钢制轴承通常涂有涂层，以提高硬度、耐磨性和抗摩擦性能。该涂层还为轴承提供了更好的防腐保护和外观。所有这些品质都会提高部件的性能和使用寿命。
热科学K-αX射线光电子能谱仪（图1）是一个集成的XPS工具，用于测试带有钢底座和铅/锡共晶涂层的轴承，厚度测量值>100 nm。它被用来确定分裂钢轴承上染色区域的化学和元素组成。轴承上的污渍发生在从工厂装运后。污渍对轴承性能影响不大，但客户对其外观不满意。
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图1。热科学K-αXPS
XPS是一种快速无损的技术，用于表征表面。这项技术是定量的，对化学状态的变化反应灵敏，而且对表面也极为敏感。在这种情况下，XPS用于检测轴承正常区域和染色区域之间的化学变化。
实验
K-Alpha系统具有点和发射能力，可用于识别样本染色部分和未染色部分之间的化学和元素差异。在样品的三个光学上不同的点上获得了宽扫描测量光谱。K-Alpha系统独特的反射光学系统捕获了样品的图像，如图2所示。然后通过获得窄区域光谱来测试这些点的化学差异。最后，在X射线束下对样品台进行光栅化，并在每个成像像素处收集128通道快照光谱后，绘制样品区域。
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图2。使用K-Alpha反射光学系统采集的样品的CCD图像
结果
图3显示了未染色和染色区域中锡和铅的相对含量存在重大差异的调查光谱。量化表（表1）显示，未染色区域的锡含量高于染色区域。铅/锡共晶的不同成分往往具有略微不同的外观，这种着色外观可能是由于轴承共晶涂层的不同成分造成的。染色区域也有相当多的碳，这可能会影响表面的外观。
图3。三个分析点的元素鉴定
表1。根据调查光谱确定的元素量化表
| 原子浓度/% |
| 元素 |
没有污点 |
色斑（浅色） |
染色（深色） |
| C |
52 |
70.5 |
72.4 |
| O |
30 |
21.2 |
19.7 |
| PB |
4 |
6.6 |
6.9 |
| 锡 |
12．4 |
１．０ |
０．２ |
| 文学士 |
1．1 |
0．7 |
０．５ |
| 锌 |
０．５ |
（tr） |
（tr） |
图4和5描述了化学状态分析，使用未染色区域的高分辨率Sn和Pb光谱，显示了铅金属和铅锡氧化物的混合物。检测到化学状态相对数量的主要差异。在锡浓度非常低的着色区域，铅几乎被完全氧化。通过在未染色区域内形成氧化锡涂层，可以保护底层铅不被完全氧化光电子能谱采样深度。但是，染色区域没有这种保护。
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图4。从三个分析点分析铅的化学状态
样品的XPS图描述了化学和元素状态在轴承表面的分布。轴承表面的定量成像证实了染色区域的氧化铅和碳含量较高。
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图5。未染色区域的锡光谱
avante软件是K-Alpha的数据系统，它允许用户构建集中度图。锡与总铅的比例图显示了这两种元素浓度的相关差异(图6)。
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图6。锡与总铅比率图
结论
这个热科学K-αX射线光电子能谱仪已成功用于评估钢基轴承上的污渍。该技术可直接、简单地检测未染色和染色区域之间的差异。在染色区域观察到高碳、低锡和高氧化铅浓度。
XPS结果匹配的数量可能导致染色,如共晶沉积前的问题或方法的共晶沉积,沉积碳污染物,或损失的保护层,使腐蚀发生在那个地区导致污渍。
本信息来源、审查和改编自Thermo Fisher Scientific–X射线光电子能谱（XPS）提供的材料。欧洲杯足球竞彩
有关此来源的更多信息，请访问Thermo Fisher Scientific - x射线光电子能谱(XPS).