Nature.com پر جانے کا شکریہ۔آپ محدود سی ایس ایس سپورٹ کے ساتھ براؤزر کا ورژن استعمال کر رہے ہیں۔بہترین تجربے کے لیے، ہم تجویز کرتے ہیں کہ آپ ایک اپ ڈیٹ شدہ براؤزر استعمال کریں (یا انٹرنیٹ ایکسپلورر میں مطابقت موڈ کو غیر فعال کریں)۔اس کے علاوہ، جاری تعاون کو یقینی بنانے کے لیے، ہم سائٹ کو بغیر اسٹائل اور جاوا اسکرپٹ کے دکھاتے ہیں۔
ایک ساتھ تین سلائیڈوں کا ایک carousel دکھاتا ہے۔ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے پچھلے اور اگلے بٹنوں کا استعمال کریں، یا ایک وقت میں تین سلائیڈوں سے گزرنے کے لیے آخر میں سلائیڈر بٹن استعمال کریں۔
ڈوپلیکس 2205 سٹینلیس سٹیل (DSS) اپنی عام ڈوپلیکس ساخت کی وجہ سے اچھی سنکنرن مزاحمت رکھتا ہے، لیکن تیزی سے سخت CO2 پر مشتمل تیل اور گیس کے ماحول کے نتیجے میں سنکنرن کی مختلف ڈگریاں ہوتی ہیں، خاص طور پر گڑھا، جو تیل اور قدرتی کی حفاظت اور وشوسنییتا کو شدید خطرہ لاحق ہے۔ گیس ایپلی کیشنز.گیس کی ترقی.اس کام میں، ایک وسرجن ٹیسٹ اور ایک الیکٹرو کیمیکل ٹیسٹ لیزر کنفوکل مائکروسکوپی اور ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی کے ساتھ استعمال کیا جاتا ہے۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 2205 DSS ڈالنے کے لیے اوسط اہم درجہ حرارت 66.9 °C تھا۔جب درجہ حرارت 66.9 ℃ سے زیادہ ہوتا ہے، تو پٹنگ کی خرابی کی صلاحیت، گزرنے کا وقفہ اور خود سنکنرن کی صلاحیت کم ہو جاتی ہے، سائز کی پاسیویشن کرنٹ کثافت بڑھ جاتی ہے، اور پٹنگ کی حساسیت بڑھ جاتی ہے۔درجہ حرارت میں مزید اضافے کے ساتھ، capacitive آرک 2205 DSS کا رداس کم ہوتا ہے، سطح کی مزاحمت اور چارج کی منتقلی کی مزاحمت بتدریج کم ہوتی جاتی ہے، اور n + p-bipolar خصوصیات کے ساتھ پروڈکٹ کی فلمی تہہ میں ڈونر اور قبول کرنے والے کیریئرز کی کثافت بھی۔ بڑھتا ہے، فلم کی اندرونی تہہ میں Cr آکسائیڈ کا مواد کم ہو جاتا ہے، بیرونی تہہ میں Fe oxides کے مواد میں اضافہ ہوتا ہے، فلمی تہہ کی تحلیل بڑھ جاتی ہے، استحکام کم ہو جاتا ہے، گڑھوں کی تعداد اور سوراخ کا سائز بڑھ جاتا ہے۔
تیز رفتار اقتصادی اور سماجی ترقی اور سماجی ترقی کے تناظر میں، تیل اور گیس کے وسائل کی مانگ میں مسلسل اضافہ ہوتا جا رہا ہے، تیل اور گیس کی ترقی کو بتدریج جنوب مغربی اور غیر ملکی علاقوں میں منتقل ہونے پر مجبور کر دیا گیا ہے جہاں زیادہ سنگین حالات اور ماحول ہے، لہذا آپریٹنگ حالات downhole نلیاں زیادہ سے زیادہ شدید ہو جاتے ہیں..بگاڑ 1،2،3۔تیل اور گیس کی تلاش کے میدان میں، جب پیدا ہونے والے سیال میں CO2 4 اور نمکیات اور کلورین کی مقدار 5، 6 میں اضافہ ہوتا ہے، تو عام 7 کاربن اسٹیل پائپ سنگین سنکنرن کا شکار ہوتا ہے، یہاں تک کہ اگر سنکنرن روکنے والے پائپ کے تار میں پمپ کیے جائیں، سنکنرن کو مؤثر طریقے سے دبایا نہیں جا سکتا سٹیل اب سخت corrosive CO28,9,10 ماحول میں طویل مدتی آپریشن کی ضروریات کو پورا نہیں کر سکتا۔محققین نے بہتر سنکنرن مزاحمت کے ساتھ ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل (DSS) کا رخ کیا۔2205 ڈی ایس ایس، اسٹیل میں فیرائٹ اور آسنائٹ کا مواد تقریباً 50 فیصد ہے، بہترین مکینیکل خصوصیات اور سنکنرن مزاحمت ہے، سطح کی گزرنے والی فلم گھنی ہے، بہترین یکساں سنکنرن مزاحمت ہے، قیمت نکل پر مبنی مرکب 11 سے کم ہے۔ 12. اس طرح، 2205 DSS عام طور پر سنکنرن ماحول میں دباؤ کے برتن، corrosive CO2 ماحول میں تیل کے کنویں کے کیسنگ، آف شور آئل اور کیمیکل فیلڈز میں کنڈینسنگ سسٹم کے لیے واٹر کولر کے طور پر استعمال ہوتا ہے 13، 14، 15، لیکن 2205 DSS میں سنکنرن سوراخ بھی ہو سکتا ہے۔ سروس میں.
