Contents

WŁAŚCIWOŚCI TRIBOLOGICZNE OLEJÓW CYKLOFOSFAZENOWYCH X-1P I X-100 W UKŁADACH TARCIOWYCH STAL/STAL I STAL/GLIN

THE TRIBOLOGICAL PROPERTIES OF CYCLOPHOSPHAZENE LUBRICANTS X-1P AND X-100 IN STEEL/STEEL AND STEEL/ALUMINUM CONTACTS

Marcin PRZEDLACKI, Czesław KAJDAS
Politcchnika Warszawska. Instytut Chemii, ul. Łukasicwicza 17, 09-400 Płock.

Słowa kluczowe: cyklofosfazeny, stal, glin, tarcie graniczne

Key-words: cyclophosphazenes, steel, aluminum, boundary lubrication

Publikowane w: TRIBOLOGIA, nr 3, 2002, s. 985

Streszczenie

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych olejów cyklofosfazenowych X-1P i X-100. Testy tribologiczne realizowano w warunkach tarcia granicznego na aparacie typu Optimol SRV w układach tarciowych: kula stalowa-tarcza stalowa i kula stalowa-tarcza glinowa. Zaobserwowano, że mniejsze zużycie elementu aluminiowego w układzie aluminium-stal występuje przy zastosowaniu oleju X-1 P o mniejszej zawartości fluoru. Z kolei w układzie stal-stal lepsze właściwości przeciwzużyciowe wykazuje olej X-100, który zawiera znacznie więcej fluoru. W przypadku obydwu układów tarciowych zaobserwowano, że olej zapewniający niższe zużycie charakteryzuje się wyższym współczynnik tarcia. Powierzchnie tarcz smarowanych tymi olejami badane były z wykorzystaniem technik XPS i SEM/EDS. Stwierdzono, że w przypadku układu stal-stal wyższe zużycie stali przy użyciu oleju X-1 P powiązane jest z silniejszą degradacją substancji smarowej niż dla oleju X-100.

