Go raibh maith agat as cuairt a thabhairt ar Nature.com.Tá tú ag baint úsáide as leagan brabhsálaí a bhfuil tacaíocht CSS teoranta aige.Chun an taithí is fearr a fháil, molaimid duit brabhsálaí nuashonraithe a úsáid (nó Mód Comhoiriúnachta a dhíchumasú in Internet Explorer).Ina theannta sin, chun tacaíocht leanúnach a chinntiú, taispeánann muid an suíomh gan stíleanna agus JavaScript.
Taispeánann sé timpeallán de thrí shleamhnán ag an am céanna.Bain úsáid as na cnaipí Roimhe agus Ar Aghaidh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am, nó bain úsáid as na cnaipí sleamhnáin ag an deireadh chun bogadh trí thrí shleamhnán ag an am.
Tá dea-fhriotaíocht creimeadh ag cruach dhosmálta Duplex 2205 (DSS) mar gheall ar a struchtúr déphléacsach tipiciúil, ach mar thoradh ar an timpeallacht ola agus gáis atá ag éirí níos déine de réir a chéile tá céimeanna éagsúla creimeadh, go háirithe polladh, rud a chuireann sábháilteacht agus iontaofacht ola agus nádúrtha i mbaol go mór. iarratais gáis.forbairt gáis.Sa obair seo, úsáidtear tástáil thumoideachais agus tástáil leictriceimiceach i gcomhcheangal le micreascópacht chomhfhócasach léasair agus speictreascópacht fótaleictreach X-gha.Léirigh na torthaí gurbh é 66.9 °C an mheánteocht chriticiúil le haghaidh polladh 2205 DSS.Nuair a bhíonn an teocht níos airde ná 66.9 ℃, laghdaítear an cumas miondealaithe pitting, an t-eatramh pasivation agus an cumas féin-chreimeadh, méadaítear dlús reatha pasivation méid, agus méadaítear an íogaireacht pitting.Le méadú breise ar theocht, laghdaítear ga an stua capacitive 2205 DSS, laghdaítear an fhriotaíocht dromchla agus an fhriotaíocht aistrithe muirir de réir a chéile, agus dlús na n-iompróirí deontóra agus glactha i gciseal scannán an táirge le tréithe n + p-bipolar freisin. méaduithe, laghdaítear ábhar ocsaídí Cr sa chiseal istigh den scannán, méadaítear ábhar ocsaídí Fe sa chiseal seachtrach, méadaítear an ciseal scannáin a dhíscaoileadh, laghdaítear an chobhsaíocht, méadú ar líon na claiseanna agus ar an méid pore.
I gcomhthéacs forbairt gheilleagrach agus shóisialta tapa agus dul chun cinn sóisialta, leanann an t-éileamh ar acmhainní ola agus gáis ag fás, rud a chuireann iallach ar fhorbairt ola agus gáis aistriú de réir a chéile chuig na limistéir iardheisceart agus amach ón gcósta le coinníollacha agus timpeallacht níos déine, agus mar sin tá coinníollacha oibriúcháin an éiríonn feadánra downhole níos mó agus níos déine..Meath 1,2,3.I réimse na taiscéalaíochta ola agus gáis, nuair a bhíonn an méadú ar CO2 4 agus salandacht agus ábhar clóirín 5, 6 sa sreabhach a tháirgtear, gnáth-7 píopa cruach carbóin faoi réir creimeadh tromchúiseach, fiú má tá coscairí creimeadh pumped isteach sa teaghrán píopa, ní féidir creimeadh a shochtadh go héifeachtach ní féidir le cruach na ceanglais a bhaineann le hoibriú fadtéarmach i dtimpeallachtaí crua-chreimneach CO28,9,10 a chomhlíonadh a thuilleadh.D'iompaigh na taighdeoirí go steels dhosmálta déphléacsacha (DSS) le friotaíocht creimeadh níos fearr.2205 DSS, tá thart ar 50% ar ábhar ferrite agus austenític sa chruach, tá airíonna meicniúla den scoth agus friotaíocht creimeadh, tá an scannán pasivation dromchla dlúth, tá friotaíocht creimeadh aonfhoirmeach den scoth aige, tá an praghas níos ísle ná cóimhiotail nicil-bhunaithe 11 , 12. Mar sin, úsáidtear 2205 DSS go coitianta mar soitheach brú i dtimpeallacht chreimneach, cásáil tobair ola i dtimpeallacht creimneach CO2, fuaraitheoir uisce le haghaidh córas comhdhlúthaithe i réimsí ola agus ceimiceacha amach ón gcósta 13, 14, 15, ach is féidir le perforation creimneach a bheith ag 2205 DSS freisin. i seirbhís.
Faoi láthair, tá go leor staidéir ar chreimeadh CO2- agus Cl-pitting 2205 DSS déanta sa tír agus thar lear [16,17,18].Fuair Ebrahimi19 amach gur féidir le salann déchrómáit photaisiam a chur le tuaslagán NaCl bac a chur ar 2205 polladh DSS, agus má mhéadaítear an tiúchan de dhéchrómáit photaisiam méadaítear an teocht chriticiúil de 2205 polladh DSS.Mar sin féin, méadaíonn an poitéinseal pollta de 2205 DSS mar gheall ar chomhchruinniú áirithe NaCl a chur le déchrómáit photaisiam agus laghdaítear é le méadú ar thiúchan NaCl.Léiríonn Han20, ag 30 go 120 ° C, go bhfuil struchtúr scannán pasivating 2205 DSS ina mheascán de chiseal istigh Cr2O3, ciseal seachtrach FeO, agus Cr saibhir;nuair a ardaíonn an teocht go 150 ° C, tuaslagann an scannán pasivation., athraíonn an struchtúr inmheánach go Cr2O3 agus Cr(OH)3, agus athraíonn an ciseal seachtrach go ocsaíd Fe(II,III) agus hiodrocsaíd Fe(III).Fuair Peguet21 amach nach dtarlaíonn polladh fosaithe de chruach dhosmálta S2205 i dtuaslagán NaCl de ghnáth faoi bhun na teochta criticiúla pollta (CPT) ach faoi raon na teochta claochlaithe (TTI).Tháinig Thiadi22 ar an gconclúid, de réir mar a mhéadaíonn tiúchan NaCl, go laghdaítear friotaíocht creimeadh S2205 DSS go suntasach, agus dá diúltacha an acmhainneacht fheidhmithe, is amhlaidh is measa friotaíocht creimeadh an ábhair.