اس وقت، CO2- اور Cl-pitting corrosion 2205 DSS کے بہت سے مطالعے ملک اور بیرون ملک کیے گئے ہیں [16,17,18]۔Ebrahimi19 نے پایا کہ NaCl محلول میں پوٹاشیم ڈائکرومیٹ نمک شامل کرنے سے 2205 DSS پٹنگ کو روکا جا سکتا ہے، اور پوٹاشیم ڈائکرومیٹ کے ارتکاز میں اضافہ 2205 DSS پٹنگ کے نازک درجہ حرارت کو بڑھاتا ہے۔تاہم، پوٹاشیم ڈائکرومیٹ میں NaCl کے ایک خاص ارتکاز کے اضافے کی وجہ سے 2205 DSS کی پٹنگ صلاحیت بڑھ جاتی ہے اور NaCl کی بڑھتی ہوئی حراستی کے ساتھ کم ہوتی ہے۔ہان 20 سے پتہ چلتا ہے کہ 30 سے 120 ° C پر، 2205 DSS پیسیوٹنگ فلم کا ڈھانچہ Cr2O3 اندرونی تہہ، FeO بیرونی تہہ، اور بھرپور Cr کا مرکب ہے۔جب درجہ حرارت 150 ° C تک بڑھ جاتا ہے تو، passivation فلم تحلیل ہو جاتی ہے۔، اندرونی ڈھانچہ Cr2O3 اور Cr(OH)3 میں بدل جاتا ہے، اور بیرونی تہہ Fe(II,III) آکسائیڈ اور Fe(III) ہائیڈرو آکسائیڈ میں بدل جاتی ہے۔Peguet21 نے پایا کہ NaCl محلول میں S2205 سٹینلیس سٹیل کی سٹیشنری پٹنگ عام طور پر کریٹیکل پٹنگ ٹمپریچر (CPT) سے نیچے نہیں ہوتی بلکہ ٹرانسفارمیشن ٹمپریچر رینج (TTI) میں ہوتی ہے۔Thiadi22 نے نتیجہ اخذ کیا کہ جیسے جیسے NaCl کا ارتکاز بڑھتا ہے، S2205 DSS کی سنکنرن مزاحمت نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے، اور جتنی زیادہ منفی لاگو صلاحیت ہوگی، مواد کی سنکنرن مزاحمت اتنی ہی خراب ہوگی۔
اس مضمون میں، 2205 DSS کے سنکنرن رویے پر اعلی نمکیات، اعلی Cl– ارتکاز اور درجہ حرارت کے اثر کا مطالعہ کرنے کے لیے متحرک ممکنہ سکیننگ، مائبادا سپیکٹروسکوپی، مستقل صلاحیت، Mott-Schottky وکر اور آپٹیکل الیکٹران مائکروسکوپی کا استعمال کیا گیا۔اور فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی، جو CO2 پر مشتمل تیل اور گیس کے ماحول میں 2205 DSS کے محفوظ آپریشن کے لیے نظریاتی بنیاد فراہم کرتی ہے۔
ٹیسٹ میٹریل کا انتخاب سلوشن ٹریٹڈ اسٹیل 2205 DSS (اسٹیل گریڈ 110ksi) سے کیا گیا ہے، اور اہم کیمیائی ساخت کو ٹیبل 1 میں دکھایا گیا ہے۔
الیکٹرو کیمیکل نمونے کا سائز 10 ملی میٹر × 10 ملی میٹر × 5 ملی میٹر ہے، اسے تیل اور مطلق ایتھنول کو ہٹانے اور خشک کرنے کے لیے ایسیٹون سے صاف کیا جاتا ہے۔ٹیسٹ کے ٹکڑے کے پچھلے حصے کو تانبے کے تار کی مناسب لمبائی سے جوڑنے کے لیے سولڈر کیا جاتا ہے۔ویلڈنگ کے بعد، ویلڈڈ ٹیسٹ پیس کی برقی چالکتا چیک کرنے کے لیے ملٹی میٹر (VC9801A) کا استعمال کریں، اور پھر غیر کام کرنے والی سطح کو epoxy کے ساتھ سیل کریں۔400#, 600#, 800#, 1200#, 2000# سلکان کاربائیڈ واٹر سینڈ پیپر کو پالش کرنے والی مشین پر کام کی سطح کو 0.25um پالش کرنے والے ایجنٹ سے پالش کرنے کے لیے استعمال کریں جب تک کہ سطح کی کھردری Ra≤1.6um نہ ہو، اور آخر میں صاف کر کے تھرموسٹیٹ میں ڈال دیں۔ .
تین الیکٹروڈ سسٹم کے ساتھ ایک پرسٹن (P4000A) الیکٹرو کیمیکل ورک سٹیشن استعمال کیا گیا تھا۔1 سینٹی میٹر 2 کے رقبے کے ساتھ ایک پلاٹینم الیکٹروڈ (Pt) نے معاون الیکٹروڈ کے طور پر کام کیا، DSS 2205 (1 cm2 کے رقبے کے ساتھ) کو ورکنگ الیکٹروڈ کے طور پر استعمال کیا گیا، اور ایک حوالہ الیکٹروڈ (Ag/AgCl) تھا۔ استعمال کیا جاتا ہےٹیسٹ میں استعمال ہونے والا ماڈل حل (ٹیبل 2) کے مطابق تیار کیا گیا تھا۔ٹیسٹ سے پہلے، ایک اعلی طہارت N2 محلول (99.99%) 1 گھنٹہ کے لیے پاس کیا گیا تھا، اور پھر CO2 کو 30 منٹ تک اس محلول کو ڈی آکسیجنیٹ کرنے کے لیے پاس کیا گیا تھا۔، اور محلول میں CO2 ہمیشہ سنترپتی کی حالت میں تھا۔
سب سے پہلے، نمونے کو ٹیسٹ سلوشن پر مشتمل ٹینک میں رکھیں، اور اسے مستقل درجہ حرارت والے پانی کے غسل میں رکھیں۔ابتدائی ترتیب کا درجہ حرارت 2°C ہے، اور درجہ حرارت میں اضافے کو 1°C/min کی شرح سے کنٹرول کیا جاتا ہے، اور درجہ حرارت کی حد کو کنٹرول کیا جاتا ہے۔2-80 ° C پرسیلسیسٹیسٹ ایک مستقل پوٹینشل (-0.6142 بمقابلہAg/AgCl) سے شروع ہوتا ہے اور ٹیسٹ وکر ایک It curve ہے۔اہم پٹنگ درجہ حرارت ٹیسٹ کے معیار کے مطابق، یہ وکر معلوم کیا جا سکتا ہے۔وہ درجہ حرارت جس پر موجودہ کثافت 100 μA/cm2 تک بڑھ جاتی ہے اسے اہم پٹنگ درجہ حرارت کہا جاتا ہے۔پٹنگ کے لیے اوسط اہم درجہ حرارت 66.9 °C ہے۔پولرائزیشن منحنی خطوط اور امپیڈینس سپیکٹرم کے لیے ٹیسٹ درجہ حرارت کو بالترتیب 30°C، 45°C، 60°C اور 75°C منتخب کیا گیا تھا، اور ممکنہ انحراف کو کم کرنے کے لیے اسی نمونے کے حالات میں ٹیسٹ کو تین بار دہرایا گیا تھا۔
محلول کے سامنے آنے والے دھاتی نمونے کو پہلے کیتھوڈ پوٹینشل (-1.3 V) پر 5 منٹ کے لیے پولرائز کیا گیا تھا جس سے نمونے کی کام کرنے والی سطح پر بننے والی آکسائیڈ فلم کو ختم کرنے کے لیے پوٹینٹیوڈینامک پولرائزیشن وکر کی جانچ کی گئی تھی، اور پھر کھلے سرکٹ پوٹینشل پر 1 گھنٹے تک سنکنرن وولٹیج قائم نہیں ہو گا۔متحرک ممکنہ پولرائزیشن وکر کی اسکین کی شرح 0.333mV/s پر سیٹ کی گئی تھی، اور اسکین کے وقفہ کی صلاحیت کو -0.3~1.2V بمقابلہ OCP پر سیٹ کیا گیا تھا۔ٹیسٹ کی درستگی کو یقینی بنانے کے لیے، ٹیسٹ کی وہی شرائط 3 بار دہرائی گئیں۔
امپیڈینس اسپیکٹرم ٹیسٹنگ سافٹ ویئر - ورسا اسٹوڈیو۔ٹیسٹ سب سے پہلے ایک مستحکم اوپن سرکٹ پوٹینشل پر کیا گیا تھا، متبادل ڈسٹربنس وولٹیج کا طول و عرض 10 mV پر سیٹ کیا گیا تھا، اور پیمائش کی فریکوئنسی 10–2–105 Hz پر سیٹ کی گئی تھی۔جانچ کے بعد سپیکٹرم ڈیٹا۔
موجودہ وقت کے وکر کی جانچ کا عمل: انوڈک پولرائزیشن وکر کے نتائج کے مطابق مختلف گزرنے کی صلاحیتوں کو منتخب کریں، مستقل پوٹینشل پر یہ وکر کی پیمائش کریں، اور فلم کے تجزیے کے لیے نصب شدہ وکر کی ڈھلوان کا حساب لگانے کے لیے ڈبل لوگارتھم وکر کو فٹ کریں۔غیر فعال فلم کی تشکیل کا طریقہ کار۔
