ מער קערניגע נאַטור, וואָס ווײַזט אויף מיקראָן-גרייס קערלעך, בשעת די גלאַטע רינגען וואָס זענען באמערקט געוואָרן אין די קאַלט-געוואַלגערטע ספּעסאַמאַנען (צוגאב בילד 3) זענען געווען אַן ווײַז אויף באַדײַטנדיקער קערל-פאַרפעיניקונג צו נאַנאָסייז אין פריערדיקער אַרבעט. דאָס זאָל באַגינציקן די פּאַסיווע פילם פאָרמאַציע און פאַרגרעסערונג פון קעראָוזשאַן קעגנשטעל. העכערע דיסלאָקאַציע געדיכטקייט איז געוויינטלעך פֿאַרבונדן מיט נידעריקער קעגנשטעל צו פּיטינג, וואָס שטימט גוט איבער מיט עלעקטראָכעמישע מעסטונגען.
ענדערונגען אין דעם כעמישן צושטאנד פון די מיקראָדאָמעינס פון די הויפּט עלעמענטן זענען סיסטעמאַטיש שטודירט געוואָרן מיט X-PEEM. כאָטש עס זענען דאָ מער צומיש עלעמענטן, זענען Cr, Fe, Ni און Ce39 דאָ אויסגעקליבן, ווייל Cr איז דער שליסל עלעמענט פֿאַר פֿאָרמירן דעם פּאַסיוון פֿילם, Fe איז דער הויפּט עלעמענט פֿאַר שטאָל, און Ni פֿאַרשטאַרקט פּאַסיוואַציע און באַלאַנסירט די פֿעריט-אויסטעניטישע פֿאַזע. סטרוקטור און מאָדיפֿיקאַציע איז דער ציל פֿון Ce. דורך טונינג די סינטשראָטראָן שטראַל ענערגיע, האָט XAS געכאפט די הויפּט קעראַקטעריסטיקס פֿון Cr (L2.3 ברעג), Fe (L2.3 ברעג), Ni (L2.3 ברעג), און Ce (M4.5 ברעג) פֿון דער ייבערפֿלאַך. -2507 SDSS. צוגעפּאַסטע דאַטן אַנאַליז איז דורכגעפֿירט געוואָרן דורך אַרייננעמען ענערגיע קאַליבראַציע מיט פֿאַרעפֿנטלעכטע דאַטן (למשל XAS אויף Fe L2, 3 ריפּן40,41).
אויף פיגור 2 ווייזט פיגור 2 X-PEEM בילדער פון הייס-געארבעט (פיגור 2א) און קאלט-געוואלץ (פיגור 2ד) Ce-2507 SDSS און קארעספאנדירנדע XAS Cr און Fe L2,3 עדזשאַז ביי אינדיווידועל געצייכנטע פאזיציעס. דער L2,3 XAS עדזשאַז אויספארשט די נישט-באזעצטע 3d צושטאנדן פון עלעקטראנען נאך פאטאעקסיטאציע ביי די 2p3/2 (L3 עדזשאַז) און 2p1/2 (L2 עדזשאַז) ספּין-ארביט ספּליטינג לעוועלס. אינפארמאציע וועגן דעם וואַלענס צושטאנד פון Cr איז באקומען פון X-שטראַל דיפראַקשאַן אַנאַליז פון די L2,3 עדזשאַז אין פיגור 2ב,ד. לינק פארגלייך. 42, 43 האט געוויזן אז פיר שפּיצן A (578.3 eV), B (579.5 eV), C (580.4 eV), און D (582.2 eV) זענען באמערקט געווארן לעבן דעם L3 עדזשאַז, וואס שפיגלען אקטאכעדראלע Cr3+ יאנען, קארעספאנדירנדע Cr2O3. די עקספּערימענטאַלע ספּעקטראַ זענען אין אײַנשטימונג מיט טעאָרעטישע חשבונות, ווי געוויזן אין פּאַנעלן ב און ה, באַקומען פֿון קייפל קריסטאַל־פֿעלד חשבונות בײַם Cr L2.3 אינטערפֿייס ניצנדיק אַ קריסטאַל־פֿעלד פֿון 2.0 eV44. ביידע ייבערפֿלאַכן פֿון הייס־געאַרבעטן און קאַלט־געוואַלגערטן SDSS זענען באַדעקט מיט אַ רעלאַטיוו מונדיר שיכט פֿון Cr2O3.
א טערמיש בילד פון X-PEEM הייס-געפארעמט SDSS וואס קארעספאנדירט צו ברעג b Cr L2.3 און ברעג c Fe L2.3, d טערמיש בילד X-PEEM פון קאלט-געוואלגערט SDSS וואס קארעספאנדירט צו ברעג e Cr L2.3 און f Fe L2.3 פון זייט (e). די XAS ספּעקטרא וואס זענען אויסגעצייכנט אין פארשידענע ספעציעלע פאזיציעס וואס זענען געצייכנט אויף די טערמישע בילדער (a, d) דורך די אראנדזשע פונקטירטע ליניעס אין (b) און (e) רעפרעזענטירן סימולירטע XAS ספּעקטרא פון Cr3+ מיט א קריסטאל פעלד ווערט פון 2.0 eV. פאר X-PEEM בילדער, ווערט גענוצט א טערמישע פאלטע צו פארבעסערן בילד ליינערישקייט, וואו פארבן פון בלוי ביז רויט זענען פראפארציאנעל צו דער אינטענסיטעט פון X-שטראל אבסארפציע (פון נידעריג ביז הויך).
נישט קוקנדיק אויף דער כעמישער סביבה פון די מעטאלישע עלעמענטן, איז דער כעמישער צושטאנד פון די צוגעבן ניקל און צעלאז-עלעמענטן פאר ביידע מוסטערן געבליבן דער זעלבער. צוגעלייגטע צייכענונג. אויף פיג. 5-9 ווייזן X-PEEM בילדער און קארעספאנדירנדע XAS ספּעקטרא פאר ניקל און צעלאז-עלעמענטן אין פארשידענע פאזיציעס אויף דער ייבערפלאך פון הייס-געארבעטע און קאלט-געוואלזטע מוסטערן. ניקל XAS ווייזט דעם אקסידאציע צושטאנד פון ני2+ איבער דער גאנצער געמאסטענער ייבערפלאך פון הייס-געארבעטע און קאלט-געוואלזטע מוסטערן (צוגעלייגטע דיסקוסיע). עס איז באמערקענסווערט אז אין פאל פון הייס-געארבעטע מוסטערן, ווערט דער XAS סיגנאל פון צעלאז-עלעמענט נישט באמערקט, בשעת דער ספּעקטרום פון צעלאז-עלעמענטן פון קאלט-געוואלזטע מוסטערן ווערט באמערקט אין איין פונקט. די באאבאכטונג פון צעלאז-עלעמענטן אין קאלט-געוואלזטע מוסטערן האט געוויזן אז צעלאז-עלעמענטן עקזיסטירן בעיקר אין דער פארעם פון אויסזעצונגען.
