Nouvèl
01
Konpòtman oksidasyon nan ray pandan pwosesis fanm k'ap pile
2024-12-25
Pandan entèraksyon ki genyen ant abrazif ak ray, deformation plastik ray yo jenere chalè, ak friksyon ki genyen ant abrazif ak materyèl ray tou jenere chalè fanm k'ap pile. Se fanm k'ap pile nan ray asye te pote soti nan yon atmosfè natirèl, ak pandan pwosesis la fanm k'ap pile, materyèl la tren asye se inevitableman soksid anba chalè a nan fanm k'ap pile. Gen yon relasyon sere ant oksidasyon sifas nan ray asye ak boule ray. Se poutèt sa, li nesesè yo etidye konpòtman an oksidasyon nan sifas la tren pandan pwosesis la fanm k'ap pile.
Li te rapòte ke twa kalite fanm k'ap pile wòch ak fòs konpresiv yo te prepare, ak fòs nan 68.90 MPa, 95.2 MPa, ak 122.7 MPa, respektivman. Dapre lòd la nan fòs fanm k'ap pile wòch, GS-10, GS-12.5, ak GS-15 yo itilize yo reprezante twa gwoup sa yo nan fanm k'ap pile wòch. Pou echantiyon tren asye yo tè pa twa ansanm nan fanm k'ap pile wòch GS-10, GS-12.5, ak GS-15, yo respektivman reprezante pa RGS-10, RGS-12.5, ak RGS-15. Fè tès fanm k'ap pile nan kondisyon fanm k'ap pile nan 700 N, 600 rpm, ak 30 segonn. Yo nan lòd yo jwenn rezilta eksperimantal plis entwisyon, wòch la fanm k'ap pile tren adopte yon mòd kontak disk PIN. Analize konpòtman oksidasyon sifas tren an apre fanm k'ap pile.
Mòfoloji sifas nan tren asye tè a te obsève ak analize lè l sèvi avèk SM ak SEM, jan yo montre nan Fig.1. Rezilta SM nan sifas tè a montre ke kòm fòs la fanm k'ap pile wòch ogmante, koulè a nan sifas la tè a chanje soti nan ble ak jòn mawon nan koulè orijinal la nan tren an. Etid Lin et al. te montre ke lè tanperati fanm k'ap pile a pi ba pase 471 ℃, sifas tren an parèt koulè nòmal. Lè tanperati fanm k'ap pile a se ant 471-600 ℃, tren an montre limyè jòn boule, pandan ke lè tanperati a fanm k'ap pile se ant 600-735 ℃, sifas tren an montre boule ble. Se poutèt sa, ki baze sou chanjman an koulè nan sifas la tren tè, li ka dedwi ke kòm fòs la nan wòch la fanm k'ap pile diminye, tanperati a fanm k'ap pile a piti piti ogmante ak degre nan boule tren ogmante. EDS yo te itilize pou analize konpozisyon elemantè sifas tren asye tè a ak sifas anba debri. Rezilta yo te montre ke ak ogmantasyon nan fòs wòch fanm k'ap pile, kontni an nan O eleman sou sifas la nan tren an diminye, ki endike yon rediksyon nan obligatwa nan Fe ak O sou sifas la nan tren an, ak yon diminisyon nan degre nan oksidasyon nan tren an, ki konsistan avèk tandans nan chanjman koulè sou sifas la nan tren an. An menm tan an, kontni an nan O eleman sou sifas ki pi ba nan debri nan fanm k'ap pile tou diminye ak ogmantasyon nan fòs fanm k'ap pile wòch. Li se vo anyen ke pou sifas la nan tè a tren asye pa menm wòch la fanm k'ap pile ak sifas la anba nan debri a fanm k'ap pile, kontni an nan O eleman sou sifas la nan lèt la pi wo pase sa yo ki nan ansyen an. Pandan fòmasyon debri, deformation plastik rive ak chalè pwodwi akòz konpresyon nan abrazif; Pandan pwosesis la nan ekoulman debri, sifas anba a nan debri yo fwote kont sifas la fen devan abrazif la ak jenere chalè. Se poutèt sa, efè konbine deformation debri ak chalè friksyon mennen nan yon pi wo degre nan oksidasyon sou sifas anba a nan debri, sa ki lakòz yon kontni ki pi wo nan O eleman.