San Airteagal seo, baineadh úsáid as scanadh féideartha dinimiciúil, speictreascópacht impedance, poitéinseal tairiseach, cuar Mott-Schottky agus micreascópacht leictreon optúil chun staidéar a dhéanamh ar éifeacht ard-salandachta, tiúchan ard Cl– agus teocht ar iompar creimthe 2205 DSS.agus speictreascópacht fótaileictreon, a sholáthraíonn an bunús teoiriciúil le haghaidh oibriú sábháilte an 2205 DSS i dtimpeallachtaí ola agus gáis ina bhfuil CO2.
Roghnaítear an t-ábhar tástála ó chruach cóireáilte le réitigh 2205 DSS (cruach grád 110ksi), agus tá an príomh-chomhdhéanamh ceimiceach léirithe i dTábla 1.
Is é méid an tsampla leictriceimiceach ná 10 mm × 10 mm × 5 mm, déantar é a ghlanadh le haicéatón chun ola agus eatánól iomlán a bhaint agus a thriomú.Tá cúl an phíosa tástála sádráilte chun an fad cuí sreang copair a nascadh.Tar éis an táthú, bain úsáid as multimeter (VC9801A) chun seoltacht leictreach an phíosa tástála táthaithe a sheiceáil, agus ansin an dromchla neamh-oibre a shéaladh le epocsa.Bain úsáid as 400 #, 600 #, 800 #, 1200 #, 2000 # páirín uisce chomhdhúile sileacain chun an dromchla oibre a snasú ar an meaisín snasta le gníomhaire snasta 0.25um go dtí go garbh an dromchla Ra≤1.6um, agus ar deireadh glan agus cuir isteach an teirmeastat .
Baineadh úsáid as stáisiún oibre leictriceimiceach Priston (P4000A) le córas trí-leictreoid.Úsáideadh leictreoid platanam (Pt) le hachar 1 cm2 mar an leictreoid chúnta, DSS 2205 (le achar 1 cm2) mar leictreoid oibre, agus baineadh úsáid as leictreoid tagartha (Ag/AgCl). úsáidtear.Ullmhaíodh an réiteach múnla a úsáideadh sa tástáil de réir (Tábla 2).Roimh an tástáil, ritheadh réiteach N2 ard-íonachta (99.99%) ar feadh 1 h, agus ansin ritheadh CO2 ar feadh 30 nóiméad chun an réiteach a dhí-ocsaiginiú., agus bhí CO2 sa tuaslagán i gcónaí i staid sháithithe.
Gcéad dul síos, cuir an sampla san umar ina bhfuil an tuaslagán tástála, agus cuir i ndabhach uisce teocht leanúnach é.Is é 2 ° C an teocht socraithe tosaigh, agus déantar an t-ardú teochta a rialú ag ráta 1 ° C / min, agus déantar an raon teochta a rialú.ag 2-80°C.Celsius.Tosaíonn an tástáil ag poitéinseal tairiseach (-0.6142 Vs.Ag/AgCl) agus is cuar It é an cuar tástála.De réir an chaighdeáin tástála teochta pitting ríthábhachtach, is féidir an cuar It a bheith ar eolas.Is é an teocht criticiúil pollta a thugtar ar an teocht ag a ardaíonn an dlús srutha go 100 μA/cm2.Is é 66.9 °C an mheánteocht chriticiúil le haghaidh pollta.Roghnaíodh na teochtaí tástála don chuar polaraithe agus don speictream impedance mar 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C agus 75 ° C, faoi seach, agus rinneadh an tástáil arís trí huaire faoi na coinníollacha samplacha céanna chun diallais féideartha a laghdú.
Rinneadh sampla miotail a nochtar don réiteach a pholarú ar dtús ag poitéinseal catóide (-1.3 V) ar feadh 5 nóiméad sula ndearnadh tástáil ar an gcuar polaraithe potentiodinimiciúil chun deireadh a chur leis an scannán ocsaíd a foirmíodh ar dhromchla oibre an tsampla, agus ansin ag poitéinseal ciorcad oscailte de. 1 h go dtí nach mbeidh an voltas creimeadh bunaithe.Socraíodh ráta scanadh an chuair pholaraithe phoitéinsil dhinimiciúil go 0.333mV/s, agus socraíodh poitéinseal an eatramh scanadh go -0.3~1.2V vs. OCP.Chun cruinneas na tástála a chinntiú, rinneadh na coinníollacha tástála céanna arís agus arís eile 3 huaire.
Bogearraí tástála speictrim impedance - Versa Studio.Rinneadh an tástáil ar dtús ag poitéinseal ciorcaid oscailte seasta, socraíodh aimplitiúid an voltais suaite ailtéarnaigh go 10 mV, agus socraíodh an minicíocht tomhais go 10–2–105 Hz.sonraí speictrim tar éis tástála.
Próiseas tástála cuar ama reatha: roghnaigh féidearthachtaí pasivation éagsúla de réir thorthaí an chuar polaraithe anodic, tomhais an cuar It ag acmhainneacht leanúnach, agus cuir an cuar logartamach dúbailte chun fána an chuar feistithe a ríomh le haghaidh anailíse scannáin.meicníocht fhoirmiú an scannáin éighníomhacha.
Tar éis don voltas ciorcad oscailte cobhsú, déan tástáil cuar Mott-Schottky.Tástáil raon scanadh féideartha 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl), ráta scanadh 20mV/s, minicíocht tástála socraithe go 1000Hz, comhartha excitation 5mV.