WPROWADZENIE

Cyklofosfazeny są związkami chemicznymi zawierającymi pierścień składający się z na przemian występujących atomów fosforu i azotu. Pierścień ten ma charakter aromatyczny. Fluoroalkoksy- i fenoksy- podstawione cyklofosfazeny o 3- i 4-członowych pierścieniach są wykorzystywane jako oleje smarowe i płyny hydrauliczne od lat 60. XX w. Są to substancje niepalne i o bardzo wysokiej odporności termicznej. W latach 90. ubiegłego stulecia NASA i Departament Obrony USA zainicjowały badania mające na celu znalezienie środków smarowych mogących pracować w wysokich temperaturach w nowoczesnych silnikach turbinowych. Substancje smarowe odpowiednie do takich zastosowań muszą mieć stabilność termiczną powyżej 360°C [L. l], być niepalne i mieć małą prężność par. Powinny przy tym zachowywać płynność w temperaturach poniżej -30°C. Spośród wielu różnych związków cyklofosfazenowych wyselekcjonowano substancję najlepiej spełniającą te wymogi. Olej X-1 P jest mieszaniną p-fluoro fenoksy- i m-(trifluorometylo)fenoksypodstawionych cyklotrifosfazenów, przy czym stosunek molowy poszczególnych podstawników wynosi odpowiednio 1:2. X-1 P jest stabilny termicznie do temperatury 430°C [L. 2]. Substancja ta posiada również bardzo dobre właściwości tribologiczne. W testach porównawczych przeprowadzonych na aparacie czterokulowym X-1 P zapewnił mniejsze zużycie kul wykonanych ze stali 52100, M-50 i SS 440 C niż olej polifenyloeterowy 5P4E.
W ostatnich latach cyklofosfazeny znalazły także zastosowanie jako środek smarujący układu głowica/dysk w komputerowych dyskach twardych. Oleje perfiuoropol i eterowe (PFPE) szeroko stosowane w tym celu ulegają w warunkach pracy dysku degradacji, co ujemnie wpływa na trwałość układu. X-1 P zapewnia niższe i bardziej stabilne tarcie w układzie głowica/dysk zarówno w testach CSS (Contact Start Stop) polegających na cyklicznym startowaniu i zatrzymywaniu układu, jak i w tarciu ślizgowym [L. 3-6]. Dotyczy to w szczególności współczynnika tarcia statycznego mającego wpływ na możliwość uruchomienia dysku twardego. Wyższość olejów cyklofosfazenowych nad olejami PFPE przejawia się najwyraźniej w warunkach podwyższonej temperatury i wilgotności. Oleje X-1P i X-100 są również skuteczne jako dodatki do olejów perfluoropolieterowych [L. 7-9], występują jednak problemy z ich rozpuszczalnością w PFPE - występuje zjawisko rozdziału faz [L. 2,10].
Niewiele jak dotąd wiadomo na temat reakcji chemicznych olejów cyklofosfazenowych przebiegających pod wpływem tarcia. Bardzo wysoka stabilność termiczna olejów typu X-1P i X-100 oraz zwartość ich cząsteczek pozwala przypuszczać, że są one odporne na degradację w procesie tarcia spowodowaną typowymi czynnikami, takimi jak wysoka temperatura i działanie sił ścinających. W pracy [L. 11] badany był, za pomocą spektroskopii fotoelektronów wzbudzanych promienowaniem rentgenowskim (XPS), proces tworzenia się warstwy produktów reakcji oleju X-1P w warunkach tarcia powierzchni stali. Stwierdzono częściową degradację oleju X-1P. W wyniku destrukcji zawierających fluor cząsteczek X-1P na powierzchni stali powstawała warstwa fluorku żelaza oraz leżąca na niej warstwa organicznych produktów degradacji X-1P. Doniesienia o częściowej degradacji X-1P w procesie tarcia publikowane były także w pracy dotyczącej właściwości tribologicznych X-1P w układzie głowica/dysk magnetyczny [L. 6]. W badaniach tych wykorzystywano tribometr zamknięty w komorze wysokiej próżni, połączony ze spektroskopem masowym. W widmie masowym zarejestrowano m.in. fosfor pochodzący z pierścienia cyklofosfazenowego oraz fragmenty odpowiadające oderwanym podstawnikom pierścienia: C6H5CF2 i C6H4FO.
Celem niniejszej pracy jest porównanie właściwości tribologicznych dwóch znacznie różniących się budową chemiczną olejów cyklofosfazenowych X-1P i X-100. Badania tribologiczne przeprowadzono dla dwóch układów materiałowych: stal/glin i stal/stal. Dodatkowo praca ta ukierunkowana została na zbadanie produktów reakcji chemicznych zachodzących pod wpływem tarcia na powierzchni dysków stalowych i glinowych. Analizę chemiczną skaz zużycia przeprowadzono przy zastosowaniu metod XPS i SEM/EDS.

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA

Substancje smarowe

Do badań tribologicznych wykorzystano dwa oleje cyklotrifosfazenowe o takim samym pierścieniu i różnych podstawnikach: X-1 P i X-100. Ich struktury chemiczne przedstawione są na Rys. l. Oleje te zostały otrzymane z firmy Dow Chemicals i użyte do testów bez dalszego oczyszczania.

