Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giải thích Đặc trưng Hóa học của Phosphat trong các Phim Tribo ZDDP Mỏng bằng Kỹ thuật Quang phổ Electron X-quang Sử dụng Bức xạ Synchrotron: Bằng chứng về Ultraphosphat và Phosphat Hữu cơ
Tóm tắt
Quang phổ electron X-quang sử dụng nguồn synchrotron (SR-XPS) với năng lượng photon biến thiên đã được sử dụng để làm rõ không phá hủy các biến thiên trong hóa học bề mặt từ ~5 nm đến ~10 nm vào phim tribo được cấu thành từ zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) trong dầu khoáng dưới điều kiện bôi trơn biên giới. Tỷ lệ nguyên tố P/Zn và oxy “cầu nối” (BO)/oxy “không cầu nối” (NBO) giảm dần theo khoảng cách từ bề mặt trên cùng của phim, cho thấy sự giảm chiều dài chuỗi polyphosphate vào bên trong phim, như đã được chỉ ra trong nhiều nghiên cứu gần đây về XPS và XANES. Quan trọng hơn, tỷ lệ P/Zn đo được khoảng ~3, tỷ lệ BO/NBO lớn hơn 0,5, quang phổ P 2p, và sự vắng mặt của các cation cân bằng khác như sắt, cho thấy bằng chứng mạnh mẽ đầu tiên về sự tồn tại của ultraphosphate (như ZnP4O11), phosphat hữu cơ cùng với các Zn polyphosphate khác. Sự tồn tại của ultraphosphate và/hoặc phosphat hữu cơ trong phim này dường như là câu trả lời đã được chờ đợi từ lâu cho sự thiếu hụt rõ ràng của các cation trong các phim chống mài mòn này.
Từ khóa
#khóa học #quang phổ electron X-quang #bức xạ synchrotron #phim tribo #phosphat #ultraphosphat #phosphat hữu cơTài liệu tham khảo
Nicholls, M.A., Do, T., Norton, P.R., Kasrai, M., Bancroft, G.M.: Review of the lubrication of metallic surfaces by zinc dialkyl-dithiophosphates. Tribol. Int. 38, 15–39 (2005)
Spikes, H.: The history and mechanism of ZDDP. Tribol. Lett. 17, 469–489 (2004)
Kasrai, M., Fuller, Yin, M., Z., Brunner, R.W., Bancroft, G.M., Fleet, M.E., Fyfe, K., Tan, K.H.: Study of tribochemical film formation using X-ray absorption and photoelectron spectroscopies. In: Dowson, D. et al. (eds.) Lubricants and Lubrication: Lubrication at the Frontier, pp. 659–669. Elsevier Science, BV, Amsterdam (1995)
Fuller, M., Kasrai, M., Bancroft, G.M., Fyfe, K., Tan, K.H.: Solution decomposition of zinc dialkyl dithiophosphate and its effect on antiwear and thermal film formation studied by X-ray absorption spectroscopy. Tribol. Int. 31, 627–644 (1998)
Yin, Z., Kasrai, M., Fuller, M., Bancroft, G.M., Fyfe, K., Tan, K.H.: Application of soft X-ray absorption spectroscopy in chemical characterization of antiwear films generated by ZDDP Part I: the effects of physical parameters. Wear 202, 172–191 (1997)
Contarini, S., Tripaldi, G., Ponti, G., Lizzit, S., Baraldi, A., Paolucci, G.: Surface investigation of lubricant–metal interactions by synchrotron photoelectron spectroscopy. Appl. Surf. Sci. 108, 359–364 (1997)
Piras, F.M., Rossi, A., Spencer, N.D.: Combined in situ (ATR FT-IR) and ex situ (XPS) study of the ZnDTP–iron surface interaction. Tribol. Lett. 15, 181–191 (2003)
Heuberger, R., Rossi, A., Spencer, N.D.: XPS study of the influence of temperature on ZnDTP tribofilm composition. Tribol. Lett. 25, 185–196 (2006)
Eglin, M., Rossi, A., Spencer, N.D.: X-ray photoelectron spectroscopy analysis of tribostressed samples in the presence of ZnDTP: a combinatorial approach. Tribol. Lett. 15, 199–209 (2003)
Heuberger, R., Rossi, A., Spencer, N.D.: Pressure dependence of ZnDTP tribochemical film formation: a combinatorial approach. Tribol. Lett. 28, 209–222 (2007)
Grossiord, C., Martin, J.M., Le Mogne, T., Palermo, T.: UHV friction of tribofilms derived from metal dithiophosphates. Tribol. Lett. 6, 171–179 (1999)
Zhang, Z., Yamaguchi, E.S., Kasrai, M., Bancroft, G.M., Liu, X., Fleet, M.E.: Tribofilms generated from ZDDP and DDP on steel surfaces: Part 1, growth, wear and morphology. Tribol. Lett. 19, 211–220 (2005)
Martin, J.M.: Antiwear meachnisms of zinc dithiophosphate: a chemical hardness approach. Tribol. Lett. 6, 1–8 (1999)
Minfray, C., Martin, J.M., Esnouf, Le Mogne, C.T., Kersting, R., Hagenhoff, B.: A multi-technique approach of tribofilm characterization. Thin Solid Films 272, 447–448 (2004)
Mbarek, A., Graia, M., Chadeyron, G., Zambon, D., Bouaziz, J., Fourati, M.: Synthesis and crystal structure determination of yttrium ultraphosphate YP5O14. J. Solid State Chem. 182, 509–516 (2009)
Weil, M., Glaum, R.: Crystallization of ultraphosphates via the gas phase. The crystal structures of FeP4O11, ZnP4O11 and CdP4O11. Eur. J. Solid State Inorg Chem. 35, 495–508 (1998)
Mercier, C., Montagne, L., Sfihi, H., Palavit, G.: Surface alteration of zinc ultraphosphate glass in humid air at 140 degrees C. J. Non-Cryst. Solids 256/257, 124–129 (1999)
Seah, M.P., Dench, W.A.: Quantitative electron spectroscopy of surfaces: a standard data base for electron inelastic mean free paths in solids. Surf. Interface Anal. 1, 2–11 (1979)
Yeh, J.J.: Atomic Calculation of Photoionization Cross-Sections and Asymmetry Paprameters. Gordon and Breach science publishers, Langhorne (1993)
Clark, D.T., Fok, T., Roberts, G.G., Sykes, R.W.: An investigation by electron spectroscopy for chemical analysis of chemical treatments of the (100) surface of n-type InP epitaxial layers for Langmuir film deposition. Thin Solid Films 70, 261–283 (1980)
Brow, R.K.: An XPS study of oxygen bonding in zinc phosphate and zinc borophosphate glasses. J. Non-Cryst. Solids 194, 267–273 (1996)
Knipe, S.N., Mycroft, J.R., Pratt, A.R., Nesbitt, H.W., Bancroft, G.M.: X-ray photoelectron spectroscopic study of water adsorption on iron sulphide minerals. Geochim. Cosmochim. Acta 59, 1079–1090 (1995)
Dalby, K.M., Nesbitt, H.W., Zakaznova-Herzog, V.P., King, P.L.: Resolution of bridging oxygen signals from O 1s spectra of silicate glasses using XPS: Implications for O and Si speciation. Geochim. Cosmochim. Acta 71, 4297–4313 (2007)
Dake, L.S., Baer, D.R., Friedrich, D.M.: Auger parameter measurements of phosphorus compounds for characterization of phosphazenes. J. Vac. Sci. Technol. A 7, 1634–1638 (1989)