Bain úsáid as speictreascópacht fótaileictreon X-gha (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) chun comhdhéanamh agus staid cheimiceach an scannáin pasivation dromchla a thástáil tar éis foirmiú scannáin 2205 DSS agus próiseáil buaicfheistithe sonraí tomhais a dhéanamh ag baint úsáide as bogearraí níos fearr.i gcomparáid le bunachair shonraí de speictream adamhach agus litríocht ghaolmhar23 agus calabraithe ag baint úsáide as C1anna (284.8 eV).Baineadh úsáid as micreascóp digiteach optúil ultra-domhain (Zeiss Smart Zoom5, an Ghearmáin) do mhoirfeolaíocht an chreimthe agus doimhneacht na gcloch ar na samplaí.
Rinneadh tástáil ar an sampla ag an bpoitéinseal céanna (-0.6142 V rel. Ag/AgCl) tríd an modh poitéinsil tairiseach agus taifeadadh cuar an tsrutha chreimthe le himeacht ama.De réir an chaighdeáin tástála CPT, méadaíonn an dlús reatha polaraithe de réir a chéile le méadú ar an teocht.Taispeánann 1 an teocht pollta chriticiúil de 2205 DSS i dtuaslagán ionsamhlaithe ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe.Is féidir a fheiceáil, ag teocht íseal an réitigh, nach n-athraíonn an dlús reatha go praiticiúil leis an am tástála a mhéadú.Agus nuair a mhéadaigh teocht an réitigh go luach áirithe, tháinig méadú ar an dlús reatha go tapa, rud a léiríonn gur tháinig méadú ar ráta díscaoilte an scannáin passivating leis an méadú ar theocht an réitigh.Nuair a ardaítear teocht an tuaslagáin soladach ó 2 ° C go dtí thart ar 67 ° C, méadaíonn an dlús reatha polaraithe de 2205DSS go 100 µA/cm2, agus is é 66.9 ° C an meánteocht pollta ríthábhachtach 2205DSS, atá thart ar 16.6 ° C. níos airde ná an 2205DSS.caighdeánach 3.5 wt.% NaCl (0.7 V)26.Braitheann teocht an chlaonta chriticiúil ar an bpoitéinseal a fheidhmítear tráth an tomhais: dá ísle an poitéinseal a fheidhmítear, is airde an teocht tomhaiste pitting chriticiúil.
Cuar criticiúil teochta de 2205 cruach dhosmálta déphléacsacha i dtuaslagán ionsamhlaithe ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe.
Ar fig.Léiríonn 2 ceapacha impedance c den 2205 DSS i dtuaslagáin insamhlaithe ina bhfuil 100 g/L Cl- agus CO2 sáithithe ag teochtaí éagsúla.Is féidir a fheiceáil go bhfuil léaráid Nyquist den 2205DSS ag teochtaí éagsúla comhdhéanta de stua ard-minicíochta, lár-minicíocht agus íseal-minicíocht friotaíochta-toilleais, agus nach bhfuil na stuanna friotaíochta-toilleas leathchiorclach.Léiríonn ga an stua capacitive luach friotaíochta an scannáin passivating agus luach an fhriotaíocht aistrithe muirear le linn an imoibrithe leictreoid.Glactar leis go ginearálta, dá mhéad ga an stua capacitive, is amhlaidh is fearr friotaíocht creimeadh an tsubstráit miotail i dtuaslagán27.Ag teocht tuaslagáin de 30 °C, ga an stua toilleas ar léaráid Nyquist agus an phasuillinn ar léaráid an mhodúil impedance |Z|Is é Bode an ceann is airde agus creimeadh 2205 DSS is ísle.De réir mar a mhéadaíonn teocht an tuaslagáin, beidh an |Z|laghdaítear modulus impedance, ga stua agus friotaíocht réitigh, ina theannta sin, laghdaítear uillinn na céime freisin ó 79 Ω go 58 Ω sa réigiún minicíochta idirmheánach, rud a léiríonn buaic leathan agus ciseal dlúth istigh agus ciseal seachtrach tanaí (porous) den chuid is mó. gnéithe de scannán éighníomhach neamhaonchineálach28.Mar sin, de réir mar a ardaíonn an teocht, tuaslagann agus scoilteanna an scannán éighníomhach a foirmíodh ar dhromchla an tsubstráit miotail, rud a lagaíonn airíonna cosanta an tsubstráit agus a mheathnaíonn friotaíocht creimeadh an ábhair29.
Ag baint úsáide as bogearraí ZSimDeme chun sonraí an speictrim impedance a fheistiú, taispeántar an ciorcad coibhéiseach feistithe i bhFíor 330, áit a bhfuil Rs an fhriotaíocht réitigh insamhlaithe, is é Q1 an toilleas scannáin, is é Rf friotaíocht an scannáin pasivating a ghintear, is é Q2 an dúbailte. toilleas ciseal, agus is é Rct an fhriotaíocht aistrithe muirear.Ó thorthaí feistiú i dtábla.Léiríonn 3, de réir mar a mhéadaíonn teocht an tuaslagáin insamhlaithe, go laghdaítear luach n1 ó 0.841 go 0.769, rud a léiríonn méadú ar an mbearna idir na toilleoirí dhá chiseal agus laghdú ar dhlús.Tháinig laghdú de réir a chéile ar fhriotaíocht aistrithe muirir Rct ó 2.958 × 1014 go 2.541 × 103 Ω cm2, rud a léirigh laghdú de réir a chéile ar fhriotaíocht creimeadh an ábhair.Tháinig laghdú ar fhriotaíocht an réitigh Rs ó 2.953 go 2.469 Ω cm2, agus laghdaigh toilleas Q2 an scannáin pasivating ó 5.430 10-4 go 1.147 10-3 Ω cm2, tháinig méadú ar sheoltacht an réitigh, tháinig laghdú ar chobhsaíocht an scannáin passivating , agus an réiteach Cl-, SO42-, etc.) sna méaduithe meánacha, a luathaíonn scrios an scannáin passivating31.Mar thoradh air seo laghdaítear an fhriotaíocht scannáin Rf (ó 4662 go 849 Ω cm2) agus laghdaítear an fhriotaíocht polaraithe Rp (Rct + Rf) a fhoirmítear ar dhromchla an chruach dhosmálta déphléacsach.
