Giùlan oxidation rèilichean rè pròiseas bleith
Rè an eadar-obrachadh eadar sgrìoban agus rèilichean, bidh deformachadh plastaig nan rèilichean a ’gineadh teas, agus bidh an suathadh eadar sgrìoban agus stuthan rèile cuideachd a’ gineadh teas bleith. Bithear a’ bleith rèilichean stàilinn ann an àile nàdarra, agus tron phròiseas bleith, tha e do-sheachanta gu bheil stuth an rèile stàilinn air a oxidachadh fo theas bleith. Tha dlùth dhàimh eadar oxidation uachdar rèilichean stàilinn agus losgadh rèile. Mar sin, feumar sgrùdadh a dhèanamh air giùlan oxidation uachdar an rèile tron phròiseas bleith.
Chaidh aithris gun deach trì seòrsaichean de chlachan bleith le neart teannachaidh ullachadh, le neartan 68.90 MPa, 95.2 MPa, agus 122.7 MPa, fa leth. A rèir òrdugh neart cloiche bleith, thathas a’ cleachdadh GS-10, GS-12.5, agus GS-15 gus na trì buidhnean de chlachan bleith sin a riochdachadh. Airson na sampallan rèile stàilinn air an talamh le trì seataichean de chlachan bleith GS-10, GS-12.5, agus GS-15, tha iad fa leth air an riochdachadh le RGS-10, RGS-12.5, agus RGS-15. Dèan deuchainnean bleith fo chumhachan bleith 700 N, 600 rpm, agus 30 diogan. Gus toraidhean deuchainneach nas intuitive fhaighinn, bidh a ’chlach bleith rèile a’ gabhail ri modh conaltraidh diosc prìne. Dèan sgrùdadh air giùlan oxidation uachdar an rèile às deidh a bhleith.
Chaidh morf-eòlas uachdar an rèile stàilinn talmhainn a choimhead agus a sgrùdadh a’ cleachdadh SM agus SEM, mar a chithear ann am Fig.1. Tha toraidhean SM uachdar an rèile talmhainn a’ sealltainn mar a tha neart na cloiche bleith a’ dol am meud, gu bheil dath uachdar an rèile talmhainn ag atharrachadh bho ghorm is buidhe donn gu dath tùsail an rèile. Tha an sgrùdadh le Lin et al. sheall e, nuair a tha an teòthachd bleith nas ìsle na 471 ℃, gu bheil uachdar an rèile a’ nochdadh dath àbhaisteach. Nuair a tha an teòthachd bleith eadar 471-600 ℃, tha an rèile a 'sealltainn uillt buidhe aotrom, agus nuair a tha an teòthachd bleith eadar 600-735 ℃, tha uachdar an rèile a' sealltainn losgadh gorm. Mar sin, stèidhichte air atharrachadh dath uachdar an rèile talmhainn, faodar a cho-dhùnadh, mar a bhios neart na cloiche bleith a’ dol sìos, gu bheil an teòthachd bleith ag àrdachadh mean air mhean agus gu bheil an ìre de losgadh rèile ag àrdachadh. Chaidh EDS a chleachdadh gus sgrùdadh a dhèanamh air co-dhèanamh eileamaideach uachdar rèile stàilinn talmhainn agus uachdar bonn sprùilleach. Sheall na toraidhean, le àrdachadh ann an neart cloiche bleith, gun do lughdaich susbaint eileamaid O air uachdar an rèile, a’ nochdadh lùghdachadh ann an ceangal Fe agus O air uachdar an rèile, agus lùghdachadh anns an ìre de oxidation den rèile, co-chòrdail ri gluasad atharrachadh dath air uachdar an rèile. Aig an aon àm, tha susbaint eileamaid O air uachdar ìosal an sprùilleach bleith cuideachd a’ lughdachadh le àrdachadh neart cloiche bleith. Is fhiach a bhith mothachail, airson uachdar an rèile stàilinn leis an aon chloich bleith agus uachdar ìosal an sprùilleach bleith, gu bheil susbaint eileamaid O air uachdar an tè mu dheireadh nas àirde na an fheadhainn a bh ’ann roimhe. Nuair a thèid sprùilleach a chruthachadh, bidh deformachadh plastaig a ’tachairt agus tha teas air a chruthachadh mar thoradh air teannachadh sgrìoban; Rè pròiseas às-sruthadh sprùilleach, bidh uachdar ìosal an sprùilleach a’ suathadh an aghaidh uachdar aghaidh aghaidh an sgrìobach agus a’ gineadh teas. Mar sin, tha buaidh co-cheangailte de mhilleadh sprùilleach agus teas brisidh a 'leantainn gu ìre nas àirde de oxidation air uachdar ìseal an sprùilleach, a' ciallachadh gu bheil susbaint nas àirde de eileamaid O.