אין טערמיש דעפארמירטן SDSS, איז קיין לאקאלע סטרוקטורעלע ענדערונג אין XAS נישט באמערקט געווארן ביים Fe L2.3 ברעג (פיגור 2c). אבער, ווי געוויזן אין פיגור 2f, טוישט די Fe מאטריץ מיקראסקאפיש איר כעמישן צושטאנד ביי זיבן ראַנדאָם אויסגעקליבענע פונקטן אין דעם קאלט-געוואלגערטן SDSS. דערצו, כדי צו באקומען א גענויע פארשטעלונג פון די ענדערונגען אין דעם צושטאנד פון Fe ביי די אויסגעקליבענע לאקאציעס אין פיגור 2f, זענען לאקאלע אויבערפלאך שטודיעס דורכגעפירט געווארן (פיגור 3 און צוגאב פיגור 10) אין וועלכע קלענערע קייַלעכדיקע געגנטן זענען אויסגעקליבן געווארן. די XAS ספּעקטרא פון דעם Fe L2,3 ברעג פון α-Fe2O3 סיסטעמען און Fe2+ אקטאכעדראלע אקסיידן זענען מאדעלירט געווארן מיט מולטיפּלעט קריסטאל פעלד חשבונות מיט קריסטאל פעלדער פון 1.0 (Fe2+) און 1.0 (Fe3+)44. מיר באַמערקן אַז α-Fe2O3 און γ-Fe2O3 האָבן אַנדערע לאָקאַלע סימעטריעס 45,46, Fe3O4 האט אַ קאָמבינאַציע פון ​​ביידע Fe2+ און Fe3+,47, און FeO45 ווי אַ פאָרמעל צווייוואַלענט Fe2+ אָקסייד (3d6). מיר באַמערקן אַז α-Fe2O3 און γ-Fe2O3 האָבן אַנדערע לאָקאַלע סימעטריעס 45,46, Fe3O4 האט אַ קאָמבינאַציע פון ​​ביידע Fe2+ און Fe3+,47, און FeO45 ווי אַ פאָרמעל צווייוואַלענט Fe2+ אָקסייד (3d6).באַמערקט אַז α-Fe2O3 און γ-Fe2O3 האָבן פֿאַרשידענע לאָקאַלע סימעטריעס45,46, Fe3O4 פֿאַרבינדט ביידע Fe2+ און Fe3+,47 און FeO45 אין דער פֿאָרעם פֿון פֿאָרמעל צווייוואַלענטן אָקסייד Fe2+ (3d6).באַמערקט אַז α-Fe2O3 און γ-Fe2O3 האָבן אַנדערע לאָקאַלע סימעטריעס45,46, Fe3O4 האט קאָמבינאַציעס פון Fe2+ און Fe3+,47 און FeO45 אַקט ווי אַ פֿאָרמאַלע צווייוואַלענטע Fe2+ אָקסייד (3d6). אַלע Fe3+ יאָנען אין α-Fe2O3 האָבן בלויז Oh פּאָזיציעס, בשעת γ-Fe2O3 ווערט געוויינטלעך אויסגעדריקט ווי Fe3+ t2g [Fe3+5/3V1/3]eg O4 ספּינעל מיט וואַקאַנסיעס אין eg פּאָזיציעס. דעריבער, די Fe3+ יאָנען אין γ-Fe2O3 האָבן ביידע Td און Oh פּאָזיציעס. ווי דערמאָנט אין דער פֿריִערדיקער אַרבעט, כאָטש די אינטענסיטעט פאַרהעלטענישן פון די צוויי זענען אַנדערש, איז זייער אינטענסיטעט פאַרהעלטעניש eg/t2g ≈1, בשעת אין דעם פאַל איז די באַאָבאַכטע אינטענסיטעט פאַרהעלטעניש eg/t2g אַרום 1. דאָס שלאָסט אויס די מעגלעכקייט אַז בלויז Fe3+ איז פאָרשטעלן אין דעם פאַל. באַטראַכטנדיק דעם פאַל פון Fe3O4 מיט קאָמבינאַציעס פון Fe2+ און Fe3+, איז באַקאַנט אַז אַ שוואַכערע (שטאַרקע) ערשטע שטריך אין די L3 ברעג פון Fe ווייזט אויף אַ קלענערע (גרעסערע) נישט-באַזעצטקייט אין די t2g צושטאַנד. דאָס אַפּלייז זיך צו Fe2+ (Fe3+), וואָס ווייזט אויף אַ פאַרגרעסערונג אין דעם ערשטן סימן וואָס ווייזט אויף אַ פאַרגרעסערונג אין די אינהאַלט פון Fe2+47. די רעזולטאַטן ווייַזן אַז Fe2+ און γ-Fe2O3, α-Fe2O3 און/אָדער Fe3O4 פּרעדאָמינירן אויף די קאַלט-געוואַלגערטע ייבערפלאַכן פון די קאָמפּאָסיטן.
פארגרעסערטע פאטאעמיסיע עלעקטראן טערמישע בילדער פון די (א, ג) און (ב, ד) XAS ספּעקטרא אריבער דעם Fe L2,3 ברעג ביי פארשידענע ספעישאַנאַלע פאזיציעס אין אויסגעקליבענע ראיאנען 2 און E אין פיגורן 2ד.
די באקומענע עקספּערימענטאַלע דאַטן (פיגור 4אַ און צוגאב פיגור 11) זענען געצייכנט און פאַרגליכן מיט די פון ריינע קאַמפּאַונדז 40, 41, 48. באַסיקלי, דריי פאַרשידענע טייפּס פון עקספּערימענטאַל באַאָבאַכטע Fe L-עדזש XAS ספּעקטראַ (XAS-1, XAS-2 און XAS-3: פיגור 4אַ) זענען באַאָבאַכטעט געוואָרן אין ספּיישאַלי פאַרשידענע לאָוקיישאַנז. אין באַזונדער, אַ ספּעקטרום ענלעך צו 2-אַ (באַצייכנט ווי XAS-1) אין פיגור 3ב איז באַאָבאַכטעט געוואָרן איבער די גאנצע געגנט פון אינטערעס, נאכגעגאנגען דורך אַ 2-ב ספּעקטרום (באַצייכנט XAS-2), בשעת אַ ספּעקטרום ענלעך צו E-3 איז באַאָבאַכטעט געוואָרן אין פיגור 3ד (באַצייכנט ווי XAS-3) איז באַאָבאַכטעט געוואָרן אין זיכער לאָקאַליזירטע לאָוקיישאַנז. געוויינטלעך, פיר פּאַראַמעטערס ווערן געניצט צו ידענטיפיצירן די וואַלענס שטאַטן פאָרשטעלן אין אַ פּראָבע מוסטער: (1) L3 און L2 ספּעקטראַל פֿעיִקייטן, (2) ענערגיע פּאָזיציעס פון L3 און L2 פֿעיִקייטן, (3) L3-L2 ענערגיע חילוק, (4) L2 אינטענסיטי פאַרהעלטעניש /L3. לויט וויזועלע אבזערוואציעס (פיגור 4א), זענען אלע דריי Fe קאמפאנענטן, נעמליך Fe0, Fe2+, און Fe3+, פאראן אויף דער ייבערפלאך פון די שטודירטע SDSS. די אויסגערעכנטע אינטענסיטעט פארהעלטעניש L2/L3 האט אויך געוויזן די אנוועזנהייט פון אלע דריי קאמפאנענטן.
א באמערקטע דריי פארשידענע עקספערימענטאלע דאטן (די גאנצע ליניעס XAS-1, XAS-2 און XAS-3 קארעספאנדירן צו 2-א, 2-ב און E-3 אין פיגור 2 און פיגור 3) אין פארגלייך מיט סימולירטע XAS פארגלייך ספּעקטרא, אקטאכעדראנען Fe2+, Fe3+, קריסטאל פעלד ווערטן פון 1.0 eV און 1.5 eV, בהתאמה, ב–ד געמאסטענע עקספערימענטאלע דאטן (XAS-1, XAS-2, XAS-3) און קארעספאנדירנדע אפטימיזירטע LCF דאטן (די גאנצע שווארצע ליניע), און פארגלייך XAS-3 ספּעקטרא מיט Fe3O4 (געמישטער צושטאנד פון Fe) און Fe2O3 (ריין Fe3+) סטאַנדאַרדן.