اوپن سرکٹ وولٹیج کے مستحکم ہونے کے بعد، Mott-Schottky وکر ٹیسٹ کریں۔ٹیسٹ ممکنہ اسکین رینج 1.0~-1.0V (vS.Ag/AgCl)، اسکین کی شرح 20mV/s، ٹیسٹ فریکوئنسی 1000Hz پر سیٹ، حوصلہ افزائی سگنل 5mV۔
ایکس رے فوٹو الیکٹران سپیکٹروسکوپی (XPS) (ESCALAB 250Xi, UK) کا استعمال کریں تاکہ 2205 DSS فلم کی تشکیل کے بعد سطحی گزرنے والی فلم کی ساخت اور کیمیائی حالت کو جانچیں اور اعلی سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے پیمائش کے ڈیٹا کی چوٹی فٹ پروسیسنگ انجام دیں۔جوہری سپیکٹرا اور متعلقہ لٹریچر کے ڈیٹا بیس کے ساتھ موازنہ کیا گیا اور C1s (284.8 eV) کا استعمال کرتے ہوئے کیلیبریٹ کیا گیا۔سنکنرن کی شکل اور نمونوں پر گڑھوں کی گہرائی کو الٹرا ڈیپ آپٹیکل ڈیجیٹل مائکروسکوپ (زیس اسمارٹ زوم 5، جرمنی) کا استعمال کرتے ہوئے نمایاں کیا گیا تھا۔
نمونے کی جانچ اسی پوٹینشل (-0.6142 V rel. Ag/AgCl) پر مستقل ممکنہ طریقہ سے کی گئی اور سنکنرن کرنٹ کو وقت کے ساتھ ریکارڈ کیا گیا۔CPT ٹیسٹ کے معیار کے مطابق، پولرائزیشن موجودہ کثافت آہستہ آہستہ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتی ہے.1 ایک مصنوعی محلول میں 2205 DSS کا اہم درجہ حرارت دکھاتا ہے جس میں 100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 ہوتا ہے۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ محلول کے کم درجہ حرارت پر، موجودہ کثافت عملی طور پر بڑھتے ہوئے جانچ کے وقت کے ساتھ تبدیل نہیں ہوتی ہے۔اور جب محلول کا درجہ حرارت ایک خاص قدر تک بڑھتا ہے، تو موجودہ کثافت میں تیزی سے اضافہ ہوتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ محلول کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ گزرنے والی فلم کی تحلیل کی شرح میں اضافہ ہوتا ہے۔جب ٹھوس محلول کا درجہ حرارت 2°C سے تقریباً 67°C تک بڑھایا جاتا ہے، تو 2205DSS کی پولرائزیشن کرنٹ کثافت 100µA/cm2 تک بڑھ جاتی ہے، اور 2205DSS کا اوسط اہم پٹنگ درجہ حرارت 66.9°C ہے، جو تقریباً 16.6°C ہے۔ 2205DSS سے زیادہ۔معیاری 3.5 wt% NaCl (0.7 V)26۔اہم پٹنگ کا درجہ حرارت پیمائش کے وقت لاگو صلاحیت پر منحصر ہوتا ہے: لاگو صلاحیت جتنی کم ہوگی، ناپے گئے نازک پٹنگ کا درجہ حرارت اتنا ہی زیادہ ہوگا۔
100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل ایک مصنوعی محلول میں 2205 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کا کریٹیکل ٹمپریچر کرو ڈالنا۔
انجیر پر۔2 مختلف درجہ حرارت پر 100 g/L Cl- اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل مصنوعی حل میں 2205 DSS کے AC مائبادی پلاٹ دکھاتا ہے۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف درجہ حرارت پر 2205DSS کا Nyquist ڈایاگرام اعلی تعدد، درمیانی تعدد اور کم تعدد ریزسٹنس-کیپیسیٹینس آرکس پر مشتمل ہے، اور ریزسٹنس-کیپیسیٹنس آرکس نیم سرکلر نہیں ہیں۔کیپسیٹیو آرک کا رداس الیکٹروڈ ری ایکشن کے دوران گزرنے والی فلم کی مزاحمتی قدر اور چارج ٹرانسفر مزاحمت کی قدر کو ظاہر کرتا ہے۔یہ عام طور پر قبول کیا جاتا ہے کہ capacitive آرک کا رداس جتنا بڑا ہوگا، محلول27 میں دھاتی سبسٹریٹ کی سنکنرن مزاحمت اتنی ہی بہتر ہوگی۔30 °C کے حل کے درجہ حرارت پر، Nyquist ڈایاگرام پر capacitive آرک کا رداس اور امپیڈینس ماڈیولس کے ڈایاگرام پر فیز اینگل |Z|Bode سب سے زیادہ ہے اور 2205 DSS سنکنرن سب سے کم ہے۔جیسے جیسے محلول کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، |Z|امپیڈنس ماڈیولس، آرک ریڈیئس اور حل کی مزاحمت میں کمی، اس کے علاوہ، فیز اینگل بھی درمیانی فریکوئنسی والے خطے میں 79 Ω سے 58 Ω تک کم ہو جاتا ہے، جس میں ایک چوڑی چوٹی اور ایک گھنی اندرونی تہہ اور ایک ویرل (غیر محفوظ) بیرونی تہہ اہم ہیں۔ غیر ہم جنس غیر فعال فلم کی خصوصیات 28۔لہذا، جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، دھاتی سبسٹریٹ کی سطح پر بننے والی غیر فعال فلم تحلیل ہو جاتی ہے اور دراڑیں پڑ جاتی ہیں، جو سبسٹریٹ کی حفاظتی خصوصیات کو کمزور کر دیتی ہے اور مادے کی سنکنرن مزاحمت کو خراب کر دیتی ہے۔
امپیڈینس اسپیکٹرم ڈیٹا کو فٹ کرنے کے لیے ZSimDeme سافٹ ویئر کا استعمال کرتے ہوئے، فٹڈ مساوی سرکٹ کو تصویر 330 میں دکھایا گیا ہے، جہاں Rs نقلی حل مزاحمت ہے، Q1 فلم کیپیسیٹینس ہے، Rf پیدا ہونے والی غیر فعال فلم کی مزاحمت ہے، Q2 ڈبل ہے پرت کیپیسیٹینس، اور Rct چارج کی منتقلی کی مزاحمت ہے۔ٹیبل میں فٹنگ کے نتائج سے۔3 سے پتہ چلتا ہے کہ جیسے جیسے نقلی محلول کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، n1 کی قدر 0.841 سے 0.769 تک کم ہو جاتی ہے، جو کہ دو پرتوں والے capacitors کے درمیان فرق میں اضافہ اور کثافت میں کمی کی نشاندہی کرتا ہے۔چارج ٹرانسفر مزاحمت Rct بتدریج 2.958×1014 سے گھٹ کر 2.541×103 Ω cm2 ہو گئی، جس نے مواد کی سنکنرن مزاحمت میں بتدریج کمی کی نشاندہی کی۔محلول Rs کی مزاحمت 2.953 سے کم ہو کر 2.469 Ω cm2 ہو گئی، اور Passivating فلم کی capacitance Q2 5.430 10-4 سے کم ہو کر 1.147 10-3 Ω cm2 ہو گئی، محلول کی چالکتا بڑھ گئی، غیر فعال فلم کا استحکام کم ہو گیا۔ ، اور محلول Cl-، SO42-، وغیرہ) درمیانے درجے میں بڑھتا ہے، جو گزرنے والی فلم31 کی تباہی کو تیز کرتا ہے۔اس سے فلم کی مزاحمت Rf (4662 سے 849 Ω cm2 تک) میں کمی اور ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کی سطح پر بننے والی پولرائزیشن مزاحمت Rp (Rct+Rf) میں کمی واقع ہوتی ہے۔
