【日】 R.MOTANI K.MAEYAMA K.YOSHII S.OSHIDA H.MASUDA T.IKEDAT.OKAYAMA S.TAKAHASHI

关键词：活塞销衬套;腐蚀机理;硫化物;反应路径;内燃机

0 前言

众所周知，以衬套为典型代表的铜合金汽车轴承，通过与机油反应会产生硫化腐蝕[1]。图1为已经发生硫化腐蚀的衬套外部视图和横截面。发生硫化腐蚀的原因是机油极压添加剂和抗氧化剂二硫代磷酸锌（ZnDTP）中含有硫[2]。ZnDTP是在20世纪50年代被引入的，至今仍广泛应用于当前发动机机油[3]。图2为ZnDTP的基本化学结构。ZnDTP 的基本结构由锌、硫、磷、氧和烷基组成。发动机机油中大多数硫元素都来自于ZnDTP。ZnDTP在高温条件下会发生分解，分离的硫与衬套中的铜发生反应，从而出现硫化腐蚀[4]。从以往研究可知，硫化腐蚀的主要因素是温度、时间、机油流量和压力。然而，从ZnDTP分离的硫和铜之间腐蚀反应路径至今尚未明确。

1 试验方法

1.1 试验步骤

为了阐明硫化腐蚀机理，研究人员首先需要进行部件腐蚀试验和分析，以确定腐蚀产物和中间产物的晶体结构;然后从获得的结构中，通过基本原理计算确认腐蚀反应路径的正确性。

（1）部件腐蚀试验。为了确定ZnDTP分解对铜硫化腐蚀的影响，通过部件腐蚀试验，研究人员验证了试验温度对ZnDTP分解的影响。然后，研究人员通过扫描电子显微镜-电子探针显微分析仪（SEM-EPMA）对部件表面形成的腐蚀产物和中间产物进行了分析，确定了它们的组成成分，并利用X射线衍射（XRD）、X射线近边吸收结构谱（XANES）和X 射线吸收精细结构谱（EXAFS），确定其化学结构详细情况。

（2）基本原理计算。研究人员利用部件腐蚀试验确定的腐蚀产物和中间产物的化学结构，通过基本原理计算验证反应路径的正确性。……