Badania tribologiczne

Testy tribologiczne przeprowadzone zostały na aparacie Optimol SRV. Skojarzenie tarciowe w tym urządzeniu składa się z kuli i tarczy. Kula, wykonująca ruch posuwisto-zwrotny dociskana jest do nieruchomego dysku. W badaniach wykorzystane zostały dwa układy materiałowe: kula stalowa-dysk stalowy i kula stalowa-dysk glinowy. Średnica kuli wynosiła 10 mm. Elementy stalowe o chropowatości powierzchni Ra = 0,1 µm wykonane były ze stali AISI 52100. Dyski glinowe wykonane były ze stopu Al 2024. W układzie stal-glin zastosowano następujące parametry pracy testera SRV: częstotliwość 25 Hz, amplituda l mm, czas testu 30 minut, temperatura pokojowa, obciążenie 20, 40 i 50 N. Testów pod wyższymi obciążeniami nie prowadzono ze względu na szybkie zużywanie dysku glinowego. W układzie stal-stal, w porównaniu do układu stal-glin, zastosowano wyższe obciążenia - 100, 200, 250 i 300 N oraz dłuższy czas testu - 90 minut w celu otrzymania mierzalnych skaz zużycia. W czasie testów rejestrowany był współczynnik tarcia, a po zakończeniu biegu testowego mierzone były, za pomocą mechanicznego profilometru, wymiary skazy zużycia na powierzchni dysku. Dla każdej substancji smarowej w danych warunkach wykonywane były trzy biegi testowe. Jako końcowy wynik przyjmowano średnią arytmetyczną z trzech oznaczeń. Przed każdym biegiem testowym elementy pary tarciowej oraz ich uchwyty myte były w łaźni ultradźwiękowej w eterze naftowym przez 15 minut, a następnie suszone na powietrzu. Po zamontowaniu elementów trących w miejscu kontaktu kuli i dysku nakładana była jedna kropla badanego oleju smarowego.
    Rys. 1 Budowa chemiczna olejów cyklofosfazenowych X-1P i X-100

    Fig. 1 The chemical structures of cyclophosphazenes X-1P and X-100

Po zakończeniu biegu testowego dyski były myte, w celu usunięcia nadmiaru niezaadsorbowanej na powierzchni dysku substancji smarowej, w łaźni ultradźwiękowej przez 15 minut w chloroformie i 5 minut w eterze naftowym. Po wysuszeniu wykonywana była analiza chemiczna powierzchni skazy zużycia.

Analiza powierzchni śladu zużycia

Zbadanie produktów reakcji substancji smarowej zachodzących pod wpływem zjawisk występujących w styku tarciowym polegało na porównaniu wyników analiz chemicznych obszaru skazy zużycia oraz obszaru dysku leżącego poza tym śladem. Analiza składu chemicznego tych obszarów wykonana została przy wykorzystaniu technik spektroskopii fotoelektronowej (XPS - X-Ray Photoelectron Spectroscopy) oraz mikroskopii elektronowej sprzężonej ze spektroskopią elektronową z dyspersją energii (SEM/EDS).
Widma XPS otrzymano na spektrometrze Physical Electronics PHI--5702 ze źródłem promieniowania MgKa, energią przejścia 29,35 eV, rozdzielczością 0,3 eV i pasmem Cis (284,6 eV) ustawionym jako linia odniesienia. Widma XPS zdejmowane były zarówno ze śladu zużycia, jak i z obszaru dysku leżącego poza nim. Obrazy SEM/EDS otrzymano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego JSM-5600LV, pracującego przy napięciu 10 kV, sprzężonego z analizatorem rentgenowskim Kevex.

WYNIKI BADAŃ

Zestawienie wyników badań tribologicznych olejów X-1P i X-100 w układach tarciowych stal/stal i stal/glin zaprezentowane jest w Tabeli l.

Właściwości tribologiczne olejów X-1P i X-100 w układzie stal-glin

Porównanie zużycia dysku glinowego dla olejów X-1P i X-100 w układzie stal-glin przedstawione jest na Rys. 2. Dla oleju X-100 zużycie aluminium jest znacznie wyższe niż w przypadku X-1P. Oleje te różnią się rodzajem podstawników przy pierścieniu cyklofosfazenowym oraz

Tabela 1
Wyniki badań tribologicznych olejów X-1P i X-100

Układ materiałowySubstancja smarowaObciążenie [N]Zużycie objętościowe [mm³]Współczynnik tarcia
wartość średniaodch. standardowewartość średniaodch. standardowe
stal-glinX-1P202,200,260,1550,007
403,430,720,1320,002
504,890,460,1250,008
X-100202,640,150,0760,006
405,830,280,0780,004
507,830,510,0810,004
stal-stalX-1P1000,0640,0050,0960,002
2000,1160,0010,0910,001
2500,8870,0740,0900,002
3000,9410,1460,0890,002
X-1001000,0290,0040,1420,003
2000,0770,0100,1390,003
2500,2700,0280,1340,004
3000,6910,0370,1270,005