لہٰذا، محلول کا درجہ حرارت DSS 2205 کی سنکنرن مزاحمت کو متاثر کرتا ہے۔ محلول کے کم درجہ حرارت پر، Fe2+ کی موجودگی میں کیتھوڈ اور اینوڈ کے درمیان ایک رد عمل کا عمل ہوتا ہے، جو کہ تیزی سے تحلیل اور سنکنرن کا باعث بنتا ہے۔ اینوڈ، نیز سطح پر بننے والی فلم کا گزرنا، زیادہ مکمل اور زیادہ کثافت، حل کے درمیان زیادہ مزاحمتی چارج کی منتقلی، دھاتی میٹرکس کی تحلیل کو کم کرتی ہے اور بہتر سنکنرن مزاحمت کی نمائش کرتی ہے۔جوں جوں محلول کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، چارج ٹرانسفر Rct کی مزاحمت کم ہوتی جاتی ہے، محلول میں آئنوں کے درمیان رد عمل کی شرح تیز ہوتی ہے، اور جارحانہ آئنوں کے پھیلاؤ کی شرح تیز ہوتی ہے، تاکہ ابتدائی سنکنرن مصنوعات دوبارہ سطح پر بن جائیں۔ دھاتی سبسٹریٹ کی سطح سے سبسٹریٹ۔ایک پتلی گزرنے والی فلم سبسٹریٹ کی حفاظتی خصوصیات کو کمزور کرتی ہے۔
انجیر پر۔شکل 4 مختلف درجہ حرارت پر 100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل مصنوعی حل میں 2205 DSS کے متحرک ممکنہ پولرائزیشن منحنی خطوط کو ظاہر کرتا ہے۔یہ اعداد و شمار سے دیکھا جا سکتا ہے کہ جب پوٹینشل -0.4 سے 0.9 V کے درمیان ہوتی ہے، تو مختلف درجہ حرارت پر انوڈ کے منحنی خطوط واضح طور پر گزرنے کے علاقے ہوتے ہیں، اور خود سنکنرن کی صلاحیت تقریبا -0.7 سے -0.5 V ہوتی ہے۔ کثافت کرنٹ کو 100 μA/cm233 تک بڑھاتا ہے انوڈ وکر کو عام طور پر پٹنگ پوٹینشل (Eb یا Etra) کہا جاتا ہے۔جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، گزرنے کا وقفہ کم ہوتا جاتا ہے، خود سنکنرن کی صلاحیت کم ہوتی جاتی ہے، سنکنرن کی موجودہ کثافت میں اضافہ ہوتا ہے، اور پولرائزیشن وکر نیچے کی طرف دائیں طرف منتقل ہوتا ہے، جو اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ مصنوعی محلول میں DSS 2205 کے ذریعے بننے والی فلم فعال ہے۔ سرگرمی100 g/l Cl– اور سیر شدہ CO2 کا مواد، سنکنرن کے لیے حساسیت کو بڑھاتا ہے، جارحانہ آئنوں سے آسانی سے نقصان پہنچتا ہے، جو دھاتی میٹرکس کے سنکنرن میں اضافہ اور سنکنرن مزاحمت میں کمی کا باعث بنتا ہے۔
جدول 4 سے یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ جب درجہ حرارت 30 ° C سے 45 ° C تک بڑھ جاتا ہے، تو متعلقہ حد سے زیادہ گزرنے کی صلاحیت تھوڑی کم ہو جاتی ہے، لیکن متعلقہ سائز کی passivation کرنٹ کثافت نمایاں طور پر بڑھ جاتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ان کے تحت گزرنے والی فلم کا تحفظ حالات بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھ جاتے ہیں۔جب درجہ حرارت 60 ° C تک پہنچ جاتا ہے، تو متعلقہ پٹنگ کی صلاحیت نمایاں طور پر کم ہو جاتی ہے، اور درجہ حرارت بڑھنے کے ساتھ یہ رجحان مزید واضح ہو جاتا ہے۔واضح رہے کہ 75 ° C پر اعداد و شمار میں ایک اہم عارضی کرنٹ چوٹی نمودار ہوتی ہے، جو نمونے کی سطح پر میٹاسٹیبل پٹنگ سنکنرن کی موجودگی کی نشاندہی کرتی ہے۔
لہذا، محلول کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، محلول میں تحلیل شدہ آکسیجن کی مقدار کم ہو جاتی ہے، فلم کی سطح کی pH قدر کم ہو جاتی ہے، اور غیر فعال فلم کی استحکام کم ہو جاتی ہے۔اس کے علاوہ، محلول کا درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، محلول میں جارحانہ آئنوں کی سرگرمی اتنی ہی زیادہ ہوگی اور سبسٹریٹ کی سطحی فلمی تہہ کو پہنچنے والے نقصان کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوگی۔فلمی پرت میں بننے والے آکسائیڈ آسانی سے گر جاتے ہیں اور فلمی پرت میں موجود کیشنز کے ساتھ رد عمل ظاہر کر کے گھلنشیل مرکبات بناتے ہیں، جس سے گڑھے پڑنے کے امکانات بڑھ جاتے ہیں۔چونکہ دوبارہ تخلیق شدہ فلم کی تہہ نسبتاً ڈھیلی ہوتی ہے، اس لیے سبسٹریٹ پر حفاظتی اثر کم ہوتا ہے، جو دھاتی سبسٹریٹ کے سنکنرن کو بڑھاتا ہے۔متحرک پولرائزیشن پوٹینشل ٹیسٹ کے نتائج مائبادی سپیکٹروسکوپی کے نتائج سے مطابقت رکھتے ہیں۔
انجیر پر۔شکل 5a میں 100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل ماڈل سلوشن میں یہ 2205 DSS کے لیے گھماؤ کو ظاہر کرتا ہے۔وقت کے ایک فنکشن کے طور پر گزرنے والی موجودہ کثافت مختلف درجہ حرارت پر پولرائزیشن کے بعد 1 گھنٹہ تک -300 mV (Ag/AgCl کے نسبت) کی صلاحیت پر حاصل کی گئی تھی۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ 2205 DSS کا ایک ہی پوٹینشل اور مختلف درجہ حرارت پر گزرنے کی موجودہ کثافت کا رجحان بنیادی طور پر ایک جیسا ہے، اور یہ رجحان بتدریج وقت کے ساتھ کم ہوتا جاتا ہے اور ہموار ہوتا ہے۔جیسے جیسے درجہ حرارت میں بتدریج اضافہ ہوا، 2205 DSS کی پاسیویشن کرنٹ کثافت میں اضافہ ہوا، جو پولرائزیشن کے نتائج سے مطابقت رکھتا تھا، جس نے یہ بھی اشارہ کیا کہ میٹل سبسٹریٹ پر فلم کی پرت کی حفاظتی خصوصیات بڑھتے ہوئے حل کے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتی گئیں۔
ایک ہی فلم کی تشکیل کی صلاحیت اور مختلف درجہ حرارت پر 2205 DSS کے پوٹینیوسٹیٹک پولرائزیشن منحنی خطوط۔(a) موجودہ کثافت بمقابلہ وقت، (b) غیر فعال فلم کی ترقی کا لوگارتھم۔
اسی فلم کی تشکیل کی صلاحیت کے لیے مختلف درجہ حرارت پر گزرنے والی موجودہ کثافت اور وقت کے درمیان تعلق کی چھان بین کریں، جیسا کہ (1)34 میں دکھایا گیا ہے:
جہاں i فلم کی تشکیل کے پوٹینشل میں پاسیویشن کرنٹ ڈینسٹی ہے، A/cm2۔A کام کرنے والے الیکٹروڈ کا رقبہ ہے، cm2۔K اس پر نصب وکر کی ڈھلوان ہے۔t وقت، s
