|
Abstract:
|
Perinteisesti pintojen kestävyyttä ja ulkonäköä on parannettu erilaisilla pinnoitus- ja pintakäsittelymenetelmillä, kuten maalaamalla tai hiomalla. Parhaaseen tulokseen kuitenkin päästään, kun hyvät pintaominaisuudet ovat lähtöisin jo itse materiaalista.Ruostumaton teräs on materiaali, jonka pinnalle muodostuva oksidikerros suojaa sitä korroosiolta. Tämä passiivikalvo on myös vaurioituessaan nopeasti uusiutuva, sillä se muodostuu itsestään teräksen seosaineiden ja ympäristön hapen reagoidessa keskenään. Passiivikalvon ominaisuuksia voidaan parantaa muuttamalla teräksen seosainekoostumusta, jolloin se saadaan kestäväksi vaativissakin korroosioympäristöissä. Ruostumattomista ja hiiliteräksistä työstettyjä osia voidaan lisäksi käsitellä edelleen, esimerkiksi valmistamalla kulumis- ja korroosionkestävyyttä parantavia pinnoitteita. Viime vuosina materiaalien pintatutkimuksessa on tarkasteltu yhä enemmän myös pintojen nanomittakaavan ominaisuuksia ja mahdollisuuksia niiden muokkaamiseen. Uusia, tähän perustuvia pinnoitustekniikoita on kehitteillä useille eri materiaaliryhmille, mukaan lukien teräsmateriaalit. Ruostumattoman teräksen passiivikalvo on jo itsessään nanorakenteinen pinnoite, joka vaikuttaa erityisesti pinnan reaktiivisuuteen. Tästä syystä sen synnyn ja ominaisuuksien tunteminen on tärkeää varsinkin, kun pinnalle halutaan luoda kemiallisesti uudenlaisia rakenteita. Tässä työssä tarkastellaan oksidisten nanorakenteiden syntyä kahden eri tavoin seostetun austeniittista AISI 334-teräslajia muistuttavan näytteen pinnalle. Kahden AISI 334-teräslajia muistuttavan austeniittisen ruostumattoman teräksen hapettumisen alkuvaiheita tutkittiin alhaisissa lämpötiloissa. Tavoitteena oli selvittää puhdasta FeCrNi-seosta ja titaanistabiloitua "Real World" -sulatusnäytettä vertailemalla, miten teräslajille tyypilliset seosaineet vaikuttavat oksidisten nanorakenteiden syntyyn ja passivaatioon.Oksidiset nanorakenteet kasvatettiin antamalla puhtaan hapen reagoida tyhjiössä pelkistetyn näytepinnan kanssa. Hapetuskäsittelyjen jälkeen oksidikerrosten koostumus ja rakenne karakterisoitiin röntgenviritteisellä fotoelektronispektroskopialla. Vaihtelemalla annettujen happialtistusten suuruutta ja hapetuslämpötilaa saatiin tietoa hapettumisen eri vaiheista ja olosuhdemuuttujien vaikutuksesta. |