用于近原子尺度探测环境敏感材料的激光装备气反应室
材料科学
2022-04-06 v2
摘要
众多冶金与材料科学应用依赖于对环境敏感材料及其瞬态的定量原子尺度表征。研究材料在特定气体氛围中经受热化学处理所生效应，对专门探究材料对某些氧化或氢环境的耐受性至关重要。其亦对催化材料、氧化物直接还原、特定表面科学反应或纳米颗粒制备途径之研究十分重要。本手稿在一称为 Reacthub 的热化学反应室上实现此类实验，并允许在低温与超高真空工作流条件下转移处理后的材料，以供原子探针或扫描 Xe+/电子显微镜表征。本研究讨论两例。一协议为高锰孪生诱发塑性钢在氘气充入（25 kPa D2，200 {\deg}C）及表征氢在各类特征（尤指晶界）的渗入与捕获，以图关联至该钢氢脆敏感性。充氘后成功检出氘，但多数衬度源自络离子 FeOD+ 信号，该特征或为伪像。第二例考量单晶浮士体样品的直接氘还原（5 kPa D2，700 {\deg}C），表明标准热化学处理致纳米尺度快速还原。欲对这些现象完全确信尚待进一步研究，但实验成功展示如何实现捕获环境敏感瞬态、并可经原子探针显微镜原子尺度分析的离位热化学处理。
引用
@article{arxiv.2107.11987,
title = {Laser-equipped gas reaction chamber for probing environmentally sensitive materials at near atomic scale},
author = {Heena Khanchandani and Ayman A. El-Zoka and Se-Ho Kim and Uwe Tezins and Dirk Vogel and Andreas Sturm and Dierk Raabe and Baptiste Gault and Leigh Stephenson},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.11987},
year = {2022}
}