انجیر پر۔5b 2205 DSS کے لیے logI اور logt curves کو مختلف درجہ حرارت پر ایک ہی فلم کی تشکیل کی صلاحیت پر دکھاتا ہے۔لٹریچر کے اعداد و شمار کے مطابق، 35 جب لائن K = -1 کی ڈھلوان ہوتی ہے، سبسٹریٹ کی سطح پر بننے والی فلمی پرت زیادہ گھنی ہوتی ہے اور دھاتی سبسٹریٹ کے لیے بہتر سنکنرن مزاحمت رکھتی ہے۔اور جب سیدھی لکیر ڈھلوان K = -0.5 ہوتی ہے، تو سطح پر بننے والی فلمی تہہ ڈھیلی ہوتی ہے، اس میں بہت سے چھوٹے سوراخ ہوتے ہیں اور دھاتی سبسٹریٹ کے خلاف سنکنرن مزاحمت کم ہوتی ہے۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ 30°C، 45°C، 60°C، اور 75°C پر، فلمی پرت کی ساخت گھنے چھیدوں سے ڈھیلے چھیدوں میں منتخب لکیری ڈھلوان کے مطابق بدل جاتی ہے۔پوائنٹ ڈیفیکٹ ماڈل (PDM) 36,37 کے مطابق یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ ٹیسٹ کے دوران لاگو صلاحیت موجودہ کثافت کو متاثر نہیں کرتی ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ ٹیسٹ کے دوران درجہ حرارت براہ راست انوڈ کرنٹ ڈینسٹی کی پیمائش پر اثر انداز ہوتا ہے، اس لیے کرنٹ بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ بڑھتا ہے۔حل، اور 2205 DSS کی کثافت بڑھ جاتی ہے، اور سنکنرن مزاحمت کم ہو جاتی ہے۔
ڈی ایس ایس پر بننے والی پتلی فلم پرت کی سیمی کنڈکٹر خصوصیات اس کی سنکنرن مزاحمت کو متاثر کرتی ہیں، سیمی کنڈکٹر کی قسم اور پتلی فلم پرت کی کیریئر کثافت پتلی فلمی تہہ DSS39,40 کے کریکنگ اور پٹنگ کو متاثر کرتی ہے جہاں کیپیسیٹینس C اور E ممکنہ پتلی فلم کی تہہ MS کے تعلق کو پورا کرتی ہے، سیمی کنڈکٹر کے اسپیس چارج کا حساب درج ذیل طریقے سے کیا جاتا ہے:
فارمولے میں، ε کمرے کے درجہ حرارت پر گزرنے والی فلم کی اجازت ہے، 1230 کے برابر، ε0 ویکیوم اجازت ہے، 8.85 × 10–14 F/cm کے برابر، E ثانوی چارج ہے (1.602 × 10–19 C) ;ND n قسم کے سیمی کنڈکٹر عطیہ دہندگان کی کثافت ہے، cm–3، NA p-قسم کے سیمی کنڈکٹر کی قبول کنندہ کثافت ہے، cm–3، EFB فلیٹ بینڈ پوٹینشل ہے، V، K بولٹزمین کا مستقل، 1.38 × 10–3 ہے۔ .23 J/K، T - درجہ حرارت، K۔
نصب شدہ لائن کی ڈھلوان اور وقفے کا حساب ماپے ہوئے MS وکر، لاگو ارتکاز (ND)، قبول شدہ ارتکاز (NA)، اور فلیٹ بینڈ پوٹینشل (Efb)42 میں لکیری علیحدگی کو فٹ کر کے لگایا جا سکتا ہے۔
انجیر پر۔6 2205 DSS فلم کی سطحی پرت کے Mott-Schottky وکر کو دکھاتا ہے جو ایک مصنوعی محلول میں بنتا ہے جس میں 100 g/l Cl- ہوتا ہے اور 1 گھنٹے کے لیے ممکنہ (-300 mV) پر CO2 کے ساتھ سیر ہوتا ہے۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف درجہ حرارت پر بننے والی تمام پتلی فلمی تہوں میں n+p-قسم کے بائپولر سیمی کنڈکٹرز کی خصوصیات ہوتی ہیں۔این قسم کے سیمی کنڈکٹر میں محلول کی آئن سلیکٹیوٹی ہوتی ہے، جو سٹینلیس سٹیل کیشنز کو پیسیویشن فلم کے ذریعے محلول میں پھیلنے سے روک سکتی ہے، جب کہ پی قسم کے سیمی کنڈکٹر میں کیشن سلیکٹیوٹی ہوتی ہے، جو محلول میں موجود سنکنرن آئنوں کو پاسیویشن کراسنگ سے روک سکتی ہے۔ سبسٹریٹ 26 کی سطح پر باہریہ بھی دیکھا جا سکتا ہے کہ دو فٹنگ کروز کے درمیان ایک ہموار منتقلی ہے، فلم فلیٹ بینڈ کی حالت میں ہے، اور فلیٹ بینڈ پوٹینشل Efb کو سیمی کنڈکٹر کے انرجی بینڈ کی پوزیشن کا تعین کرنے اور اس کے الیکٹرو کیمیکل کا اندازہ کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ استحکام43۔.
ٹیبل 5 میں دکھائے گئے MC کریو فٹنگ کے نتائج کے مطابق، آؤٹ گوئنگ کنسنٹریشن (ND) اور وصول کرنے والے ارتکاز (NA) اور اسی ترتیب کے فلیٹ بینڈ پوٹینشل Efb 44 کا حساب لگایا گیا۔لاگو کیریئر کرنٹ کی کثافت بنیادی طور پر اسپیس چارج لیئر میں نقطہ نقائص اور گزرنے والی فلم کی صلاحیت کو نمایاں کرتی ہے۔اپلائیڈ کیرئیر کا ارتکاز جتنا زیادہ ہوگا، فلم کی پرت ٹوٹنے میں آسانی ہوگی اور سبسٹریٹ سنکنرن کا امکان اتنا ہی زیادہ ہوگا۔اس کے علاوہ، محلول کے درجہ حرارت میں بتدریج اضافے کے ساتھ، فلم کی تہہ میں ND ایمیٹر کا ارتکاز 5.273×1020 cm-3 سے بڑھ کر 1.772×1022 cm-3 ہو گیا، اور NA میزبان ارتکاز 4.972×1021 سے بڑھ کر 4.592 ہو گیا۔ ×1023۔cm - جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔3، فلیٹ بینڈ کی صلاحیت 0.021 V سے 0.753 V تک بڑھ جاتی ہے، محلول میں کیریئرز کی تعداد بڑھ جاتی ہے، محلول میں آئنوں کے درمیان رد عمل تیز ہو جاتا ہے، اور فلم کی پرت کا استحکام کم ہو جاتا ہے۔جوں جوں محلول کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، تقریباً لائن کی ڈھلوان کی مطلق قدر جتنی کم ہوتی ہے، محلول میں کیریئرز کی کثافت اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے، آئنوں کے درمیان پھیلاؤ کی شرح اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے، اور آئن کی خالی جگہوں کی تعداد اتنی ہی زیادہ ہوتی ہے۔ فلم کی پرت کی سطح۔، اس طرح دھاتی سبسٹریٹ، استحکام اور سنکنرن مزاحمت 46,47 کو کم کرتا ہے۔
فلم کی کیمیائی ساخت کا دھاتی کیشنز کے استحکام اور سیمی کنڈکٹرز کی کارکردگی پر نمایاں اثر پڑتا ہے، اور درجہ حرارت میں تبدیلی کا سٹینلیس سٹیل فلم کی تشکیل پر اہم اثر پڑتا ہے۔انجیر پر۔شکل 7 100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل ایک مصنوعی حل میں 2205 DSS فلم کی سطحی تہہ کا مکمل XPS سپیکٹرم دکھاتا ہے۔مختلف درجہ حرارت پر چپس کے ذریعے بننے والی فلموں کے بنیادی عناصر بنیادی طور پر ایک جیسے ہوتے ہیں، اور فلموں کے اہم اجزاء Fe، Cr، Ni، Mo، O، N، اور C ہیں۔ اس لیے، فلم کی تہہ کے اہم اجزاء Fe ہیں۔ , Cr, Ni, Mo, O, N اور C. کنٹینر جس میں Cr آکسائیڈز، Fe آکسائیڈز اور ہائیڈرو آکسائیڈز اور تھوڑی مقدار میں Ni اور Mo آکسائیڈز ہوں۔
مکمل XPS 2205 DSS سپیکٹرا مختلف درجہ حرارت پر لیا گیا۔(a) 30°С، (b) 45°С، (c) 60°С، (d) 75°С.
