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The paper presents the microstructure, chemical and phase composition of thin scale, obtained as a result of high temperature corrosion of X20Cr13 stainless steel. Samples were exposed to gas atmosphere of the following composition: 0.25 vol.% of SO2 and 99.75 vol.% of Ar at 600 °C for 5 h. As a consequence, thin compact scale was formed on steel surface.
This scale consisted of three different zones. An amorphous zone was formed close to steel surface. Then, nanocrystalline Zone could be observed. Finally, larger grains were formed during the corrosion process. The analysis of the chemical composition revealed higher concentration of chromium near steel surface. In contrast, to chromium, the content of iron, increased near the scale surface. It was found out that the (Cr, Mn, Fe)5O12 phase appeared in the thin scale.
In Kohlekraftwerken mit Oxyfuel-Technologie erfolgt die Verbrennung unter Zufuhr von reinem Sauerstoff. Damit steht für die Abscheidung und Speicherung von CO2 ein Rauchgas mit hohem CO2-Anteil zur Verfügung (CCS-Technologie). Aufgrund dieses Verbrennungsprozesses ändert sich im Wesentlichen die Rauchgaszusammensetzung hin zu hohem H2O- und SO2 -Anteil. Deshalb wurden in verschiedenen Laboratorien kommerzielle Kraftwerksstähle unter den entsprechenden korrosiven Bedingungen getestet. Im Vergleich zur herkömmlichen Verbrennungsmethode zeigten die ferritisch-martensitischen Stähle schon nach 1000 h Auslagerungszeit unter Oxyfuel-Bedingungen eine durch einen deutlich erhöhten Materialverlust gekennzeichnete Korrosion. Eine Möglichkeit um dennoch die Lebensdauer dieser Stähle zu gewährleisten, besteht im Aufbringen geeigneter Schutzschichten auf die Stahloberfläche. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Bewertung von Sol-Gel-Aluminiumoxidschichten als Schutz vor Korrosion in Oxyfuel-Rauchgas-Atmosphäre. Diese wurden auf den warmfesten Stahl X20CrMoV12-1 (X20) mittels der Tauchmethode aufgebracht. Anschließend erfolgte eine Auslagerung der beschichteten Proben für 1000 h bei 600 °C in einer H2O-CO2-O2-SO2 -Atmosphäre.
Im Vergleich zum unbeschichteten Stahl X20 war der Materialverlust des beschichteten Stahls deutlich geringer. Insbesondere konnte durch die Aluminiumoxidschicht der Transport von CO2 und SO2 zur Stahloberfläche verhindert werden.
In Kohlekraftwerken mit Oxyfuel-Technologie erfolgt die Verbrennung unter Zufuhr von reinem Sauerstoff. Damit steht für die Abscheidung und Speicherung von CO2 ein Rauchgas mit hohem CO2-Anteil zur Verfügung (CCS-Technologie). Aufgrund dieses Verbrennungsprozesses ändert sich im Wesentlichen die Rauchgaszusammensetzung hin zu hohem H2O- und SO2 -Anteil. Deshalb wurden in verschiedenen Laboratorien kommerzielle Kraftwerksstähle unter den entsprechenden korrosiven Bedingungen getestet. Im Vergleich zur herkömmlichen Verbrennungsmethode zeigten die ferritisch-martensitischen Stähle schon nach 1000 h Auslagerungszeit unter Oxyfuel-Bedingungen eine durch einen deutlich erhöhten Materialverlust gekennzeichnete Korrosion. Eine Möglichkeit um dennoch die Lebensdauer dieser Stähle zu gewährleisten, besteht im Aufbringen geeigneter Schutzschichten auf die Stahloberfläche. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung und Bewertung von Sol-Gel-Aluminiumoxidschichten als Schutz vor Korrosion in Oxyfuel-Rauchgas-Atmosphäre. Diese wurden auf den warmfesten Stahl X20CrMoV12-1 (X20) mittels der Tauchmethode aufgebracht. Anschließend erfolgte eine Auslagerung der beschichteten Proben für 1000 h bei 600 °C in einer H2O-CO2-O2-SO2 -Atmosphäre.
Im Vergleich zum unbeschichteten Stahl X20 war der Materialverlust des beschichteten Stahls deutlich geringer. Insbesondere konnte durch die Aluminiumoxidschicht der Transport von CO2 und SO2 zur Stahloberfläche verhindert werden.
A model system was used to simulate the properties of tribofilms which form during automotive braking. The model system was prepared by ball milling of a blend of 70 vol.% iron oxides, 15 vol.% molybdenum disulfide and 15 vol.% graphite. The resulting mixture was characterized by X-ray powder diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and various transmission electron microscopic (TEM) methods, including energy dispersive X-ray spectroscopy (EDXS), high resolution investigations (HRTEM) with corresponding simulation of the HRTEM images, diffraction methods such as scanning nano-beam electron diffraction (SNBED) and selected area electron diffraction (SAED). It could be shown that the ball milling caused a reduction of the grain size of the initial components to the nanometer range. Sometimes even amorphization or partial break-down of the crystal structure was observed for MoS2 and graphite. Moreover, chemical reactions lead to a formation of surface coverings of the nanoparticles by amorphous material, molybdenum oxides, and iron sulfates as derived from XPS.