(a) Neart ìosal a’ bleith uachdar rèile stàilinn talmhainn cloiche (RGS-10)

(b) Uachdar talamh rèile stàilinn le clach bleith neart meadhanach (RGS-12.5)
(c) uachdar rèile stàilinn talmhainn cloiche le neart àrd (RGS-15)
Fig. 1. Morf-eòlas uachdar, morf-eòlas sprùilleach, agus mion-sgrùdadh EDS air rèilichean stàilinn an dèidh a bhith a' bleith le diofar dhianan de chlachan bleith
Gus tuilleadh sgrùdaidh a dhèanamh air toraidhean oxidation air uachdar rèilichean stàilinn agus atharrachadh thoraidhean oxidation leis an ìre de losgadh uachdar rèile, chaidh speactroscopaidh photoelectron X-ray (XPS) a chleachdadh gus staid ceimigeach eileamaidean a lorg anns an ìre uachdar faisg air làimh. de rèilichean stàilinn talmhainn. Tha na toraidhean air an sealltainn ann am Fig.2. Tha toraidhean mion-sgrùdadh làn speactram air uachdar an rèile às deidh a bhith a’ bleith le diofar dhian de chlachan bleith (Fig.2 (a)) a’ sealltainn gu bheil stùcan C1s, O1s, agus Fe2p air uachdar rèile na talmhainn, agus gu bheil an àireamh sa cheud de dadaman O a’ dol sìos le an ìre de losgadh air uachdar an rèile, a tha co-chòrdail ri pàtran toraidhean mion-sgrùdadh EDS air uachdar an rèile. Leis gu bheil XPS a’ lorg na stàitean eileamaideach faisg air còmhdach uachdar (timcheall air 5 nm) den stuth, tha eadar-dhealachaidhean sònraichte ann an seòrsa agus susbaint nan eileamaidean a lorgar le XPS làn speactram an taca ris an t-substrate rèile stàilinn. Tha an stùc C1s (284.6 eV) air a chleachdadh sa mhòr-chuid gus lùth ceangail eileamaidean eile a chalpachadh. Is e Fe oxide am prìomh toradh oxidation air uachdar rèilichean stàilinn, agus mar sin tha an speactram cumhang de Fe2p air a sgrùdadh gu mionaideach. Tha Fig.2 (b) gu (d) a' sealltainn mion-sgrùdadh speactram cumhang Fe2p air uachdar rèilichean stàilinn RGS-10, RGS-12.5, agus RGS-15, fa leth. Tha na co-dhùnaidhean a’ nochdadh gu bheil dà stùc lùth ceangailteach aig 710.1 eV agus 712.4 eV, air sgàth Fe2p3/2; Tha stùcan lùth ceangailteach de Fe2p1/2 aig 723.7 eV agus 726.1 eV. Tha an ìre as àirde saideal Fe2p3/2 aig 718.2 eV. Faodar an dà stùc aig 710.1 eV agus 723.7 eV a thoirt air sgàth lùth ceangail Fe-O ann am Fe2O3, fhad ‘s a dh’ fhaodadh na stùcan aig 712.4 eV agus 726.1 eV a bhith mar thoradh air lùth ceangail Fe-O ann am FeO. Tha na toraidhean a 'sealltainn gu bheil Fe3O4 Fe2O3. Aig an aon àm, cha deach stùc anailis sam bith a lorg aig 706.8 eV, a’ nochdadh nach robh Fe eileamaideach air uachdar an rèile talmhainn.

(a) Mion-sgrùdadh speactram iomlan

(b) RGS-10 (gorm)

(c) RGS-12.5 (buidhe aotrom)

(d) RGS-15 (dath tùsail an rèile stàilinn)
Fig.2. Mion-sgrùdadh XPS air uachdar rèile le diofar ìrean de losgadh
Tha na ceudadan sgìre as àirde ann an speactram cumhang Fe2p a’ sealltainn, bho RGS-10, RGS-12.5 gu RGS-15, gu bheil na ceudadan sgìre as àirde de Fe2+2p3/2 agus Fe2+2p1/2 ag èirigh, fhad ‘s a tha na ceudadan sgìre as àirde de Fe3+ Lùghdachadh 2p3/2 agus Fe3+2p1/2. Tha seo a’ nochdadh mar a tha an ìre de losgadh uachdar air an rèile a’ dol sìos, gu bheil susbaint Fe2+ ann am bathar oxidation uachdar a’ dol am meud, fhad ‘s a tha susbaint Fe3 + a’ dol sìos. Bidh na diofar phàirtean de thoraidhean oxidation a’ leantainn gu diofar dhathan den rèile talmhainn. Mar as àirde an ìre de losgadh uachdar (gorm), is ann as àirde susbaint stuthan Fe2O3 san ocsaid; Mar as ìsle an ìre de losgadh uachdar, is ann as àirde a bhios susbaint thoraidhean FeO.