א לינעארע קאמבינאציע (LCF) פאסיגקייט פון די דריי סטאַנדאַרדן40,41,48 איז גענוצט געווארן צו קוואַנטיפיצירן די קאָמפּאָזיציע פון ​​אייַזן אָקסייד. LCF איז אימפּלעמענטירט געווארן פאר דריי אויסגעקליבענע Fe L-עדזש XAS ספּעקטראַ וואָס ווייזן דעם העכסטן קאָנטראַסט, נעמליך XAS-1, XAS-2 און XAS-3, ווי געוויזן אין פיג. 4ב-ד. פאר LCF פיטינגז, איז 10% Fe0 באַטראַכט געווארן אין אלע פעלער צוליב דעם קליינעם לעדזש וואָס מיר האבן באמערקט אין אלע דאטן און דעם פאַקט אז אייַזן מעטאַל איז דער הויפּט קאָמפּאָנענט פון שטאָל. טאקע, די פראבעישאן טיפקייט פון X-PEEM פאר Fe (~6 נאַנאָמעטער)49 איז גרעסער ווי די געשאצטע אקסידאציע שיכט גרעב (עטוואס > 4 נאַנאָמעטער), וואס ערמעגליכט דעטעקציע פון ​​סיגנאל פון די אייַזן מאַטריץ (Fe0) אונטער די פּאַסיוואַציע שיכט. טאקע, די פראבעישאן טיפקייט פון X-PEEM פאר Fe (~6 נאַנאָמעטער)49 איז גרעסער ווי די געשאצטע אקסידאציע שיכט גרעב (עטוואס > 4 נאַנאָמעטער), וואס ערמעגליכט דעטעקציע פון ​​סיגנאל פון די אייַזן מאַטריץ (Fe0) אונטער די פּאַסיוואַציע שיכט. Действительно, предполагаемая толщина слоя окисления (> 6 נם) позволяет обнаружить сигнал от железной матрицы (Fe0) под пассивирующим слоем. טאקע, די פּראָבע X-PEEM טיפקייט פֿאַר Fe (~6 נאַנאָמעטער)49 איז גרעסער ווי די אנגענומענע גרעב פון דער אָקסידאַציע שיכט (אַ ביסל >4 נאַנאָמעטער), וואָס מאַכט עס מעגלעך צו דעטעקטירן דעם סיגנאַל פֿון דער אייַזן מאַטריץ (Fe0) אונטער דער פּאַסיוואַציע שיכט.אין פאַקט, X-PEEM דעטעקטירט Fe (~6 נאַנאָמעטער)49 טיפער ווי די ערוואַרטעטע גרעב פון דער אָקסייד שיכט (נאָר איבער 4 נאַנאָמעטער), וואָס ערמעגליכט דעטעקציע פון ​​סיגנאַלן פון דער אייַזן מאַטריץ (Fe0) אונטער דער פּאַסיוואַציע שיכט. פֿאַרשידענע קאָמבינאַציעס פון Fe2+ און Fe3+ זענען דורכגעפֿירט געוואָרן צו געפֿינען די בעסטע מעגלעכע לייזונג פֿאַר די באַאָבאַכטע עקספּערימענטאַלע דאַטן. אויף בילד 4ב ווײַזט די קאָמבינאַציע פון ​​Fe2+ און Fe3+ אין דעם XAS-1 ספּעקטרום, וואו די פּראָפּאָרציעס פון Fe2+ און Fe3+ זענען נאָענט, בערך 45%, וואָס ווײַזט אויף אַ געמישטן אָקסידאַציע צושטאַנד פון Fe. בשעת פֿאַר דעם XAS-2 ספּעקטרום ווערט דער פּראָצענט פון Fe2+ און Fe3+ ~30% און 60%, ריספּעקטיוולי. דער אינהאַלט פון Fe2+ איז נידעריקער ווי דער פון Fe3+. די Fe2+ צו Fe3 פאַרהעלטעניש פון 1:2 מיינט אַז Fe3O4 קען געשאַפן ווערן בײַם זעלבן פאַרהעלטעניש פון Fe יאָנען. דערצו, פארן XAS-3 ספעקטרום, האבן זיך די פראצענטן פון Fe2+ און Fe3+ געטוישט צו ~10% און 80%, וואס ווייזט אויף א העכערע קאנווערזיע פון ​​Fe2+ צו Fe3+. ווי דערמאנט פריער, קען Fe3+ קומען פון α-Fe2O3, γ-Fe2O3 אדער Fe3O4. כדי צו פארשטיין די מערסט ווארשיינליכע מקור פון Fe3+, ווערן XAS-3 ספעקטרא געצייכנט צוזאמען מיט פארשידענע Fe3+ סטאנדארטן אין פיגור 4e, וואס ווייזט ענלעכקייט מיט אלע צוויי סטאנדארטן ווען מען באטראכט שפיץ B. אבער, די אינטענסיטעט פון דער פלייצע (A: פון Fe2+) און די אינטענסיטעט פארהעלטעניש B/A ווייזן אז דער ספעקטרום פון XAS-3 איז נאנט צו אבער נישט די זעלבע ווי יענע פון ​​γ-Fe2O3. אין פארגלייך מיט גרויסע γ-Fe2O3, איז די Fe 2p XAS אינטענסיטעט פון דער A SDSS שפיץ עטוואס העכער (פיגור 4e), וואס ווייזט אויף א העכערע Fe2+ אינטענסיטעט. כאָטש דער ספּעקטרום פון XAS-3 איז ענלעך צו יענעם פון γ-Fe2O3, וואו Fe3+ איז פאַראַן אין ביידע די Oh און Td פּאָזיציעס, איז די אידענטיפֿיקאַציע פון ​​פֿאַרשידענע וואַלענץ שטאַטן און קאָאָרדינאַציע בלויז דורך די L2,3 ברעג אָדער די L2/L3 אינטענסיטעט פאַרהעלטעניש נאָך אַ פּראָבלעם. אַ קעסיידערדיקער טעמע פון ​​דיסקוסיע צוליב דער קאָמפּלעקסיטעט פון די פֿאַרשידענע פֿאַקטאָרן וואָס זענען פֿאַרבונדן אין דעם לעצטן ספּעקטרום41.
אין צוגאב צו דער ספּעקטראלער דיסקרימינאַציע פון ​​די כעמישע שטאַנדן פון די אויסגעקליבענע געגנטן פון אינטערעס באַשריבן אויבן, איז די גלאָבאַלע כעמישע העטעראָגעניטי פון די שליסל עלעמענטן Cr און Fe געוואָרן אַססעססעד דורך קלאַסיפיצירן אַלע XAS ספּעקטראַ באַקומען אויף דער מוסטער ייבערפלאַך ניצן די K-מיטל קלאַסטערינג מעטאָד. די ראַנד פּראָופיילז Cr L זענען געשטעלט געוואָרן אין אַזאַ וועג צו פאָרעם צוויי אָפּטימאַל קלאַסטערס ספּיישאַללי פאַרשפּרייט אין די הייס-געאַרבעט און קאַלט-געוואַלגערט ספּעסאַמאַנז געוויזן אין פיג. 5. עס איז קלאָר אַז קיין לאָקאַלע סטרוקטורעל ענדערונגען זענען נישט באמערקט געוואָרן, ווייַל די צוויי סענטראָידס פון די XAS Cr ספּעקטראַ זענען זייער ענלעך. די ספּעקטראַל שאַפּעס פון די צוויי קלאַסטערס זענען כּמעט יידענטיש צו די קאָראַספּאַנדינג צו Cr2O342, וואָס מיינט אַז די Cr2O3 לייַערס זענען לעפיערעך יוואַנלי פאַרשפּרייט איבער די SDSS.
א קנויל פון K-מיינט L-ראַנד Cr געגנטן, b קארעספאנדירנדיקע XAS צענטרוידן. רעזולטאטן פון K-מיינט X-PEEM פארגלייך פון קאלט-געוואלסטער SDSS: c קנויל פון K-מיינט ראַנד געגנטן פון Cr L2,3 און d קארעספאנדירנדיקע XAS צענטרוידן.