Dá bhrí sin, bíonn tionchar ag teocht an réitigh ar fhriotaíocht creimeadh DSS 2205. Ag teocht íseal an réitigh, tarlaíonn próiseas imoibrithe idir an chatóid agus an anóid i láthair Fe2 +, rud a chuireann le díscaoileadh tapa agus creimeadh an. anóid, chomh maith le pasivation an scannáin a foirmíodh ar an dromchla, Dlús níos iomláine agus níos airde, aistriú muirear friotaíochta níos mó idir réitigh, slows síos ar dhíscaoileadh na maitrís miotail agus taispeántais friotaíocht creimeadh níos fearr.De réir mar a mhéadaíonn teocht an tuaslagáin, laghdaítear an fhriotaíocht ar aistriú muirir Rct, luasghéaraíonn an ráta imoibrithe idir iain sa tuaslagán, agus luasghéaraíonn ráta idirleathadh na n-ian ionsaitheach, ionas go mbeidh na táirgí creimthe tosaigh arís déanta ar dhromchla na an tsubstráit ó dhromchla an tsubstráit miotail.Lagaíonn scannán éighníomhach níos tanaí airíonna cosanta an tsubstráit.
Ar fig.Léiríonn Fíor 4 na cuair dhinimiciúla pholaraithe poitéinsiúla de 2205 DSS i dtuaslagáin insamhlaithe ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe ag teochtaí éagsúla.Is féidir a fheiceáil ón bhfigiúr, nuair a bhíonn an poitéinseal sa raon ó -0.4 go 0.9 V, go bhfuil réigiúin pasivation soiléir ag na cuair anóid ag teochtaí difriúla, agus tá an cumas féin-chreimeadh thart ar -0.7 go -0.5 V. Mar an gcéanna méaduithe dlús an tsrutha suas go 100 μA/cm233 tugtar an poitéinseal pitting (Eb nó Etra) ar chuar an anóid de ghnáth.De réir mar a ardaíonn an teocht, laghdaítear an t-eatramh pasivation, laghdaítear an poitéinseal féin-chreimeadh, is gnách go n-ardóidh an dlús reatha creimthe, agus aistríonn an cuar polaraithe síos ar dheis, rud a léiríonn go bhfuil an scannán déanta ag DSS 2205 sa réiteach insamhlaithe gníomhach. ghníomhaíocht.ábhar de 100 g/l Cl– agus sáithithe CO2, méadaíonn íogaireacht creimthe pollta, damáiste go héasca ag iain ionsaitheach, as a dtagann creimthe méadaithe an maitrís miotail agus laghdú ar friotaíocht creimeadh.
Is féidir a fheiceáil ó Thábla 4, nuair a ardaíonn an teocht ó 30 ° C go 45 ° C, go laghdaítear an poitéinseal overpassivation comhfhreagrach beagán, ach go n-ardóidh dlús reatha pasivation an mhéid comhfhreagrach go suntasach, rud a léiríonn go bhfuil cosaint an scannáin éighníomhach faoi na. méaduithe coinníollacha le méadú ar an teocht.Nuair a shroicheann an teocht 60 ° C, laghdaítear an poitéinseal pitting comhfhreagrach go suntasach, agus éiríonn an treocht seo níos soiléire de réir mar a ardaíonn an teocht.Ba chóir a thabhairt faoi deara go bhfuil buaic suntasach de shruth neamhbhuan le feiceáil san fhigiúr ag 75°C, rud a thugann le fios go bhfuil creimeadh meite-chobhsaí ann ar dhromchla an tsampla.
Mar sin, le méadú ar theocht an tuaslagáin, laghdaítear méid an ocsaigin tuaslagtha sa tuaslagán, laghdaítear luach pH an dromchla scannáin, agus laghdaítear cobhsaíocht an scannáin passivating.Ina theannta sin, dá airde teocht an tuaslagáin, is airde gníomhaíocht na n-ian ionsaitheach sa réiteach agus is airde an ráta damáiste do chiseal scannán dromchla an tsubstráit.Titeann ocsaídí a fhoirmítear sa chiseal scannáin go héasca agus imoibríonn siad le cations sa chiseal scannáin chun comhdhúile intuaslagtha a fhoirmiú, rud a mhéadaíonn an dóchúlacht go mbeidh pitting ann.Ós rud é go bhfuil an ciseal scannán athghinte sách scaoilte, tá an éifeacht chosanta ar an tsubstráit íseal, rud a mhéadaíonn creimeadh an tsubstráit miotail.Tá torthaí na tástála féideartha polaraithe dinimiciúil comhsheasmhach le torthaí speictreascópacht impedance.
Ar fig.Taispeánann Figiúr 5a go gcuaireann sé 2205 DSS i dtuaslagán samhalta ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe.Fuarthas an dlús srutha pasivation mar fheidhm ama tar éis polarú ag teochtaí éagsúla ar feadh 1 h ag poitéinseal de -300 mV (i gcomparáid le Ag/AgCl).Is féidir a fheiceáil go bhfuil an treocht dlús reatha pasivation de 2205 DSS ag an bpoitéinseal céanna agus teochtaí difriúla go bunúsach mar an gcéanna, agus laghdaítear an treocht de réir a chéile le himeacht ama agus bíonn sé réidh.De réir mar a mhéadaigh an teocht de réir a chéile, tháinig méadú ar dhlús reatha pasivation 2205 DSS, a bhí ag teacht le torthaí polaraithe, rud a léirigh freisin gur tháinig laghdú ar shaintréithe cosanta an tsraith scannán ar an tsubstráit miotail le méadú ar theocht an réitigh.
Curves polarú potentiostatic de 2205 DSS ag an acmhainneacht foirmithe scannán céanna agus teochtaí éagsúla.(a) Dlús srutha in aghaidh ama, (b) Logartaim fáis scannáin éighníomhach.