فلم کی مرکزی ساخت کا تعلق غیر فعال فلم میں مرکبات کی تھرموڈینامک خصوصیات سے ہے۔ٹیبل میں دی گئی فلم پرت میں مرکزی عناصر کی پابند توانائی کے مطابق۔6، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ Cr2p3/2 کی خصوصیت والی سپیکٹرل چوٹیوں کو دھاتی Cr0 (573.7 ± 0.2 eV)، Cr2O3 (574.5 ± 0.3 eV) اور Cr(OH)3 (575.4 ± 0. 1 eV) میں تقسیم کیا گیا ہے۔ شکل 8a میں دکھایا گیا ہے، جس میں Cr عنصر سے بننے والا آکسائیڈ فلم کا بنیادی جزو ہے، جو فلم کی سنکنرن مزاحمت اور اس کی الیکٹرو کیمیکل کارکردگی میں اہم کردار ادا کرتا ہے۔فلم پرت میں Cr2O3 کی نسبتہ چوٹی کی شدت Cr(OH)3 سے زیادہ ہے۔تاہم، جیسے جیسے ٹھوس محلول کا درجہ حرارت بڑھتا ہے، Cr2O3 کی رشتہ دار چوٹی بتدریج کمزور ہوتی جاتی ہے، جبکہ Cr(OH)3 کی رشتہ دار چوٹی بتدریج بڑھتی جاتی ہے، جو Cr2O3 سے Cr(OH) میں فلمی تہہ میں مرکزی Cr3+ کی واضح تبدیلی کی نشاندہی کرتی ہے۔ 3، اور حل کا درجہ حرارت بڑھ جاتا ہے۔
Fe2p3/2 کے خصوصیت والے سپیکٹرم کی چوٹیوں کی پابند توانائی بنیادی طور پر دھاتی حالت Fe0 (706.4 ± 0.2 eV)، Fe3O4 (707.5 ± 0.2 eV)، FeO (709.5 ± 0.1 eV) اور FeOO177 (FeOOH) کی چار چوٹیوں پر مشتمل ہے۔ eV) ± 0.3 eV)، جیسا کہ تصویر 8b میں دکھایا گیا ہے، Fe بنیادی طور پر تشکیل شدہ فلم میں Fe2+ اور Fe3+ کی شکل میں موجود ہے۔FeO سے Fe2+ کم پابند توانائی کی چوٹیوں پر Fe(II) پر غلبہ رکھتا ہے، جب کہ Fe3O4 اور Fe(III) FeOOH مرکبات اعلی پابند توانائی کی چوٹیوں 48,49 پر حاوی ہیں۔Fe3+ چوٹی کی نسبتاً شدت Fe2+ کی نسبت زیادہ ہے، لیکن Fe3+ چوٹی کی نسبتی شدت حل کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ کم ہوتی ہے، اور Fe2+ چوٹی کی نسبتی شدت میں اضافہ ہوتا ہے، جس سے فلم کی تہہ میں اہم مادہ میں تبدیلی کی نشاندہی ہوتی ہے۔ محلول کا درجہ حرارت بڑھانے کے لیے Fe3+ سے Fe2+۔
Mo3d5/2 کی خصوصیت والی سپیکٹرل چوٹیاں بنیادی طور پر دو چوٹی کی پوزیشنوں Mo3d5/2 اور Mo3d3/243.50 پر مشتمل ہیں، جبکہ Mo3d5/2 میں دھاتی Mo (227.5 ± 0.3 eV)، Mo4+ (228.9 ± 0.2 eV) اور Mo6+ (3±20.4 ±4) شامل ہیں۔ )، جبکہ Mo3d3/2 میں دھاتی Mo (230.4 ± 0.1 eV)، Mo4+ (231.5 ± 0.2 eV) اور Mo6+ (232, 8 ± 0.1 eV) بھی شامل ہے جیسا کہ شکل 8c میں دکھایا گیا ہے، اس لیے Mo عناصر تین سے زیادہ والینس میں موجود ہیں۔ فلم کی پرت کی حالت۔Ni2p3/2 کی خصوصیت والی سپیکٹرل چوٹیوں کی پابند توانائیاں Ni0 (852.4 ± 0.2 eV) اور NiO (854.1 ± 0.2 eV) پر مشتمل ہیں، جیسا کہ تصویر 8g میں بالترتیب دکھایا گیا ہے۔خصوصیت N1s چوٹی N (399.6 ± 0.3 eV) پر مشتمل ہے، جیسا کہ تصویر 8d میں دکھایا گیا ہے۔O1s کی خصوصیت کی چوٹیوں میں O2- (529.7 ± 0.2 eV)، OH- (531.2 ± 0.2 eV) اور H2O (531.8 ± 0.3 eV) شامل ہیں، جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ فلم کی تہہ کے اہم اجزاء (OH- اور O2 -) ہیں۔ ، جو بنیادی طور پر فلم کی پرت میں Cr اور Fe کے آکسیکرن یا ہائیڈروجن آکسیکرن کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔OH- کی نسبتہ چوٹی کی شدت میں نمایاں اضافہ ہوا کیونکہ درجہ حرارت 30 ° C سے 75 ° C تک بڑھ گیا۔لہذا، درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، فلمی تہہ میں O2- کی بنیادی مادی ساخت O2- سے OH- اور O2- میں تبدیل ہو جاتی ہے۔
انجیر پر۔شکل 9 نمونہ 2205 DSS کی مائکروسکوپک سطح کی شکل کو ظاہر کرتی ہے جس میں 100 g/L Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل ماڈل سلوشن میں متحرک ممکنہ پولرائزیشن کے بعد۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ مختلف درجہ حرارت پر پولرائزڈ نمونوں کی سطح پر مختلف ڈگریوں کے سنکنرن گڑھے ہوتے ہیں، یہ جارحانہ آئنوں کے محلول میں ہوتا ہے، اور محلول کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، زیادہ سنگین سنکنرن ہوتا ہے۔ نمونے کی سطح.سبسٹریٹفی یونٹ رقبہ کے گڑھوں کی تعداد اور سنکنرن مراکز کی گہرائی میں اضافہ ہوتا ہے۔
مختلف درجہ حرارت پر 100 g/l Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل ماڈل سلوشنز میں 2205 DSS کے سنکنرن منحنی خطوط (a) 30°C، (b) 45°C، (c) 60°C، (d) 75°C۔
لہذا، درجہ حرارت میں اضافہ DSS کے ہر جزو کی سرگرمی میں اضافہ کرے گا، اور ساتھ ہی جارحانہ ماحول میں جارحانہ آئنوں کی سرگرمی میں اضافہ کرے گا، جس سے نمونے کی سطح کو ایک خاص حد تک نقصان پہنچے گا، جس سے گڑھے کی سرگرمی میں اضافہ ہوگا۔، اور سنکنرن گڑھوں کی تشکیل میں اضافہ ہوگا۔مصنوعات کی تشکیل کی شرح بڑھے گی اور مواد کی سنکنرن مزاحمت 51,52,53,54,55 کم ہو جائے گی۔