כדי צו אילוסטרירן א מער קאמפליצירטע FeL ברעג מאַפּע, ווערן פיר און פינף אָפּטימיזירטע קלאַסטערס און זייערע פֿאַרבונדענע סענטראָידן (ספּעקטראַלע פֿאַרשפּרייטונגען) גענוצט פֿאַר הייס-געאַרבעטע און קאַלט-געוואַלגטע ספּעסאַמאַנען, ריספּעקטיוולי. דעריבער, קען מען באַקומען דעם פּראָצענט (%) פֿון Fe2+ און Fe3+ דורך אַדזשאַסטירן דעם LCF געוויזן אין פֿיגור 4. דער פּסעוודאָעלעקטראָד פּאָטענציאַל עפּסעודו ווי אַ פֿונקציע פֿון Fe0 איז גענוצט געוואָרן צו אַנטפּלעקן די מיקראָכעמישע נישט-האָמאָגעניטעטי פֿון דעם אויבערפֿלאַך אָקסייד פֿילם. עפּסעודו ווערט גראָב געשאַצט דורך דער מיש-רעגול,
וואו \(\rm{E}_{\rm{Fe}/\rm{Fe}^{2 + (3 + )}}\) איז גלייך צו \(\rm{Fe} + 2e^ – \to\rm {Fe}^{2 + (3 + )}\), וואָס איז 0.440 און 0.036 V, ריספּעקטיוולי. געביטן מיט אַ נידעריקער פּאָטענציעל האָבן אַ העכער אינהאַלט פון Fe3+ קאַמפּאַונדז. די פּאָטענציעל פאַרשפּרייטונג אין אַ טערמיש דעפאָרמירט מוסטער האט אַ שיכטן כאַראַקטער מיט אַ מאַקסימום ענדערונג פון וועגן 0.119 V (פיגור 6a,b). די פּאָטענציעל פאַרשפּרייטונג איז ענג פֿאַרבונדן מיט די ייבערפלאַך טאָפּאָגראַפֿיע (פיגור 6a). קיין אנדערע פּאָזיציע-פֿאַרבונדענע ענדערונגען זענען באמערקט אין די אונטערלייגנדיק לאַמעלאַר ינלענדיש (פיגור 6b). פאַרקערט, פֿאַר די קאָמבינאַציע פון ​​​​​​פאַרשידענע אָקסיידן מיט פאַרשידענע אינהאַלט פון Fe2+ און Fe3+ אין קאַלט-געוואַלגערט SDSS, אַ ניט-יוניפאָרם נאַטור פון די פּסעוודאָפּאָטענציעל קען זיין באמערקט (פיגור 6c, d). Fe3+ אקסיידן און/אדער (אקסי)הידראקסיידן זענען די הויפט קאמפאנענטן פון קאראזיע אין שטאל און זענען דורכדרינגלעך פאר זויערשטאף און וואסער50. אין דעם פאל קען מען זען אז די אינזלען רייך אין Fe3+ זענען פארשפרייט לאקאל און קענען באטראכט ווערן אלס קאראזיע געביטן. אין דעם פאל קען דער גראדיענט אין דעם פאטענציאל פעלד, אנשטאט דער אבסאלוטער ווערט פון דעם פאטענציאל, באטראכט ווערן אלס אן אינדיקאטאר פאר דער לאקאליזאציע פון ​​אקטיווע קאראזיע געביטן51. די נישט-איינהייטליכע פארשפרייטונג פון Fe2+ און Fe3+ אויף דער ייבערפלאך פון דעם קאלט-געוואלגערטן SDSS קען ענדערן די לאקאלע כעמישע אייגנשאפטן און צושטעלן א מער עפעקטיווע ייבערפלאך שטח אין אקסייד פילם קראַקינג און קאראזיע רעאקציעס, דערמיט ערלויבנדיג די אונטערלייגנדע מעטאל מאטריץ צו קאנטינעווירלעך קאראדירן, רעזולטירנדיג אין אינערליכער נישט-איינהייט און רעדוצירן די שוץ אייגנשאפטן פון דער פאסיווירנדיקער שיכט.
K-מיטל קלאַסטערס פון Fe L2,3 ברעג געביטן און קאָרעספּאָנדירנדיק XAS סענטראָידן פֿאַר a–c הייס-געאַרבעט X-PEEM און d–f קאַלט-געוואַלגערט SDSS. a, d K-מיטל קלאַסטער פּלאַנעווען איבערגעלייגט אויף די X-PEEM בילד. געשאַצטע פּסעוודאָעלעקטראָד פּאָטענציעלן (עפּסעודאָ) ווערן דערמאָנט צוזאַמען מיט K-מיטל קלאַסטער דיאַגראַמען. די ברייטקייט פון אַ X-PEEM בילד אַזאַ ווי די קאָליר אין בילד 2 איז גלייך פּראָפּאָרציאָנעל צו די X-שטראַל אַבזאָרפּשאַן אינטענסיטעט.
א רעלאטיוו איינהייטלעכער Cr אבער אן אנדער כעמישע צושטאנד פון Fe פירט צו אן אנדער מקור פון די אקסייד פילם קראַקינג און קעראָוזשאַן פּאַטערנז אין הייס-געוואַלגערט און קאַלט-געוואַלגערט Ce-2507. די אייגנשאַפט פון קאַלט-געוואַלגערט Ce-2507 איז באַוווסט. מיט באַצוג צו דער פאָרמירונג פון אָקסיידן און הידראָקסיידן פון Fe אין אַטמאָספערישער לופט, די פאלגענדע רעאַקציעס זענען געשלאָסן אין דעם אַרבעט ווי נייטראַלע רעאַקציעס:
באַזירט אויף דער מעסטונג פון X-PEEM, איז די אויבנדערמאָנטע רעאַקציע פארגעקומען אין די פאלגענדע פאַלן. א קליינע אַקסל וואָס קאָרעספּאָנדירט צו Fe0 איז פֿאַרבונדן מיטן אונטערלייגנדיקן מעטאַלישן אייַזן. די רעאַקציע פון ​​מעטאַלישן Fe מיט דער סביבה פירט צו דער פאָרמירונג פון אַ Fe(OH)2 שיכט (גלייכונג (5)), וואָס פֿאַרשטאַרקט דעם Fe2+ סיגנאַל אין דעם XAS פון דעם L ברעג פון Fe. פֿאַרלענגערטע אויסשטעלונג צו לופט וועט רעזולטירן אין דער פאָרמירונג פון Fe3O4 און/אָדער Fe2O3 אָקסיידן נאָך Fe(OH)252,53. צוויי טיפּן פון סטאַבילן Fe, Fe3O4 און Fe2O3, קענען אויך פאָרמירן אין אַ Cr3+ רייכן שוץ שיכט, וואו Fe3O4 פּרעפֿערירט אַ מונדיר און קאָוכיסיוו סטרוקטור. די בייַזייַן פון ביידע רעזולטירט אין געמישטע אָקסידאַציע שטאַטן (XAS-1 ספּעקטרום). דער XAS-2 ספּעקטרום קאָרעספּאָנדירט הויפּטזעכלעך צו Fe3O4. משא"כ די XAS-3 ספּעקטראַ וואָס זענען באמערקט געוואָרן אין עטלעכע פּאָזיציעס האָבן געוויזן אַ פולשטענדיקע קאָנווערסיע צו γ-Fe2O3. זינט נישט-איינגעוויקלטע רענטגן-שטראַלן האָבן אַ דורכדרינג-טיפקייט פון בערך 50 נאַנאָמעטער, רעזולטירט דער סיגנאַל פון דער אונטערלייגנדיקער שיכט אין אַ העכערער אינטענסיטעט פון דער A שפּיץ.
דער XRD ספּעקטרום ווייזט אז דער Fe קאָמפּאָנענט אין דעם אָקסייד פילם האט א שיכטיקע סטרוקטור, וואָס איז קאָמבינירט מיט דער Cr אָקסייד שיכט. אין קאַנטראַסט צו דער פּאַסיוואַציע כאַראַקטעריסטיש פון קעראָוזשאַן רעכט צו לאָקאַלער אומהאָמאָגענייטי פון Cr2O317, טראָץ דעם מונדיר שיכט פון Cr2O3 אין דעם לערנען, איז נידעריק קעראָוזשאַן קעגנשטעל באמערקט געוואָרן אין דעם פאַל, ספּעציעל פֿאַר קאַלט-געוואַלגערטע מוסטערן. די באמערקטע נאַטור קען פֿאַרשטאַנען ווערן ווי די העטעראָגעניטי פון דעם כעמישן אָקסידאַציע צושטאַנד פון דער אויבערשטער שיכט (Fe) וואָס אַפעקטירט די קעראָוזשאַן פאָרשטעלונג. די פּאַמעלעכע אַריבערפירן פון מעטאַל אָדער זויערשטאָף יאָנען אין דער גיטער רעכט צו דער זעלבער סטאָיכיאָמעטרי פון די אויבערשטע (Fe אָקסייד) און נידעריקערע שיכטן (Cr אָקסייד)52,53 פירט צו בעסערע ינטעראַקציע (אַדכיזשאַן) צווישן זיי. דאָס, אין קער, פֿאַרבעסערט קעראָוזשאַן קעגנשטעל. דעריבער, קאָנטינויִערלעכע סטאָיכיאָמעטרי, ד"ה איין אָקסידאַציע צושטאַנד פון Fe, איז בילכער צו פּלוצעמדיקע סטאָיכיאָמעטרישע ענדערונגען. טערמיש דעפאָרמירט SDSS האט אַ מער מונדיר ייבערפלאַך און אַ דיכטער פּראַטעקטיוו שיכט, וואָס גיט בעסערע קעראָוזשאַן קעגנשטעל. אבער, פאר קאלט-געוואלסטער SDSS, די אנוועזנהייט פון Fe3+-רייכע אינזלען אונטער דער שוץ-שיכט פארניכטעט די אינטעגריטעט פון דער ייבערפלאך און פאראורזאכט גאַלוואַנישע קעראָוזשאַן פון דעם נאנטן סאַבסטראַט, וואָס פירט צו א פארקלענערונג אין Rp (טאַבעלע 1) אין די EIS ספּעקטראַ און זיין קעראָוזשאַן קעגנשטעל. דעריבער, לאָקאַל פארשפרייטע אינזלען רייך אין Fe3+ רעכט צו פּלאַסטישער דעפאָרמאַציע השפּעה דער הויפּט אויף די קעראָוזשאַן קעגנשטעל פאָרשטעלונג, וואָס איז אַ דורכברוך אין דעם אַרבעט. דעריבער, די שטודיע פּרעזענטירט ספּעקטראָמיקראָגראַפס פון דער רעדוקציע אין קעראָוזשאַן קעגנשטעל רעכט צו פּלאַסטישער דעפאָרמאַציע פון ​​די שטודירטע SDSS מוסטערן.