Imscrúdaigh an gaol idir dlús srutha éighníomhachaithe agus am ag teochtaí difriúla don acmhainn foirmithe scannáin chéanna, mar a thaispeántar in (1)34:
I gcás ina bhfuil an dlús srutha éighníomhachtaithe ag an bpoitéinseal foirmithe scannáin, A/cm2.Is é A achar an leictreoid oibre, cm2.Is é K fána an chuair atá feistithe air.t am, s
Ar fig.Taispeánann 5b cuair logI agus logt do 2205 DSS ag teochtaí difriúla ag an gcumas foirmithe scannáin chéanna.De réir na sonraí litríochta,35 nuair a bhíonn an líne fána K = -1, tá an ciseal scannáin atá déanta ar dhromchla an tsubstráit níos dlúithe agus tá friotaíocht creimeadh níos fearr aige ar an tsubstráit miotail.Agus nuair a bhíonn an líne dhíreach ag fána K = -0.5, tá an ciseal scannáin atá déanta ar an dromchla scaoilte, tá go leor poill bheaga ann agus tá droch-fhriotaíocht creimeadh aige ar an tsubstráit miotail.Is féidir a fheiceáil, ag 30 ° C, 45 ° C, 60 ° C, agus 75 ° C, go n-athraíonn struchtúr ciseal an scannáin ó phiocháin dlúth go pores scaoilte i gcomhréir leis an bhfána líneach roghnaithe.De réir an tSamhail Lochtanna Pointe (PDM)36,37 is féidir a fheiceáil nach ndéanann an poitéinseal a chuirtear i bhfeidhm le linn na tástála difear don dlús reatha, rud a léiríonn go mbíonn tionchar díreach ag an teocht ar thomhas dlús reatha anóid le linn na tástála, mar sin an sruth méaduithe le teocht ag méadú.réiteach, agus méadaíonn an dlús de 2205 DSS, agus laghduithe ar an friotaíocht creimeadh.
Bíonn tionchar ag airíonna leathsheoltóra na sraithe tanaí scannáin a fhoirmítear ar an DSS ar a fhriotaíocht creimeadh38, déanann an cineál leathsheoltóra agus dlús iompróra na sraithe tanaí scannáin difear do chnagadh agus polladh na sraithe tanaí scannáin DSS39,40 áit a bhfuil an toilleas C agus E de. sásaíonn an ciseal scannáin tanaí féideartha an gaol MS, ríomhtar muirear spáis an leathsheoltóra ar an mbealach seo a leanas:
San fhoirmle, is é ε ceadmhacht an scannáin éighníomhacha ag teocht an tseomra, cothrom le 1230, is é ε0 an ceadú folúis, cothrom le 8.85 × 10–14 F/cm, is é E an lucht tánaisteach (1.602 × 10–19 C) ;Is é ND dlús deontóirí leathsheoltóra n-cineál, cm–3, is é NA an dlús glacadóra de leathsheoltóir p-cineál, cm–3, is é EFB an poitéinseal banda comhréidh, V, is tairiseach Boltzmann é K, 1.38 × 10–3 .23 J/K, T – teocht, K.
Is féidir fána agus idircheap na líne feistithe a ríomh trí dheighilt líneach a fheistiú ar an gcuar MS tomhaiste, ar an tiúchan feidhmeach (ND), ar an tiúchan glactha (NA), agus ar an bpoitéinseal banda comhréidh (Efb)42.
Ar fig.Taispeánann 6 cuar Mott-Schottky de chiseal dromchla scannán 2205 DSS a foirmíodh i dtuaslagán ionsamhlaithe ina bhfuil 100 g/l Cl- agus sáithithe le CO2 ag poitéinseal (-300 mV) ar feadh 1 uair an chloig.Is féidir a fheiceáil go bhfuil tréithe leathsheoltóirí dépholacha de chineál n+p ag gach ciseal scannán tanaí a fhoirmítear ag teochtaí difriúla.Tá roghnaíocht anion réitigh ag an leathsheoltóir n-cineál, rud a d'fhéadfadh cosc a chur ar caití cruach dhosmálta ó idirleathadh isteach sa réiteach tríd an scannán pasivation, agus tá roghnaíocht cation ag an leathsheoltóir p-cineál, rud a d'fhéadfadh cosc a chur ar na hiain creimneach i dtuaslagán ó thrasrianta pasivation Tagann an scannán. amach ar dhromchla an tsubstráit 26 .Is féidir a fheiceáil freisin go bhfuil aistriú réidh idir an dá chuair fheistiú, tá an scannán i stát banna comhréidh, agus is féidir an poitéinseal banna comhréidh Efb a úsáid chun seasamh banna fuinnimh leathsheoltóra a chinneadh agus a leictreamaiceimiceach a mheas. cobhsaíocht43..
De réir thorthaí feistiú cuar MC a thaispeántar i dTábla 5, ríomhadh an tiúchan ag dul as oifig (ND) agus an tiúchan glactha (NA) agus an poitéinseal banna comhréidh Efb 44 den ord céanna méide.Is sainairíonna é dlús an tsrutha iompróra fheidhmigh go príomha lochtanna pointe sa chiseal luchtaithe spáis agus acmhainn pollta an scannáin éighníomhacha.Dá airde tiúchan an iompróra fheidhmigh, is ea is fusa a bhriseann an ciseal scannáin agus is airde an dóchúlacht go gcreimfidh an tsubstráit45.Ina theannta sin, le méadú de réir a chéile ar theocht an tuaslagáin, mhéadaigh an tiúchan astaithe ND sa chiseal scannáin ó 5.273 × 1020 cm-3 go 1.772 × 1022 cm-3, agus mhéadaigh tiúchan óstach NA ó 4.972 × 1021 go 4.592 ×1023.cm – mar a thaispeántar i bhfíor.3, méadaíonn an poitéinseal banna comhréidh ó 0.021 V go 0.753 V, méadaíonn líon na n-iompróirí sa tuaslagán, go dian ar an imoibriú idir iain sa tuaslagán, agus cobhsaíocht an ciseal scannáin laghdú.De réir mar a mhéadaíonn teocht an tuaslagáin, is lú an luach absalóideach atá ag fána na líne comhfhogasaithe, is mó dlús na n-iompróirí sa tuaslagán, is airde an ráta idirleata idir iain, agus is mó líon na bhfolúntas ian ar an. dromchla an ciseal scannáin., rud a laghdaíonn an tsubstráit miotail, cobhsaíocht agus friotaíocht creimeadh 46,47.
