是目前应用最广泛的固体润滑剂。所采用的形态及方法较多,如粉剂、油剂、水剂;或与其他金属或高分子材料组成复合润滑材料。用各种溶剂或黏结剂将悬浮液涂抹、喷涂在摩擦表面形成干膜;用离子喷涂、溅射等方法把黏着在磨擦表面形成薄膜。
一、的晶体结构
属于六方晶系的层状结构。晶体是由s-mo-s 3个平面层组成的单元层。在单元层内部,每个钼原子被三棱形分布的硫原子包围着,它们以很强的共价键联系在一起。单元层的厚度为0. 625mm,
在0. 025mm的薄层内就有近4万个单元层。层与层之间以较弱的分子力相连接,极易从层与层之间劈开,所以具有良好的固体润滑性能。
二、的性能
1)基本性能
的基本性能见表1-5。
粉末同石黑一样,也呈扁平状。粉末的棱面活性高,而且坚硬,能够磨削金属。其物理性能随着晶体取向面异,基础面与棱面不仅表面能不同,而且硬度也不一样,后者的硬度约为前者的30倍。晶体的各向异性有助于提高的承载能力。
2)热稳定性
的热稳定性较好。热稳定性是对润滑剂的一项重要要求。在大气中在400℃左右开始逐渐氧化,540℃后氧化速度急剧增加而变成为摩擦系数较大的三氧化钼(moo3),但在没有完全变为三氧化钼期间,直到525℃仍不润滑性。在真空中温度可达到982~1093℃才开始分解,而在氩气中温度可达1350~1472℃才分解。在低温-60℃仍具有良好的润滑性能。而一般润滑油的热稳定性则较差,高温变稀,低温又冻凝,影响机械设备的正常运行。另外航空用硅油耐温为250℃,冷冻机油耐温为-45℃,它们的适应温度范围也远不如。
3)化学稳定性
抗腐蚀性很强,除硝酸、王水(三份盐酸和一份硝酸组成)、沸腾盐酸、浓硫酸外,一般的酸对其不起作用。对碱性溶液要在发ph高于10时,才能起极缓慢的氧化作用。对各种强氧化剂不稳定,能被氧化为钼酸,钼酸对金属表面有腐蚀作用。在冷却水和沸腾水中均不溶解。在油脂、酒精(乙醇)、乙醚中,均能保持高度的化学稳定性。
4)抗压性能
由于呈层状结构,硫原子与钼原子结合牢固,所以它的抗压性能也是其他润滑材料所不能比的。中的硫是活性元素,它与清洁表面的金属原子发生较强的吸附作用,因而在金属表面的黏着力特强,在摩擦时不易破坏,所以它承受较高的负荷。如2.5 μm厚的二硫化钼薄膜,能承受2800mpa以上的接触压力,同时能经受住40m/s的摩擦速度。也可以作为承受高压的极压添加剂加入润滑油脂中或悬浮成水剂而使用。用润滑的球轴承,转速在2000~4000 r/min时,其寿命都在1500h以上,即使负荷从19.6 n提高到196 n,其寿命降低也较少,而且摩擦力矩也很小。在4000 r/min时,摩擦力矩在3.92×10-3~5.88×10-3n•m,变化也不大。
5)附着性能
由于硫原子与金属有强的结合力,故与金属表面产生了较强的吸附力,极薄的就能起很好的润滑作用,而且能保持较长的寿命。
6)湿度的影响
随着大气中湿度的增加其摩擦系数也增高,当相对湿度底于15%时,的润滑效果最好,故使用时要求相对湿度小于15%为佳。
7)耐高真空性能
润滑油在高真空中会蒸发,并对真空度及真空中的物质有不良影响,而则不然,在真空中的摩擦系数比大气中的摩擦系数还低,在超高真空条件下仍有优良的润滑性能,所以是高真空条件下的有效润滑材料。
8)电磁性能
在常温下为不良导体和非磁性材料。
9)抗辐射性能
具有抗辐射作用,不会因为射线的辐射而破坏正常润滑。因此在现代国防工业及尖端科学技术上(如在高辐射强度的外层空间飞行的宇宙飞船、人造卫星及原子反应堆等)是不可少的润滑剂。
10)润滑寿命的影响因素
的润滑效果是否理想,在很大程度上取决于其使用条件和使用环境。如基体表面的物理性质、温度、相对滑动速度、载荷大小和运动方式等都会影响它的润滑寿命。① 表面粗糙度会影响膜层的附着能力,也会影响膜层的厚度,膜层太厚或太薄都不利于润滑,工作的表面粗糙度应达到ra≤0.02μm。另外,工作表面应严格除锈、污渍、氧化物等杂质。② 温度过高可能会使膜层的属性发生变化,改变润滑性能。③ 滑动速度越大,会使温度越高,从而降低薄膜的润滑寿命。④ 载荷越大,接触应力就会越大,基体会产生较大的弹塑性变形,超过薄膜的变形能力而破裂。⑤ 运动方式包括连续转动和摆动。一般来讲,在其他条件相同的情况下,连续转动比摆动的润滑寿命要长。