דערצו, כאָטש זעלטענע ערד-אַרט אַללויינג אין צווייפאַזע שטאָל אַרבעט בעסער, בלייבט די ינטעראַקציע פון ​​דעם צוגעגעבענעם עלעמענט מיט דער יחיד שטאָל מאַטריץ אין טערמינען פון קעראָוזשאַן נאַטור שווער צו פֿאַרשטיין באַזירט אויף ספּעקטראָסקאָפּישע מיקראָסקאָפּיע אָבסערוואַציעס. דער Ce סיגנאַל (צוזאַמען דעם XAS M-ראַנד) דערשיינט בלויז אין עטלעכע פּאָזיציעס בעת קאַלט ראָולינג, אָבער פאַרשווינדט בעת הייס דעפאָרמאַציע פון ​​די SDSS, וואָס ווייַזט אויף לאָקאַלע דעפּאַזישאַן פון Ce אין דער שטאָל מאַטריץ אַנשטאָט כאָומאַדזשיניאַס אַללויינג. כאָטש די מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון SDSS זענען נישט פֿאַרבעסערט6,7, ראַדוסירט די בייַזייַן פון REE די גרייס פון די ינקלוזשאַנז און מען גלויבט אַז עס אונטערדריקט פּיטינג ביים אָנהייב54.
אין מסקנא, די דאזיגע ארבעט אַנטפּלעקט דעם ווירקונג פון ייבערפלאַך העטעראָגעניטי אויף דער קעראָוזשאַן פון 2507 SDSS מאָדיפיצירט מיט צעריום דורך קוואַנטיפיצירן דעם כעמישן אינהאַלט פון נאַנאָסקאַלע קאָמפּאָנענטן. מיר האָבן געענטפערט די קשיא פארוואס ומבאַפלעקט שטאָל קאָראָדירט אפילו ווען באדעקט מיט אַ פּראַטעקטיוו אָקסייד שיכט דורך קוואַנטיטאַטיוולי שטודירן די מיקראָסטרוקטור, כעמישער צושטאַנד פון ייבערפלאַך פֿעיִקייטן און סיגנאַל פּראַסעסינג ניצן K-מיינז קלאַסטערינג. עס איז געגרינדעט אַז Fe3+-רייַך אינזלען, אַרייַנגערעכנט זייער אָקטאַכעדראַל און טעטראַכעדראַל קאָאָרדינאַציע איבער די סטרוקטור פון געמישט Fe2+/Fe3+, זענען אַ מקור פון אָקסייד פילם צעשטערונג און אַ מקור פון קעראָוזשאַן פון קאַלט-געוואַלגערט SDSS. נאַנאָאינזלען דאָמינירט דורך Fe3+ פירן צו שלעכט קעראָוזשאַן קעגנשטעל אפילו אין דער בייַזייַן פון אַ גענוג סטאָיכיאָמעטריק Cr2O3 פּאַסיווייטינג שיכט. אין אַדישאַן צו די מעטאָדאַלאַדזשיקאַל אַדוואַנסאַז געמאכט אין באַשטימען דעם ווירקונג פון נאַנאָסקאַלע כעמישער העטעראָגעניטי אויף קעראָוזשאַן, די איצטיקע ארבעט איז געריכט צו ינספּירירן אינזשעניריע פּראַסעסאַז צו פֿאַרבעסערן די קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון ומבאַפלעקט שטאָל בעשאַס שטאָל מאכן.
כדי צו צוגרייטן די Ce-2507 SDSS שטאַנגען וואָס זענען גענוצט געוואָרן אין דעם לערנען, זענען די געמישטע קאָמפּאָנענטן, אַרייַנגערעכנט די Fe-Ce הויפּט צומיש וואָס איז געווען פארזיגלט מיט ריין אייַזן רערן, געשמאָלצן געוואָרן אין אַ 150 ק"ג מיטל-פרעקווענץ אינדוקציע אויוון צו פּראָדוצירן געשמאָלצן שטאָל און אויסגעגאָסן אין גוס פורמען. די געמאָסטענע כעמישע קאָמפּאָזיציעס (wt %) זענען ליסטעד אין דער צוגאב טאַבעלע 2. דער שטאַנגען ווערט ערשט הייס געפאָרעמט אין בלאָקס. דערנאָך איז דער שטאָל אויסגעגליען געוואָרן ביי 1050°C פֿאַר 60 מינוט ביז אַ האַרטער לייזונג, און דערנאָך אויסגעלאָשן אין וואַסער ביז צימער טעמפּעראַטור. די שטודירטע מוסטערן זענען שטודירט געוואָרן אין דעטאַל מיט TEM און DOE צו שטודירן די פאַזעס, קערל גרייס און מאָרפאָלאָגיע. מער דעטאַלירטע אינפֿאָרמאַציע וועגן מוסטערן און פּראָדוקציע פּראָצעס קען מען געפֿינען אין אַנדערע מקורים6,7.
פּראָצעסירן צילינדרישע מוסטערן (φ10 מם × 15 מם) פֿאַר הייס פּרעסינג מיט דער אַקס פֿון צילינדער פּאַראַלעל צו דער דעפֿאָרמאַציע ריכטונג פֿון בלאָק. הויך-טעמפּעראַטור קאַמפּרעסיע איז דורכגעפֿירט געוואָרן מיט אַ קאָנסטאַנטער שפּאַנונג קורס אין דער קייט פֿון 0.01-10 s-1 ביי פֿאַרשידענע טעמפּעראַטורן אין דער קייט פֿון 1000-1150°C מיט אַ גליבל-3800 טערמישער סימולאַטאָר. פֿאַר דער דעפֿאָרמאַציע, זענען די מוסטערן געהייצט געוואָרן ביי דער אויסגעקליבענער טעמפּעראַטור מיט אַ קורס פֿון 10 °C s-1 פֿאַר 2 מינוט צו עלימינירן דעם טעמפּעראַטור גראַדיענט. נאָך דערגרייכן טעמפּעראַטור איינהייטלעכקייט, זענען די מוסטערן דעפֿאָרמירט געוואָרן צו אַן עכטן שפּאַנונג ווערט פֿון 0.7. נאָך דער דעפֿאָרמאַציע, ווערט עס גלייך געקאָכט מיט וואַסער צו האַלטן די דעפֿאָרמירטע סטרוקטור. דערנאָך זענען די פֿאַרהאַרטעטע מוסטערן געשניטן פּאַראַלעל צו דער ריכטונג פֿון קאַמפּרעסיע. פֿאַר דעם באַזונדערן לערנען, האָבן מיר אויסגעקליבן אַ מוסטער טערמיש דעפֿאָרמירט ביי 1050°C, 10 s-1 צוליב אַ העכערער באַאָבאַכטע מיקראָכאַרדנאַס ווי אַנדערע מוסטערן.
גרויסע (80 × 10 × 17 מ״מ³) מוסטערן פון דער Ce-2507 האַרטער לייזונג זענען געטעסט געוואָרן אויף אַ דריי-פאַזיקער אַסינקראָנאָוס צוויי-ראָל דעפאָרמאַציע מאַשין LG-300, וואָס האָט צוגעשטעלט די בעסטע מעכאַנישע אייגנשאַפטן צווישן אַלע אַנדערע דעפאָרמאַציע קלאַסן6. די שפּאַנונג קורס און גרעב רעדוקציע זענען געווען 0.2 מ·ס-1 און 5% פֿאַר יעדן וועג, ריספּעקטיוולי.
