二硫化钼的润滑特性
来源：网络 作者：网络转载 2019-10-14 阅读：950
二硫化钼——天然或合成的辉钼矿，以润滑油脂及其他固体润滑剂难比拟的优点，被誉为“固体润滑之王”而被广泛应用。 作为润滑剂要必备两个条件，即材料内部具良好滑移面，材料与基材有很强的附着力。 二硫化钼以S—Mo—S的三明治式夹层相迭加。层内，S—Mo间以极性键紧密相连。层间，S—S间以分子键相连，范德华-伦敦力的键合力太弱，当受到很小的剪切应力后即能断裂产生滑移。而这样的滑移面在每两个夹心层间就有一个。也就是在1μM厚的二硫化钼薄层内就有399个良好的滑移面。 二硫化钼与基材强烈粘附，这也是其他润滑剂，比如石墨也难比拟的。 除此外，它还具备有许多良好的润滑特性。 （1）温度适应范围宽：高温航空硅油能耐250℃高温，冷冻机油耐-45℃低温，这在润滑油脂中已属姣姣者。而二硫化钼在空气中应用，可在349℃下长期使用，或399℃下短期使用；在真空中，二硫化钼可在1093℃下工作；在氩气等惰性气体中，二硫化钼可在1427℃下工作。除能在高温下工作，二硫化钼还能在-184℃或更低温度下工作。 （2）耐重负荷：在重负荷下油脂润滑膜会因变薄甚至消失而使润滑失效。但厚度仅为2.5μm的二硫化钼润滑膜在2800MPa、40m/s的重负荷、高速度下润滑性能良好。即使负荷加大到3200MPa超过了钢铁屈服强度，二硫化钼的润滑效能依旧存在。这是其他任何液体和固体润滑剂所难达到的。因此，全世界所产二硫化钼的大部份都被当作“极性添加剂”与油脂合用，比如市面常见的二硫化钼锂基脂、二硫化钼钙基脂、各种二硫化钼齿轮成膜膏等等。 （3）耐真空：航天器在500km以上高空飞行，太空的真空度已达1.3×10-2μPa以上：此时，油脂润滑剂的蒸发已超过它的极限蒸发率。这不仅会使润滑失效，而且挥发气体还会污染仪表和环境，在真空中连石墨润滑剂的润滑性能也会大幅度下降，而二硫化钼在真空条件下的润滑性能比在空气中的润滑性能还要好。在1.3×10-2μPa真空度下，二硫化钼擦涂膜的摩擦系数降至0.0016，比在空气中的0.1低了很多。在1.3μPa真空、8000r/min、0.2MPa条件下工作的二硫化钼溅射膜轴承，其工作寿命已超过1500h。 （4）抗辐射：油脂在放射性辐照下会因分子交联而失效。而二硫化钼膜在7×108伦琴强辐射辐照后，比辐照前润滑性能几乎没受影响。二硫化钼在辐照前，静摩擦系数为0.13~0.14，动摩擦系数为0.11~0.12，磨损为306.1×10-3cm3；在辐照后则分别为：0.13，0.11和382.3×10-3cm3。这是二硫化钼在原子工业中被广泛应用的主要原因。 （5）耐腐蚀：二硫化钼稳定的化学性能使它具备了耐酸、耐碱、耐腐蚀的优点，这为二硫化钼与其他润滑剂合用创造了条件。[next] （6）速度适应范围宽：二硫化钼在很低或很高转速下，都具良好润滑效能。而油脂润滑剂在低速下会出现“粘-滑”或“冷焊”；高转速下，又会因润滑膜破裂而失效。 鉴于二硫化钼这些良好的润滑特性，从1940年开始应用至今，发展迅猛。美国和前苏联的研究起步早，应用广泛；而日本也已有七个生产和推销二硫化钼的公司。我国对二硫化钼的研究起步较晚，1958年开始研究，1963年上海井岗山化工厂开始生产，截至1986年，我国每年生产二硫化钼粉150t，而年需要量已达400t。西北有色金属研究院研究成的“二硫化钼润滑剂制备新工艺”于1987年已通过中国有色金属工业总公司主持的鉴定，按此工艺1987年在栾川县钼业公司和1992年在西北有色金属研究院分别新建的，年生产能力为l00t的生产线已正式投入了生产，它将缓解我国对二硫化钼供不应求的局面。其标准见下表。 表 二硫化钼（润滑级）质量标准 | 生产厂家 | 等级 | 主要成份含量（%） |
| MoS2≥ | 酸不溶物 | Fe≤ | MoS3≤ | 水≤ | 油≤ | C≤ | 酸度 |
| 中国专业标准ZBG12022-90 | 一级品 | 98 | 1.50① | 0.30 | | 0.50 | | | 5 |
| 合格品 | 96 | 2.50① | 0.70 | | 0.50 | | | 5 |
| 西北有色金属研究院企业标准 | 0# | 99 | 0.10② | 0.10 | 0.10 | | | | 0.2 |
| 1# | 98 | 0.20② | 0.15 | 0.10 | | | | 0.2 |
| 国际贸易标准 | 非微粉 | 98.0 | 0.40① | 0.13 | 0.05 | 微 | 0.03 | 1.10 | 0.5 |
| 微粉 | 98.0 | 0.40① | 0.13 | 0.20 | 0.15 | 0.20 | 1.10 | 3.0 |
| 克莱迈克斯（Climax）化工产品标准CC-3D72年 | 非微粉 | 产品 | 98.2 | 0.35① | 0.15 | 0.01 | 0.0 | 0.03 | 1.00 | 0.01 |
| 标准 | 98.2 | 0.50① | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 1.50 | 0.05 |
| 微粉 | 产品 | 98.0 | 0.35① | 0.15 | 0.03 | 0.0 | 0.25 | 1.20 | 0.55 |
| 标准 | 98.0 | 0.50① | 0.20 | 0.05 | 0.05 | 0.40 | 1.50 | 0.59 |
| 沪Q/HG11-85-82 | 0# | 98 | | | | | | | |
| 1# | 97 | | | | | | | |
| 2# | 96 | | | | | | | |
| 辽Q240/80 | 0# | 99 | 0.02① | 0.06 | | | | | |
| 1# | 99 | 0.02① | 0.04 | | | | | |
| 2# | 98 | 0.05① | 0.1 | | | | | |
| 栾川钼业公司企业标准 | 0# | 99 | 0.10 | 0.20 | 0.05 | 0.20 | 1.00 | 0.2 | |
| 1# | 98 | 0.20 | 0.30 | 0.1 | 0.45 | 1.00 | 0.5 | |
| 2# | 97 | 0.40 | 0.40 | 0.1 | 0.50 | 1.50 | 1.0 | |
| 3# | 96 | 0.50 | 0.40 | 0.1 | 0.50 | 1.50 | 1.0 | |
①不溶物；②SiO2。 二硫化钼不仅是“固体润滑之王”而且还是石油产品精炼加工中的良好脱硫催化剂。 不管作润滑剂或催化剂，对产品所含MoS2纯度要求都很高。 由含MoS2纯度较低的钼精矿，生产成高纯度的二硫化钼粉，其生产工艺繁多，各工厂都有各自的特色，不尽相同，其研究归类也互不统一。笔者将它们归纳进两个大类：合成法与天然法进行介绍。
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