انجیر پر۔10 فیلڈ آپٹیکل ڈیجیٹل مائکروسکوپ کی انتہائی اعلی گہرائی کے ساتھ پولرائزڈ 2205 DSS نمونے کی شکل اور گہرائی کو ظاہر کرتا ہے۔انجیر سے۔10a سے پتہ چلتا ہے کہ بڑے گڑھوں کے ارد گرد چھوٹے سنکنرن گڑھے بھی نمودار ہوئے، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ نمونے کی سطح پر موجود فلم کو کسی موجودہ کثافت پر سنکنرن گڑھوں کی تشکیل کے ساتھ جزوی طور پر تباہ کر دیا گیا تھا، اور زیادہ سے زیادہ گڑھے کی گہرائی 12.9 µm تھی۔جیسا کہ شکل 10b میں دکھایا گیا ہے۔
DSS بہتر سنکنرن مزاحمت کو ظاہر کرتا ہے، اس کی بنیادی وجہ یہ ہے کہ سٹیل کی سطح پر بننے والی فلم حل میں اچھی طرح سے محفوظ ہے، Mott-Schottky، اوپر XPS کے نتائج اور متعلقہ لٹریچر 13,56,57,58 کے مطابق، فلم بنیادی طور پر مندرجہ ذیل سے گزرتا ہے یہ Fe اور Cr کے آکسیڈیشن کا عمل ہے۔
Fe2+ فلم اور محلول کے درمیان انٹرفیس 53 پر آسانی سے تحلیل اور تیز ہوجاتا ہے، اور کیتھوڈک رد عمل کا عمل درج ذیل ہے:
زنگ آلود حالت میں، ایک دو پرتوں والی ساختی فلم بنتی ہے، جو بنیادی طور پر آئرن اور کرومیم آکسائیڈ کی اندرونی تہہ اور ایک بیرونی ہائیڈرو آکسائیڈ پرت پر مشتمل ہوتی ہے، اور آئن عموماً فلم کے سوراخوں میں بڑھتے ہیں۔غیر فعال ہونے والی فلم کی کیمیائی ساخت اس کے سیمی کنڈکٹر خصوصیات سے متعلق ہے، جیسا کہ موٹ-سکوٹکی وکر سے ظاہر ہوتا ہے، یہ بتاتا ہے کہ غیر فعال فلم کی ساخت n+p-قسم ہے اور اس میں دو قطبی خصوصیات ہیں۔XPS کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ گزرنے والی فلم کی بیرونی تہہ بنیادی طور پر Fe آکسائیڈز اور ہائیڈرو آکسائیڈز پر مشتمل ہے جو این قسم کے سیمی کنڈکٹر خصوصیات کی نمائش کرتی ہے، اور اندرونی تہہ بنیادی طور پر سی آر آکسائیڈز اور ہائیڈرو آکسائیڈز پر مشتمل ہے جو پی قسم کے سیمی کنڈکٹر خصوصیات کی نمائش کرتی ہے۔
2205 DSS اعلی Cr17.54 مواد کی وجہ سے اعلی مزاحمتی صلاحیت رکھتا ہے اور ڈوپلیکس ڈھانچے کے درمیان مائکروسکوپک گالوانک سنکنرن کی وجہ سے مختلف ڈگریوں کی پٹنگ کی نمائش کرتا ہے۔پٹنگ سنکنرن DSS میں سنکنرن کی سب سے عام قسموں میں سے ایک ہے، اور درجہ حرارت ان اہم عوامل میں سے ایک ہے جو پٹنگ سنکنرن کے رویے کو متاثر کرتا ہے اور DSS کے رد عمل کے تھرموڈینامک اور حرکیاتی عمل پر اثر انداز ہوتا ہے 60,61۔عام طور پر، Cl– اور سیر شدہ CO2 کے اعلی ارتکاز کے ساتھ نقلی محلول میں، درجہ حرارت پٹنگ کی تشکیل اور تناؤ کے سنکنرن کریکنگ کے تحت کریکنگ کے دوران دراڑ کے آغاز کو بھی متاثر کرتا ہے، اور گڑھے کے اہم درجہ حرارت کا تعین کرنے کے لیے طے کیا جاتا ہے۔ سنکنرن مزاحمت.ڈی ایس ایسمواد، جو دھاتی میٹرکس کی درجہ حرارت کی حساسیت کو ظاہر کرتا ہے، عام طور پر انجینئرنگ ایپلی کیشنز میں مواد کے انتخاب میں ایک اہم حوالہ کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔مصنوعی محلول میں 2205 DSS کا اوسط اہم پٹنگ درجہ حرارت 66.9°C ہے، جو 3.5% NaCl کے ساتھ Super 13Cr سٹینلیس سٹیل سے 25.6°C زیادہ ہے، لیکن زیادہ سے زیادہ پٹنگ گہرائی 12.9 µm62 تک پہنچ گئی ہے۔الیکٹرو کیمیکل نتائج نے مزید تصدیق کی کہ فیز اینگل اور فریکوئنسی کے افقی علاقے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ تنگ ہوتے ہیں، اور جیسے جیسے فیز اینگل 79° سے 58° تک کم ہوتا ہے، |Z|1.26×104 سے 1.58×103 Ω cm2 تک گھٹ جاتا ہے۔چارج ٹرانسفر مزاحمت Rct 2.958 1014 سے کم ہو کر 2.541 103 Ω cm2، حل مزاحمت Rs 2.953 سے کم ہو کر 2.469 Ω cm2، فلم مزاحمت Rf 5.430 10-4 cm2 سے کم ہو کر 1031-103 سینٹی میٹر ہو گئی۔جارحانہ محلول کی چالکتا بڑھ جاتی ہے، دھاتی میٹرکس فلم کی پرت کا استحکام کم ہو جاتا ہے، یہ آسانی سے تحلیل ہو جاتا ہے اور دراڑیں پڑ جاتی ہیں۔خود سنکنرن موجودہ کثافت 1.482 سے بڑھ کر 2.893×10-6 A cm-2 ہو گئی، اور خود سنکنرن کی صلاحیت -0.532 سے گھٹ کر -0.621V ہو گئی۔یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ درجہ حرارت میں تبدیلی فلم کی پرت کی سالمیت اور کثافت کو متاثر کرتی ہے۔