אן Autolab PGSTAT128N עלעקטראָכעמישע וואָרקסטיישאַן איז גענוצט געוואָרן צו עלעקטראָכעמיש מעסטן SDSS נאָך קאַלט ראָולינג צו 90% גרעב רעדוקציע (1.0 עקוויוואַלענט אמת שפּאַנונג) און הייס פּרעסינג צו 0.7 אמת שפּאַנונג ביי 1050 oC און 10 s-1. די וואָרקסטיישאַן האט אַ דריי-עלעקטראָד צעל מיט אַ סאַטשערייטאַד קאַלאָמעל עלעקטראָד ווי די רעפערענץ עלעקטראָד, אַ גראַפיט קאַונטער עלעקטראָד, און אַ SDSS מוסטער ווי די אַרבעט עלעקטראָד. די מוסטערן זענען געשניטן אין צילינדערס מיט אַ דיאַמעטער פון 11.3 מם, צו די זייטן פון וועלכע קופּער דראָטן זענען געלאָטן. דערנאָך איז די מוסטער געגאסן מיט עפּאָקסי רעזין, לאָזנדיק אַן אַרבעט אָפן שטח פון 1 קוביק סענטימעטער ווי אַ אַרבעט עלעקטראָד (די נידעריקער ייבערפלאַך פון די צילינדריש מוסטער). זייט אָפּגעהיט בעשאַס קיורינג פון די עפּאָקסי און בעשאַס סאַבסאַקוואַנט שלייפן און פּאַלישינג צו ויסמיידן קראַקינג. די אַרבעט ייבערפלאַך איז לאַפּט און פּאַליש מיט אַ דימענט פּאַלישינג סאַספּענשאַן מיט אַ פּאַרטיקל גרייס פון 1 מיקראָן, ריין מיט דיסטילד וואַסער און עטאַנאָל און געטריקנט אין קאַלט לופט. איידער עלעקטראָכעמישע מעסטונגען, די פּאַלישעד מוסטערן זענען יקספּאָוזד צו לופט פֿאַר עטלעכע טעג צו פאָרעם אַ נאַטירלעך אָקסייד פילם. א וואסעריגע לייזונג פון FeCl3 (6.0 wt.%), סטאביליזירט מיט HCl צו pH = 1.0 ± 0.01, איז גענוצט געווארן צו פארשנעלערן די קאראזיע פון ​​נישט-ראסטיקן שטאל55, ווייל עס געפינט זיך אין אגרעסיווע סביבות וואו כלוריד יאנען זענען פאראן מיט שטארקע אקסידירנדע מאכט און נידריגע pH ווי ספעציפיצירט דורך ASTM. פארגעשלאגענע סטאנדארטן זענען G48 און A923. די מוסטערן זענען איינגעטובלט געווארן אין דער טעסט לייזונג פאר 1 שעה איידער קיין מעסטונגען זענען גענומען געווארן כדי צו דערגרייכן א צושטאנד נאנט צו סטאַציאָנער. פאר פעסטע לייזונג, הייס-געארבעטע און קאלט-געוואלטע מוסטערן, איז די אימפעדענץ מעסטונג פרעקווענץ קייט געווען 1 × 105 ~ 0.1 Hz, און די אפענע-קרייז פאטענציאל (OPS) איז געווען 5 mV, וואס איז געווען 0.39, 0.33, און 0.25 VSCE, בהתאמה. יעדער עלעקטראָכעמישער טעסט פון יעדן מוסטער איז געווען איבערגעחזרט לפחות דריי מאל אונטער די זעלבע באדינגונגען צו זיכער מאכן דאטן רעפראדוסירבארקייט.
פאר HE-SXRD מעסטונגען, זענען 1 × 1 × 1.5 מם3 רעכטעקיקע דופּלעקס שטאָל בלאָקן געמאָסטן געוואָרן אויף אַ הויך-ענערגיע בראָקהויז וויגלער ליניע ביי CLS, קאַנאַדע, צו קוואַנטיפיצירן די פאַזע קאָמפּאָזיציע56. דאַטן זאַמלונג איז דורכגעפירט געוואָרן ביי צימער טעמפּעראַטור אין דעביי-שערער דזשיאַמעטרי אָדער טראַנספּאָרט דזשיאַמעטרי. די כוואַליע לענג פון X-שטראַלן קאַליברירט צו די LaB6 קאַליבראַנט איז 0.212561 Å, וואָס קאָרעספּאָנדירט צו 58 keV, וואָס איז פיל העכער ווי די פון Cu Kα (8 keV) געוויינטלעך געניצט ווי אַ לאַבאָראַטאָריע X-שטראַל מקור. די מוסטער איז געשטעלט אין אַ דיסטאַנסע פון ​​740 מם פון די דעטעקטאָר. די דעטעקציע באַנד פון יעדער מוסטער איז 0.2 × 0.3 × 1.5 מם3, וואָס איז באַשטימט דורך די שטראַל גרייס און מוסטער גרעב. יעדער פון די דאַטן איז געזאמלט מיט אַ פּערקין עלמער שטח דעטעקטאָר, פלאַך פּאַנעל X-שטראַל דעטעקטאָר, 200 µm פּיקסעלס, 40 × 40 cm2, ניצן אַן עקספּאָוזשער צייט פון 0.3 סעקונדעס און 120 ראָמען.
X-PEEM מעסטונגען פון צוויי אויסגעקליבענע מאָדעל סיסטעמען זענען דורכגעפירט געוואָרן ביים PEEM ענד סטאנציע פון ​​דער Beamline MAXPEEM ליניע אין דעם MAX IV לאַבאָראַטאָריע (לונד, שוועדן). מוסטערן זענען צוגעגרייט געוואָרן אויפן זעלבן וועג ווי פֿאַר עלעקטראָכעמישע מעסטונגען. די צוגעגרייטע מוסטערן זענען געהאַלטן געוואָרן אין לופט פֿאַר עטלעכע טעג און דעגאַזירט אין אַן אולטראַהויכער וואַקוום קאַמער איידער זיי זענען באַשטראַלט געוואָרן מיט סינטשראָטראָן פאָטאָנען. די ענערגיע רעזאָלוציע פון ​​דעם שטראַל ווערט באַקומען דורך מעסטן דעם יאָן אַרויסגאַנג ספּעקטרום פון N1s ביז 1\(τ_g^ \ast\) פון דער עקסייטיישאַן געגנט מיט hv = 401 eV אין N2 און די אָפּהענגיקייט פון דער פאָטאָן ענערגיע אויף E3/2.57. ספּעקטראַל פּאַסיק האָט געגעבן ΔE (ספּעקטראַל ליניע ברייט) ~0.3 eV איבער דעם געמאָסטן ענערגיע קייט. דעריבער, די שטראַלליין ענערגיע רעזאָלוציע איז געשאצט געווארן צו זיין E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 און פלאַקס ≈1012 ph/s דורך ניצן אַ מאָדיפיצירט SX-700 מאָנאָטשראָמאַטאָר מיט אַ Si 1200-ליניע mm−1 גראַטינג פֿאַר די Fe 2p L2,3 ברעג, Cr 2p L2,3 ברעג, Ni 2p L2,3 ברעג, און Ce M4,5 ברעג. דעריבער, די שטראַלליין ענערגיע רעזאָלוציע איז געשאצט געווארן צו זיין E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 און פלאַקס ≈1012 ph/s דורך ניצן אַ מאָדיפיצירט SX-700 מאָנאָטשראָמאַטאָר מיט אַ Si 1200-ליניע mm−1 גראַטינג פֿאַר די Fe 2p L2.3 ברעג, Cr 2p L2.3 ברעג, Ni 2p L2.3 ברעג, און Ce M4.5 ברעג. ∆ ∆ E = 700 эВ/0,3 эВ 2 ∆ 1 / 2 / 0 / 0,3 פ 1 / 2 при использовании модифицированного монохроматора SX-700 с решеткой Si 1200 штрихов/мм для Fe кромка 2,3p L2,3,3. кромка Ni 2p L2,3 און кромка Ce M4,5. אזוי, די ענערגיע רעזאלוציע פון ​​דעם שטראל קאנאל איז געשאצט געווארן אלס E/∆E = 700 eV/0.3 eV > 2000 און פלוקס ≈1012 f/s ניצנדיק א מאדיפיצירטן SX-700 מאנאכראמאטאר מיט א Si גראַטינג פון 1200 ליניעס/מם פאר Fe ברעג 2p L2,3, Cr ברעג 2p L2.3, Ni ברעג 2p L2.3, און Ce ברעג M4.5.因此，光束线能量分辨率估计为E/ΔE = 700 eV/0.3 eV > 2000 和通量≈1012 ph/s通过使用改进的SX-700 单色器和Si 1200 线mm−1 光栅用于Fe 2p L2,3 边缘、Cr 2p ל 2,32边缘和Ce M4,5 边缘.因此 光束线 能量 分辨率 为 为为为 δe = 700 EV/0.3 EV> 2000 和 ≈1012 PH/S 怚 逿 通X 怚单色器 和 SI 1200 线 מם-1 光栅 于 Fe 2P 2P 2P L2.3 边缘、Cr 2p L2.3 边缘、Ni 2p L2.3 边缌 瘼 羹缌e.