Rys. 2. Zużycie objętościowe dysku aluminiowego smarowanego olejami X-1P i X-100 pod różnymi obciążeniami

Fig. 2. The wear volume of aluminum disc lubricated with X-1P and X-100 under different loads

przede wszystkim zawartością fluoru. X-1 P zawiera podstawniki o charakterze aromatycznym, znacznie bardziej stabilne chemicznie niż podstawniki w cząsteczce X-100 o charakterze alifatycznym. Zawartość fluoru w cząsteczce X-1 P wynosi 26,7% wag., podczas gdy w X-100 jest to ponad 60%. W jednej z ostatnich prac [L. 12] porównywane były właściwości tribologiczne alkoholi fluorowanych i alkoholi niezawierających fluoru w układzie stal-glin oraz stal-stal. Stwierdzono, że zastosowanie fluorowanego alkoholu w kontakcie z glinem drastycznie zwiększa zużycie aluminium nie tylko w porównaniu z alkoholem o takim samym szkielecie węglowym lecz nie zawierającym fluoru, ale także w porównaniu z tarciem technicznie suchym. Zwiększenie zużycia aluminium wiązało się z reakcją fluorowanego alkoholu z powierzchnią metalu prowadzącą do powstania fluorku glinu AlF3. W opisywanym przypadku większe zużycie glinu również wiąże się z większą zawartością fluoru w cząsteczce X-100, którego podstawniki mają budowę odpowiadającą strukturze cząsteczki fluorowanego alkoholu.

Oleje X-1 P i X-100 różnią się znacznie również wartościami współczynnika tarcia w kontakcie stal-glin. Odwrotnie jednak niż w przypadku zużycia, niższą wartość współczynnika tarcia zarejestrowano dla oleju X-100. Przy obciążeniu 20 N olej X-100 zapewniał dwukrotnie niższy współczynnik tarcia niż X-1 P. Wraz ze wzrostem obciążenia współczynnik tarcia dla X-100 praktycznie się nie zmieniał, podczas gdy w przypadku X-1 P współczynnik tarcia zmniejsza się. Znacznie niższy współczynnik tarcia dla oleju X-100 wiąże się zapewne z silnym zużywaniem się powierzchni glinu i zwiększeniem realnej powierzchni kontaktu w styku tarciowym.

Właściwości tribologiczne olejów X-1P i X-100 w układzie tarciowym stal-stal

Rysunek 3 prezentuje zużycie objętościowe dysku stalowego dla olejów X-1P i X-100 w styku tarciowym stal/stal. W porównaniu do układu stal-glin, w przypadku kontaktu stal-stal sytuacja jest odwrotna. Również w tym przypadku istnieje korelacja z wynikami otrzymanymi poprzednio dla fluorowanych alkoholi. W kontakcie stal-stal fluorowane alkohole mają znacznie lepsze właściwości przeciwzużyciowe niż ich niefluorowane odpowiedniki. X-100, zawierający większą ilość fluoru i posiadający podstawniki alkoksylowe, zapewnia znacznie niższe zużycie stali pod każdym z zastosowanych obciążeń od 100 do 300 N. Współczynnik tarcia maleje dla obydwu olejów wraz ze wzrostem obciążenia i analogicznie do układu stal-glin, olej o gorszym działaniu przeciwzużyciowym daje niższy współczynnik tarcia.
Rys. 3. Zużycie objętościowe dysku stalowego smarowanego olejami X-1P i X-100 pod różnymi obciążeniami

Fig. 3. The wear volume of steel disc lubricated with X-1P and X-100 under different loads

Rys. 4. Wpływ temperatury na zużycie dysku stalowego smarowanego olejami X-1P i X-100 pod obciążeniem 100 N

Fig. 4. The influence of temperature on the wear of the steel disc lubricated with X-1P and X-100 under 100 N load

