识别分片钢轴染色区元素化学组成

钢轴承通常涂层增强硬性性,穿戴阻抗和反扰性能涂层还提供更好的腐蚀防护和整形外观所有这些素质提高组件性能和服务寿命

热科学K-AphaX射线光电分光计图1综合XPS工具用钢基测试轴承并用厚度大于100纳米的铅/锡电涂层用于识别分片钢轴承上染色面积的化学和元素组成从工厂发货后发生轴承染色污点不严重影响轴承性能,但客户对外表不满意。

图1热科学K-AphaXPS

XPS是一种快速非损耗技术,开发用于描述表面特征技术量性响应化学状态变换,并极面敏感在本案中,XPS用于检测正常带区和染色区之间的化学变化

实验

K-Apha系统有点对点能力,可用于识别样本染色部分和无染部分之间的化学和元素差分广扫描光谱采集样本三点K-Apha系统独有反射光学系统采集样本图像,图2可见取出狭小区域光谱测试点化学差采样区最终绘制后,在X光束下采集采样阶段并收集每个成像像像素128道快照光谱

图2CCD图像使用K-Apha反射光学系统采集样本

结果

图3显示测量频谱,发现无染和染色区锡和铅相对量有重大差异量化表(表1)显示未沾染区发现的锡比染色区多不同含铅/丁含电荷成分往往略异外观,而这种染色外观可能是由于不同含精涂层组成染色区还多得多碳,可影响表面外观

图3元素识别三大分析点

表1测量光谱识别元素量化表

原子集中率/%
元素分量	无Stain	stain(光线)	斯坦克语
C级	52.0	70.5	72.4
O级	30.0	21.2	19.7
Pb	4.0	6.6	6.9
sn系统	12.4	1.0	0.2
巴市	1.1	0.7	0.5
音频	0.5	(tr)	(tr)

图4和图5描述化学状态分析高分辨率Sn和Pb光谱无染区显示含铅金属和铅与氧化锡混合检测到相对化学状态的重大差铅几乎完全氧化染色区,这些染色区锡含量极低。底部铅可保护免被完全氧化XPS系统采样深度但这些染色区域没有这种保护

图4从三大分析点对Pb化学状态分析

XPS样本地图描述化学和元素状态跨承接面分布带状面量化成像验证含铅氧化物和含碳量在染色区较高

图5天线从无染区

Aventaage软件是K-Alpha数据系统,它允许用户绘制集中比图锡总铅比图显示这两个元素集中度相关差(图6)。

图6锡对总铅比图

结论

上头热科学K-AphaX射线光电分光计成功使用评价钢基轴承上的污点技术直接简单检测无染区和染色区之间的差异高碳低锡和高氧化铅富集

XPS结果匹配可能的染色原因数,例如沉积前用电或沉积法问题,沉积碳基污染物或损耗保护层,使该地区发生腐蚀并产生染色

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