אזוי, ווען מען ניצט א מאדיפיצירטן SX-700 מאנאכראמאטאר און א 1200 ליניע Si גראַטינג. 3, Cr ברעג 2p L2.3, Ni ברעג 2p L2.3 און Ce ברעג M4.5.פארברייטערט די פאטאן ענערגיע אין 0.2 eV טריט. ביי יעדער ענערגיע, זענען PEEM בילדער רעקארדירט ​​געווארן מיט א TVIPS F-216 CMOS דעטעקטאר מיט א 2 x 2 ביןינג פיבער אפטיק פארבינדונג וואס גיט 1024 × 1024 פיקסעלן אין א 20 µm פעלד פון קוק. די עקספּאָוזשער צייט פון די בילדער איז 0.2 סעקונדעס, דורכשניטלעך 16 פרעימס. די פאטאעלעקטראן בילד ענערגיע איז אויסגעקליבן אין אזא וועג צו צושטעלן די מאקסימום סעקאנדערי עלעקטראן סיגנאל. אלע מעסטונגען ווערן דורכגעפירט ביי נארמאלער אינצידענץ פון א לינעאר פאלאריזירטן פאטאן שטראל. פאר מער אינפארמאציע וועגן מעסטונגען, זעהט א פריערדיגע שטודיע58. נאך שטודירן די גאנצע עלעקטראן ייעלד (TEY)59 דעטעקציע מאָדע און זיין אנווענדונג אין X-PEEM, ווערט די דעטעקציע טיפקייט פון דעם מעטאד געשאצט צו ~4–5 נם פאר די Cr סיגנאל און ~6 נם פאר די Fe סיגנאל. די Cr טיפקייט איז זייער נאנט צו די אקסייד פילם גרעב (~4 נם)60,61 בשעת די Fe טיפקייט איז גרעסער ווי די אקסייד פילם גרעב. די XAS וואס ווערט געזאמלט לעבן דעם Fe₂L ראַנד איז א געמיש פון אייַזן אָקסייד XAS און FeO₂ פון דער מאַטריץ. אין דעם ערשטן פאַל, איז די אינטענסיטעט פון די אויסגעלאָזטע עלעקטראָנען צוליב אַלע מעגלעכע טיפּן עלעקטראָנען וואָס ביישטייערן צו TEY. אָבער, אַ ריין אייַזן סיגנאַל דאַרף העכערע קינעטישע ענערגיע כּדי די עלעקטראָנען זאָלן דורכגיין די אָקסייד שיכט, דערגרייכן די ייבערפלאַך, און ווערן געזאַמלט דורך דעם אַנאַליזאַטאָר. אין דעם פאַל, איז דער Fe₂ סיגנאַל דער הויפּט צוליב LVV Auger עלעקטראָנען און צווייטיקע עלעקטראָנען וואָס ווערן אויסגעלאָזט דורך זיי. דערצו, פאַרפוילט זיך די TEY אינטענסיטעט וואָס די עלעקטראָנען ביישטייערן בעת ​​דעם עלעקטראָן אַנטלויפֿן וועג49, וואָס רעדוצירט ווייטער די ספּעקטראַלע כסימע פון ​​Fe₂ אין דער אייַזן XAS מאַפּע.
אינטעגרירן דאַטן מיינינג אין דאַטן קיובז (X-PEEM דאַטן) איז אַ שליסל שריט אין עקסטראַקטינג באַטייַטיק אינפֿאָרמאַציע (כעמישע אָדער גשמיות פּראָפּערטיעס) אין אַ מולטידימענשאַנאַל וועג. K-means קלאַסטערינג איז וויידלי געניצט אין עטלעכע געביטן, אַרייַנגערעכנט מאַשין וויזשאַן, בילד פּראַסעסינג, אַנסופּערווייזד מוסטער דערקענונג, קינסטלעך סייכל, און קלאַסיפיקאַטאָרי אַנאַליסיס 24. למשל, K-means קלאַסטערינג איז גוט אַפּליייד צו קלאַסטערינג היפּערספּעקטראַל בילד דאַטן 62. אין פּרינציפּ, פֿאַר מולטי-אָבדזשעקט דאַטן, די K-means אַלגערידאַם קענען לייכט גרופּירן זיי לויט אינפֿאָרמאַציע וועגן זייער אַטריביוטן (פאָטאָן ענערגיע קעראַקטעריסטיקס). K-means קלאַסטערינג איז אַן איטעראַטיוו אַלגערידאַם פֿאַר פּאַרטישאַנינג דאַטן אין K ניט-אָוווערלאַפּינג גרופּעס (קלאַסטערס), ווו יעדער פּיקסעל געהערט צו אַ ספּעציפיש קלאַסטער דיפּענדינג אויף די ספּיישאַל פאַרשפּרייטונג פון כעמישער ינכאָמאָגענעיטי אין די שטאָל מיקראָסטרוקטוראַל קאַמפּאַזישאַן. די K-means אַלגערידאַם באשטייט פון צוויי טריט: דער ערשטער טריט קאַלקיאַלייץ די K סענטראָידס, און דער צווייטער טריט אַסיינד יעדן פונט צו אַ קלאַסטער מיט שכנים סענטראָידס. דער צענטער פון גראַוויטאַציע פון ​​אַ קלאַסטער ווערט דעפינירט ווי דער אַריטמעטישער דורכשניט פון די דאַטן פּונקטן (XAS ספּעקטראַ) פון יענעם קלאַסטער. עס זענען פֿאַראַן פֿאַרשידענע דיסטאַנסן צו דעפינירן שכנותדיקע צענטראָידן ווי עוקלידישע דיסטאַנסן. פֿאַר אַן אַרייַנגאַנג בילד פון px,y (x און y זענען רעזאָלוציע אין פּיקסעלס), CK איז דער צענטער פון גראַוויטאַציע פון ​​דעם קלאַסטער; דאָס בילד קען דאַן ווערן סעגמענטירט (געקלאַסטערט) אין K קלאַסטערס ניצנדיק K-means63. די לעצטע טריט פון דעם K-means קלאַסטערינג אַלגעריטם זענען:
שריט 2. רעכנט אויס דעם גראַד פון מיטגלידערשאַפט פון אַלע פּיקסעלס לויטן איצטיקן צענטרויד. למשל, עס ווערט אויסגערעכנט פון דער עוקלידישער דיסטאַנץ d צווישן דעם צענטער און יעדן פּיקסעל:
שריט 3 צוטיילן יעדן פּיקסעל צום נענטסטן צענטרויד. דערנאך רעכענען איבער די K צענטרויד פאזיציעס ווי פאלגנד:
שריט 4. איבערחזרן דעם פּראָצעס (גלייכונגען (7) און (8)) ביז די צענטרוידן קאָנווערדזשירן. די לעצטע קלאַסטער קוואַליטעט רעזולטאַטן זענען העכסט קאָרעלירט מיט די אָפּטימאַל ברירה פון ערשט צענטרוידן63. פֿאַר די PEEM דאַטן סטרוקטור פון שטאָל בילדער, טיפּיש X (x × y × λ) איז אַ קוב פון 3D אַרעי דאַטן, בשעת די x און y אַקסעס רעפּרעזענטירן ספּיישאַל אינפֿאָרמאַציע (פּיקסעל רעזאָלוציע) און די λ אַקס קאָראַספּאַנדז צו די ענערגיע ספּעקטראַל מאָדע פון ​​פאָטאָנס. דער K-מיטל אַלגערידאַם איז געניצט צו ויספאָרשן מקומות פון אינטערעס אין X-PEEM דאַטן דורך סעפּערייטינג פּיקסעלס (קלאַסטערס אָדער סוב-בלאַקס) לויט זייער ספּעקטראַל קעראַקטעריסטיקס און עקסטראַקטינג די בעסטע צענטרויד (XAS ספּעקטראַל קורווע) פֿאַר יעדער אַנאַליט (קלאַסטער). עס איז געניצט צו לערנען ספּיישאַל פאַרשפּרייטונג, היגע ספּעקטראַל ענדערונגען, אַקסאַדיישאַן נאַטור און כעמישער צושטאַנד. למשל, דער K-מיטל קלאַסטערינג אַלגערידאַם איז געניצט פֿאַר Fe L-edge און Cr L-edge מקומות אין הייס-געארבעט און קאַלט-געוואַלגערט X-PEEM. פארשידענע צאלן פון K-קלאסטערס (מיקראָסטרוקטורעלע געגנטן) זענען געטעסט געוואָרן צו געפֿינען די בעסטע קלאַסטערס און צענטראָידן. ווען דער גראַף ווערט געוויזן, ווערן די פּיקסעלן ווידער צוגעטיילט צו די ריכטיקע קלאַסטער צענטראָידן. יעדע קאָליר פֿאַרטיילונג קאָרעספּאָנדירט צום צענטער פֿון קלאַסטער, ווײַזנדיק די ספּיישאַל אָרדענונג פֿון כעמישע אָדער פֿיזישע אָביעקטן. די עקסטראַקטירטע צענטראָידן זענען לינעאַרע קאָמבינאַציעס פֿון ריינע ספּעקטראַ.
