逆向工程刹车片分析

汽车的创造和制造青睐于复合材料的轻量化、坚固性和吸能特性。欧洲杯足球竞彩其中包括汽车的刹车系统。

刹车片及其衬里是由粘合剂、增强纤维、衬垫、摩擦性能改进剂四部分组成的复杂材料。欧洲杯足球竞彩在微观层面分析这些材料需要分离材欧洲杯足球竞彩料中的每个元素相。这些分析有助于了解此类材料的磨损特性、逆向工程或失效分析。欧洲杯足球竞彩

x射线显微分析中的元素映射将显示材料中的元素分布，但不能显示整个故事。复杂的材料，如刹车片和衬欧洲杯足球竞彩里有许多模糊的物质阶段，往往是单独的矿物氧化物。

为了对材料进行准确的分析，研究人员需要设备来表征每一个分离的相。2020欧洲杯下注官网Thermo Scientific TM x射线显微分析系统包含一个专有的主成分分析算法，称为COMPASS PCA。

Compass PCA分析了利用光谱成像的SEM / EDS采集所采取的光谱集合，其在所获取的SEM图像中的每个像素提供频谱。数据集提供了PCA分析的统计基础。

Compass PCA对每个统计上单独的相分类而不包括元素组成。该方法在命名的网络研讨会记录中详细解释，“释放指南针PCA的力量”。

此刻，有四种已知的摩擦制动组合物。这些是石棉，半金属，非石棉有机（Nao）和陶瓷。

石棉

作为制动衬块的初始产生，石棉制动衬块在它们内部具有约4​​0至60％的石棉材料。使用石棉的最大好处是它的低成本。然而，由于导致肺癌的石棉材料，含有它主要停止的产品欧洲杯足球竞彩。

Semi-Metallic摩擦配方

半金属制动衬块由衬里制成，该衬里利用钢丝作为增强纤维。其中大多数由至少60％的重量钢制成。钢纤维作为框架进行，以将摩擦成分固定到位。

非石棉有机摩擦配方

由用于加强摩擦材料的有机纤维组成并使刹车片提供强度，非石棉有机（NaO）制动衬块是另一种选择。欧洲杯足球竞彩最初创建它们以取代石棉垫，并包括钢重量不到20％。

陶瓷配方

陶瓷刹车片从20世纪80年代中期开始使用，没有钢纤维。相反，他们使用陶瓷和铜纤维来控制散热。

在制造汽车刹车片或刹车片的过程中，一个巨大的问题是如何管理这些部件的成分和分销。原材料的配方和分布的再现性对于最后制作鞋垫或鞋的音质控制是很重要的。欧洲杯足球竞彩

扫描电子显微镜(SEM)中的x射线显微分析利用能量色散光谱(EDS)来确定刹车片中的材料组成。欧洲杯足球竞彩在此分析中添加统计方法，可用于了解刹车片或刹车片中每个部件的分布和相位。

欧洲杯足球竞彩材料和方法

在该分析中使用的制动衬垫佩戴，因此通过各种加热和冷却循环，包括暴露于苛刻的天气条件和用于在路上融化雪的盐。

衬垫的样品从底板和嵌入环氧树脂，测量大约1英寸× 1英寸。然后用不同粒度的磨砂抛光嵌入的样品，最后用1微米的磨砂抛光。未包覆的样品在JEOL JSM-7001F扫描电子显微镜(SEM)上进行分析。

利用EDS系统采集和测量x射线数据Thermo Scientific Pathfinder系统用一个10平方毫米的硅漂移探测器。光谱成像数据是在20千伏加速电位、30倍放大和1024像素分辨率下采集的。

结果

对样品的扫描电镜检查显示了刹车片材料的许多相，其中一些相相当大(如图1所示)。

图1所示。刹车片样品的SEM图像。

样品的X射线分析表明存在16个元素（见图2）。诸如Fe，O和C之类的一些元素最常存在。Zn k线峰的存在表明存在Zn。然而，Na K线在Zn L线上交叉，这使得识别元素Na复合物。

图3说明了基本的x射线图。为了进一步研究光谱成像数据，我们利用红、绿、蓝(RGB)叠加的元素来确定一些可能存在的化合物。因为Ba和S存在于样品中，所以首先探索的化合物是BaSO₄．

