Method Article

التصوير التاكل في واجهه الطلاء المعدني باستخدام مقياس الطيف الطيفي الثانوي لأيونات الطيران

DOI:

10.3791/59523

⸱

May 6th, 2019

 ,  ,  , 
1Earth and Biological Sciences Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, 2Energy and Environment Directorate, Pacific Northwest National Laboratory, 3Wiley Environmental Molecular Sciences Laboratory, Pacific Northwest National Laboratory

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تطبيق قياس الطيف الأيوني الثانوي لوقت الطيران لإظهار الرسم الكيميائي للرسم والتاكل في واجهه الطلاء المعدني لسبيكة ألمنيوم بعد تعرضها لمحلول ملحي مقارنه بعينه تعرضت للهواء.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

يتم تحليل التاكل التي تم تطويرها في الطلاء وألمنيوم (ال) واجهه الطلاء المعدنية من سبيكة ألومنيوم باستخدام الوقت من الطيران الثانوية الطيف الكتلة الايونيه (توف-سيمز) ، مما يدل علي ان سيمز هو تقنيه مناسبه لدراسة التوزيع الكيميائي في واجهه الطلاء المعدني. ويتم غمر الكوبونات المطلية بالسبائك في محلول ملحي أو عرضه للهواء فقط. سيمز يوفر رسم الخرائط الكيميائية و 2D التصوير الجزيئي للواجهة ، مما يسمح التصور المباشر لمورفولوجية المنتجات التي تشكلت في واجهه الطلاء المعدني ورسم الخرائط لماده كيميائية بعد التاكل يحدث. ويقدم الاجراء التجريبي لهذه الطريقة لتوفير التفاصيل التقنية لتسهيل البحوث المماثلة وتسليط الضوء علي المزالق التي قد تصادف خلال هذه التجارب.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

السبائك لديها تطبيقات واسعه في الهياكل الهندسية ، مثل التكنولوجيا البحرية أو السيارات العسكرية ، والتي تعزي إلى نسبه عاليه من القوه إلى الوزن ، وقابليه ممتازة ، ومقاومه للتاكل. ومع ذلك ، فان التاكل الموضعي للسبائك لا يزال ظاهره شائعه تؤثر علي موثوقيتها علي المدى الطويل ، ومتانتها ، وسلامتها في الظروف البيئية المختلفة1. طلاء الطلاء هو الوسيلة الأكثر شيوعا لمنع التاكل. الرسم التوضيحي للتاكل التي وضعت في الواجهة بين المعادن وطلاء الطلاء يمكن ان توفر رؤى في تحديد العلاج المناسب للوقاية من التاكل.

قد يحدث تاكل السبائك عن طريق عده مسارات مختلفه. الاشعه السينية الطيفية الضوئية (XPS) ومسح المجهر الكترون/الطاقة-التشتت الاشعه ....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. اعداد عينه التاكل

  1. التثبيت عينه في الراتنج ، وتلميع
    1. جبل اثنين من سبائك الكوبونات (1 سم × 1 سم) باستخدام راتنجات الايبوكسي في 1.25 بوصه نماذج المعدنية أكواب ووضع الكوبونات في غطاء الدخان بين عشيه وضحيها أو حتى يتم الشفاء تماما الراتنج.
    2. إخراج أسطوانات الراتنج الكؤوس من الكؤوس عينه. البولندية الأسطوانات الراتنج باستخدام 240 ورقه حصى مع الماء في 300 دوره في الدقيقة الصواني/150 دوره في الدقيقة في حامل لمده 1 دقيقه.
    3. البولندية الأسطوانات الراتنج باستخدام لوحه تلميع مع 15 μm ، 6 μm ، 3 μm ، و 1 μm المياه القائمة علي حل لمده 5 دقائق (كل خطوه) ، بالتتابع.
    4. شطف أسطوانات الراتنج مع الماء منزوع الأيونات (DI) و....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ويعرض الشكل 3 مقارنه الأطياف الشاملة بين واجهه الطلاء المعدني المعالجة بمحلول الملح والواجهة المعرضة للهواء. تم الحصول علي أطياف الكتلة من عينات اثنين باستخدام 25 kV Bi3 + شعاع أيون المسح الضوئي في 300 μm س 300 μm rois. كان القرار شامله ([م/∆ م]) من الملح محلول-يعالج عينه تقريبا 5,600 في الذروة من [م/ز- 26]. تم تصدير البيانات الخام لأطياف الكتلة بعد التسلق 10 قنوات. تم تطبيق برنامج رسومي لرسم أطياف الكتلة للعرض التقديمي. ومن المعروف ان الطبقات الواقية التي تح.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

[توف-سيمز] يميز الأيونات وفقا ل وقتهم الرحلة بين اثنان سسينتيلاتورس. التضاريس أو عينه خشونة يؤثر علي وقت الرحلة من الأيونات من مختلف المواقع البداية ، والتي عاده ما يؤدي إلى الفقراء القرار الجماهيري مع زيادة عرض القمم. ولذلك ، فانه من الاهميه بمكان ان يتم تحليل ROIs مسطحه جدا ، لضمان جمع اشاره جيده8.

