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電機插座油污成分分析
案例背景
燒毀電機插座存在油污，客戶懷疑油污來自潤滑脂，希望對油污進行成分分析，并和潤滑脂對比。
圖1 外觀照片
分析方法簡述
光學顯微鏡觀察
用光學顯微鏡對樣品進行觀察，發現油污主要附著在電機插座內壁的橡膠圈附近，表現為褐色。
圖2 光學顯微鏡觀察照片
FTIR分析
在樣品內壁刮取少量油污，與潤滑脂進行FTIR分析，紅外光譜譜圖如圖所示。油污與潤滑脂相比，主要在1717 cm-1處出峰，該吸收峰為羰基（C=O）的特征吸收峰。
圖3 潤滑脂與油污FTIR譜圖
模擬潤滑脂在樣品燒毀時溫度，根據客戶提供的失效背景，將潤滑脂在220℃條件下烘烤4 h，顏色與油污相似，表現為褐色。
圖4 220℃烘烤4 h后的潤滑脂
對處理后的潤滑脂進行FTIR分析并與油污譜圖進行對比，譜圖出峰位置基本一致，二者相似度為86.16%。
圖5 處理后的潤滑脂與油污FTIR譜圖對比
EDS能譜
將油污與潤滑脂進行EDS能譜分析，檢測含有的元素，發現油污和潤滑脂主要含有C、O、Si元素；與潤滑脂相比，樣品油污中含有的O元素較高。
圖6 EDS能譜分析數據
|
元素 譜圖 |
C |
O |
Si |
Cu |
Zn |
總含量 |
|
1 |
86.07 |
10.73 |
2.52 |
0.40 |
0.28 |
100.00 |
|
2 |
95.63 |
2.77 |
1.40 |
0.11 |
0.09 |
100.00 |
總結
FTIR是將傅里葉變換的數學處理，用計算機和紅外光譜結合的分析鑒定方法，它可以將干涉圖上的頻率轉變為相應的光強從而獲得紅外光譜圖。通過分析紅外光譜圖，能鑒定大多數有機物的官能團、化學結構等特征以及部分無機物。
在本案中，通過FTIR譜圖分析能夠很輕松地確認樣品油污的主成分為氧化后的潤滑脂，而潤滑脂屬于烴類潤滑脂，2930cm-1、2850cm-1、1460cm-1、1377cm-1為烴類-C-H的特征吸收峰，720cm-1為碳鏈搖擺振動的特征吸收峰；1100cm-1可能為潤滑脂稠化劑中Si-O吸收峰。電機在燒毀時溫度升高，涂抹在電機插座上的潤滑脂在高溫下發生氧化，在紅外光譜1717 cm-1處出現羰基（C=O）的特征吸收峰，通過EDS進一步驗證，處理后的潤滑脂O元素含量占比增加。
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