Tá tionchar suntasach ag comhdhéanamh ceimiceach an scannáin ar chobhsaíocht cations miotail agus ar fheidhmíocht leathsheoltóirí, agus tá tionchar tábhachtach ag an athrú teochta ar fhoirmiú scannán cruach dhosmálta.Ar fig.Taispeánann Fíor 7 speictream iomlán XPS na ciseal dromchla de scannán 2205 DSS i dtuaslagán ionsamhlaithe ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe.Tá na príomhghnéithe i scannáin atá déanta ag sceallóga ag teochtaí difriúla go bunúsach mar an gcéanna, agus is iad Fe, Cr, Ni, Mo, O, N, agus C na príomhchodanna de na scannáin. Dá bhrí sin, is iad príomhchodanna na sraithe scannán Fe. , Cr, Ni, Mo, O, N agus C. Coimeádán le ocsaídí Cr, ocsaídí Fe agus hiodrocsaídí agus méid beag ocsaídí Ni agus Mo.
Speictream iomlán XPS 2205 DSS tógtha ag teochtaí éagsúla.(a) 30°С, (b) 45°С, (c) 60°С, (d) 75°С.
Baineann príomh-chomhdhéanamh an scannáin le hairíonna teirmidinimiciúla na gcomhdhúile sa scannán pasivating.De réir fuinneamh ceangailteach na bpríomhghnéithe sa chiseal scannáin, a thugtar sa tábla.6, is féidir a fheiceáil go bhfuil na beanna speictreach tréith Cr2p3/2 roinnte i miotail Cr0 (573.7 ± 0.2 eV), Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV), agus Cr(OH)3 (575.4 ± 0. 1 eV) mar a thaispeántar i bhFíor 8a, ina bhfuil an ocsaíd atá déanta ag an eilimint Cr mar phríomh-chomhpháirt an scannáin, a bhfuil ról tábhachtach aige maidir le friotaíocht creimeadh an scannáin agus a fheidhmíocht leictreamaiceimiceach.Tá buaicdhéine choibhneasta Cr2O3 sa tsraith scannán níos airde ná sin Cr(OH)3.Mar sin féin, de réir mar a mhéadaíonn an teocht réitigh soladach, lagaíonn buaic choibhneasta Cr2O3 de réir a chéile, agus méadaíonn buaic choibhneasta Cr(OH)3 de réir a chéile, rud a léiríonn claochlú soiléir an phríomhchr3+ sa scannán ciseal ó Cr2O3 go Cr(OH). 3, agus méaduithe teocht an tuaslagáin.
Is éard atá i bhfuinneamh ceangailteach buaiceanna an speictrim sainiúil Fe2p3/2 go príomha ná ceithre bhuaic den stát miotalach Fe0 (706.4 ± 0.2 eV), Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV), FeO (709.5 ± 0.1 eV ) agus FeOOH (713.1. eV) ± 0.3 eV), mar a thaispeántar i bhFíor 8b, tá Fe i láthair go príomha sa scannán foirmithe i bhfoirm Fe2+ agus Fe3+.Tá Fe2+ ó FeO chun tosaigh ar Fe(II) ag buaiceanna fuinnimh cheangailteach níos ísle, agus bíonn comhdhúile Fe3O4 agus Fe(III) FeOOH chun tosaigh ag buaiceanna fuinnimh cheangailteach níos airde48,49.Tá déine choibhneasta bhuaic Fe3+ níos airde ná mar atá ag Fe2+, ach laghdaítear déine choibhneasta bhuaic Fe3+ le méadú ar theocht an tuaslagáin, agus méadaíonn déine choibhneasta bhuaic Fe2+, rud a léiríonn athrú ar an bpríomhshubstaint sa chiseal scannáin ó Fe3+ go Fe2+ chun teocht an tuaslagáin a mhéadú.
Is éard atá i mbuaicphointí speictiúla Mo3d5/2 go príomha ná dhá bhuaicshuíomh Mo3d5/2 agus Mo3d3/243.50, agus cuimsíonn Mo3d5/2 Mo mhiotalacha (227.5 ± 0.3 eV), Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) agus Mo6+ (220.4 . ), cé go bhfuil Mo miotalach Mo3d3/2 freisin (230.4 ± 0.1 eV), Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) agus Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV) mar a thaispeántar i bhFíor 8c, mar sin tá na heilimintí Mo ann sa bhreis ar thrí valence staid na sraithe scannán.Is éard atá i bhfuinneamh ceangailteach na mbuaiceanna speictreach sainiúla Ni2p3/2 ná Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) agus NiO (854.1 ± 0.2 eV), mar a thaispeántar i bhFíor 8g faoi seach.Is éard atá sa bhuaic N1s sainiúil ná N (399.6 ± 0.3 eV), mar a thaispeántar i bhFíor 8d.Áirítear ar bhuaicphointí tréithiúla O1s O2- (529.7 ± 0.2 eV), OH- (531.2 ± 0.2 eV) agus H2O (531.8 ± 0.3 eV), mar a thaispeántar i bhFíor. Is iad príomhchodanna an tsraith scannáin (OH- agus O2 -) , a úsáidtear go príomha le haghaidh ocsaídiú nó ocsaídiú hidrigine Cr agus Fe sa chiseal scannáin.Tháinig méadú suntasach ar bhuaicdhéine choibhneasta OH- de réir mar a mhéadaigh an teocht ó 30°C go 75°C.Mar sin, le méadú ar theocht, athraíonn príomh-chomhdhéanamh ábhar O2- sa chiseal scannáin ó O2- go OH- agus O2-.
Ar fig.Taispeánann Figiúr 9 deilbhíocht dromchla micreascópach sampla 2205 DSS tar éis polarú poitéinsiúil dinimiciúil i dtuaslagán múnla ina bhfuil 100 g/L Cl– agus CO2 sáithithe.Is féidir a fheiceáil, ar dhromchla na samplaí polaraithe ag teochtaí éagsúla, go bhfuil claiseanna creimeadh de mhéideanna éagsúla, go dtarlaíonn sé seo i dtuaslagán iain ionsaitheach, agus le méadú ar theocht an tuaslagáin, tarlaíonn creimeadh níos tromchúisí ar an. dromchla na samplaí.tsubstráit.Méadaítear líon na gcloch loine in aghaidh an limistéir aonaid agus doimhneacht na n-ionad creimthe.
