二硫化鉬爲什麽能做潤滑劑?

所謂潤滑劑,簡單地說是介于兩個相對運動的物體之間,具有减少因接觸而産生的摩擦與磨損的物質,如潤滑油和潤滑脂。根據物理狀態的不同,它能分成很多種,有固體型、氣體型、液體型和半固體型四大類。其中,典型的固體潤滑劑有二硫化鉬(MoS2)粉末、二硫化鎢(WS2)粉末等。那麽,問題來了,它們爲什麽能用做潤滑劑?

二硫化鉬圖片

據中鎢在綫瞭解,二硫化鉬粉末之所以能作爲固體潤滑劑的主要原因是:它具有層狀結構,層與層之間的硫原子結合力(范德華力)較弱,易于滑動,進而表現出很好的减摩作用;暴露在晶體表面的硫原子對金屬表面産生很强的粘附作用,形成很牢固的膜,促使其潤滑性能優于石墨。

此外,MoS2粉末還有較好的耐熱性和耐氧化性等優點,因而比石墨更適合在太空等真空中工作。不過,在使用MoS2粉末作爲潤滑劑時,應注意粉末的純度和顆粒大小。一般來說,選擇粒度小和純度高的二硫化鉬粉末的潤滑性能更好。

二硫化鉬圖片

二硫化鎢粉末也是一種常見的固體潤滑劑,其整體性能優于二硫化鉬粉末,因而在很多時候特別是在高溫環境下工作能完全取代MoS2粉末。

WS2粉末之所以具有良好的潤滑性能的主要原因是:在晶體結構中,S-W-S層內是通過較强的共價鍵結合,而層與層之間是通過弱的范德華力相結合,所以層與層很容易剝離,進而使材料具備較低摩擦係數(0.03-0.07)。其除了有比MoS2粉末(摩擦係數0.05-0.09,潤滑溫度-185-350°C)更低的摩擦係數之外,還有範圍更寬的潤滑溫度爲-273-650°C。

總的來說,在高溫工况下,WS2粉末的摩擦性能優于MoS2粉末。但是,常溫工况下,WS2塗層在金屬基上成膜狀態不如MoS2塗層。

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