Lepsze właściwości przeciwzużyciowe oleju X-100 przejawiają się szczególnie w warunkach podwyższonej temperatury. Rysunek 4 przedstawia zużycie objętościowe dysku stalowego w temperaturze pokojowej oraz w temperaturach 60 i 100°C. Podwyższenie temperatury wpływa bardzo silnie na zwiększenie zużycia, szczególnie w przypadku oleju X-1 P. W temperaturze 60°C zarejestrowano ponad 10-krotnie większe zużycie niż w temperaturze pokojowej. Dalsze zwiększenie temperatury do 100°C powoduje aż 50-krotny wzrost zużycia. Znacznie lepsze właściwości ma X-100, dla którego wzrost zużycia nie jest aż tak gwałtowny - w temperaturze 100°C zużycie stali zwiększa się ok. 10-krotnie w porównaniu do testu przeprowadzonego w temperaturze otoczenia.

Analiza chemiczna powierzchni skaz zużycia

Widma XPS zdjęte z powierzchni śladu zużycia oraz z obszaru położonego poza tym śladem wykazały, że w obszarze poddanym tarciu znajduje się silnie związany z powierzchnią metalu film smarowy, którego nie można było usunąć za pomocą mycia w łaźni ultradźwiękowej w chloroformie. Zarówno do badań XPS, jak i SEM/EDS wybrano dyski stalowe po biegach testowych pod obciążeniem 200 N. Na Rys. 5 porównane są widma XPS otrzymane z dysku stalowego smarowanego olejem X-1 P. Górne widma otrzymano z obszaru śladu zużycia, dolne zaś z obszaru sąsiadującego ze śladem zużycia, który podczas biegu testowego również pokryty był substancją smarową. Widma te wskazują na to, że w obszarze śladu zużycia zaadsorbowane zostały na powierzchni metalu cząsteczki oleju i/lub produkty ich rozkładu. Sygnał żelaza Fe(2p), leżący przy energii wiązania 710,9 eV, odpowiada tlenkowi żelaza Fe203 i jest znacznie słabszy w śladzie zużycia niż poza nim. Sygnał tlenu O(1 s) poza śladem zużycia leży przy energii wiązania 529,9 eV, co odpowiada Fe2O3, natomiast w obszarze śladu zużycia sygnał ten występuje przy 531,8 eV i odpowiada połączeniom tlenu z węglem i fosforem. W obszarze skazy zużycia zarejestrowany został także silny sygnał fosforu, niewidoczny poza zużytym obszarem. Pasmo fluoru, również widoczne jedynie w widmie zdjętym ze skazy zużycia, niesie nieco więcej informacji na temat reakcji cząsteczek środka smarowego z powierzchnią metalu. Pasmo fluoru można rozdzielić na dwa główne sygnały - silniejszy, leżący przy 687,9 e V oraz boczny sygnał, o mniejszej intensywności, usytuowany przy 685,5 eV. Główny sygnał fluoru przypisać można atomom fluoru w połączeniach z węglem, np. w grupach trifiuorometylowych - CF3, występujących w strukturze chemicznej X-1 P. Boczny sygnał przy 685,5 eV odpowiada z kolei połączeniom fluoru z metalami, w tym przypadku FeF2 i FeF3. W widmie żelaza nie ma wyraźnie widocznych pasm fluorków, które powinny się znajdować w pozycjach 711,3 eV dla FeF2 i 714,2 dla FeF3, jednak główny sygnał żelaza (710,9 eV) jest wyraźnie poszerzony od strony wyższych energii wiązania i nie można wykluczyć obecności w widmie żelaza pasm fluorkowych. Występowanie sygnału 685,5 eV w widmie fluoru wskazuje na to, że w czasie tarcia olej X-1 P uległ częściowej destrukcji. Jednym z produktów tej destrukcji są fluorki żelaza utworzone na powierzchni trącej. Zaznaczyć także należy, że w przypadku oleju X-100 nie stwierdzono w widmach XPS tworzenia się fluorków metalu w obszarze śladu zużycia. Zarejestrowany sygnał fluoru odpowiadał wyłącznie połączeniom fluoru z węglem. Fakt ten wskazuje na to, że olej X-100 na powierzchni stali uległ degradacji w mniejszym stopniu niż olej X-1 P.
Rysunki 6 i 7 przedstawiają obrazy SEM i mapy EDS rozkładu pierwiastków na brzegach skazy zużycia na dyskach smarowanych odpowiednio X-1 P i X-100. Z Rys. 8 wynika, że olej X-1 P uległ częściowej degradacji. Na obrazie mikroskopowym w lewym górnym rogu, na brzegu skazy zużycia widoczny jest wyraźnie ciemny osad. Na obszarze nim pokrytym nie ma sygnału żelaza, natomiast jest znaczna ilość fosforu i azotu. Brak jest tam również sygnału fluoru. Ponieważ azot i fosfor występują w pierścieniu cyklofosfazenowym, a fluor w podstawnikach pierścienia, duże stężenie N i P w osadzie powstałym na brzegu skazy wskazuje na to, że degradacja oleju polegała na oderwaniu podstawników od pierścienia i kondensacji pierścieni fosfazenowych. Keller i Saba w pracy [L. 13] stwierdzili, że X-1 P w temperaturach powyżej 250°C bez udziału tarcia ulega przemianie z postaci cyklotrifosfazenu do cyklotetrafosfazenu. Pierścienie cyklofosfazenowe mogą również ulegać rozerwaniu i tworzyć liniowe oligomery. Na pozostałym obszarze, gdzie widoczne jest zarówno Fe, jak i F znajdują się nieorganiczne produkty triboreakcji - fluorki żelaza. W przypadku X-100 (Rys. 7) brak jest tak wyraźnej jak dla X-1 P degradacji oleju.
Rys. 5. Widma XPS otrzymane z obszaru leżącego wewnątrz (widma górne) i na zewnątrz (widma dolne) śladu zużycia na dysku stalowym smarowanym X-1P

