AES による元素分析

AESによる元素分析を，TOP 10h試験とZDDP 10h試験のディスク試験片及びボール 試験片において行った．まず，TOP 10h試験のディスク試験片の結果を以下に示す．

Figure 4-22のAESスペクトルよりトラック内にP，C，O，Feの存在が確認できる．

また，Fig. 4-23bはFig. 4-23aのディスク試験片のAESマッピングであり，左部がトラッ ク内で右部がトラック外を表している．Figure 4-23bからトラック内にP，Oが顕著に確 認でき，Feも確認できることから，リン酸鉄の被膜を形成していることが確認できた．

Fig. 4-22 ディスク試験片トラック内におけるAESスペクトル(TOP 10h試験)

P

C

O

Fe

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Fig. 4-23a ディスク試験片

Fig. 4-23b TOP 10h試験のAESマッピング

(上左：C 上中央：Fe 上右：O 下：P)

次に，TOP 10h試験のボール試験片の分析結果を示す．

Figure 4-24a~Fig. 4-24dはボール試験片トラック上の異なる場所のAESスペクトルで

あるが，いずれもPの存在を確認できなかった．つまり，ボール試験片表面には，ディス ク試験片の表面とは違い，リン酸鉄の膜が形成されてないと考えられ，TOPはボール試験 片の表面との反応性が良くなかったといえる．このことから，ボール試験片への水素侵入 を抑制できなかった原因は，リン酸鉄の膜が形成されていないためである．また，リン酸

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鉄被膜が形成されたディスク側においても，その信号強度は，次に示すZDDP由来の被膜 に比べると著しく弱い．

Fig. 4-24a ボール試験片におけるAESスペクトル(TOP 10h試験)

Fig. 4-24b ボール試験片におけるAESスペクトル(TOP 10h試験)

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Fig. 4-24c ボール試験片におけるAESスペクトル(TOP 10h試験)

Fig. 4-24d ボール試験片におけるAESスペクトル(TOP 10h試験)

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次に，ZDDP 10h試験のディスク試験片の結果を示す．

Figure 4-25のAESスペクトルよりトラック内にP，S，C，O，Fe，Znの存在が確認でき

る．ただし，カーボンのピークは非常に小さい．また，Fig. 4-26bはFig. 4-26aのディス ク試験片SEM像のAESマッピングであり，左部がトラック内で右部がトラック外となる．

Figure 4-26bからトラック内にO，P，Zn，Sが顕著に確認でき，Feも確認できることか

ら，硫化鉄やリン酸鉄，ポリフォスフェートの被膜がち密に存在していることが示された．

そして，この被膜は極めて不活性なガラス質であるため，水素侵入量を妨げている可能性 が高い．

Fig. 4-25 ディスク試験片トラック内におけるAESスペクトル(ZDDP 10h試験)

Fig. 4-26a ディスク試験片

Zn

P S

O

Fe

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Fig. 4-26b ZDDP 10h試験のAESマッピング

(上左：C 上中央：Fe 上右：O 下左：P 下中央：Zn 下右：S)

さらに，ZDDP 10h試験のボール試験片の結果を以下に示す．

Figure 4-27a，Fig. 4-27bはボール試験片の異なる場所のAESスペクトルであるが，どち

らもディスク試験片と同様にP，S，C，O，Fe，Znの存在が確認できる．このことから，

ZDDPはボール試験片との反応性も高く，ボール表面全体を覆うように膜が形成されたた め，ボール試験片への水素侵入が抑制されたと考えられる．この要因としては，Sが比較的 高温の水素中での反応性が高いためではないかと想定される．その反応性はS-S結合，C-S 結合が切断されやすいほど大きくなるため，H2Sなどが遷移状態にある可能性がある．

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Fig. 4-27a ボール試験片におけるAESスペクトル(ZDDP 10h試験)

Fig. 4-27b ボール試験片におけるAESスペクトル(ZDDP 10h試験)