黄色颗粒（可以通过红色和欧洲杯猜球平台绿色识别，所述红色和绿色）显示在同一位置中的BA和S的存在。因此，BA和S，最有可能以BASO的形式₄(如图4所示)。如图4所示的红色粒子表明S存在于其他化合物中欧洲杯猜球平台。大多数元素的浓度很低，分布很稀疏。

图5显示了Na和Zn（黄色颗粒）的分布，允许一个人得出结论，可能不存在NA。欧洲杯猜球平台较大的黄色（Na和Zn）颗粒的获取光谱（如图6所示）表明存在Zn L峰，但Na k峰值不是，并且表明NA不存在Zn存在于样品中．

由于样品中有许多光元素，O的分布也各不相同，所以这些元素中有很多可能是氧化物，组成较为复杂。由于大量的元素，RGB技术的使用可能会被证明是冗长和拖沓的。

采用了COMPASS主成分分析(PCA)来支持数学方法，并对样本进行更详细的分析。

图2。衬垫样品的x射线光谱。

图3。x射线图显示了刹车片样品中的元素分布。

图4。Ba和S的分布。

图5。在灰色参考图像上叠加Zn和Na x射线图。

图6。提取的Na / Zn颗粒区的光谱。

罗经主成分分析结果

区域方法和频谱方法是使用指南针PCA时的两个可用过程。该区域方法在每个组件的区域的重要性，其中频谱方法使用频谱来定位组件。

COMPASS主成分分析结果表明，使用面积法(见图7)或频谱法时，共有21个分量。通过观察组分图像及其对应的光谱，可以发现一些组分可以混合在一起，如C2和C20是碳组分(如图9所示)。

在观察了每个不同组分的光谱后，有些组分的组成是相同的，只是元素的浓度不同。比较各组分，发现只有13种不同的组分存在。在COMPASS PCA中输入组件的总数为13，并重新提取组件，将提供13个不同的组件(如图10所示)。

使用组件映射，研究人员可以看到C6是Zn组件(如图11所示)，C12是FeCuS组件(图12)。在分析过程中，每一个都被保存为不同的成分。在此之后，工作就是查看每个成分的光谱，并找出是否可以合并更多的光谱。

C1、C7和C11都显示了类似的元素(参见图13)。不过，组件1的AI含量比C7和C11大。此外，C1和C11都含有锌，而C7缺乏锌。以这种方式比较每个组件需要相当多的时间。

通过使用罗盘发动机及其利用统计数据来数学地发现各个阶段的更简单和更有效的方式。

图14展示了从减少的13个COMPASS组件中提取的相位。分析各相的光谱和分布说明了刹车片的组成(图15)。

将10个相分布图像叠加到参考电子图像上，显示了每个相的单独分布(图16)。

图7。使用区域分析方法的焊盘样品的主要成分。

图8。采用光谱法对垫样主成分进行分析。

图9。组分20和组分2的比较显示C组分中的相似性。

图10。提取的x射线地图仅限于13个独特的成分。

图11。组分6，Zn富分量。

图12。成分12，富fecu组分。

图13。比较C1, C7和C11的光谱。

图14。相由13个组分计算而成。

图15。阶段分析显示制动垫的组成。

图16。将10个相位叠加到显示相位分布的灰度参考图像上。

结论

本文分析的汽车盘式制动器是一种半金属型垫片，EDS分析发现其铁含量较大。除了铁，还有15种替代元素，有助于煞车片配方。

这种特殊的样品成分非常复杂，很难分析。利用RGB方法覆盖元素地图将花费大量时间。然而，通过支持统计方法，分析更简单，花费更少的时间。

利用光谱成象获得元素图的方法，罗经主成分分析为了确定重要组件，然后使用组件发现阶段比单独使用X射线图更有效。

此外，通过使用这种方法，在分析过程中引入的人为偏差要少得多。本文阐述了一种快速而全面的方法，通过使用光谱成像和主成分分析，来分析包含多种组成化合物的元素的复杂材料。欧洲杯足球竞彩

参考资料及进一步阅读

1. www.waynesgarage.com/docs/brake_material.htm

此信息已采购，从Thermo Fisher Scientific - 材料和结构分析提供的材料提供，调整和调整。欧洲杯足球竞彩

有关此来源的更多信息，请访问赛莫费雪科学材料与结构分析。欧洲杯足球竞彩