Fig. 5. The XPS spectra collected from the wear scar (upper spectra) and the area outside the wear scar (Iower spectra) on a steel disc lubricated with X-1P


Obraz mikroskopowy

Fe
F

N

P
    Rys. 6. Obrazy SEM/EDS śladu zużycia na dysku stalowym smarowanym X-1P

    Fig. 6. The SEM/EDS images of the wear scar on a steel disc lubricated with X-1P


Obraz mikroskopowy

Fe
F

N

P
    Rys. 7. Obrazy SEM/EDS śladu zużycia na dysku stalowym smarowanym X-100

    Fig. 7. The SEM/EDS images of the wear scar on a steel disc lubricated with X-100

WNIOSKI

Badania tribologiczne przeprowadzone na olejach cyklofosfazenowych X-1P i X-100 w układach tarciowych stal/glin i stal/stal oraz wyniki analiz chemicznych skaz zużycia powstałych w obecności tych związków pozwalają na wyciągnięcie następujących wniosków:
  • W kontakcie z glinem korzystniejsze właściwości przeciwzużyciowe wykazuje olej X-1 P o niższej niż X-100 zawartości fluoru. Podobnie jak we wcześniej przeprowadzonych badaniach na fluorowanych alkoholach, większa zawartość fluoru w cząsteczce substancji smarowej wiąże się ze zwiększeniem zużycia glinu. Z kolei w układzie stal/stal lepsze właściwości przeciwzużyciowe posiada olej X-100.
  • W przypadku powierzchni glinowej zużycie ma przede wszystkim charakter chemiczny i związane jest z powstawaniem fluorku glinu A1F3.
  • W obydwu badanych układach tarciowych współczynnik tarcia jest niższy dla oleju powodującego większe zużycie.
  • Analiza powierzchni skaz zużycia na dyskach stalowych wykazała w przypadku oleju X-1 P obecność produktów głębokiej degradacji substancji smarowej. X-100 okazał się bardziej stabilny w kontakcie stal/stal pod wysokimi obciążeniami. W obecności obydwu badanych olejów w warunkach tarcia na powierzchniach trących powstają odpowiednie fluorki.