اس کے برعکس، Cl- کی زیادہ ارتکاز اور CO2 کا سیر شدہ محلول بتدریج Cl- کی جذب کرنے کی صلاحیت کو بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ گزرنے والی فلم کی سطح پر بڑھاتا ہے، گزرنے والی فلم کا استحکام غیر مستحکم ہو جاتا ہے، اور حفاظتی اثر سبسٹریٹ کمزور ہو جاتا ہے اور گڑھے کی حساسیت بڑھ جاتی ہے۔اس صورت میں، محلول میں سنکنرن آئنوں کی سرگرمی بڑھ جاتی ہے، آکسیجن کا مواد کم ہو جاتا ہے، اور زنگ آلود مواد کی سطحی فلم کا تیزی سے بحال ہونا مشکل ہوتا ہے، جو سطح پر سنکنرن آئنوں کو مزید جذب کرنے کے لیے زیادہ سازگار حالات پیدا کرتا ہے۔مواد کی کمی 63۔رابنسن وغیرہ۔[64] نے ظاہر کیا کہ محلول کے درجہ حرارت میں اضافے کے ساتھ، گڑھوں کی ترقی کی رفتار تیز ہوتی ہے، اور محلول میں آئنوں کے پھیلاؤ کی شرح بھی بڑھ جاتی ہے۔جب درجہ حرارت 65 ڈگری سینٹی گریڈ تک بڑھ جاتا ہے تو، کلیونز پر مشتمل محلول میں آکسیجن کی تحلیل کیتھوڈک ردعمل کے عمل کو سست کر دیتی ہے، پٹنگ کی شرح کم ہو جاتی ہے۔ہان 20 نے CO2 ماحول میں 2205 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے سنکنرن رویے پر درجہ حرارت کے اثر کی تحقیقات کی۔نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ درجہ حرارت میں اضافے سے سنکنرن مصنوعات کی مقدار اور مواد کی سطح پر سکڑنے والے گہاوں کے علاقے میں اضافہ ہوا ہے۔اسی طرح، جب درجہ حرارت 150 ° C تک بڑھ جاتا ہے، سطح پر آکسائڈ فلم ٹوٹ جاتی ہے، اور گڑھوں کی کثافت سب سے زیادہ ہوتی ہے۔Lu4 نے 2205 ڈوپلیکس سٹینلیس سٹیل کے سنکنرن رویے پر درجہ حرارت کے اثر کی تحقیقات کی جو CO2 پر مشتمل جیوتھرمل ماحول میں غیر فعال ہونے سے فعال ہونے تک۔ان کے نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ 150 ° C سے کم ٹیسٹ کے درجہ حرارت پر، بننے والی فلم میں ایک خصوصیت کا بے ساختہ ڈھانچہ ہوتا ہے، اور اندرونی انٹرفیس میں نکل سے بھرپور پرت ہوتی ہے، اور 300 ° C کے درجہ حرارت پر، نتیجے میں سنکنرن کی مصنوعات میں نانوسکل ڈھانچہ ہوتا ہے۔ .پولی کرسٹل لائن FeCr2O4، CrOOH اور NiFe2O4۔
انجیر پر۔11 2205 DSS کے سنکنرن اور فلم کی تشکیل کے عمل کا خاکہ ہے۔استعمال کرنے سے پہلے، 2205 DSS فضا میں ایک غیر فعال فلم بناتا ہے۔ایک ایسے ماحول میں غرق ہونے کے بعد جو Cl- اور CO2 کے اعلیٰ مواد والے محلول کی نقالی کرتا ہے، اس کی سطح کو تیزی سے مختلف جارحانہ آئنوں (Cl-, CO32-، وغیرہ) سے گھیر لیا جاتا ہے۔)۔J. Banas 65 اس نتیجے پر پہنچا کہ ایک ایسے ماحول میں جہاں CO2 بیک وقت موجود ہو، مواد کی سطح پر گزرنے والی فلم کا استحکام وقت کے ساتھ ساتھ کم ہو جائے گا، اور تشکیل شدہ کاربونک ایسڈ گزرنے میں آئنوں کی چالکتا کو بڑھاتا ہے۔ پرتفلم اور ایک غیر فعال فلم میں آئنوں کی تحلیل کی سرعت۔غیر فعال فلم.اس طرح، نمونے کی سطح پر فلم کی پرت تحلیل اور دوبارہ منتقلی کے ایک متحرک توازن کے مرحلے میں ہے، Cl- سطحی فلمی تہہ کی تشکیل کی شرح کو کم کرتی ہے، اور فلم کی سطح کے ملحقہ حصے پر چھوٹے چھوٹے گڑھے ظاہر ہوتے ہیں، جیسا کہ شکل 3 میں دکھایا گیا ہے۔ دکھائیں۔جیسا کہ شکل 11a اور b میں دکھایا گیا ہے، ایک ہی وقت میں چھوٹے غیر مستحکم سنکنرن گڑھے ظاہر ہوتے ہیں۔جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، فلمی تہہ پر محلول میں سنکنرن آئنوں کی سرگرمی بڑھ جاتی ہے، اور چھوٹے غیر مستحکم گڑھوں کی گہرائی اس وقت تک بڑھ جاتی ہے جب تک کہ فلمی تہہ شفاف سے مکمل طور پر گھس نہ جائے، جیسا کہ شکل 11c میں دکھایا گیا ہے۔تحلیل کرنے والے میڈیم کے درجہ حرارت میں مزید اضافے کے ساتھ، محلول میں تحلیل شدہ CO2 کا مواد تیز ہو جاتا ہے، جو محلول کی pH قدر میں کمی کا باعث بنتا ہے، SPP سطح پر چھوٹے غیر مستحکم سنکنرن گڑھوں کی کثافت میں اضافہ ہوتا ہے۔ ، ابتدائی سنکنرن گڑھوں کی گہرائی پھیلتی اور گہری ہوتی جاتی ہے، اور نمونے کی سطح پر غیر فعال ہونے والی فلم جیسے جیسے موٹائی کم ہوتی جاتی ہے، تصویر 11d میں دکھایا گیا ہے کہ فلم کو غیر فعال کرنے سے گڑھے کا زیادہ خطرہ ہوتا ہے۔اور الیکٹرو کیمیکل نتائج نے اس بات کی بھی تصدیق کی کہ درجہ حرارت میں تبدیلی کا فلم کی سالمیت اور کثافت پر ایک خاص اثر پڑتا ہے۔اس طرح، یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ CO2 کے ساتھ سیر شدہ محلولوں میں سنکنرن جس میں Cl- کی زیادہ تعداد ہوتی ہے، Cl-67,68 کی کم ارتکاز والے محلولوں میں سنکنرن سے نمایاں طور پر مختلف ہوتی ہے۔
سنکنرن عمل 2205 ڈی ایس ایس ایک نئی فلم کی تشکیل اور تباہی کے ساتھ۔(a) عمل 1، (b) عمل 2، (c) عمل 3، (d) عمل 4۔
100 g/l Cl– اور سیر شدہ CO2 پر مشتمل نقلی محلول میں 2205 DSS کا اوسط اہم پٹنگ درجہ حرارت 66.9 ℃ ہے، اور زیادہ سے زیادہ پٹنگ گہرائی 12.9 µm ہے، جو 2205 DSS کی سنکنرن مزاحمت کو کم کرتی ہے اور پٹنگ کی حساسیت کو بڑھاتی ہے۔درجہ حرارت میں اضافہ.
پوسٹ ٹائم: فروری 16-2023