דאטן וואָס שטיצן די רעזולטאַטן פון דער שטודיע זענען בנימצא פון די ריספּעקטיוו WC מחבר אויף אַ גלייַכבארע בקשה.
סיורין, ה. & סאַנדסטראָם, ר. בראָך-טאַפקייט פון אַ געשוועיסטן דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל. סיורין, ה. & סאַנדסטראָם, ר. בראָך-טאַפקייט פון אַ געשוועיסטן דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל. Sieurin, H. & Sandström, R. סיורין, ה. און סאַנדסטראָם, ר. בראָך-טאַפקייט פון געשוועיסטן דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל. 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. סיורין, ה. און סאַנדסטראָם, ר. בראָך-טאַפקייט פון געשוועיסטע דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל.פּראָיעקט. פראַקטאַל. פוטער. 73, 377–390 (2006).
אדאמס, FV, אולובאַמבי, PA, פּאָטגיעטער, JH & וואַן דער מערווע, J. קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל אין אויסגעקליבענע אָרגאַנישע זויערן און אָרגאַנישע זויער/כלאָריד סביבות. אדאמס, FV, אולובאַמבי, PA, פּאָטגיעטער, JH & וואַן דער מערווע, J. קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל אין אויסגעקליבענע אָרגאַנישע זויערן און אָרגאַנישע זויער/כלאָריד סביבות.אדאמס, פ.וו., אולובאַמבי, פּ.א., פּאָטגיעטער, דזש. כ. און וואַן דער מערווע, דזש. קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל אין סביבות מיט עטלעכע אָרגאַנישע זויערן און אָרגאַנישע זויערן/טשלאָרידן. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, דזש. Adams, FV, Olubambi, PA, Potgieter, JH & Van Der Merwe, J.אדאמס, פ.וו., אולובאַמבי, פּ.א., פּאָטגיעטער, דזש. כ. און וואַן דער מערווע, דזש. קעראָוזשאַן קעגנשטעל פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל אין סביבות מיט עטלעכע אָרגאַנישע זויערן און אָרגאַנישע זויערן/טשלאָרידן.אַנטיקאָרראָזיוו. מעטאָד מאַטער 57, 107–117 (2010).
באַרעללאַ ס. און אַנדערע. קעראָוזשאַן-אָקסידירנדיקע אייגנשאַפטן פון Fe-Al-Mn-C דופּלעקס אַלויז. מאַטעריאַלן 12, 2572 (2019).
לעווקאָוו, ל., שוריגין, ד., דוב, וו., קאָסירעוו, ק. און באַליקאָוו, א. נייע דור פון סופּער דופּלעקס שטאָל פֿאַר ויסריכט גאַז און אויל פּראָדוקציע. לעווקאָוו, ל., שוריגין, ד., דוב, וו., קאָסירעוו, ק. און באַליקאָוו, א. נייע דור פון סופּער דופּלעקס שטאָל פֿאַר ויסריכט גאַז און אויל פּראָדוקציע.לעווקאָוו ל., שוריגין ד., דוב וו., קאָסירעוו ק., באַליקאָעוו א. נייע דור פון סופּער דופּלעקס שטאָל פֿאַר אויל און גאַז פּראָדוקציע עקוויפּמענט.לעווקאָוו ל., שוריגין ד., דוב וו., קאָסירעוו ק., באַליקאָוו א. נייע דור פון סופּער דופּלעקס שטאָל פֿאַר גאַז און נאַפט פּראָדוקציע עקוויפּמענט. E3S וועבינאַר. 121, 04007 (2019).
קינגקלאַנג, ס. און אוטהאַיסאַנגסוק, וו. אויספאָרשונג פון הייסע דעפאָרמאַציע נאַטור פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל גראַד 2507. מעטאַל. קינגקלאַנג, ס. און אוטהאַיסאַנגסוק, וו. אויספאָרשונג פון הייסע דעפאָרמאַציע נאַטור פון דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל גראַד 2507. מעטאַל. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. קינגקלאַנג, ס. און אוטהאַיסאַנגסוק, וו. א שטודיע פון ​​הייסע דעפאָרמאַציע נאַטור פון טיפּ 2507 דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל. מעטאַל. Kingklang, S. & Uthaisangsuk, V. 2507 级双相不锈钢的热变形行为研究。 קינגקלאַנג, ש. & וטאַיסאַנגסוק, V. 2507קינגקלאַנג, ס. און אוטאַיסאַנסוק, וו. אויספאָרשונג פון די הייסע דעפאָרמאַציע נאַטור פון טיפּ 2507 דופּלעקס ומבאַפלעקט שטאָל. מעטאַל.אַלמאַ מאַטער. טראַנס. א 48, 95–108 (2017).
זשו, ט. און אנדערע. ווירקונג פון קאנטראלירטע קאלט-ראָולינג אויף די מיקראָסטרוקטור און מעכאנישע אייגנשאפטן פון סעריום-מאדיפיצירטע סופּער-דופּלעקס SAF 2507 ומבאַפלעקט שטאָל. אַלמאַ מאַטער. די וויסנשאַפט. פּראָיעקט. א 766, 138352 (2019).
זשו, ט. און אנדערע. הייס-דעפאָרמאַציע-ינדוסט סטרוקטור און מעכאַנישע אייגנשאַפטן פון סעריום-מאָדיפיצירט סופּער-דופּלעקס SAF 2507 ומבאַפלעקט שטאָל. דזש. אַלמאַ מאַטער. סטאָרידזש טאַנק. טעכנאָלאָגיע. 9, 8379–8390 (2020).
זשענג, ז., וואַנג, ס., לאָנג, דזש., וואַנג, דזש. & זשענג, ק. ווירקונג פון זעלטענע ערד עלעמענטן אויף הויך טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן נאַטור פון אַוסטעניטישע שטאָל. זשענג, ז., וואַנג, ס., לאָנג, דזש., וואַנג, דזש. & זשענג, ק. ווירקונג פון זעלטענע ערד עלעמענטן אויף הויך טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן נאַטור פון אַוסטעניטישע שטאָל.זשענג ז., וואַנג ס., לאָנג דזש., וואַנג דזש. און זשענג ק. השפּעה פון זעלטענע ערד עלעמענטן אויף דעם נאַטור פון אַוסטעניטישן שטאָל אונטער הויך טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן. זשענג, ז., וואַנג, ש., לאנג, י., וואַנג, דזש. & זשענג, קיי. זשענג, ז., וואַנג, ש., לאנג, י., וואַנג, י & זשענג, ק.זשענג ז., וואַנג ס., לאָנג דזש., וואַנג דזש. און זשענג ק. השפּעה פון זעלטענע ערד עלעמענטן אויף דעם נאַטור פון אַוסטעניטישע שטאָל ביי הויך טעמפּעראַטור אַקסאַדיישאַן.קעראָוזשאַן. די וויסנשאַפֿט. 164, 108359 (2020).