    LITERATURA

    1. Nader B.S., Kar K.K., Morgan T.A., Pawloski C.E., Billing W.L.: Development and Tribological Properties of New Cyclotriphosphazene High Temperature Lubricants for Aircraft Gas Turbine Engines, Tribology Transactions, 35 (1992), l, 37-44.
    2. Kang H.J., Zhao Q., Taike F.E., Perettie D.J., Dekoven B.M., Morgan T.A., Fischer D.A., Hsu S.M., Bhatia S.: The Use of Cyclic Phosphazene Additives to Enhance the Performance of the Head/Disk Interface, Lubrication Engineering, 1999, 3, 22-26.
    3. Perettie D.J., Johnson W.D., Morgan T.A., Kar K.K., Potter G.E., Dekoven B.M., Putzig C.L.: Cyclic Phosphazenes as Advanced Lubricants for Thin Film Magnetic Media, Adv. Info. Storage Syst. 7. 1996, 157-163.
    4. Yang M., Taike F.E., Perettie D.J., Morgan T.A., Kar K.K., Dekoven B., Potter G.E.: Cyclotriphosphazenes as Potential Lubricants for Thin Film Hard Disks, Tribology Transactions, 38 (1995), 3, 636-644.
    5. Zhao Q., Kang H.J., Fu L., Taike F.E., Perettie D.J., Morgan T.A.: Tribological Study of Phosphazene-Type Additives in Perfluoropolyether Lubricant for Hard Disk Applications, Lubrication Engineering, 1999, 3, 16-21.
    6. Zhao Z., Bhushan B.: Tribological performance of PFPE and X-1 P lubricants at head-disk interface. Part I. Experimental results, Tribology Letters, 6(1999), 129-139.
    7. Jiaa C.L., Liu Y.: Tribological evaluation and analysis of the head/disk interface with perfiuoropolyether and X-1 P phosphazene mixed lubricants, Tribology Letters, 7 (1999), 11-16.
    8. Zhao Q., Kang H.J., Taike F.E.: Effect of Phosphazene-Type Additive X-100 on the Tribological Performance of Z-Dol at the Head/Disk Interface, Lubrication Engineering, 2001, 2, 15-20.
    9. Perettie D.J., Morgan T.A., Zhao Q., Kang H.-J., Taike F.E.: The use of phosphazene additives to enhance the performance of PFPAE lubricants, Journ. of Magnetism and Magnetic Materials, 193 (1999), 318-321.
    10. Hara H., Nishiguchi I., Sugi S., Tsuboi S.: Investigation of micro-phase separation of the additive, cyclotriphosphazene, in lubricant films of hard disk media, Tribology Letters, 10 (2001), 3, 143-148.
    11. Choa S.H., Ludema K.C., Potter G.E„ Dekoven B.M., Morgan T.A., Kar K.K.: A Model for the Boundary Film Formation and Tribological Bahavior of a Phosphazene Lubricant on Steel, Tribology Tramsactions, 38 (1995), 4, 757-768.
    12. Przedlacki M., Kajdas Cz., Liu W.: On lubrication mechanism of perfluorinated alcohols m steel/steel and steel/aluminum contacts, Tribologia (w druku).
    13. Keller M.A., Saba C.S.: Oxidative Stability and Degradation Mechanism of a Cyclotriphosphazene Lubricant, Anałytical Chemistry, 68 (1996), 19, 3489-3492.

    Recenzent: Joachim POTRYKUS

    Summary

    The tribological test results of cyclophosphazene lubricants X-1P and X-100 are presented in this paper. The tribological tests were performed on an Optimol SRV tester with steel ball - steel disc and steel ball - aluminum disc contacts. The Iower wear of aluminum disc in steel/aluminum contacts was observed for the X-1P lubricant which contains smaller concentration of fluorine. On the other hand, in the steel/steel contact better anti-wear properties were exhibited by X-100 oil containing more fluorine. For both friction contacts higher friction coefficient was observed for the lubricant providing smaller wear. The surfaces of the discs lubricated with X-1P and X-100 were examined using XPS and SEM/EDS techniques. It was found that in the steel/steel contact higher steel wear is connected with stronger degradation of lubricant X-1P than of X-100.