Cuar creimthe 2205 DSS i dtuaslagán samhaltaithe ina bhfuil 100 g/l Cl– agus CO2 sáithithe ag teochtaí éagsúla (a) 30°C, (b) 45°C, (c) 60°C, (d) 75°C c .
Dá bhrí sin, méadóidh méadú ar theocht gníomhaíocht gach comhpháirte den DSS, chomh maith le méadú ar ghníomhaíocht na n-ian ionsaitheach i dtimpeallacht ionsaitheach, rud a fhágann go ndéanfar damáiste áirithe don dromchla samplach, rud a mhéadóidh an ghníomhaíocht pitting., agus méadóidh foirmiú claiseanna creimeadh.Méadóidh ráta foirmithe an táirge agus laghdóidh friotaíocht creimeadh an ábhair51,52,53,54,55.
Ar fig.Léiríonn 10 deilbhíocht agus doimhneacht pollta sampla 2205 DSS polaraithe le doimhneacht ultra ard de mhicreascóp digiteach réimse optúil.Ó fig.Léiríonn 10a go raibh claiseanna creimthe níos lú le feiceáil timpeall claiseanna móra freisin, rud a thugann le fios gur scriosadh an scannán éighníomhach ar dhromchla an tsampla go páirteach nuair a foirmíodh claiseanna creimthe ag dlús reatha áirithe, agus ba é 12.9 µm an doimhneacht uasta pollta.mar a thaispeántar i bhFíor 10b.
Léiríonn DSS friotaíocht creimeadh níos fearr, is é an chúis is mó ná go bhfuil an scannán a foirmíodh ar dhromchla an chruach cosanta go maith i réiteach, Mott-Schottky, de réir na dtorthaí XPS thuas agus an litríocht ghaolmhar 13,56,57,58, an scannán go príomha. Gabhann tríd an méid seo a leanas Is é seo an próiseas ocsaídiúcháin Fe agus Cr.
Díscaoileann agus deascann Fe2+ go héasca ag an gcomhéadan 53 idir an scannán agus an tuaslagán, agus is é seo a leanas an próiseas imoibrithe cathodic:
Sa stát creimthe, déantar scannán struchtúrach dhá chiseal a fhoirmiú, atá comhdhéanta den chuid is mó de chiseal istigh d'ocsaídí iarainn agus cróimiam agus ciseal seachtrach hiodrocsaíde, agus is gnách go bhfásann hiain i bpiocháin an scannáin.Tá baint ag comhdhéanamh ceimiceach an scannáin éighníomhach lena n-airíonna leathsheoltóra, mar is léir ón gcuar Mott-Schottky, rud a thugann le fios gur cineál n+p comhdhéanamh an scannáin éighníomhacha agus go bhfuil tréithe dépholacha aige.Léiríonn torthaí XPS go bhfuil ciseal seachtrach an scannáin passivating comhdhéanta den chuid is mó de ocsaídí Fe agus hiodrocsaídí a thaispeánann airíonna leathsheoltóra n-cineál, agus tá an ciseal istigh comhdhéanta go príomha de ocsaídí Cr agus hiodrocsaídí a thaispeánann airíonna leathsheoltóra p-cineál.
Tá friotachas ard ag 2205 DSS mar gheall ar a ábhar ard Cr17.54 agus taispeánann sé céimeanna éagsúla pollta mar gheall ar chreimeadh gal micreascópach55 idir struchtúir déphléacsacha.Tá creimeadh pollta ar cheann de na cineálacha creimeadh is coitianta i DSS, agus tá an teocht ar cheann de na fachtóirí tábhachtacha a mbíonn tionchar acu ar iompar creimeadh pitting agus tá tionchar aige ar phróisis teirmidinimice agus cinéiteach an imoibrithe DSS60,61.De ghnáth, i dtuaslagán insamhlaithe le tiúchan ard Cl– agus CO2 sáithithe, bíonn tionchar ag an teocht freisin ar fhoirmiú pitting agus ar thionscnamh scoilteanna le linn scoilteadh creimeadh strus faoin scoilteadh creimeadh strus, agus déantar an teocht chriticiúil pitting a mheas chun meastóireacht a dhéanamh. an friotaíocht creimeadh.DSS.Úsáidtear an t-ábhar, a léiríonn íogaireacht na maitrís miotail go teocht, go coitianta mar thagairt thábhachtach i roghnú ábhar in iarratais innealtóireachta.Is é 66.9°C an mheánteocht chriticiúil pollta 2205 DSS sa tuaslagán insamhlaithe, atá 25.6°C níos airde ná an cruach dhosmálta Super 13Cr le 3.5% NaCl, ach shroich an t-uasdoimhneacht pollta 12.9 µm62.Dheimhnigh na torthaí leictriceimiceach freisin go bhfuil réigiúin chothrománacha na huillinne céime agus an mhinicíocht caol le méadú ar theocht, agus de réir mar a laghdaíonn uillinn na céime ó 79° go 58°, luach an |Z|laghdaítear ó 1.26×104 go 1.58×103 Ω cm2.laghdaigh friotaíocht aistrithe muirear Rct ó 2.958 1014 go 2.541 103 Ω cm2, laghdaigh friotaíocht réitigh Rs ó 2.953 go 2.469 Ω cm2, laghdaigh friotaíocht scannán Rf ó 5.430 10-4 cm2 go 1.147 10-3 cm2.Méadaíonn seoltacht an tuaslagáin ionsaitheach, laghdaítear cobhsaíocht an chiseal scannán maitrís miotail, tuaslagann sé agus scoilteanna go héasca.Mhéadaigh an dlús reatha féin-chreimeadh ó 1.482 go 2.893 × 10-6 A cm-2, agus laghdaigh an cumas féin-chreimeadh ó -0.532 go -0.621V.Is féidir a fheiceáil go mbíonn tionchar ag an athrú teochta ar shláine agus ar dhlús na ciseal scannáin.