آخر الانهيار لتجنب هو الشحن. منذ تم إصلاح واجهه الرسام مع الراتنج العازلة ، وكان من المتوقع الشحن. تتراكم الشحنة علي سطح العينة حيث يتم قصف عائد الاستثمار بشعاع الأيون الأس.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وليس لدي المؤلفين ما يفصحون عنه.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تم تمويل هذا العمل من قبل برنامج QuickStarter بدعم من مختبر شمال غرب المحيط الهادي الوطني (PNNL). يتم تشغيل PNNL من قبل باتل لوزارة الخارجية الامريكيه. وقد أنجز هذا العمل باستخدام الوحدة الخامسة التابعة لمؤسسه العلوم البيولوجية في المركز. واعترفت الشركة أيضا بالدعم المقدم من شعبه علوم الغلاف الجوي & التغير العالمي (ASGC) ومديريه العلوم الفيزيائية والحسابية (PCSD) في PNNL

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
0.05 وميكرو ؛ م محلول تلميع السيليكا الغرويةLECO812-121-300حل التلميع النهائي
1 & micro ؛ م حل تلميعبيس تكنولوجيزPC-1001-GLBتلميع قائم على الماء
15 & مايكرو; م حل تلميعبيس تكنولوجيزPC-1015-GLBRحل تلميع قائم على الماء
3 & مايكرو ؛ م حل التلميعPace TechnologiesPC-1003-GLGحل تلميع قائم على الماء
6 & م حل التلميعPace TechnologiesPC-1006-GLYمحلول تلميع قائم
على الماء BalanceMettler Toledo11106015يتم استخدامه لقياس المواد الكيميائية.
Epothin 2 مقوي الايبوكسيBuehler20-3442-064تستخدم لصب عينة يتصاعد
Epothin 2 راتنجات الايبوكسيBuehler20-3440-128تستخدم لصب عينة يتصاعد
الكروماتوغرافيا السائلة للبروتين السريع (FPLC) مستشعر الموصليةAmersham & nbsp ؛AKTA FPLCتستخدم لقياس موصلية محلول الملح.
النهائي B padAllied90-150-235يستخدم ل 1 & micro ؛ م و 0.05 & ميكرو; m  خطوات التلميع
KCl Sigma-AldrichP9333يستخدم لصنع محلول الملح.
منشار منخفض السرعةBuehler Isomet11-1280-160يستخدم لقطع كوبونات Al المثبتة في راتنجات الايبوكسي.
MgCl2< / sub>Sigma-Aldrich63042تستخدم لصنع محلول الملح.
MgSO4< / sub>Sigma-AldrichM7506يتم استخدامه لصنع محلول الملح.
كلوريد الصوديومسيجما-ألدريتشS7653يتم استخدامه لصنع محلول الملح.
هيدروكسيد الصوديومسيجما ألدريتش306576يتم استخدامه لضبط درجة الحموضة في محلول الملح.
طلاءالصدأ الأوليوم 245217طلاء رذاذ أسود لامع للأغراض العامة عالمي. يتم استخدامه للرش على كوبونات Al. 
وسادة تلميع Pan-WLECO809-505تستخدم ل 15 و 6 و 3 & micro ؛ م خطوات تلميع
مقياس الأس الهيدروجينيفيشر ساينتفيك13-636-AP72يتم استخدامه لقياس درجة الحموضة في محلول الملح.
الماصة ثيرمو فيشر علمي المدى: 10 إلى 1,000 & micro; L
طرف الماصة 1نبتون 2112.96.BS 1,000 & ميكرو; L
طرف ماصة 2Rainin1700186520 & micro; L
ورق كربيد السيليكونLECO810-251-PRMورق طحن ، 240 حصى
Sputter coaterCressington108 SputterCoater يتم استخدامه لطلاء العينة.  
Tegramin-30 الملمع شبه الأوتوماتيكيStruers6036127تلميع / طحن خشن / ناعم
ToF-SIMSIONTOF GmbH ، M & uuml ؛ nster ، ألمانياToF-SIMS V ، مجهزة بمسدس أيون معدني سائل ثنائي ومسدس فيضانيتم استخدامه للحصول على أطياف الكتلة وصور العينة.
الملمع الاهتزازي Vibromet 2Buehler67-1635-160خطوة التلميع النهائية
حل

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Szklarska-Smialowska, Z. Pitting corrosion of aluminum. Corrosion Science. 41, 1743-1767 (1999).
  2. Liu, M., et al. A first quantitative XPS study of the surface films formed, by exposure to water on Mg and on the Mg-Al intermeta....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Time of Flight Secondary Ion Mass SpectrometryToF SIMSMetal Paint InterfaceCorrosion AnalysisChemical MappingSurface Ion ImagingAluminum AlloySalt Solution ExposureSecondary Ion Mass SpectrometrySurface Sensitivity

Related Articles