测试报告

摩擦样件磨损表面的分析

1试验设备 

使用PHI5700 ESCA型光电子能谱仪对磨损表面及未磨损表面进行分析。分析器的功函数用纯银试样校准,Ag3d5/2峰位于368.25eV。采用全谱扫描分析表面成分,通过能为187.85 eV,步长为0.800 eV;全谱扫描主要反映了样品表面所包含的元素种类。测定表面及不同剥蚀时间的Fe2p、O1s、C1s、N1s谱峰时采用多道扫描,通过能为29.35 eV,多道扫描可以反映各元素的价态信息。深度成分分析采用3kV氩离子枪剥蚀,剥蚀面积4mm×4mm,电流密度约30μA/cm2,剥蚀速度约为2-3nm/min,分析与剥蚀交替进行。

2)试样准备

使用轴承钢制作摩擦副,按MC3程序、加入KOPOHA油进行20小时磨损试验,为生成保护层,并对试验后的下试件用线切割成10mm×20mm×2mm的小试件,使用酒精在超声中清洗30分钟,并保存在干净的酒精溶液中。

3)分析结果



对磨损表面使用氩离子剥蚀3分钟,进行全谱扫描,结果如图1-1所示,全谱扫描显示保护层的主要成分是Fe和O,并有少量C、N,各元素原子百分含量见表1-1。多道扫描显示,Fe有多种价态,碳主要是Fe3C的价态,仪器未检测到Si和Mg,铬和氮的信号较弱,氧主要以金属氧化物形式存在。多道扫描如图1-2所示。


对Fe2p峰的拟合结果见图1-3,对应于各价态的Fe在总含量所占比例见表1-2。


使用氩离子继续剥蚀15分钟后进行全谱扫描,结果如图1-4所示,原子百分含量见表1-3。多道扫描见图1-5。

1-3 溅射3分钟后,对Fe2p峰的拟合

多道扫描显示铁峰变窄,主要是纯铁价态,其他价态的铁已很少,碳1s峰变宽,存在Fe3C和 ε- FexC (x=2-3)的混合价态,一般对淬火低温回火GCr15钢进行XPS分析时C1s主要反映FexC信息,弥散分布的FexC是淬火低温回火GCr15钢中碳的主要存在形式之一。这表明保护层的氧化物浓度随深度逐渐降低。


1-4 原子百分含量(未磨表面溅射 3 min

未磨表面经氩离子溅射3分钟后的全谱扫描如图1-6, 全谱扫描显示Fe很多,O很少,有少量Cr、C、N。各元素原子百分含量见表1-4。多道扫描见图1-7,显示铁峰较窄,主要是0价铁,其他价态的铁很少,碳1s峰变宽,存在Fe3C和ε- FexC (x=2-3)的混合价态。



 

 

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