Ar a mhalairt, tá tiúchan ard Cl- agus tuaslagán sáithithe de CO2 méadú de réir a chéile ar chumas asaithe Cl- ar dhromchla an scannáin passivating le teocht ag méadú, éiríonn cobhsaíocht an scannáin pasivation éagobhsaí, agus an éifeacht chosanta ar an. éiríonn an tsubstráit níos laige agus méadaíonn an claonadh chun pitting.Sa chás seo, méadaíonn gníomhaíocht na n-ian creimneach sa tuaslagán, laghdaítear an t-ábhar ocsaigine, agus tá sé deacair scannán dromchla an ábhair chreimthe a ghnóthú go tapa, rud a chruthaíonn coinníollacha níos fabhraí le haghaidh asaithe breise na n-ian creimneach ar an dromchla.Laghdú ábhar63.Bhí Robinson et al.[64] léirigh, le méadú ar theocht an tuaslagáin, go luathaítear ráta fáis na claiseanna, agus go n-ardóidh ráta idirleathadh na n-ian sa tuaslagán freisin.Nuair a ardaíonn an teocht go 65 °C, maolaíonn díscaoileadh ocsaigine i dtuaslagán ina bhfuil Cl-ions an próiseas imoibrithe cathodach, laghdaítear an ráta pollta.Rinne Han20 imscrúdú ar éifeacht teochta ar iompar creimeadh 2205 cruach dhosmálta déphléacsacha i dtimpeallacht CO2.Léirigh na torthaí gur mhéadaigh méadú ar theocht an méid táirgí creimeadh agus limistéar na gcuas crapadh ar dhromchla an ábhair.Ar an gcaoi chéanna, nuair a ardaíonn an teocht go 150 ° C, briseann an scannán ocsaíd ar an dromchla, agus is é an dlús cráitéir an ceann is airde.Rinne Lu4 imscrúdú ar éifeacht teochta ar iompar creimeadh 2205 cruach dhosmálta déphléacsacha ó éighníomhachtú go gníomhachtú i dtimpeallacht gheoiteirmeach ina bhfuil CO2.Léiríonn a gcuid torthaí, ag teocht tástála faoi bhun 150 ° C, go bhfuil struchtúr éagruthach tréithiúil ag an scannán foirmithe, agus tá ciseal saibhir nicil sa chomhéadan istigh, agus ag teocht 300 ° C, tá struchtúr nana-scála ag an táirge creimeadh. .- polycrystalline FeCr2O4, CroOH agus NiFe2O4.
Ar fig.Is é 11 léaráid den phróiseas creimeadh agus foirmiú scannáin 2205 DSS.Sula n-úsáidtear é, cruthaíonn 2205 DSS scannán éighníomhach san atmaisféar.Tar éis a bheith tumtha i dtimpeallacht a shamhlaíonn tuaslagán ina bhfuil réitigh a bhfuil ard-ábhar Cl- agus CO2 ann, tá a dhromchla timpeallaithe go tapa ag iain ionsaitheach éagsúla (Cl-, CO32-, etc.).).Tháinig J. Banas 65 ar an tátal, i dtimpeallacht ina bhfuil CO2 i láthair ag an am céanna, go laghdóidh cobhsaíocht an scannáin passivating ar dhromchla an ábhair le himeacht ama, agus is gnách go n-ardóidh an t-aigéad carbónach foirmithe seoltacht na n-ian sa pasivating. ciseal.scannán agus luasghéarú ar thuaslagadh na n-ian i scannán éighníomhach.scannán éighníomhach.Dá bhrí sin, tá an ciseal scannán ar an dromchla samplach i gcéim cothromaíochta dinimiciúil de thuaslagadh agus repassivation66, Cl- laghdaíonn an ráta foirmiú an ciseal scannán dromchla, agus claiseanna pitting beag bídeach le feiceáil ar an limistéar in aice leis an dromchla scannán, mar léirithe i bhFíor 3. Taispeáin.Mar a léirítear i bhFíor 11a agus b, feictear claiseanna beaga bídeacha creimthe éagobhsaí ag an am céanna.De réir mar a ardaíonn an teocht, méadaíonn gníomhaíocht na n-ian creimneach i dtuaslagán ar an gciseal scannáin, agus méadaíonn doimhneacht na claiseanna bídeacha éagobhsaí go dtí go mbeidh an ciseal scannán treáite go hiomlán ag an gceann trédhearcach, mar a thaispeántar i bhFíor 11c.Le méadú breise ar theocht an mheáin tuaslagtha, luasghéaraíonn ábhar an CO2 tuaslagtha sa réiteach, rud a fhágann go laghdaítear luach pH an tuaslagáin, méadú ar dhlús na claiseanna creimeadh éagobhsaí is lú ar an dromchla SPP. , leathnaíonn doimhneacht na claiseanna creimthe tosaigh agus déantar é a dhoimhniú, agus an scannán pasivating ar dhromchla an tsampla De réir mar a laghdaíonn an tiús, éiríonn an scannán pasivating níos mó seans maith le pitting mar a thaispeántar i bhFíor 11d.Agus dheimhnigh na torthaí leictriceimiceach freisin go bhfuil éifeacht áirithe ag an athrú teochta ar shláine agus ar dhlús an scannáin.Mar sin, is féidir a fheiceáil go bhfuil difríocht shuntasach idir creimeadh i dtuaslagáin atá sáithithe le CO2 ina bhfuil tiúchain arda Cl- agus creimeadh i dtuaslagáin ina bhfuil tiúchan íseal Cl-67,68.
Próiseas creimthe 2205 DSS le foirmiú agus scrios scannán nua.(a) Próiseas 1, (b) Próiseas 2, (c) Próiseas 3, (d) Próiseas 4 .
Is é 66.9 ℃ an meán-teocht pollta chriticiúil 2205 DSS i dtuaslagán insamhlaithe ina bhfuil 100 g/l Cl– agus CO2 sáithithe, agus is é 12.9 µm an doimhneacht pollta uasta, rud a laghdaíonn friotaíocht creimeadh 2205 DSS agus go n-ardóidh an íogaireacht maidir le pitting.méadú teochta.
Am poist: Feabhra-16-2023