Вести
01
Однесување на оксидација на шините за време на процесот на мелење
2024-12-25
За време на интеракцијата помеѓу абразиви и шини, пластичната деформација на шините генерира топлина, а триењето помеѓу абразиви и материјали за шини исто така генерира топлина за мелење. Мелењето на челичните шини се врши во природна атмосфера, а за време на процесот на мелење, материјалот од челичната шина неизбежно се оксидира под топлината на мелењето. Постои блиска врска помеѓу површинската оксидација на челичните шини и изгорениците на шините. Затоа, неопходно е да се проучи оксидационото однесување на површината на шината за време на процесот на мелење.
Пријавено е дека се подготвени три типа на камења за брусење со јакост на притисок, со јачина од 68,90 MPa, 95,2 MPa и 122,7 MPa, соодветно. Според редоследот на јачината на каменот за мелење, GS-10, GS-12.5 и GS-15 се користат за претставување на овие три групи на камења за мелење. За примероците од челична шина мелени со три сета мелење камења GS-10, GS-12.5 и GS-15, тие се соодветно претставени со RGS-10, RGS-12.5 и RGS-15. Спроведете тестови за мелење во услови на мелење од 700 N, 600 вртежи во минута и 30 секунди. Со цел да се добијат поинтуитивни експериментални резултати, каменот за мелење шини прифаќа режим на контакт со диск со пинови. Анализирајте го оксидациското однесување на површината на шината по мелењето.
Морфологијата на површината на заземјената челична шина беше забележана и анализирана со помош на SM и SEM, како што е прикажано на Сл.1. Резултатите од SM на површината на шината на земјата покажуваат дека како што се зголемува јачината на каменот за мелење, бојата на површината на земјата шина се менува од сина и жолта кафена до оригиналната боја на шината. Студијата на Лин и сор. покажа дека кога температурата на мелење е под 471 ℃, површината на шината се појавува нормална боја. Кога температурата на мелење е помеѓу 471-600 ℃, шината покажува светло жолти изгореници, додека кога температурата на мелење е помеѓу 600-735 ℃, површината на шината покажува сини изгореници. Затоа, врз основа на промената на бојата на површината на шината на земјата, може да се заклучи дека како што се намалува јачината на каменот за мелење, температурата на мелење постепено се зголемува и степенот на изгорување на шината се зголемува. ЕДС беше искористен за да се анализира елементарниот состав на површината на заземјената челична шина и на долната површина на остатоците. Резултатите покажаа дека со зголемување на јачината на каменот за мелење, содржината на елементот O на површината на шината се намали, што укажува на намалување на врзувањето на Fe и O на површината на шината и намалување на степенот на оксидација на шината, во согласност со трендот на промена на бојата на површината на шината. Во исто време, содржината на елементот О на долната површина на остатоците од брусење исто така се намалува со зголемување на јачината на каменот за мелење. Вреди да се напомене дека за површината на челичната шина заземјена од истиот камен за мелење и долната површина на остатоците од мелење, содржината на елементот О на површината на вториот е поголема од онаа на првата. За време на формирањето на остатоци, се јавува пластична деформација и се создава топлина поради компресија на абразиви; За време на процесот на одлив на остатоци, долната површина на остатоците се трие на предната крајна површина на абразивот и генерира топлина. Затоа, комбинираниот ефект на деформација на отпадот и топлината на триење доведува до повисок степен на оксидација на долната површина на остатоците, што резултира со поголема содржина на елементот О.
(а) Површина на шина од мелено челично мелење со ниска јачина (RGS-10)
(б) Површина на челична шина со камен за мелење со средна јачина (RGS-12.5)
(в) Површина на шина од мелено челично мелење со висока јачина (RGS-15)
Сл. 1. Површинска морфологија, морфологија на остатоци и EDS анализа на челични шини по мелење со различен интензитет на мелење камења
Со цел дополнително да се истражат производите на оксидација на површината на челичните шини и варијацијата на производите на оксидација со степенот на изгорување на површината на шината, фотоелектронска спектроскопија на Х-зраци (XPS) беше користена за откривање на хемиската состојба на елементите во блискиот површински слој на заземјените челични шини. Резултатите се прикажани на сл.2. Резултатите од анализата на целосниот спектар на површината на шината по мелење со различен интензитет на мелење камења (слика 2 (а)) покажуваат дека на површината на шината на земјата има врвови C1s, O1s и Fe2p, а процентот на атомите на O се намалува со степенот на изгорување на површината на шината, што е во согласност со моделот на резултатите од анализата на површината на шината EDS на шината. Поради фактот што XPS ги детектира елементарните состојби во близина на површинскиот слој (околу 5 nm) на материјалот, постојат одредени разлики во типовите и содржината на елементите откриени со целиот спектар на XPS во споредба со подлогата од челичната шина. Врвот C1s (284,6 eV) главно се користи за калибрирање на енергиите на врзување на другите елементи. Главниот производ на оксидација на површината на челичните шини е Fe оксид, така што тесниот спектар на Fe2p е детално анализиран. Сл.2 (б) до (г) ја прикажуваат анализата на тесен спектар на Fe2p на површината на челичните шини RGS-10, RGS-12.5 и RGS-15, соодветно. Резултатите покажуваат дека постојат два енергетски врвови на врзување на 710,1 eV и 712,4 eV, припишани на Fe2p3/2; Постојат сврзувачки енергетски врвови на Fe2p1/2 на 723,7 eV и 726,1 eV. Сателитскиот врв на Fe2p3/2 е на 718,2 eV. Двата врвови на 710,1 eV и 723,7 eV може да се припишат на енергијата на врзување на Fe-O во Fe2O3, додека врвовите во 712,4 eV и 726,1 eV може да се припишат на енергијата на врзување на Fe-O во FeO. Резултатите укажуваат дека Fe3O4 Fe2O3. Во меѓувреме, не беше откриен аналитички врв на 706,8 eV, што укажува на отсуство на елементарен Fe на површината на земјата шина.
(а) Анализа на целосен спектар
(б) RGS-10 (сина)
(в) RGS-12.5 (светло жолта)
(г) RGS-15 (оригинална боја на челична шина)
Сл.2. XPS анализа на шински површини со различен степен на изгореници
Процентите на врвната површина во тесниот спектар Fe2p покажуваат дека од RGS-10, RGS-12.5 до RGS-15, процентите на површината на врвовите на Fe2+2p3/2 и Fe2+2p1/2 се зголемуваат, додека процентите на површината на врвовите на Fe3+2p3/2 и Fe3+2p1/2 се намалуваат. Ова покажува дека како што се намалува степенот на изгореници на површината на шината, содржината на Fe2+ во производите на површинска оксидација се зголемува, додека содржината на Fe3+ се намалува. Различните компоненти на производите на оксидација резултираат со различни бои на земјената шина. Колку е поголем степенот на изгорување на површината (сина), толку е поголема содржината на производите Fe2O3 во оксидот; Колку е помал степенот на изгорување на површината, толку е поголема содржината на производите на FeO.