(a) Ki ba fòs fanm k'ap pile wòch tè sifas tren asye (RGS-10)
(b) Sifas nan tè tren asye ak mwayen fòs fanm k'ap pile wòch (RGS-12.5)
(c) gwo fòs fanm k'ap pile wòch tè sifas tren asye (RGS-15)
Fig. 1. Mòfoloji sifas, mòfoloji debri, ak analiz EDS nan ray asye apre fanm k'ap pile ak entansite diferan nan fanm k'ap pile wòch.
Yo nan lòd yo plis mennen ankèt sou pwodwi yo oksidasyon sou sifas la nan ray asye ak varyasyon nan pwodwi oksidasyon ak degre nan boule sifas ray, X-ray photoelectron spèktroskopi (XPS) te itilize yo detekte eta a chimik nan eleman nan kouch sifas la tou pre nan ray asye tè. Rezilta yo montre nan Fig.2. Rezilta analiz spectre konplè nan sifas tren an apre fanm k'ap pile ak diferan entansite nan wòch fanm k'ap pile (Fig.2 (a)) montre ke gen C1s, O1s, ak Fe2p pik sou sifas la tren tè, ak pousantaj la nan atòm O diminye ak degre nan boule sou sifas la tren, ki se ki konsistan avèk modèl la nan rezilta analiz sifas EDS la. Akòz lefèt ke XPS detekte eta elemantè yo toupre kouch sifas la (apeprè 5 nm) nan materyèl la, gen sèten diferans nan kalite yo ak sa ki nan eleman detekte pa XPS spectre konplè konpare ak substra tren an asye. Se pik C1s (284.6 eV) sitou itilize pou kalibre enèji obligatwa lòt eleman yo. Pwodwi oksidasyon prensipal la sou sifas ray asye se oksid Fe, se konsa spectre etwat Fe2p analize an detay. Fig.2 (b) a (d) montre analiz spectre etwat Fe2p sou sifas ray asye RGS-10, RGS-12.5, ak RGS-15, respektivman. Rezilta yo endike ke gen de pik enèji obligatwa nan 710.1 eV ak 712.4 eV, atribiye a Fe2p3/2; Gen pik enèji obligatwa nan Fe2p1/2 nan 723.7 eV ak 726.1 eV. Pik satelit Fe2p3/2 se nan 718.2 eV. De pik yo nan 710.1 eV ak 723.7 eV yo ka atribiye nan enèji a obligatwa nan Fe-O nan Fe2O3, pandan y ap pik yo nan 712.4 eV ak 726.1 eV yo ka atribiye a enèji nan obligatwa nan Fe-O nan FeO. Rezilta yo endike ke Fe3O4 Fe2O3. Pandan se tan, pa gen okenn pik analyse detekte nan 706.8 eV, ki endike absans eleman Fe sou sifas ray tè a.
(a) Analiz spectre konplè
(b) RGS-10 (ble)
(c) RGS-12.5 (limyè jòn)
(d) RGS-15 (koulè orijinal tren asye)
Fig.2. XPS analiz de sifas tren ak diferan degre nan boule
Pousantaj zòn pik yo nan spectre etwat Fe2p montre ke soti nan RGS-10, RGS-12.5 a RGS-15, pousantaj zòn pik yo nan Fe2 + 2p3/2 ak Fe2 + 2p1/2 ogmante, pandan y ap pousantaj zòn pik yo nan Fe3 + 2p3/2 ak Fe3 + 2p1/2 diminye. Sa a endike ke kòm degre nan sifas boule sou tren an diminye, kontni an Fe2 + nan pwodwi yo oksidasyon sifas ogmante, pandan y ap Fe3 + kontni an diminye. Konpozan yo diferan nan pwodwi yo oksidasyon rezilta nan diferan koulè nan tren an tè. Pi wo degre nan boule sifas (ble), pi wo kontni an nan pwodwi Fe2O3 nan oksid la; Pi ba degre nan boule sifas, pi wo kontni an nan pwodwi FeO.