オイル劣化前後の摩擦特性とトライボ被膜解析

摩擦特性を左右するナノレベルのトライボ被膜を評価できます

エンジンオイルの劣化と摩擦特性変化

自動車の燃費向上のため、エンジンオイルには摩擦調整剤、極圧剤、清浄剤など様々な添加剤が含まれます。高温且つエンジン燃焼により生成した酸化物に晒される過酷な環境下では添加剤の分解・変質は避けられず、市販オイルを酸化劣化させた後のSRV試験では、新油に比べて摩擦係数μが約3倍に増加しました。
なお、添加剤劣化についてはLC-MSとXAFSにより詳細に調べることが可能です。

AESおよびTEM-EDXマッピングによる元素分布評価

AESでは面内の、TEM-EDXでは断面方向の元素分布を鮮明に捉えることができます。

新油の摩擦面にのみS,Moが偏在
両試料ともトライボ被膜内にはP,S,Ca,Znなど様々な添加剤由来元素を含有
トライボ被膜の膜厚は
  新油 :60nm
  劣化油:20nm

XPSによるトライボ被膜の化学状態評価

XPSでは各元素の化学結合状態を調べることができます。

新油の摩擦面には、摩擦低減効果の高いMoS2が生成していることがわかりました。
一方の劣化油摩擦面にはMoO3など酸化成分主体の被膜が生成し、摩擦低減は新油に劣るものの、被膜により金属接触を防ぎ、焼付きが防止されていると推測されます。
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